Голосеменные растения: хвойные

В декабре ты выбираешь ёлку и видишь на её ветках шишки — а вот цветков и плодов на дереве нет и не было никогда. Тем не менее ель размножается семенами: они лежат в шишках открыто, как на ладони. Отсюда и имя группы — голосеменные: семя голое, не прикрытое плодом. Хвойные — сосна, ель, пихта, лиственница и кедровая сосна — главный отряд этой группы, и они правят третью суши планеты: тайга тянется по всей России тысячами километров. Всего в классе хвойных несколько сотен видов: деревья и кустарники, которые уже больше ста миллионов лет держат лидерство там, где другим растениям холодно.

Хвоя: иглы против засухи и мороза

Лист хвойных — хвоя: узкая игла, покрытая плотной восковой кожицей, а устьица спрятаны в углубления. Испарение с такой площади минимальное, поэтому хвоя не боится ни зимнего мороза, ни летней засухи — и держится на ветках несколько лет. Большинство хвойных вечнозелёные, но лиственница осенью желтеет и сбрасывает всю хвою — единственное исключение из наших лесов. Раны на стволе хвойные залечивают смолой — живицей: она затекает в повреждение и запечатывает его от грибов и насекомых. Цветков у голосеменных нет, их опыление — ветроопыление: весной сосна выбрасывает облако жёлтой пыльцы, и её легко увидеть на лужах и на капоте машины. Хвоя заодно выделяет фитонциды — летучие вещества, подавляющие бактерий: недаром воздух хвойного леса считают целебным.

Не только хвойные: гинкго и саговники

Хвойные — лишь самая заметная ветвь голосеменных. Гинкго двулопастный выбивается из общего строя: вместо игл у него широкие веерные листья с вырезкой посередине, осенью они желтеют и облетают. В диком виде гинкго сохранился лишь в немногих уголках Китая, а как дерево для парков и улиц разошёлся по миру: он не боится городского дыма, почти не поражается вредителями и доживает до тысячи лет. Гинкго называют живым ископаемым: его родня мезозойских лесов вымерла, а этот вид дотянул до наших дней почти без изменений. Саговники выглядят как пальмы с жёсткими перистыми листьями и существовали ещё в эпоху динозавров; растут они предельно медленно, а из сердцевины некоторых видов получают крахмал саго.

Сосна и ель: сравнение до мелочей

Разбери приметы по порядку. Сосна — светолюбивая: в густом лесу её нижние ветви отмирают, крона остаётся высоко, а ствол снизу голый. Корни у сосны пластичные: на песке уходят стержнем вглубь, а на болоте расползаются у самой поверхности — поэтому болотная сосна низкая и кривая даже в сотню лет. Ель — теневыносливая: её ельники стоят тёмные и густые, снег на лапах лежит до весны, и под кроной почти ничего не растёт. Хвоя у ели одиночная, четырёхгранная и колючая, у сосны — длинная и парная. Кора у сосны толстая и защищает от низового пожара, а тонкокорая ель от огня гибнет первой. В городе различия видны сразу: сосны вымахивают вдоль дорог на открытом свету, а ели сажают в тенистых дворах, где они выживают даже без полива.

От пыльцы до семени

На одном дереве соседствуют мужские и женские шишки, и выглядят они по-разному. Мужские — мелкие, желтоватые: в них созревает пыльца, у каждого пыльцевого зёрнышка есть два крылышка. Женские шишки — красноватые и липкие, их чешуи несут семязачатки: вот те самые голые семена в ожидании. Пыльца летит по ветру, попадает на семязачаток — это опыление. Дальше происходит то, чего не умели споровые: спермий доходит до яйцеклетки по пыльцевой трубке, прорастающей внутрь, — капля воды больше не нужна. Через год семя созревает: внутри зародыш нового растения и запас питания под плотной кожурой. Шишка к этому времени деревенеет, раскрывает чешуи, и крылатые семена разлетаются. Пыльцы сосна выбрасывает столько, что в хвойных лесах вода в лужах весной желтеет: из миллиардов пылинок на семязачаток попадут лишь единицы — ветер не умеет целиться.

Шишки: два года на одно семя

Мужские шишки сосны мелкие, желтоватые, величиной с ноготь: они сидят тесными группами у основания молодых побегов, высыпают пыльцу и буреют, выполнив работу. Женская шишка первого года красноватая, липкая, размером с горошину: её смолистые чешуи ловят пыльцу, как липкая бумага — мух. Оплодотворение произойдёт лишь через год после опыления, и осенью второго сезона одревесневшая потемневшая шишка раскроет чешуи — крылатые семена вылетят на волю. У кедровой сосны семена крупные, без крылышек: ветер их не унесёт, зато подберут кедровка и белка.

Хвоя#

узкий вечнозелёный лист-игла с восковым налётом и устьицами в углублениях

Живица#

смола хвойных, которая затекает в раны ствола и запечатывает их

Семязачаток#

образование на чешуе женской шишки, из которого после оплодотворения выходит семя

Пыльцевое зерно#

пылинка с двумя крылышками, которую переносит ветер

Пыльцевая трубка#

вырост пыльцевого зерна, по которому спермий доходит до яйцеклетки без капли воды

Шишка#

побег с плотно собранными чешуями, в котором зреет пыльца или семена

Кто живёт за счёт хвойных

Клёст-еловик держит клюв крестом: раздвинув челюсти, он выковыривает семена из еловых шишек и выводит птенцов в феврале, когда в шишках больше всего корма. Кедровка осенью уносит кедровые орехи за километры и прячет их про запас в мшистые кладовые, о которых забывает — из забытых семян весной поднимаются молодые кедры, так птица сажает тайгу. Дятел-желна поступает грубее: выломанную шишку он зажимает в расщелине ствола-«кузнице» и долбит, пока не вынет все семена. А лиственничную хвою и кору ели едят и насекомые: от их нашествий тайга страдает не меньше, чем от пожаров. Синицы и поползни помогают лесу сдерживать их, выискивая вредителей под корой.

Вечная зелень: как хвоя зимует

Будь хвоя обычным листом, зимняя тайга была бы невозможна. Игла мала по площади, покрыта восковой кожицей, а устьица спрятаны в углубления — испарение зимой почти нулевое, и дерево не высыхает, хотя корни упираются в мёрзлую почву. В оттепели хвоя снова фотосинтезирует. Меняется она незаметно: игла сосны служит два-три года, ели — пять-семь, поэтому дерево никогда не остаётся голым. Листопад лиственницы — не слабость, а расчёт: её мягкая хвоя в суровой Сибири вымерзала бы, и дерево предпочитает отращивать новую каждую весну. Поэтому и говорят, что лиственница — самое выносливое дерево тайги: она выживает там, где вечнозелёным соседям не хватает лета.

Как это спрашивают: сосна или ель?

• «Почему у голосеменных нет плодов» — нет завязи, семя лежит открыто на чешуе шишки
• «Чем сосна отличается от ели» — парная хвоя против четырёхгранной, шишки вверх против вниз
• «Как размножаются хвойные» — пыльца с крылышками, семязачаток, пыльцевая трубка
• «Какая хвоя у лиственницы» — мягкая, опадает на зиму
• «Что такое кедровые орехи» — семена кедровой сосны, а не плоды

Образец полного ответа на вопрос «почему у голосеменных нет плодов»: плод образуется из завязи пестика цветкового растения, а цветков и завязи у голосеменных нет. Их семязачаток лежит открыто на чешуе женской шишки — отсюда и название группы. После опыления семя созревает прямо на чешуе, и раскрытая шишка рассеивает крылатые семена. Поэтому шишка — это побег с чешуями, но никак не плод.

Семя — изобретение, которое вывело растения из зависимости от воды. Следующий шаг сделали покрытосеменные: они спрятали семя ещё надёжнее — в плод, а перед этим обставили размножение цветком и наняли опылителей вместо ветра. А про смолу запомни вот что: из древней живицы хвойных лесов получился янтарь — Балтийское море до сих пор выбрасывает на берег окаменевшие капли, внутри которых иногда видно насекомое, пойманное десятки миллионов лет назад. А запах живицы на срезе ветки — надёжный признак хвойного дерева в любое время года.

Подсказка: клавиши J — следующая тема, K — предыдущая, на телефоне: свайп влево/вправо — соседняя тема