Gymnospermae adalah tanaman benih tertinggi yang tidak memiliki bunga dan tidak membentuk buah. Benih mereka terletak secara terbuka di bagian dalam daun bersisik, yang membentuk kerucut. Gymnospermae adalah tanaman darat pertama yang sesungguhnya, karena mereka tidak membutuhkan air untuk pupuk.

Masa kejayaan gymnospermaum milik era Paleozoikum dan Mesozoikum. Dalam proses evolusi, gymnospermae berevolusi dari pakis. Bentuk transisi yang telah punah - pakis biji. Dalam penampilan, tanaman ini dekat dengan pakis, tetapi memiliki ovula yang terletak langsung di daun, yang memberi alasan untuk menyebut kelompok ini sebagai pakis Benih.

Tahap dominan adalah sporofit.

Batang (sebagian besar) berkembang dengan baik, berkayu. Batang termasuk kulit kayu, dan inti yang diekspresikan dengan lemah. Jaringan konduktif diwakili oleh tracheid (struktur yang secara evolusi lebih kuno dari trakea). Di kulit kayu dan jenis konifera ada bagian-bagian resin - ruang antar sel diisi dengan minyak esensial dan tar, yang disekresikan oleh sel-sel yang melapisi kanal. Resin melindungi tanaman dari penetrasi mikroorganisme dan serangga. Percabangan batang bersifat monopodial, yaitu menembak apikal berlangsung seumur hidup. Ketika pucuk apikal dihilangkan, pertumbuhan tinggi tanaman berhenti.

Daun runjung kecil, bersisik atau berbentuk jarum disebut jarum. Biasanya mereka tinggal di pohon selama 2-3 tahun. Jarum ditutupi dengan kutikula. Stomata sangat terbenam dalam jaringan lembaran, yang mengurangi penguapan air.

Sistem root biasanya sangat penting. Akar utama didefinisikan dengan baik, menembus jauh ke dalam tanah. Akar lateral pendek sering mengandung mikoriza.

Gymnospermaum disesuaikan dengan kehidupan di darat dalam banyak hal lebih baik daripada tanaman spora. Reproduksi mereka tidak terkait dengan adanya uap air, karena serbuk sari dibawa oleh angin dari sporofit jantan ke betina. Pemupukan dilakukan menggunakan tabung serbuk sari. Berkat pengembangan kayu cambium dan sekunder, banyak gymnospermae mencapai ukuran besar.

Kerucut jantan terletak di antara jarum di pangkal tunas muda. Mereka dibentuk oleh mikrosporofil (sisik), yang membawa 2 mikrosporangia (kantung serbuk sari), di mana spora berkembang. Kerucut jantan memiliki warna kuning kehijauan.

Kerucut wanita terletak di puncak tunas muda lainnya. Mereka memiliki warna coklat atau merah-coklat. Kerucut betina terdiri dari sisik biji (megasporofil) dengan 2 ovula dan penutup sisik steril. Ovules (ovula) adalah formasi dari mana biji berkembang. Terletak di permukaan skala benih secara terbuka

· 2 - kerucut wanita

· 3 - sisik benih dengan 2 kuman (tampilan atas)

· 4 - skala persembunyian dan benih (tampilan bawah)

Siklus hidup tumbuhan runjung (misalnya, pinus).

Pine adalah tanaman monoecious. Pada musim semi, beberapa tunasnya berbentuk kerucut - jantan dan betina. Mikrospora kerucut jantan diisi dengan mikrosporosit (2n), yang setelah meiosis membentuk 4 mikrospora haploid. Mikrospora ditutupi dengan membran spora dan membentuk butiran serbuk sari, di mana gametofit jantan terbentuk, termasuk 1 sel vegetatif dan 1 sel generatif. Membran spora membentuk dua kantung udara, yang memfasilitasi transfer serbuk sari oleh angin jarak jauh.

· A - kerucut jantan;

· B - mikrosporofilum (1) dengan microsporangia (2);

· In-pollen: 3 - sel vegetatif; 4 - sel generatif; 5 - dua kantong udara

Setelah dinding microsporangia pecah, butiran serbuk sari tersebar oleh angin dan jatuh pada kerucut betina.

  Megasporangium adalah bagian dari ovula, ditutupi dengan integumen (penutup) dan dengan bantuan kaki yang melekat pada sisik biji (megasporophylls).

A - kerucut perempuan

a - sisik bersembunyi

b - sisik biji

c - ovula pada sisik seminalis

1 - kulit biji dari bawah

2 - sisik benih di atas,

3 - kuman sectional (di dalam megasporangium, di dalamnya archegonium ditutupi dengan integumen dari luar)

Megasporangium hanya mencakup satu megasporocyte (2n), yang setelah meiosis membentuk 4 spora haploid, tiga di antaranya berkurang. Megaspore yang tersisa membentuk gametofit betina, yang tidak meninggalkan megasporangia. Pada gametofit, archegonies terbentuk mengandung telur.

Penyerbukan dalam pinus terjadi pada akhir Mei - awal Juni. Setelah berada di ovula, serbuk sari menempel ke cairan lengket, yang, menguap, menariknya ke dalam sel telur. Serbuk sari berkecambah: tabung serbuk sari terbentuk dari sel vegetatif, 2 sperma dari sel generatif (oleh mitosis). Sperma ditransfer secara pasif ke archegonia melalui tabung serbuk sari. Satu sperma membuahi sel telur, yang kedua mati.

Zigot terbentuk setelah fusi sel-sel benih memunculkan embrio, dan sel telur memunculkan benih. Benih terdiri dari:

Embrio (2n)

Kulit biji (2n) - terbentuk dari integumen

· Stok nutrisi - endosperma (n) - terbentuk dari tubuh gametofit.

Embrio yang sedang berkembang mengandung akar, tangkai, beberapa kotiledon (daun germinal), dan ginjal. Biji pinus matang pada musim gugur tahun depan. Biasanya, di musim dingin, sisik biji lignifikasi menyimpang, dan biji dengan pelengkap pterigoid dibawa oleh angin. Setelah dalam kondisi yang menguntungkan, biji berkecambah, sehingga menimbulkan sporofit - tanaman berdaun besar.

Pohon pinus   - tanaman fotofil, ringan ke tanah. Tumbuh di pasir, di bebatuan, di rawa-rawa. Bergantung pada tempat pertumbuhannya, ia berkembang baik akar utama atau sistem akar lateral. Akar dengan baik, yang berkontribusi pada konsolidasi tanah. Pinus yang tumbuh di hutan dapat mencapai ketinggian 40 m. Memiliki batang lurus, ditutupi dengan kulit kayu merah-coklat. Batang tipis rendah ditemukan pada pinus yang tumbuh di rawa. Kehidupan pinus adalah 350-400 tahun.

Spruce tidak seperti tanaman toleran naungan pinus. Cemara mengembangkan mahkota piramidal yang tebal. Cabang-cabang yang lebih rendah biasanya tidak mati, tetapi tetap ada, oleh karena itu hutan pohon cemara gelap. Pohon cemara lebih menuntut kondisi lingkungan dan tumbuh di tanah yang lebih subur dan cukup lembab. Sistem akarnya kurang berkembang dibandingkan dengan pohon pinus, dan terletak lebih dangkal, sehingga angin kencang dapat "menarik" pohon dengan akar. Daun pohon cemara - jarum - berbentuk jarum, terletak secara terpisah pada pucuk dan disimpan di pohon selama 7-9 tahun. Jika kerucut pinus memiliki panjang 4-5 cm, maka secara cemara panjangnya 10-15 cm dan berkembang dalam waktu satu tahun. Reproduksi dalam cemara terjadi dengan cara yang sama seperti pada pinus. Rentang hidupnya 300-500 tahun.

Konifer juga larch. Ini tahan terhadap salju parah di Siberia dan Yakutia. Jarumnya jatuh untuk musim dingin, itulah sebabnya namanya terhubung.

Daya tahan luar biasa sequoia, atau pohon mammoth. Durasi hidupnya adalah 3-4 ribu tahun.

Di hutan pinus dan hutan campuran, di bukit kering, juniper umum ditemukan - semak hijau dengan daun jarum. Kerucutnya yang khas memiliki sisik yang tidak tampak dan menyerupai buah bluish yang berdaging.

Nilai tumbuhan runjung .

Seperti semua tanaman hijau, mereka membentuk bahan organik, menyerap karbon dioksida dan menghasilkan oksigen. Hutan jenis konifer menunda pencairan salju dan memperkaya tanah dengan kelembaban. Pine melepaskan phytoncides - zat yang mudah menguap dengan aksi antibakteri. Mereka melestarikan struktur tanah dan melindunginya dari kerusakan (pinus).

Seorang pria menggunakan tumbuhan runjung sebagai bangunan berharga dan bahan ornamen ("pinus kapal", "mahoni" - kayu sequoia, kayu larch yang tahan terhadap pembusukan). Kayu cemara digunakan untuk pembuatan kertas. Dari tumbuhan runjung menerima terpentin, rosin, lilin penyegel, pernis, alkohol, plastik. Minyak nabati dihasilkan dari biji pinus cedar Siberia. Biji pinus cedar dapat dimakan. Biji konifera memakan beberapa penghuni hutan. Kerucut Juniper digunakan sebagai obat. Banyak tumbuhan runjung membudidayakan sebagai tanaman hias.

Pekerjaan rumah

1. Biji pinus Siberia disebut kacang pinus. Jelaskan apakah nama itu valid secara ilmiah.

2. Para ilmuwan telah menemukan bahwa tumbuhan runjung (cemara, pinus) kurang tahan terhadap polusi udara industri daripada pohon gugur. Jelaskan alasan fenomena ini.

· Berbagai zat berbahaya mengendap di daun.

· Pada tanaman gugur, daun gugur setiap tahun, dan zat berbahaya dihilangkan bersama mereka, pada tanaman konifera daun hidup 3-5 tahun atau lebih, sehingga zat berbahaya tidak dihilangkan dan menyebabkan keracunan tubuh.

3. Berikan jawaban terinci untuk pertanyaan itu. Apa karakteristik tumbuhan runjung?

4. Mengapa pada bulan Agustus di hutan konifer di bawah pohon-pohon Anda dapat melihat banyak jarum jatuh, tetapi di hutan gugur daun tahun lalu hampir tidak ada? Bagaimana ini mempengaruhi kesuburan tanah?

· Jarum mengandung banyak zat resin yang menyulitkan mikroorganisme untuk menguraikannya.

· Selain itu, di hutan konifer, dalam kondisi naungan, suhunya lebih rendah dan laju dekomposisi rendah.

· Karena dekomposisi yang lambat dan pencucian bahan organik, tanah di hutan konifer mengandung sedikit humus.

5. Apa set kromosom yang merupakan karakteristik untuk sel serbuk sari dan sperma pinus? Jelaskan sel awal mana dan sebagai hasil dari pembelahan apa yang dibentuk sel-sel ini?

6. Mengapa hama lebih hidup di pohon pinus tua yang sakit?

Jawabannya adalah:

· Banyak tar menonjol di pohon-pohon muda,

· resin mengandung terpentin yang mengusir hama.

· Pohon-pohon tua adalah tempat perlindungan yang lebih nyaman.

7. Apa keuntungan dari perbanyakan tanaman dengan biji dibandingkan dengan spora?

8. Apa perbedaan antara biji pinus dan spora pakis dan apa persamaannya?

Dalam siklus hidup, pinus Skotlandia mendominasi sporofit   - pohon dewasa, termasuk: root, bagasi, cabang   (Tunas memanjang) tunas pendek, pergipria dan wanita benjolan.

Sistem akar akar pinus mencapai kedalaman 20-30 m dan dapat bersimbiosis dengan miselium (tubuh) jamur, misalnya, mikoriza   (akar jamur). Hifa (hasil miselium) menjalin akar pinus dari ujung ke zona isap dan menembus ke dalam, menghubungkan ke bundel konduktif. Menyerap bahan organik dari tanaman, jamur memasok air dengan mineral ke tanaman.

Batang - batang lignifikasi vertikal mencapai ketinggian 30-40 m Cabang-cabang (pucuk memanjang) pada batang bersirip, ditutupi dengan sessile, daun seperti bersisik berwarna coklat bersisik dan diakhiri dengan tunas coklat berbentuk ovoid, berbentuk kerucut, berwarna coklat. Dalam sinus bersisik daun berkembang tunas pendek, di mana dua daun tumbuh - jarum. Sepasang daun pinus, panjang 3-8 cm, tebal 1,5–2 mm, ditutupi dengan sarung di pangkalan, berfungsi (hidup) 3-5 tahun dan jatuh bersamaan dengan pucuk yang diperpendek.

Laki-laki benjolan - Spikelet yang mengandung spora (strobile), terbentuk pada pegas di pangkal tunas muda yang memanjang. Mereka dirakit pada sumbu yang sama. Setiap individu kerucut 8-12 mm, kuning atau merah muda, terdiri dari poros pendek ( poros), tempat daun bantalan spora tereduksi secara spiral - mikrosporofil. Di bagian bawah mikrosporofil ada dua microsporangia. Dalam microsporangia - ruang serbuk sari, sebagai akibat dari pembelahan meiosis sel diploid dari jaringan sporogen, haploid mikrospora. Pada gilirannya, mikrospora membelah dengan mitosis dan membentuk empat sel gametofit jantan – serbuk sari. Butir Serbuk Sari Termasuk vegetatif, generatif   (Antiridial) dan dua primal   sel. Sel-sel prothalic cadangan, oleh karena itu, tertinggal dalam beberapa waktu dalam pertumbuhan, mereka memberikan sumber dayanya untuk pengembangan sel-sel generatif dan vegetatif, dengan cepat mengalami degenerasi dan menghilang. Sel serbuk sari dikelilingi oleh dua cangkang - luar, tebal - exino   dan batin, halus - keintiman.   Di dua tempat, exin tidak menyatu dengan intin, membentuk pembengkakan - kantong udara.

Kerucut wanita benjolan, Panjang 3–7 cm, muncul di bagian atas pucuk yang memanjang sendirian atau dalam kelompok 2-3 pcs. Terdiri dari porosyang diatur secara heliks coverslips   dan biji   timbangan - megasporofil   (Daun spora-bantalan betina). Di sisi atas sisik benih, di pangkalan mereka, ada dua benih benihditutupi dengan coverlips. Bibit benih adalah jaringan megasporogen - nucellusdikelilingi oleh jaringan integumen - integumen. Di bagian atas primordium biji, menghadap sumbu kerucut, masih ada lubang di integumen - pengumpan serbuk sari ( mikropil).

Pada musim semi (Mei) setelah pematangan serbuk sari, mikrosorangia kerucut jantan terbuka dan serbuk sari dibawa oleh angin. Penyerbukan   - Ini adalah proses mendapatkan serbuk sari pada mikropil benih kuman. Selama penyerbukan, skala kerucut wanita terbuka lebar. Pollen dimasukkan oleh arus udara (angin) di antara sisik, menempel pada cairan lengket yang dilepaskan dari mikropil. Karena pengeringan cairan perekat, serbuk sari ditarik melalui lubang masuk serbuk sari ke nucellus. Setelah penyerbukan, mikropil menyembuhkan, sisik kerucut perempuan menutup, dan seluruh kerucut disegel (diisi) dengan resin dari luar. Setelah kontak dengan nucellus sel vegetatif   kecambah serbuk sari ke dalamnya tabung serbuk sari. Generatif sel memasuki sel vegetatif dan bergerak di bagian apikalnya. 13 bulan berikutnya, tabung serbuk sari perlahan-lahan tumbuh menjadi nucellus, ke arah gametofit betina masa depan.

Fig. 40. Diagram siklus hidup pinus Skotlandia

Fig. 41. Siklus hidup pinus Skotlandia

Satu bulan setelah penyerbukan, satu sel nucellus - archesporial   sel membelah meiosismembentuk empat haploid megaspores. Tiga dari mereka mati, dan megaspore keempat, yang paling jauh dari mikropil, mulai tumbuh. Perkembangannya di megagametofit   (gametofit betina) dimulai enam bulan setelah penyerbukan dan membutuhkan enam bulan lagi untuk menyelesaikan pembentukannya. Selama waktu ini, sel megaspore melalui pemisahan mitosis meningkatkan jumlah nukleusnya menjadi sekitar 2000 pcs. Pada 13 bulan setelah penyerbukan di megaspore terjadi sitokinesis   - pemisahan sel berinti banyak dengan dinding sel yang melokalisasi nukleus dalam sel individual. Jaringan haploid yang berpendidikan disebut endosperma. Pada 13-15 bulan setelah penyerbukan, dua hingga tiga sel tereduksi terbentuk dari sel endosperma lebih dekat ke mikropil archegonia   dengan sel telur   di tengah. Endosperma dengan dua archegonium adalah gametofit betina(semai).

Selama pembentukan gametofit betina tabung serbuk sari   (Sel vegetatif) tumbuh melalui nucellus dan endosperma, memasuki salah satu archegonia. Sampai di sini generatif   sel serbuk sari di dalam sel vegetatif (tabung serbuk sari) dibagi menjadi dua sel anak - steril   (kandang) dan spermatogenik   (sel tubuh). Kemudian sel spermatogenik dibagi menjadi dua sperma. Tabung serbuk sari dengan dua sperma di tengah sepenuhnya mengembangkan gametofit jantan. Setelah menembus archegonium dan mencapai telur, bagian apikal dari dinding sel tabung serbuk sari dihancurkan, sitoplasma mengalir ke rongga archegonium, dan salah satu sperma bergabung dengan telur, membentuk zigotSperma lain mati. Proses pembuahan terjadi sekitar 13-15 bulan setelah penyerbukan. Telur yang telah dibuahi (zigot) dari semua archegonia (polyembryology) biasanya dibuahi dan mulai berkembang menjadi embrio, namun, sebagai suatu peraturan, hanya satu embrio yang sepenuhnya terbentuk.

Enam bulan ke depan (6 bulan) setelah pembuahan terjadi biji   dari benih benih: zigot berkembang menjadi janin, endosperma   tetap sebagai jaringan penyimpanan benih, bentuk integumen mantel biji dengan perkembangan pterigoid, nucellus dihabiskan untuk pengembangan endosperma   dan janin. Biji pinus hitam biasa dengan diameter 4-5 mm, dengan pertumbuhan pterygoid membran dari panjang benih 12-20 mm, sepenuhnya matang pada November-Desember, 18-21 bulan setelah penyerbukan. Kerucut betina pada saat jatuh tempo menjadi kusam dari abu-abu muda sampai abu-abu hijau; buka (buka sisik-sisik mereka) dari Februari hingga April dan segera rontok.

Angiospermae   atau Tanaman berbunga -departemen tanaman benih yang lebih tinggi, kekhasan di antaranya adalah kehadiran bunga   - Organ reproduksi seksual, di mana buah daun (alu) melampirkan dasar benih. Fitur lain dari angiospermae adalah pembentukan dalam benih benih gametofit betina tujuh sel - kuman kuman   dan pembuahan di dalamnya dua sel (telur dan sel diploid pusat) - pembuahan ganda. Departemen angiospermae memiliki lebih dari 250 ribu spesies tanaman.

Nenek moyang gymnospermae adalah pakis biji, yang muncul dari pakis pohon. Semua perwakilan mereka adalah tanaman kayu dengan siklus pengembangan yang kompleks, di mana generasi aseksual mendominasi dalam bentuk pohon itu sendiri, dan generasi seksual sangat disederhanakan dan berkembang pada generasi aseksual. Setelah pembuahan, embrio terbentuk, direndam dalam benih yang diletakkan terbuka di permukaan skala benih, maka nama itu - gymnospermae (kami akan mempertimbangkan siklus pengembangan secara rinci di bawah ini menggunakan conifer sebagai contoh).

Kelas yang paling kuno - pakis biji - telah mati sepenuhnya. Menurut data paleontologis, mereka memiliki batang lurus yang tidak bercabang dengan roset daun besar di atasnya. Sporangia berkembang pada daun khusus, yang kemudian berubah menjadi biji, dengan embrio kecil tanaman masa depan.

Kelas Ginkgo juga sangat kuno, dari mana satu spesies Ginkgo bilobate dilestarikan - Ginkgo b i 1 o b a, pohon dengan daun bilobate berbentuk kipas. Ini jarang ditemukan liar, dibudidayakan di Cina, Jepang dan di kebun raya.

Yang paling penting dalam praktik alam dan manusia adalah perwakilan dari kelas konifer - Coniferae, didistribusikan secara luas ke seluruh dunia. Mereka mendominasi di zona taiga. Di Uni Soviet, 75% hutan terdiri dari tumbuhan runjung. Semua tumbuhan runjung dicirikan oleh percabangan monopodial (tidak terbatas) dan penebalan sekunder batang, kehadiran hanya trakeid di kayu dari unsur konduktif, dan daun berbentuk jarum atau bersisik. Semuanya adalah pepohonan hijau, dengan pengecualian beberapa genera, termasuk genus larch, yang spesiesnya membuang jarum untuk musim dingin.

Kami akan mempertimbangkan siklus pengembangan tumbuhan runjung dengan contoh Scots pine - Pinus sylvestris. Pohon pinus yang tumbuh bebas mekar dari usia 15, berbunga di hutan dimulai setelah 25-30 tahun. Perbungaan jantan dan betina - kerucut terbentuk di pertengahan atau akhir Mei di satu pohon (pinus adalah tanaman monoecious). Kerucut jantan kuning kecil, sekitar 5 mm, penuh sesak - masing-masing 15-30. di dasar pemotretan muda (Gbr. 66). Setiap kerucut terdiri dari sumbu pendek dengan sisik memanjang yang terletak di atasnya: di sisi bawah ada dua kepala sari berbentuk oval tempat serbuk sari terbentuk. Setiap serpihan dengan dua kepala sari adalah benang sari.

Di dalam kepala sari ada jaringan arkesporia, sel-selnya, seperti pada sporangia pakis, membelah secara reduksi, kemudian karyokinetik, sebagai akibatnya terbentuk empat sel haploid - serbuk sari pinus. Setiap setitik debu terdiri dari satu sel dengan dua cangkang, dan cangkang atas di dua tempat berangkat dari bawah, membentuk kantung udara, yang mengurangi gravitasi spesifik serbuk sari dan memfasilitasi transfernya oleh angin pada jarak yang jauh. Ketika serbuk sari matang, kepala sari meledak, serbuk sari tumpah keluar dan dibawa oleh angin. Pengembangan lebih lanjut dari serbuk sari terjadi pada kepala sari. Inti serbuk sari dibagi menjadi dua (Gbr. 67). Satu tetap menjadi inti dari sel serbuk sari dan sekarang disebut inti dari sel vegetatif. Inti kedua, membelah, membentuk inti dari empat sel kecil. Salah satunya, biasanya lebih besar, menjadi sel anteridial, tiga lainnya larut. Sel anteridial membelah dan membentuk dua sel generatif - sperma (gamet jantan). Selama waktu ini, serbuk sari dipindahkan dari kepala sari oleh angin ke permukaan ovula dan tumbuh. Kulit luarnya meledak, dan bagian dalam memanjang ke dalam tabung serbuk sari, ke mana sitoplasma dengan inti sel vegetatif dan dua sperma meluap (mereka tidak dapat bergerak secara independen).

Sangat kecil, panjang 3-4 mm, kerucut pinus betina membentuk 2-3 pcs. di atas tunas muda (lihat Gambar 66, 6).

Mereka terdiri dari sumbu pendek, di mana timbangan yang diatur berbeda dalam ukuran dan bentuk. Beberapa - sangat kecil - disebut timbangan bersembunyi, dalam sinus mereka sisik biji berdaging lebih besar. Di sisi dalam sisik mani, di bagian paling bawahnya, dua badan oval berkembang - dua ovula (ovula).

Ovules memiliki struktur yang kompleks. Dari atas mereka ditutupi dengan jaringan khusus - penutup, ujung-ujungnya di bagian atas ovula tidak menutup, membentuk lubang sempit - jalur serbuk sari (Gbr. 67, d). Di bawah penutup adalah tubuh multiseluler ovula, nucellus. Salah satu sel nucellus tumbuh dengan cepat dan membelah dua, pengurangan pertama, kemudian karyokinetik, membentuk empat sel haploid yang terletak satu di atas yang lain. Tiga sel atas larut, yang keempat, tumbuh, mengisi bagian dalam ovula, hanya lapisan tipis yang tersisa di bawah penutup nucellus. Sel haploid yang besar ini disebut kantung embrio. Intinya dibagi berkali-kali, sel muncul dan rongga kantung embrionik diisi dengan jaringan-endosperma. Kemudian, dua sel yang lebih besar terbentuk di bagian atas endosperma - telur (gamet betina) dan di atasnya masing-masing empat sel kecil membentuk saluran yang mengarah ke sel telur. Ini mengakhiri pengembangan ovula pinus sebelum pembuahan.

Pada saat ini, timbangan kerucut betina bergerak terpisah, tidak terikat, dan serbuk sari ditiup ke permukaan ovula oleh angin dalam pemasukan serbuk sari. Serbuk sari pinus terletak di sana selama satu tahun dan hanya tumbuh di musim semi berikutnya. Pada tumbuhan runjung lainnya, ia tumbuh segera.

Serbuk sari pinus tumbuh setelah satu tahun membentuk tabung serbuk sari yang tumbuh di sel telur. Inti sel vegetatif larut pada saat ini, isi tabung serbuk sari meluap ke dalam telur, dan sperma pertama bergabung dengan inti telur, dan sperma kedua larut. Sel telur yang telah dibuahi menjadi sel zigot diploid, ditutupi oleh membran. Telur kedua dilarutkan.

Zigot membelah dan kuman terbentuk darinya dengan dasar-dasar akar (lihat Gambar 66, 14) dari tangkai dan dengan empat hingga delapan kotiledon, setelah itu berhenti tumbuh dan masuk ke dalam. keadaan istirahat. Pada saat ini, endosperma menyimpan cadangan nutrisi. Penutup ovula berubah menjadi kulit biji, dan seluruh ovula menjadi biji. Pada sebagian besar biji konifer, masak dalam waktu satu tahun. Dalam pinus, 18 bulan berlalu dari awal pembungaan kerucut betina sampai biji matang di dalamnya. Selama waktu ini, kerucut betina bertambah besar, sisik biji berubah menjadi kaku, sayap berbentuk membran pada biji. Pada kerucut yang matang, sisiknya tidak menempel, bijinya jatuh dan terbawa angin. Tunas tumbuh dari biji yang berkecambah, kemudian berkembang menjadi pohon, dan siklus pengembangan pinus dimulai lagi.

Reproduksi tanaman benih dipelajari jauh lebih awal daripada tanaman spora yang lebih tinggi, dan organ reproduksinya diberi nama: benang sari, antera, serbuk sari, ovula, kantung embrio. Kemudian, siklus perkembangan spora yang lebih tinggi dipelajari dan kecambah, anteridia, dan archegonia ditemukan.

Struktur kerucut pinus laki-laki dan spikelet spike memiliki banyak kesamaan: ada sumbu utama, sisik dan sporangia pada mereka, yang anter sesuai dengan pinus. Pada kepala sari, seperti pada sporangia, archesporium berkembang, sel-sel yang membelah baik dalam pinus dan dalam plasma dua kali - pada awalnya, reduksi, kemudian karyokinetik, membentuk empat sel haploid, yang disebut mikrospora dalam spora heterogen, dan dalam serbuk sari dalam pinus. Pembentukan sel-sel haploid, mikrospora, atau serbuk sari di dalam plunas dan pinus mengakhiri perkembangan generasi aseksual dan perkembangan generasi seksual - gametofit dimulai. Dalam spora heterogen, pertumbuhan kecil laki-laki berkembang di dalam mikrospora, dan di dalamnya ada anteridium dengan spermatozoa.

Di pohon pinus, serbuk sari (masing-masing, dalam mikrospora) mengembangkan sel vegetatif dan benang - pertumbuhan jantan primitif, dan sel anteridial (sesuai dengan anteridia) terbentuk di dalamnya. Sebagai hasil dari pembelahan sel anteridial, dua sperma (gamet) terbentuk, yang berbeda dari spermatozoa hanya dalam imobilitas. Ini mengakhiri perkembangan gametofit - generasi seksual pria dari plun dan pinus.

Kerucut pinus betina juga sangat mirip strukturnya dengan spikelet badut: ada sumbu, sisik dan sporangia di atasnya, di mana ovula berhubungan dengan pinus. Setelah reduksi dan kemudian fisi karyokinetik dari nuklei, sel-sel haploid terbentuk dalam ovula, ada beberapa makrospora dalam plunder, hanya beberapa di antaranya dalam plunders, dan satu sel pinus dari empat sel haploid mempertahankan satu sel - kantung embrio. Dalam pinus, seperti pada spora heterogen, dalam makrospora (kantung embrio), jaringan kuman betina terbentuk - endosperma dan di dalamnya dua telur dengan sisa-sisa arkegonium dalam bentuk delapan sel kecil. Ini melengkapi perkembangan generasi seksual wanita - gametofit di kedua pluno dan pinus.

Dengan perpaduan gamet dan pembentukan zigot (sel diploid), baik di belibis dan di pinus, perkembangan generasi aseksual dimulai, embrio, kemudian tanaman dewasa dengan akar, batang dan daun. Semua organ ini dalam pinus memiliki sel diploid, dan hanya dengan pengurangan sel dalam sari dan ovula selama pembentukan serbuk sari (mikrospora) dan kantung embrionik (makrospora) melakukan pengembangan generasi seksual pinus dimulai, yang memiliki struktur yang sangat primitif. Generasi seksual pria pinus terdiri dari serbuk sari (mikrospora), sel vegetatif dan benang di dalamnya (pertumbuhan pria), sel anteridial (anteridium), dan dua sperma (sesuai dengan spermatozoa). Generasi seksual wanita dari pohon pinus berkembang pada tanaman induk dalam ovula (makrosporangia) dan terdiri dari kantung embrio (macrospore), endosperma (pertumbuhan wanita) dan dua telur dengan delapan sel kecil (residu archegony). Perpaduan gamet mengarah pada pembentukan zigot diploid dan pengembangan generasi aseksual yang baru.

Jadi, dalam tumbuhan runjung, dua generasi berganti - seksual dan aseksual. Yang dominan di antara mereka adalah generasi aseksual, dan generasi seksual wanita berkembang sepenuhnya pada generasi aseksual.

Perbedaan dalam siklus pengembangan gymnospermae dan pakis adalah sebagai berikut: dalam gymnospermae, generasi seksual wanita berkembang secara aseksual, pada pakis secara terpisah di tanah; dalam gymnospermae, generasi seksual pria sangat disederhanakan dan membentuk sperma yang tidak bergerak, dalam spermatozoa motil berbentuk pakis; dalam gymnospermae, ia dipisahkan dari tanaman induk dan berfungsi untuk memperbanyak benih (sporangia yang tumbuh dengan tunas dan embrio), dalam spora seperti pakis; dalam gymnospermae, tahap dorman diperhitungkan dengan biji, dalam bentuk pakis, oleh spora; dalam gymnospermae, makro dan mikrospora, sporangia dan bahkan kerucut jantan dan betina dibedakan dalam penampilan, dalam kebanyakan sporangia dan spora berbentuk pakis, mereka tidak berbeda dalam penampilan.

Perwakilan dari tiga keluarga jenis konifer ditemukan di CIS: pinus - Pinaceae, yew - Tahaseaeeikiparisovye - Cupressaceae.

Keluarga pinus yang paling umum meliputi genera:

Pine - Pinus. Jarum kaku yang panjang hanya tumbuh pada tunas yang pendek - masing-masing dua jarum: Pinus sylvestris untuk pinus biasa, Pinus pallasiana untuk pinus Krimea, atau lima jarum pinus: Pinus sibirica untuk pinus Siberia, pinus Wei-tova - R i nus str obu s.

Tanaman benih pertama sekarang pakis benih punah, mereka menimbulkan gymnospermae. Gymnospermae adalah tanaman benih purba yang menghalangi kemajuan biologis. Mereka muncul di Bumi lebih dari 350 juta tahun yang lalu, jauh sebelum munculnya angiospermae. Para ilmuwan percaya bahwa gymnospermaa berasal dari pakis benih heterogen kuno yang tidak bertahan hingga hari ini. Jejak pakis benih ditemukan di lapisan dalam kerak bumi.

Struktur cabang pinus

Cabang pinus

Struktur kerucut pinus betina

Di musim semi di puncak tunas muda, Anda dapat melihat kerucut kemerahan kecil. Ini adalah kerucut wanita. Kerucut wanita terdiri dari sumbu, atau batang, di mana timbangan berada. Pada skala kerucut wanita, mereka tidak dilindungi oleh apa pun, seperti telanjang (karena itu namanya - gymnospermae), ada ovula, di masing-masing telur terbentuk.

Struktur kerucut pinus betina

Struktur kerucut pinus jantan

Di cabang yang sama di mana wanita berada, ada juga kerucut pria. Mereka tidak terletak di atas pemotretan muda, tetapi di pangkalan mereka. Kerucut jantan kecil, lonjong, kuning dan berkumpul dalam kelompok-kelompok dekat.

Struktur kerucut pinus jantan

Setiap kerucut jantan terdiri dari sumbu tempat timbangan juga berada. Di bagian bawah setiap serpihan terdapat dua kantung serbuk sari tempat serbuk sari menjadi matang - kumpulan partikel debu tempat sel-sel benih jantan - sperma - terbentuk kemudian.

Struktur kerucut pinus dewasa

Pemupukan pinus terjadi satu tahun setelah serbuk sari menyentuh kerucut betina. Dan biji cukup tidur enam bulan kemudian, pada akhir musim dingin. Pada saat ini, kerucut betina dewasa menjadi berwarna coklat dan mencapai 4-6 cm.

Struktur kerucut pinus dewasa

Ketika kerucut dari kerucut betina dewasa dipindahkan terpisah, menjadi jelas bahwa biji-biji tersebut berpasangan di sisi atas sisik, di pangkalan mereka. Bijinya terbuka, kosong. Setiap biji pinus dilengkapi dengan sayap membran transparan, yang memastikan transfernya oleh angin.

Proses penyerbukan dan pemupukan pada pinus. (Siklus pengembangan)

Reproduksi: seksual - dengan biji.

Reproduksi dilakukan dalam dua tahap: proses penyerbukan dan proses pemupukan.

Proses penyerbukan

• Pollen mengendap di ovula kerucut wanita.
• Pollen menembus ovula melalui asupan serbuk sari.
• Sisik-sisik tersebut bersatu dan menempel dengan resin.
• Persiapan untuk pembuahan.
• Tumbuhnya serbuk sari membentuk sperma dan tabung serbuk sari.

Proses pemupukan

Pemupukan terjadi di ovula 12 bulan setelah penyerbukan.

• Sperma menyatu dengan sel telur, menghasilkan pembentukan zigot.
• Dari zygote berkembang janin.
• Dari total ovula - biji.

Kerucut tumbuh dan secara bertahap lignifikasi, warnanya menjadi coklat. Musim dingin berikutnya, kerucut terbuka dan biji tumpah. Mereka dapat beristirahat untuk waktu yang lama dan hanya berkecambah dalam kondisi yang menguntungkan.

Kecambah terlihat sangat aneh ketika mereka baru saja muncul dari biji. Ini adalah tanaman kecil dengan tangkai lebih pendek dari korek api dan tidak lebih tebal dari jarum jahit biasa. Di bagian atas tangkai adalah sekelompok jarum kotiledon yang sangat tipis yang menyimpang ke segala arah. Tidak ada satu atau dua dari mereka di pinus, seperti pada tanaman berbunga, tetapi lebih - dari 4 hingga 7.

Tunas biji pinus

Dengan cara ini, tanaman milik departemen gymnospermae berbeda dari semua tanaman lain dalam hal mereka menghasilkan biji. Pemupukan internal, pengembangan embrio di dalam ovum dan penampilan benih adalah keuntungan biologis utama dari tanaman benih, yang memungkinkan mereka untuk beradaptasi dengan kondisi darat dan mencapai perkembangan yang lebih tinggi daripada tanaman yang lebih tinggi tanpa biji.