Содержание
Сколько видов хвойных растений существует, Вы узнаете из этой статьи.
Сколько видов хвойных растений?
На самом — то деле хвойные растения являются самыми древнейшими на нашей планете. Их относят классу Голосеменные, а те в свою очередь делятся уже на подклассы, семейства и порядки. Самые распространенные в нашей стране хвойные это тисовые, сосновые, кипарисовые.
На сегодняшний день их насчитывается около 7 семейств, 55 родов и более чем 560 видов. Они прорастают в тропиках, зоне вечной мерзлоты и тропиках.
Разнообразие хвойных растений просто поражает: к ним относят не только «мелкие» растения, но и гигантские деревья, а также вечнозеленые кустарники. Они живут очень долго, некоторые виды уже существуют тысячи лет на планете и являются ровесниками египетских пирамид. В ходе длительной эволюции хвойные виды растений сумели выработать защитные механизмы, которые способствуют размножению, помогают растениям бороться с вредителями и болезнями.
Наиболее яркими представителями хвойных являются два вида:
* Мамонтовое дерево. Этот поистине гигантское дерево, прорастающее в калифорнийском национальном парке. Ему несколько тысяч лет.
* Паразиктус. Это растение – паразит, имеющее яркую окраску. В давние времена его считали деревом, посланным самим Богом из-за его яркого «акцента» и поклонялись ему.
Надеемся, что из этой статьи Вы узнали сколько видов хвойных растений существует.
Хво́йные (лат. Pinóphyta или Coníferae ) — один из 13–14 отделов царства растений, к которому относятся сосудистые растения, чьи семена развиваются в шишках. Все современные виды — древесные растения, преобладающее большинство — деревья, хотя есть и кустарники. Типичные представители — кедр, кипарис, пихта, можжевельник, лиственница, ель, сосна, секвойя, тис, каури и араукария. Хвойные растения произрастают в диком виде почти во всех частях света. Часто они преобладают над другими растениями, например в таких биомах, как тайга. Хвойные растения имеют неоценимое экономическое значение, в основном в качестве лесоматериала и сырья для производства бумаги. Древесина хвойных относится к типу так называемых мягких пород.
| Хвойные | |
|---|---|
 Иллюстрация из книги Эрнста Геккеля Kunstformen der Natur, 1904 |
|
| Научная классификация | |
| Домен: | Эукариоты |
| Царство: | Растения |
| Подцарство : | Зелёные растения |
| Отдел: | Хвойные |
- Coniferae Bartl., 1830
Содержание
Название отдела — Pinophyta — соответствует правилам МКБН, согласно статье 16.1 которого название таксона растений рангом выше семейства формируется из названия типового семейства (в данном случае Pinaceae) или носит описательный характер (в данном случае — Coniferae, от лат. conus — шишка и ferro — носить, нести) [1] . Более старые и теперь не используемые названия — Coniferophyta и Coniferales.
В русском языке название отдела — Хвойные — происходит от слова «хвоя», хотя далеко не все представители имеют листья иглообразной формы. Также не совсем корректным являлось и более старое название, калька от Coniferae, «шишконосные» — поскольку не все хвойные растения имеют шишки.
В общем смысле хвойные эквивалентны голосеменным растениям, особенно в тех областях с умеренным климатом, где обычно только они и могут встречаться из голосеменных растений. Тем не менее это две различающиеся группы. Хвойные растения — самые распространенные и имеющие наибольшее экономическое значение представители голосеменных, однако они представляют собой лишь один из четырёх таксонов, включаемых в группу голосеменных.
Отдел хвойных растений состоит всего из одного класса — Pinopsida, который включает как вымершие, так и существующие таксоны. Раньше чаще всего происходило деление класса Pinopsida на два порядка — тисовые (Taxales) и собственно хвойные (Pinales), однако последние исследования последовательностей ДНК доказали, что такое деление делает порядок Pinales парафилетическим; поэтому порядок Тисовые был включён в состав Pinales. Более четким было бы деление класса на три порядка: Pinales, включающий только семейство хвойных (Pinaceae); Araucariales, включающий Араукариевые (Araucariaceae) и Подокарповые (Podocarpaceae); Cupressales, включающий все остальные семейства, в том числе Тисовые (Taxaceae). Однако нет достаточных оснований для такого деления, поскольку большинство учёных предпочитает сохранять все семейства внутри единственного порядка Pinales.
В настоящее время в классе хвойных рассматриваются от 6 до 8 семейств с общим количеством родов 65—70 и 600—650 видов. Семь наиболее различающихся семейств связаны в таблице вверху справа. В других интерпретациях головчатотисовые (Cephalotaxaceae) могут быть включены в состав тисовых (Taxaceae), а в некоторых работах дополнительно выделяют Phyllocladaceae как отличающееся от подокарповых семейство. Семейство Таксодиевые (Taxodiaceae) здесь включено в семейство Кипарисовые (Cupressaceae), хотя продолжает часто встречаться во многих источниках как отдельное семейство.
Определённую роль в построении филогенетического дерева хвойных играют биохимические исследования. Так, состав эфирных масел хвойных в целом достаточно близок (терпены и небольшое количество окисленных терпеноидов), но у разных представителей класса существенно различается соотношение компонентов, причём у отдельных видов возможно даже появление или исчезновение некоторых маркерных веществ (карен).
Отдел Хвойные включает в себя один ныне существующий и три вымерших порядка:
Хвойные являются древней группой, их ископаемые остатки встречаются на протяжении порядка 300 млн лет, начиная с позднего каменноугольного периода палеозойской эры. Древнейшими макроостатками хвойных считаются листья Swillingtonia denticulata, найденные на территории Англии [2] . Более современные роды появляются в ископаемых отложениях возрастом 60–120 млн лет. Другие представители теперь уже вымерших классов и отрядов встречаются в ископаемом виде с поздней палеозойской и мезозойской эры. Ископаемые хвойные растения были довольно разнообразны, наибольшее отличие от современных представителей этого отряда было у некоторых травянистых хвойных видов, не имеющих древесных волокон. Большинство ископаемых отрядов хвойных и хвойноподобных растений относится к кордаитовым (Cordaitales), войновскиевым (Vojnovskyales), вольциевым (Voltziales) и к порядку чекановскиевых (Czekanowskiales, впрочем, скорее более относящемуся к отделу Ginkgophyta).
Все современные хвойные — древесные растения, большинство — деревья, в основном с одним прямым стволом с боковыми ветвями и выделенным доминированием верхушки. Размеры взрослого дерева меняются от меньше чем метр до более 100 метров в высоту. Самое высокое дерево, самое толстое, самое большое и самое старое — все представители хвойных растений. Самое высокое дерево — Секвойя вечнозелёная ( Sequoia sempervirens ) с высотой 115,2 метра. Самое большое — Секвойядендрон гигантский ( Sequoiadendron giganteum ), объём — 1486,9 м³. Самое толстое, имеющее наибольший диаметр ствола дерево — Таксодиум мексиканский ( Taxodium mucronatum ), 11,42 метра в диаметре. Самое старое дерево — Сосна долговечная ( Pinus longaeva ), 4700 лет.
Корень Править
Для многих хвойных характерно сохранение на всю жизнь первичного корня, который развивается в виде мощного стержневого корня, от которого отходят боковые. Иногда (например, у некоторых сосен), первичный корень недоразвит.
Помимо длинных корней (главных или боковых), у хвойных имеются короткие, мелкие и часто сильно ветвистые корни, именно они являются главными абсорбирующими органами растения. Эти короткие корни часто содержат микоризу.
У растений семейства Подокарповые ( Podocarpaceae ) имеются корневые клубеньки с бактериями, похожие на клубеньки бобовых, при этом такие корни, за редким исключением, снабжены корневыми волосками.
Корневые волоски у хвойных приурочены к столь узкой зоне верхушки и так легко отпадают при промывании корня, что очень часто их не замечают. Протоксилемные группы закладываются в корнях всегда экзархно. В корнях развиваются многослойный перицикл и ясно выраженная однослойная эндодерма [3] .
Листва Править
Листья многих хвойных растений — длинные тонкие иголки; другие же, включая кипарисовые и некоторые подокарповые, имеют плоские, чешуйкообразные листья. Некоторые, особенно Агатис из араукариевых и Нагейя из подокарповых, имеют широкие плоские листья в виде полосок. У большинства хвойных листья расположены по спирали, исключение — большинство кипарисовых и один род из подокарповых, у которых листья имеют супротивное расположение. У многих видов со спиральным расположением листья перекручены у основания, обеспечивая им максимальную освещённость. Размер листьев от 2 мм у многих чешуелистных видов до 400 мм в длину у хвои некоторых сосен (например, у сосны Энгельмана, Pinus engelmannii). Цвет листьев часто тёмно-зелёный, что помогает усвоить максимум световой энергии слабых солнечных лучей в высоких широтах или в тени от других деревьев. Листья хвойных растений из более жарких регионов с высоким уровнем солнечного света (например, Сосна турецкая Pinus brutia) часто имеют желтовато-зелёный оттенок, тогда как у других (например, Ель голубая Picea pungens) они покрыты очень мощным матово-восковым налётом, защищающим их от ультрафиолета.
Особый интерес представляют устьица хвойных, изучением которых занимаются преимущественно палеоботаники. Большинство родов отличается характерными особенностями строения устьичного аппарата, благодаря чему даже по небольшому фрагменту листа можно в большинстве случаев довольно точно определить род хвойного.
В преобладающем большинстве родов растения являются вечнозелёными, листья обычно остаются на растении несколько лет (от 2 до 40), однако существует 5 родов, сбрасывающих листья осенью и зимующих голыми: лиственница (Larix), псевдолиственница (Pseudolarix), глиптостробус (Glyptostrobus), метасеквойя (Metasequoia) и таксодиум (Taxodium).
Ростки многих хвойных растений, включая большинство кипарисовых и род Pinus в семействе сосновых, на ранней стадии развития имеют листья, часто значительно отличающиеся от листьев взрослых растений.
Размножение Править
Генеративные органы Править
Органы размножения хвойных растений — стробилы (лат. strobilus ). Это видоизменённые укороченные побеги, на которых находятся специализированные листья — спорофиллы, формирующие спорангии — спорообразующие органы. У хвойных растений стробилы однополые, то есть содержат либо мужские, либо женские генеративные органы.
Мужские стробилы называются микростробилами, чаще всего они растут компактными собраниями (иногда употребляется слово «соцветия», хотя с точки зрения ботаники это некорректно, поскольку стробилы не являются цветками) и только у некоторых примитивных хвойных — поодиночке. Отдельнорастущий микростробил или компактное собрание часто называют мужской шишкой. Обычно группы мужских шишек располагаются в пазухах листьев, реже — на верхушках боковых побегов.
Мужские спорофиллы (микроспорофиллы) сильно редуцированны и имеют чешуевидную или щитковидную форму. На каждом микроспорофилле образуется 2–15 микроспорангиев, внутри микроспорангия находится спорогенная ткань, окруженная тапетумом — слоем клеток, доставляющих к ней питательные вещества. Из спорогенной ткани образуются микроспоры. Обычно число микроспор очень велико. Из каждой микроспоры развивается мужской гаметофит, у одних растений это происходит ещё внутри микроспорангия, у других — уже после попадания на женский стробил.
Женские стробилы называются мегастробилами, чаще они растут поодиночке, реже — компактными собраниями (например, у тиса). Отдельнорастущий мегастробил или компактное собрание часто называют женской шишкой. Мегастробилы состоят из центральной оси и кроющих чешуй на ней, в пазухе каждой из кроющих чешуй расположена семенная чешуя, на которой, в свою очередь, сидят семязачатки, каждый из которых представляет собой нуцеллус — мегаспорангий, окруженный защитным веществом — интегументом. В каждом нуцеллусе находится 3–4 мегаспоры, однако только одна из них развивается в женский гаметофит — эндосперм.
Большинство хвойных — однодомные, то есть на одном растении находятся как мужские, так и женские шишки. Двудомные хвойные встречаются реже.
Опыление Править
В конце весны — начале лета микроспорангии начинают производить микроспоры, которые ветер подхватывает и переносит на женские шишки. Пыльцевые зерна сосновых и подокарповых имеют два воздушных мешка — специфическая черта хвойных, отсутствующая у пыльцы других высших растений. Ещё одна уникальная черта — вырост в центре дистальной стороны пыльцевого зерна кипарисовых, тисовых, головчатотисовых, таксодиевых [4] . В работе ирландского ботаника Дж. Дойля (J. Doyle) (1945) выделены несколько вариантов ветроопыления.
Наиболее известен способ, характерный, например, для сосен. Семенные чешуйки на женских шишечках раздвигаются и выделяются капельки так называемой «опылительной жидкости», которые легко смачивают принесённые ветром пыльцевые зёрна, после чего капелька быстро всасывается, доставляя зерно к нуцеллусу, где оно и прорастает, образуя пыльцевую трубку. После опыления семенные чешуйки сдвигаются до момента созревания семян.
Другой способ наблюдается, например, у псевдотсуги. Вместо «опылительной жидкости» крупные пыльцевые зёрна улавливаются при помощи клейких волосков, после чего прорастают, выпуская длинную пыльцевую трубку, которая и достигает нуцеллуса. Вариантом является способ, замеченный у пихт и кедров, у которых наоборот, нуцеллус растёт, двигаясь к пыльцевым зёрнам.
Оплодотворение Править
Оплодотворение происходит через некоторое время после опыления. У некоторых сосен это время достигает от 12 до 24 месяцев.
Формирование и распространение семян Править
После оплодотворения из зиготы за счёт использования питательных веществ эндосперма формируется зародыш. На конечном этапе развития он состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей (зародышевых листьев) и почечки, окружённых эндоспермом. Внешняя оболочка (кожура семени) формируется из интегумента. Остальная часть мегастробила преобразуется в крыловидную форму, способствующую распространению семян ветром (анемохория). До созревания семян проходит от 4-х месяцев до 3-х лет.
Размеры шишек колеблются от 2 мм до 600 мм в длину. У сосновых (Pinaceae), араукариевых (Araucariaceae), сциадопитисовых (Sciadopityaceae) и большинства кипарисовых (Cupressaceae) шишки деревянистые, при созревании чешуйки обычно раскрываются, позволяя семенам свободно падать и разноситься ветром. У некоторых (пихты и кедры) шишки разрушаются, чтобы освободить семена, у других орехоподобные семена распространяются птицами (в основном ореховками и сойками, которые вскрывают более мягкие шишки). Перед тем как упасть на землю, зрелые шишки могут некоторое время оставаться на растении; некоторые огнестойкие сосны могут хранить семена в закрытых шишках 60–80 лет. Если огонь уничтожит родительское дерево, шишки раскрываются.
В семействах подокарповых (Podocarpaceae), головчатотисовых (Cephalotaxaceae), тисовых (Taxaceae) и одном роде кипарисовых (можжевельник, Juniperus) мясистые, мягкие, сладкие, ярко окрашенные ткани вокруг семян поедаются птицами, которые затем распространяют семена со своими экскрементами (зоохория).
Многие хвойные растения имеют большое значение в озеленении и в качестве декоративных садовых растений. Регистрацией сортов хвойных растений занимается Королевское садоводческое общество [5] .
Среди специалистов по декоративным хвойным за многие десятилетия выработана система классификации обширного сортового ассортимента по величине ежегодного прироста. Такой способ деления дает хорошее представление о том, каким станет растение через некое определенное время. Выделяют 5 групп:
- Полнорослые. Прирост составляет более 30 см/год, размер в 10 лет — более 3 м.
- Среднерослые и полукарликовые (sem >[6] .
Хотя общее количество видов хвойных растений относительно невелико, они играют очень большую экологическую роль. Хвойные — преобладающие растения на огромных территориях суши.
Многие хвойные растения выделяют смолу, предназначенную для защиты дерева от насекомых и грибков. Смола ископаемых деревьев — янтарь.
Давно известно, что это экологически ценные породы. Но стоит отметить, что среди них есть и ядовитые растения, например, тис обыкновенный. В древности его прозвали смертельным деревом. Его листья раньше употребляли в целях прерывания беременности. Растёт он на Кавказе, в Крыму, встречается в Европе.
Тис ягодный является одним из самых ядовитых растений. Пожевав его листья, человек и животное получают сильное отравление. Древесина и побеги также ядовиты.
Несмотря на это он является ценной породой дерева. В медицине его используют в составе противораковых препаратов.
Места обитания
В диком виде хвойные растут почти во всех частях света. В Северном полушарии встречается большое количество их представителей. В основном это сосны, ели, пихты и лиственницы. В Южном полушарии их много в Австралии и Южной Америке. Также встречаются они и в Новой Зеландии.
Очень благоприятное место на планете для этих растений — бассейн Тихого океана. В этом районе самый подходящий климат. Их предпочтение — влажная почва. Растут они и в горах, где не сильно жарко.
Достоинства вечнозелёных растений
Это семейство незаменимо, когда речь идёт об озеленении и дизайне ландшафта. Любой требовательный владелец участка всегда найдёт, что выбрать из разнообразных представителей хвойных растений. Они способны удовлетворить вкус самых требовательных садовников. Их размеры могут очень сильно варьироваться от карликовых до самых больших деревьев.
Садоводы отдают им предпочтение благодаря таким преимуществам:
- Они нетребовательны и нормально переносят недостаток влаги и света.
- Хорошо очищают воздух благодаря лечебным свойствам хвои, в которой содержатся целебные масла.
- Бо́льшая часть видов имеет правильную форму, а потому они просты в ухаживании и не нуждаются в постоянной стрижке.
- Имеют большое разнообразие видов и форм, что идеально подходит для любого ландшафта.
- Их хвоя, кора и шишки используются в народных средствах и медицине.
Хвойные растения прекрасно сочетаются с цветами и искусственно высаженными газонами. Стоит только остановить свой выбор на деревьях или кустарниках. Они всегда смотрятся благородно. Участок в любое время года будет выглядеть ухоженным и зелёным. Учитывать надо климат, состав почвы и пожелания по поводу внешнего вида сада или парковой зоны. Сколько видов хвойных существует, столько вариантов украсить свой участок.
Занимательные факты
Воздух в хвойном лесу в несколько раз чище, чем в лиственном или берёзовом. Связано это с наличием большого количества фитонцидов, которые подавляют рост болезнетворных микробов. Сухая хвоя содержит много витаминов. Богата она и минеральными веществами. Есть кобальт, железо и марганец.
Секрет сибирского здоровья кроется в употреблении чая, настоянного на сосновых иголках. В сезон острых респираторных заболеваний это панацея от гриппа и простуды. Такой напиток богат витаминами и является прекрасной альтернативой лимонам. Хорош он для повышения иммунитета и улучшения обменных процессов.
Хвоя, кора и шишки используются для приготовления мазей. Ими лечат артриты и невралгии. Все породы хвойных содержат эфирные масла, обладающие антибактериальными свойствами. Если больного оставить на несколько часов в хвойном лесу, состояние его значительно улучшится.
Ванны с хвоей пользуются большой популярностью. Эффективны они в косметических целях, лечат ряд кожных заболеваний и хорошо помогают при головных болях.