какую роль играют голосеменные растения в природе
Значение голосеменных
Значение голосеменных в природе
Голосеменные занимают огромные территории и играют важную роль в формировании растительного покрова. Хвойные породы деревьев образуют большинство лесов Северного полушария. Как и все зеленые растения, голосеменные усваивают углекислый газ из воздуха, образуют органические вещества и выделяют кислород.
Кроме того, хвойные породы выделяют в атмосферу особые летучие вещества, убивающие бактерии, и таким образом очищают воздух. Эти вещества носят название фитонциды (от гр. фитон — растение и цаедо — убиваю).
Многие хвойные неприхотливы, поэтому произрастают в таких условиях обитания, где другие виды древесных растений жить не могут (болота, пески, склоны гор). Это обогащает зеленый покров нашей планеты и предохраняет поверхность Земли от разрушения водой и ветром. Сосны играют важную роль в борьбе с разрушением почвы. Поселившись на сыпучих песках, они укрепляют их своими корнями.
Хвойные леса так же, как и лиственные, задерживают таяние снега, обогащая почву водой. Кроме того, тенистые еловые леса удерживают влагу в почве и регулируют водный баланс на обширных территориях.
Произрастая в условиях невысоких температур и занимая бедные почвы, хвойные леса образуют тайгу, которая препятствует проникновению холодного арктического воздуха в южные районы. Таким образом, хвойные леса смягчают климат средней полосы.
Семенами хвойных питаются многие обитатели леса: белки, дятлы, сойки, клесты, мыши.
Значение голосеменных в жизни человека
Древесина сосны и ели очень однородна, поэтому является прекрасным строительным материалом, сырьем для получения бумаги, тканей. Она идет на изготовление мебели, музыкальных инструментов, шпал. Материал с сайта http://wiki-med.com
В результате подсочки сосны обыкновенной (поранение ствола специальными ножами) получают живицу (смолу). Она используется при изготовлении лаков, скипидара, канифоли и другой продукции. Хвоя сосны, ели, пихты используется для приготовления зубной насты, туалетного мыла, одеколонов, в качестве добавок в корм скоту. Хвоя богата витамином С, поэтому применяется для лечения некоторых заболеваний. В Сибири и на Дальнем Востоке, где произрастают кедровые сосны, их семена кедровые орехи используют для получения масла, кедрового молока.
Хвойные растения — ель, лиственницу, можжевельник, тисс, тую широко используют в озеленении городов и поселков. Многие хвойные растения обладают высокими декоративными свойствами. Они легко подвергаются стрижке и из них можно формировать различные декоративные формы (рис. 95).
Некоторые хвойные растения (ель, сосна, тисс, туя) используются для создания живых изгородей и защитных лесополос.
Значение голосеменных растений в природе
Отдел Голосеменные: значение и черты строения
Систематики насчитывают около 800 видов этих растений. Более 500 из них являются представителями класса Хвойные. Они представлены деревьями или кустарниками, большинство из которых являются вечнозелеными. Тонкие листья голосеменных называются хвоинками. Они имеют вид иголок. У туи, лиственницы и кипариса листья напоминают удлиненные плоские чешуйки.
Значение голосеменных растений в природе
Значение голосеменных заключается в обогащении воздуха кислородом, регуляции таяния снега, ослаблении силы ветров, контроля уровня воды в реках, остановке эрозии песков. В лесах обитает множество животных, которые питаются семенами, шишками и побегами хвойных растений. Это белки, клесты, дятлы, кедровки, бурундуки, грызуны. Некоторые живут в их стволах, используют древесину для создания жилищ.
Ценная древесина
Большое значение голосеменные занимают в деревообрабатывающей промышленности. Их древесина обладает уникальными качествами. Благодаря смоле, которая находится в ее ходах, она долгое время не подвергается разрушению, развитию плесени и поражению насекомыми.
В качестве сырья такая древесина используется для изготовления железнодорожных шпал, столбов линий электропередач, балок для проходов шахт. Большое количество хвойных растений до сих пор используют в качестве топлива.
Самой устойчивой к гниению является древесина лиственницы. Кипарис и тис используют в деревообрабатывающей промышленности. Их древесина имеет красивый рисунок. Самой дорогостоящей является древесина секвойи. Это так называемое «красное дерево».
Для получения бумаги чаще всего применяют сосну. Ее волокна отличаются длиной и наиболее пригодны для этого. А вот древесина кедра хорошо подходит для изготовления музыкальных инструментов.
Целебные свойства
Какой витамин вы принимаете для лечения и профилактики простудных заболеваний? Конечно, С. Он в большом количестве содержится в листве хвойных. Из нее готовят отвары и настойки.
Велико значение голосеменных растений в фармацевтической промышленности. При отравлениях и с целью очищения пищеварительного тракта очень эффективным является активированный уголь. Но не все знают, что его получают в результате сжигания еловой древесины.
Целебными свойствами обладает и смола хвойных. На ее основе получают препараты для заживления ожогов и ран. Из смолы пихты получают камфору. Это вещество стабилизирует деятельность сердечной мышцы, обладает обезболивающими свойствами.
Использование в хозяйственной деятельности
человека
Значение голосеменных растений во многом обусловливают и особенности строения корневой системы. Она хорошо развита, корни способны проникать на большую глубину. Поэтому хвойные высаживают на склонах рек и оврагов с целью предотвращения размывания, выветривания и укрепления почвы. Голосеменные растения также задерживают снег на полях. Это улучшает питание растений весной, когда начинается их развитие.
Семена хвойных являются ценным кормом для животных. Особенно ценятся «кедровые орешки». Так называют семена сибирской сосны, которые содержат питательное и вкусное масло.
Озеленение городов
Голосеменные растения имеют и большое эстетическое значение. Для создания ландшафтов используют тую, можжевельник, кипарис, ягодный тис, голубую ель. Все голосеменные являются многолетними растениями, поэтому при своевременном уходе их красота будет радовать вас продолжительное время. А уж Новый год без праздничной ели и сосны просто невозможен!
Такая широкая область применения хвойных растений приводит к вырубке лесов и сокращению количества некоторых видов. Несмотря на то, что они относятся к возобновляемым ресурсам, ущерб значительно опережает восстановление лесных массивов. Поэтому человек должен научиться рационально использовать этот дар природы.
Итак, значение голосеменных, их роль в природе и хозяйственной деятельности человека велики. Они обогащают атмосферу кислородом, создают большое количество органического вещества, защищают почвы от эрозии. Человек использует голосеменные растения для получения ценной древесины и изделий из нее, лекарственных препаратов и с целью озеленения городов.
Голосеменные растения — общая характеристика и значение в природе
Особое место в природе занимают голосеменные растения. Он включает в себя много классов семейств. Все голосеменные имеют отличительные черты строения и размножения. Отдел имеет важное значение как для природы, так и для хозяйственной деятельности человека. Наукой накоплено немало интересных фактов, касающихся происхождения и жизненного цикла этих растений.
Общая характеристика и отличия
Чтобы узнать, каковы особенности строения голосеменных растений, нужно рассмотреть их структуру в сравнении с покрытосеменными. Главная отличительная черта — растений отдела голосеменных не имеют цветка и плодов. Семена у этой разновидности растений формируются из семязачатков. Вместо цветов и плодов у них имеется шишка. Ее внешний вид и размер может сильно отличаться у разных видов и семейств. У взрослых экземпляров шишки бывают мужскими и женскими. Отличить их можно по внешнему виду. Мужская шишка напоминает кисточку желтоватого цвета, покрытую пыльцой. Женская имеет красновато-коричневую окраску и больше похожа на обычную древесную почку.
Можно назвать еще одну характерную черту этого отдела — все входящие в него растения вечнозеленые. В основном это кустарники и хвойные деревья, гораздо реже можно встретить лианы и листопадные деревья, травянистые виды встречаются реже. Листья голосеменных могут иметь различную форму:
Внутри листьев-чешуек располагаются семяпочки. Листья всех голосеменных покрыты толстой кутикулой. Устья их обычно запаяны смолистым отделяемым.
Среди представителей этого отдела встречаются однодомные (когда на одном дереве растут мужские и женские шишки) и двудомные (шишки разного пола растут на разных деревьях). Корневая система у таких растений стержневая. От главного длинного и толстого корня отходят более короткие боковые ветви. Древесина мощная и хорошо развитая, а сердцевина и кора тонкие и невыраженные, поэтому такие породы высоко ценятся в промышленности. В древесине, листьях и коре содержится большое количество смолы и эфирных масел.
Изучить сходства и отличия голосеменных и покрытосеменных позволяют краткие данные таблицы:
| признак | голосеменные | покрытосеменные |
| форма листьев | хвоя, чешуйки, перистые | пластинчатые, перистые |
| цветки | нет | есть |
| семена | лежат снаружи | внутри плода |
| плоды | отсутствуют | есть |
| корни | есть | есть |
| деревья и кустарники | есть | есть |
| травянистые | есть | есть |
Значение в природе и хозяйстве
Растения отдела голосеменных играют в природе важное значение. Они выполняют следующие функции:
Не менее важное значение имеют растения в народном хозяйстве. Их древесину используют для изготовления мебели, бумаги, музыкальных инструментов и других товаров.
Содержащиеся в растениях эфирные масла и фитонциды используют в фармацевтике, косметологии как эффективные препараты. Прекрасно зарекомендовали себя хвойные породы в ландшафтном дизайне и при создании рекреационных зон.
Классификация отдела голосеменных
Отдел голосеменных состоит из 4 больших классов. Систематика включает в себя:
Наиболее распространенным является класс хвойные. Многообразие его представителей можно найти на всех материках. Чтобы узнать, какие растения относятся к хвойным, необходимо рассмотреть 7 семейств этого класса:
Наиболее типичным представителем класса гнетовых является хвойник (из семейства эфедровых). Класс гинкговые включает в себя единственного представителя — дерево гинкго, произрастающее в Китае и Японии.
Особенности размножения и эволюция
Размножение голосеменных растений протекает по довольно простой схеме. В мужских шишках вызревает большое количество пыльцы (гаметофитов). Она разносится ветром на довольно большие расстояния. У каждого зернышка есть особое приспособление, которое называется пыльцевым мешком. Переносясь с потоками воздуха, пылинки попадают на семязачатки женских шишек, и происходит опыление. Обычно этот процесс происходит в теплое время года — в конце весны или начале лета. После завершения процесса чешуйки женских шишек складываются и промежутки заполнит смола. Внутри запускается процесс оплодотворения. В женской шишке находится зародышевый мешок. Он, в свою очередь, тоже проходит несколько стадий развития. Когда 2 половые клетки сливаются, образуется зародыш — зигота. Впервые представители голосеменных возникли еще в Палеозое и быстро стали одними из важнейших представителей флоры того периода. Идиоадаптация произошла по нескольким эволюционным признакам:
Все эти факторы дали возможность голосеменным быстро увеличить свою численность и расселиться по всей планете.
Семейство сосновые
В отличие от других групп, представители этого семейства произрастают только в северном полушарии. Отдельные виды можно обнаружить даже за полярным кругом. Исключение составляет сосна Меркуза, растущая ниже линии экватора. Наиболее крупными родами семейства являются пихта, ель, сосна обыкновенная и лиственница. Широкое разнообразие этих деревьев представлено в российских лесах. Чаще всего сосновые — это вечнозеленые деревья, однако встречаются также листопадные и даже стелющиеся кустарники. Длина иголок или чешуек составляет у разных пород от нескольких мм до 35 — 45 см. Хвоя держится на ветвях от 3 до 7 лет. Лишь у лиственницы она меняется ежегодно. Иголки или листочки могут располагаться на ветках поодиночке или пучками.
Все сосновые отличаются разнообразной фактурой древесины. Из нее во все времена создавались жилые и хозяйственные здания, культовые постройки. В последнее время древесина хвойных особо ценится в производстве бумаги благодаря своим длинным волокнам.
Разновидности кипарисовых
В этом семействе биологи описали более 130 видов вечнозеленых растений — деревьев, кустарников и стелющихся. Встречаются они в Северной Америке, Восточной Азии, а также в южном полушарии. В России кипарисовые представлены можжевельником и туей, в Крыму — кипарисами. Основная масса пород имеет мелкие листья в форме иголок или чешуевидные, богаты смолой, эфирными маслами и терпенами. Листья расположены супротивно или собраны в мутовки. Древесина отличается прочностью и высокой плотностью.
Мужские шишки имеют небольшой размер, растут по отдельности друг от друга. Тычинки отличаются коротким черешком и широкими чешуйками, зерна пыльцы расположены свободно. Женские шишки имеют деревянистую структуру, располагаются парами или собраны в мутовки. Иногда вместо обычных шишек у растений имеются шишкоягоды. Семена могут быть крылатыми или бескрылыми, имеют небольшое количество семядолей (от 2 до 6).
Представители тисовых
Первые тисовые появились на земле еще в юрском периоде. В настоящее время насчитывается примерно 24 вида этого семейства. Все представители покрыты листьями-хвоинками, которые бывают широкими или узкими. Шишки по форме напоминают колоски, растут на кончиках побегов или по бокам. Семена имеют красноватую окраску и покрыты толстой мясистой оболочкой. Растут тисовые преимущественно в северных широтах, однако встречаются в разных климатических поясах. Все виды этого семейства высоко ценятся за красивую древесину. Некоторые разновидности имеют высокие декоративные свойства и применяются в ландшафтном дизайне.
Значение голосеменных растений в природе и жизни человека
Общие сведения
Во время эволюционного развития в палеозойской и мезозойской эпохах голосеменные растения преобладали среди остальных. Разновидности, доминировавшие в тропических широтах, имели большие рассеченные листья (наподобие пальм). Зеленые органы деревьев в северных регионах более мелкие (напоминали иголки). Это обусловлено низкой воздушной влажностью. Биологическое значение голосеменных растений в природе:
Тайга является родным домом для большинства популяций животных и пернатых. Леса позволяют обеспечить им пропитание, защиту, подходящие условия для размножения и развития детей.
Сегодня территории хвойных лесов резко снижаются по различным причинам, к их уменьшению приводят пожары, вырубка деревьев, очистка участков под промышленные заводы, населенные пункты и дороги. Негативно отражаются мероприятия, которые связаны с добычей ресурсов, осушением болотистой местности и затоплением площадей. Важное свойство голосеменных — очищение воздуха от углекислого газа и насыщение кислородом.
Описание вида
Первые растения в экосистеме, которые размножаются семенами, образовались в начале девонской эпохи. Но их превосходство над споровыми началось в более позднюю эру. Исследователи объясняют такое событие климатическими изменениями: дождями в мезозойскую эпоху и дальнейшим снижением температуры.
Значение голосеменных в жизни человека и природе отличается с учетом вида деревьев. Особенности и схема развития растений позволяют отнести все разновидности к высшей флоре, у них в наличии генеративные органы, отростки и корневая система.
Деревья, которые размножаются с помощью семян, имеют определенное доминирование над споровыми. Главное их отличие заключается в следующем:
Особенности голосеменных
Основное значение голосеменных в природе и для жизни человека определяется строением растения. Есть приблизительно 800 разновидностей, половина из них относится к хвойным. Их семя расположено открыто, сверху чешуек. Единственной защитой является оболочка. Уменьшить испарение с поверхности стало возможно только благодаря устьицам, которые появились в процессе эволюции.
Хвойные растения могут иметь высоту 30—60 м, но существуют отдельные разновидности, которые достигают более 120 м, сюда относится мамонтовое дерево. Дополнить диаметр ствола дерева позволяют клетки камбия, которые погибают через определенное время. Это создает отличную защиту от ветра. Кора имеет большое количество канальцев со смолой, вытекающей через травмированные места на стволе, залечивая эти участки. Также немаловажное значение голосеменных — вырабатывание углерода, который затем переходит в отложения.
Способы размножения
Чтобы лучше определить, какую роль играют голосеменные растения в природе, нужно знать их способы размножения. В качестве примера можно описать сосну, ее семена образуются, когда дерево достигает возраста 11—16 лет. Шишки являются органами, в которых созревают пыльцевые зерна и семенные зачатки.
Сосна — однодомное дерево, имеющее органы размножения женского и мужского пола. Первые окрашены в красный цвет и обладают прочно соединенными чешуйками. Расположены возле вершины побега. На каждой чешуйке находятся два зачатка.
Мужские шишки вырастают около основания побегов. Имеют желто-сероватый оттенок. На чешуйках находятся два пыльника, в которых появляется пыльца. Зерна имеют несколько оболочек, между ними находятся полости, наполненные воздухом. Такая особенность дает возможность пыльце перелетать далеко от места произрастания дерева. Основные этапы опыления:
Одна и та же сосна может содержать семя на различных этапах развития. Оно похоже на цветочное, но в нем эндосперм образуется из заростка.
Семя устойчиво к агрессивным климатическим условиям. Может выдерживать сильные заморозки и прорастать на скалистых поверхностях. Эти и некоторые иные особенности определяют значение растений.
Значение для людей
Хозяйственное использование голосеменных началось с древних времен. Сегодня трудно себе представить некоторые сферы промышленности и быт без этих растений. Интересно узнать, в чем заключается хозяйственное значение голосеменных растений, а также каково их применение в иных областях:
Сосна и ель
Сосна является классическим представителем флоры тропических гор и умеренных климатических широт. Имеет быстрый рост, нуждается в освещении. Может формировать смешанные леса или бор на песчаном грунте. Живет до 300 лет. Древесина этой хвои используется при сооружении вагонов, самолетов, мебели, кораблей.
Корабельную смолу, скипидарный раствор и канифоль делают из живицы. Побеги дерева являются сырьем для изготовления медикаментозных препаратов из-за большого количества витамина C. Также в медицинских целях используются пыльцевые зерна. Сосна является самым частым представителем хвойных деревьев.
Ель произрастает в Евразии. Длительность жизни составляет до 250 лет. Есть чистые ели и с примесью иных хвойных сортов. Древесина является великолепным материалом для строительства, используется в качестве топлива. Применяется для получения целлюлозы, необходимой для изготовления бумаги. Кора имеет множество дубильных веществ.
Тис и кедр
Тис является единственным деревом, выдерживающим полную тень. Всего существует восемь видов этих растений. Все они вечнозеленые, произрастают в Северном полушарии. Длина хвои составляет 4—5 см, ширина — до 4 мм. Тисы относятся к двудомным растениям. Широко используются в качестве сырья для строительных, столярных и токарных работ. Из тиса строят дома, изготавливают мебель. Основная ценность — устойчивость к загниванию.
Кедр растет в Сибири, Гималаях, возле побережья Средиземного моря. Дерево вырастает в высоту до 30—50 метров. Его древесину используют для строительства кораблей. Также часто применяют в озеленении. Ценны антимикробные свойства дерева. Все кедры начинают давать плоды в 35—50 лет и плодоносят до 200 лет.
Лиственница и пихта
Лиственница является типичным деревом для североамериканского материка и Евразии. С наступлением зимы у растения опадает хвоя, что не отмечается у остальных голосеменных. Растение стойко переносит заморозки, но любит освещение. Имеет древесину красного оттенка, которая стойко переносит повышенную влажность. Из этого дерева изготавливают бумажные изделия, опоры в шахтах, шпалы. Часто используется в строительстве кораблей.
Ареал пихты очень большой. Эта хвоя отлично может переносить тень и заморозки. Ветки, находящиеся на земле, способны легко пускать корни. Прорастает как на скалах, так и на равнинном участке. Древесина — великолепное сырье для поделок, применяется в качестве строительного материала, используется для производства бумаги. Из иголок делается эфирное масло. Бальзамы и камфару изготавливают из побегов. Существуют декоративные деревья, они нашли применение в ландшафтном дизайне.
Можжевельник и кипарис
Можжевельник произрастает практически в любых климатических условиях в Северном полушарии. При самостоятельных насаждениях образует светлый лес. Все разновидности представлены кустарниками и низкорослыми деревьями. Материал чаще всего применяется для поделок и в строительных работах. Саниболь — ядовитое вещество, которое содержится в побегах. Используется для изготовления лекарственных препаратов.
Кипарис растет в Северной Америке и Европе. Крона может быть раскидистая или иметь пирамидальную форму. Это мягкий и податливый материал для поделок. Из древесины изготавливают мебель.
Рассмотрев кратко описание голосеменных, становится понятна их роль в жизни человека и в природе. Они защищают грунт от эрозии, создают множество органических веществ, насыщают атмосферу кислородом. Люди используют эти растения для заготовки древесины, озеленения городов и изготовления медицинских препаратов.