תכונות של מבנה המחטים. תכונות של המבנה האנטומי של עלה מחטני

הורד:

תצוגה מקדימה:

יַעַד : להכליל, לשיטתיות ולהעמיק ידע על ג'מנוספרמים באמצעות דוגמה צמחים מחטנייםהעיר איזבסק.

משימות:

UUD קוגניטיבי:

בצע פעולות לוגיות אוניברסליות:

בצע ניתוח (זיהוי מאפיינים מבניים של ג'מנוספרמים),

בחר את הבסיס להשוואה, סיווג אובייקטים,

ביסוס אנלוגיות וקשרים סיבתיים המבוססים על עבודה עם אובייקטים טבעיים;

בנה שרשרת היגיון של חשיבה

קשר אובייקטים למושגים ידועים תוך שימוש בהשוואה של ג'מנוספרמים ושרכים כדוגמה.

UUD תקשורתי:

לנסח את מחשבותיהם בדיבור בעל פה ובכתב, תוך התחשבות במצב החינוכי והדיבור שלהם;

במידת הצורך, הגן על נקודת המבט שלך, וטען אותה;

למד לגבות טיעונים בעובדות;

למד להיות ביקורתי על הדעה שלךלבטא נכון את מחשבותיהם בדיבור, כבוד בתקשורת ושיתוף פעולה של בן זוג ושל עצמך.

UUD אישי:

מעריך את החשיבות יחס זהירלאופי ארץ הולדתו.

צִיוּד : צילומים המתארים נציגים של צמחים מחטניים של העיר איזבסק,כרטיסים, עשב של צמחים מחטניים, אוסף קונוסים, מקרן מולטימדיה, סרט וידאו.

מערך שיעור.

1. רגע ארגוני.

2. לימוד נושא חדש.

3. תכונות של צמיחה של צמחים מחטניים.

4. מגוון צמחים מחטניים של רפובליקת אודמורט על הדוגמה של העיר איזבסק.

3. מימוש ידע שהתקבל.

4. שיעורי בית.

במהלך השיעורים.

שלב השיעור	פעולת המורה	פעולת תלמידים	לוֹגִיסטִיקָה
ארגון זמן.	הגדר את הכיתה לשיעור.היום נלמד קטגוריה שיטתית חדשה של צמחים - גימנוספרמים. למה אתה חושב שמחלקת הצמחים הזו קיבלה שם כזה?	הם עונים על השאלה, מציגים את גרסאותיהם לתשובה הנכונה.	שקופית 1.
בוחן נושא חדש.	כעת נצפה בקטע וידאו שלאחריו תנסח את המטרה והיעדים לשיעור.?	נוף קטע וידאו, הגדרת הנושא " מאפיינים כללייםהתעמלות מחלקה" הגדרת המטרה: מהן התכונות המבניות והמשמעות של חטיבת הגימנוספרמס? עבודת שולחן: אני יודע לא יודע אני רוצה לדעת	http://intellect-video.com ) שקופית 2.
הגדרת משימות בשיעור	עוזר, מייעץ	שאלות לתלמידים לדוגמה: מהן התכונות של המבנה של נציגי מחלקה זו? משמעות בטבע ובחיי האדם?
בוחן נושא חדש	בואו ננסה למצוא תשובות לשאלות שהעלו בצפייה בקטע מהסרטון.	צפו בחלק הבא של הסרטון, תנו תשובות לשאלות שהוצגו.	קטע וידאו "מאפיינים כלליים של מחלקת הגימנוספרמים" (או משאב אינטרנט http://intellect-video.com ) או שקופיות 3-8
		קבע את השאלות אילו נציגים של המחלקה גדלים בשטח אודמורטיה?
		בעזרת DER http://school-collection.edu.ru/catalog, הם מרכיבים תוכנית להתרבות של ג'מנוספרמים.	משימה אינטראקטיבית "עריכת תכנית הפריה ב גימנוספרמים(N 137346)" שקופית 9-10
	אחד הצמחים החשובים ביותר של הרפובליקה שלנו הם צמחי עץ. המינים העיקריים היוצרים יער הם עצי מחט. הם תופסים 55% משטח היער הכולל. המקום הראשון בין עצי מחט הוא תפוס על ידי אשוח מצוי ואשוח סיבירי, ולאחר מכן על ידי אורן מצוי. אשוח מהווה כ-1% משטח היער, והלגש סוקצ'וב - 0.1%. כל הנציגים הרשומים של עצי מחט חיים על שטח בירת הרפובליקה שלנו - איזבסק.	אילו נציגים של עצי מחט נמצאים באיז'בסק?	שקופית 11-12
פעילות מעשית של תלמידים	האם אתה יכול לזהות כמה נציגים של gymnosperms על חפצים טבעיים? המורה מייעץ.	התלמידים מבצעים פעילויות למידה לפי התוכנית המתוכננת. בצע עבודת מעבדה "מגוון ג'מנוספרמים". התלמידים קובעים את הצמחים, מי מהיר יותר, טוענים את תשובתם.	סטים של צמחים עם תעודות זיהוי. נספח 1.
	הבה נגלה את התכונות של המבנה של צמחים מחטניים, שאיפשרו לתפוס עמדה דומיננטית בשטח אודמורטיה.	בצע עבודת מעבדה "מבנה העלה של צמחים מחטניים"	מיקרוסקופ, שקופיות מיקרוסקופ, שקופית 13-14
	הביטו במקומות המוכרים של הפינות האהובות עליכם עיר הולדתו. תן שם לעצי המחט שהצלחת לזהות ושמות את מספרי התצלומים המציגים את הצמח הזה.	הם עובדים עם הטקסט ומצגת השקופיות, קובעים את נציגי המחטניים המתגוררים בעיר איזבסק.	שקופיות 15-21 מצגות "מגוון עצי מחט הגדלים בעיר איזבסק", נספח מס' 2 "מגוון מחלקת עצי מחט הגדלים בעיר איזבסק"
	בואו נפתור את התשבץ	פתרון תשבצים.	שקופית 22-23 "תשבץ על הנושא" מחטניים איזבסק "
	איזה תפקיד ממלאים הצמחים הללו בחיי העיר? ואיזו משמעות יש להם בחיי אדם?	אפשרות 1: הרכיבו את אשכול "הערך של הגימנוספרמים בטבע" אפשרות 2: הרכיבו את האשכול "חשיבות הגימנוספרמים בחיי האדם" פוסטרים אשכולות על הלוח.
	הכירו את תוכן הכרטיס והשלימו את הטבלה	עבודה עם טקסט.	נספח מס' 3 "מעמד מחטניים"
מימוש ידע נרכש	השוו בין הקבוצות שהוצגו. איזו מסקנה ניתן להסיק על סמך הידע שנצבר.	בצע את משימת השוואת חלוקות הצמחים וגיבוש מסקנה לגבי מהלך התפתחות הצמח, הערכת העבודה.
הִשׁתַקְפוּת	האם קיבלת תשובות לכל השאלות?	השמעת תוכן הטבלה, זיהוי רגעים לא מובנים של הנושא הנלמד.
שיעורי בית	השלם את המשימות הבאות: קרא וענה על השאלות. הכן מצגת בנושא "מגוון ג'מנוספרמים", "בסביבה מדהימה" (על הנציגים המעניינים ביותר), "המשמעות של הג'מנוספרמים בטבע ובחיי האדם" בצע מטלות עבור עבודת אימותבנושא זה.	התלמידים יכולים לבחור משימה מתוך אלו שהציע המורה, תוך התחשבות ביכולות האישיות.

תצוגה מקדימה:

נספח 1

מטרת העבודה: היכרות עם מבנה הגימנוספרמים, הגדרת צמחים.

ציוד: דגימות חיות או עשבונית של ענפי אשוח, אשוח סיבירי, לגש אירופאי, אורן חריף, אורן אבן סיבירי, תעודת זיהוי.

התקדמות:

בעזרת הכרטיס לזיהוי הגימנוספרמים לפי עלים, תנו שם לצמח שניתן לכם.

תעודת זהות

1. המחטים ממוקמות בנפרד על הענפים ………………………………………… .. . 2

0. המחטים מסודרות בצרורות. . …………………………………………. . . 3

2. המחטים קצרות, טטרהדרליות, קשות, חדות, דוקרניות, לא נופלות לחורף....

…………………………….…………………………………………………. אשוח נורבגי

0. המחטים שטוחות, אורך עד 3 ס"מ, קהות, בעלות שני פסים בהירים אורכיים בצד התחתון, לא נופלות לחורף………………………………………………..….אשוח סיבירי

3. המחטים רכות, מסודרות בצרורות בצורת ציציות ירוקות בהירות, נושרות לחורף………………………………………………………………………לגש אירופאי

0. המחטים נוקשות, יושבות בצרורות, לא נופלות לחורף ................................ ............................ 4

4. מחטים 2 בצרור, ארוכות (5-7 ס"מ), חדות, קמורות בצד אחד, ירוקות-כחלחלות……..………………………………………………………………… … …….אורן סקוטש

0. מחטים 5 בחבורה, ירוק כהה ארוך וצפוף……..……אורן ארז סיבירי

תצוגה מקדימה:

נספח 2

מגוון הצמחים של המחלקה מחטניים, גדל

על שטח איזבסק

1. המין יוצר היער העיקרי ברוסיה. הוא גדל על מגוון קרקעות, אך מעדיף חולות. לעתים קרובות הוא נטוע כדי לעכב את התקדמות החולות. על יורה מקוצר, שתי מחטים. קונוסים קטנים. צמח אוהב אור. נותן מקדחה טובה ועץ נוי; טרפנטין ורוזין מתקבלים מהשרף.

2. העץ הגבוה ביותר של צמחים מחטניים הנפוץ ברוסיה - מגיע ל-70 מ' אין יורה מקוצר. המחטים בודדות, שטוחות. הקונוסים זקופים, מתפוררים כשהם בשלים. יוצר יערות מחטניים כהים בשטח העצום של סיביר. העץ משמש לייצור נייר, ובלסם יקר ערך מופק מהקליפה.

3 עץ גדול בגובה של עד 50 מ' עם צורת כתר פירמידלית אופיינית. אין קיצורי דרך. מחטים בודדות הן בדרך כלל טטרהדרליות. קונוסים עוריים, תלויים, גדולים בגודלם. העץ עמיד לצל. מניב עצים יקרי ערך.

4. עץ אוהב אור היוצר יערות אור. העץ קשה, שרף ועמיד. על יורה מקוצר יש צרורות של מחטים רכות, מדי שנה לשפוך לחורף. הקונוסים קטנים, מבשילים תוך שנה, אך נשארים על הענפים מספר שנים. תפוצה רחבה באזור אוראל, מערב ומזרח סיביר והמזרח הרחוק.

5. עץ גבוה היוצר יערות בשטח העצום של מזרח סיביר והמזרח הרחוק. על יורה מקוצר - צרורות של 5 מחטים. הוא מייצר עץ יקר ערך וזרעי מאכל גדולים הנקראים אגוזים, שמהם מופק שמן יקר.

6. הסוג העשיר ביותר במינים עצים מחטנייםושיחים. העלים בצורת מחט או קשקשים, מסודרים צפופים על היורה. לקונוסים לנשים יש קשקשים עסיסיים, היוצרים מעין "גרגרים" עם זרעים. הם משמשים להכנת משקאות חזקים.

תצוגה מקדימה:

נספח 3

כיתת מחטניים.

כל עצי המחט הם ירוקי עד, לעתים נדירות נשירים (לדוגמה, לגש) עצים או שיחים בעלי עלים דמויי מחט או קשקשים (למשל, ברוש). עלים בצורת מחט (מחטים) צפופים, עוריים וקשים, מכוסים בשכבה עבה של קוטיקולה. הסטומטות טובלות בשקעים מלאים בשעווה. כל התכונות הללו של מבנה העלים מספקות הסתגלות טובה של עצי מחט לצמיחה בבתי גידול צחיחים וקרים כאחד.

לעצי מחט יש גזעים זקופים מכוסים בקליפת קשקשים. בחתך הרוחבי של הגבעול נראים בבירור עץ מפותח וקליפת עץ מפותחים פחות. הקסילם של עצי מחט נוצר ב-90-95% על ידי טרכיידים. קונוסים של עצי מחט הם דו-ביתיים; צמחים - לעתים קרובות יותר חד ביתיים, לעתים רחוקות יותר - דו ביתיים.

בעצי מחט, כל מחט משחזרת כמעט לחלוטין את מבנה הגבעול. השכבה החיצונית של תאי המחט, מעין "קליפת עץ", נקראת האפידרמיס. על גבי המחטים מכוסים בציפורן שעווה. אחרי האפידרמיס מופיעים ההיפודרמיס, או הרקמה התת עורית, תאים בעלי דופן עבות המגינים על העלים מפני נזק (בעץ, העץ יתאים להיפודרמיס). בעצי מחט רבים, ההיפודרמיס הופך ל-lignified. למחטים של אשוח, ארז ואורן יש מעטפת "עץ".

מאחורי ההיפודרמיס נמצאת הרקמה החשובה ביותר של המחט - הפרנכימה, קפליה העמוקים ממולאים ממש בכדורים ירוקים של כלורופיל - כלורופלסטים. בפרנכימה מתרחשת הפוטוסינתזה. בפרנכימה יש מעברי שרף (לא לכל עצי המחט יש מעברי שרף), התאים הקטנים שלהם מפרישים שרף. כל מעבר שרף, כמו צינור מים, מוקף בתאים עבי דופן של רקמה מכנית. אפילו קרוב יותר למרכז המחט יש צרורות סיביות כלי דם המוקפות ב"עור פנימי" - הרקמה המכנית של האנדודרם. על רקמה lignified - xylem - מוליך מים מגיעיםמהענף ועד לקצה המחט. על רקמה לא-lignified - פלואם - חומרים אורגניים נעים בכיוון ההפוך. לצרור כלי הדם יש גם פרנכימה משלו. לפעמים הוא ירוק - עובד עבור סינתזה, אבל לעתים קרובות יותר - lignified, במיוחד במחטים ארוכות. במקרה זה, צרור סיבי כלי הדם משמש כציר נוקשה שאינו מאפשר למחטים להתכופף.

הסטומטות שדרכן נושמים עצי מחט מסתתרות בדרך כלל עמוק מתחת לאנדודרמיס, מה שמאפשר להפחית מאוד את צריכת המים לאידוי בחורף, ובבצורת בקיץ.

תוצרי הבעירה של דלק רכבים הנפלטים לאטמוספירה מומסים במעטפת השעווה, וזו הסיבה שעצי מחט אינם גדלים היטב בעיר. עצי מחט מסוגלים להגדיל את עובי הקוטיקולה, וככל שהמצב הסביבתי גרוע יותר, קליפת השעווה עבה יותר והמחטים בהירות יותר. אבל כשמגיעים לגבול מסוים, הקוטיקולה מתקלקלת, המחטים הופכות לאפור מלוכלכות, מאבדות מהברק שלהן ונושרות.

עצי מחט - קבוצה של זרע צמחי כלי דם. נציגים מודרניים של עצי מחט הם ירוקי עד, לעתים רחוקות יותר עצים ושיחים נשירים.

על פי אחת ממערכות הסיווג, קבוצה זו משולבת לכיתת מחטניים או פינופסידה (Pinopsida) של מחלקת הגימנוספרמים (Gymnospermae). מחלקה זו מחולקת לשתי תת-מחלקות: תת-המעמד הנכחד Cordaites (Cordaitidae) ותת-המעמד המודרני מחטניים (Pinidae או Coniferae).

על פי מערכת סיווג אחרת, כל עצי המחט המודרניים משולבים בסדר מחטניים (Coniferales), המהווה חלק ממעמד המחטניים (Coniferopsida) של מחלקת הגימנוספרמים. מערכת אחרת מסווגת עצי מחט מודרניים כחלוקה עצמאית של Coniferophyta.

השם הרוסי "מחטני" מגיע מהמילה "מחטים", המתייחסת לעלים בצורת מחט של חלק מנציגיהם (למשל, אשוח, אשוח, אורן). עם זאת, לא כל עלי מחטניים הם "מחטים". השם "נושא חרוטים" אינו מדויק באותה מידה, שהוא תרגום של השם הלטיני השני Coniferae (מלטינית conus - קונוס ופארו - ללבוש), שכן לא לכל נציגי הקבוצה הזו יש קונוסים.

פְּרִיסָה

עצי מחט - צמחים בעלי אקלים מתון חם בעיקר, אשר לקיומם, קודם כל, יש צורך בלחות מספקת. לכן, הם גדלים בעיקר באזור האקלים הממוזג. הגבול הצפוני של התפוצה של עצי מחט עצים (כמו גם כל מיני העצים בכלל) עולה בקנה אחד עם ההפשרה של האיזותרמית של יולי +10 מעלות צלזיוס, המונעת משורשי העצים לקבל מספיק לחות וחומרי הזנה מהאדמה. עם זאת, לאורך עמקי הנהרות והנחלים, שבהם שכבת ההפשרה העונתית מתגברת עקב השפעת ההתחממות של המים, יערות מחטניים נעים צפונה עוד קצת. באקלים סובטרופי וטרופי, צמיחת עצי מחט מעוכבת על ידי לחות אטמוספרית לא מספקת, ולכן, באזורי אקלים אלה, הם גדלים בעיקר בהרים בגבהים שבהם האקלים מתאים לאקלים של אזור האקלים הממוזג.

איור.1. ארז סיבירי (lat. Pinus sibirica)

עצי המחט הקיימים כיום הם הקבוצה הגדולה והנפוצה ביותר מבין הגימנוספרמים המודרניים. המספר הגדול ביותר של מינים וזנים של עצי מחט נמצא בחצי הכדור הצפוני. חלקם, כמו אורנים, אשוחים, לגש, אשוח, יוצרים כאן יערות מחטניים נרחבים, המורכבים לפעמים ממין אחד או כמה. בחצי הכדור הדרומי, עצי מחט נפוצים ביותר באזורים הממוזגים של ניו זילנד, אוסטרליה ודרום אמריקה.

רוב הסוגים האנדמיים של עצי מחט (סוגים שתפוצתם מוגבלת לשטח קטן מאוד) וכל זני השרידים העתיקים (זנים שבטריטוריה זו הם שריד לצומח של תקופות קודמות, נוכחותם עשויה להיות באי התאמה מסוימת לתנאים המודרניים הקיום בטריטוריה זו) מרוכזים לאורך אגן האוקיינוס ​​השקט, במיוחד בדרום מזרח ומרכז סין, טייוואן, יפן, קלדוניה החדשה, טסמניה, על חוף האוקיינוס ​​השקט. צפון אמריקה, בדרום צ'ילה, ניו זילנד, מזרח אוסטרליה וגינאה החדשה. זאת בשל העובדה שתנאי האקלים באוקיינוס ​​השקט עברו את השינויים הקטנים ביותר מאז המזוזואיקון, העידן בו הגיעה קבוצה זו להתפתחותה המקסימלית. לא רק מספר הסוגים, אלא גם מספר המינים של עצי מחט עולה לקראת האוקיינוס ​​השקט.

מבחינת חשיבותם הן בטבע והן בחיי האדם, עצי מחט תופסים את המקום השני אחרי צמחים פורחים, ועוברים בהרבה על כל שאר הקבוצות. צמחים גבוהים יותר.

היסטוריה של התפתחות

עצי מחט הופיעו בתקופת הפחמן (לפני כ-370 מיליון שנה), ובאותה תקופה הם גדלו בעיקר בחצי הכדור הצפוני. הם האריכו בחיים את קרוביהם הקורדייטים וכבר מתקופת הטריאס (לפני כ-235-185 מיליון שנים) החלו למלא תפקיד משמעותי בכיסוי הצומח של חצי הכדור הצפוני. בתקופות היורה ובעיקר הקרטיקון של תקופת המזוזואיקון (לפני כ-185-66 מיליון שנים), הגיעו עצי המחט לגיוון הגדול ביותר שלהם ולתפוצה מרבית. בשלב זה הופיעו רוב הזנים המודרניים, כאשר משפחות האורנים (Pinaceae), Yew (Taxaceae), Taxodiaceae (Taxodiaceae) וברושים (Cupressaceae) מרוכזות בחצי הכדור הצפוני, וה-Araucariaceae (Araucariaceae) ו-Poagraceae (Poagraceae) משפחות בחצי הכדור הדרומי.

בתקופה השלישונית של עידן הקנוזואיקון (לפני כ-66-2.5 מיליון שנים), עצי מחט היו נפוצים ברחבי כדור הארץ, הם לא היו מרוכזים בצורה ניכרת סביב האוקיינוס ​​השקט כפי שהם עכשיו. הם גדלו אז אפילו באזורי הקוטב, בשטחים שנמצאים כיום מחוץ לגבולות תפוצת הצמחייה העצית (סבלברד, מערב גרינלנד, אנטארקטיקה). מעניין, עצי מחט גדלו באנטארקטיקה כבר ברבעון (לפני 2.5 מיליון שנים ואילך).

עצי מחט מבוגרים יותר מכל הקבוצות הקיימות כיום של צמחי זרעים, כולל אפילו Ginkgoaceae, שרידים אמינים למדי שלהם ידועים מאז התקופה הפרמית (תקופה זו החלה לפני 280 מיליון שנה ונמשכה 45 מיליון שנה). אבל בעוד שרק מין אחד ממעמד הגינקו שרד - גינקו (במהותו, "מאובן חי") אמיתי, עצי המחט הם קבוצה משגשגת. מבין עצי המחט המודרניים, המשפחות העתיקות ביותר הן משפחות ה-Araucariaceae, Podocarps ו-Pine. שרידים אמינים פחות או יותר של נציגי שלוש המשפחות הללו ידועים כבר מהמרבצים של סוף התקופה הפרמית (לפני כ-250 מיליון שנה), ואורן, ככל הנראה, מופיע מעט מוקדם יותר מהשניים האחרים. גיל עתיק לא רק במשפחות, אלא גם בכמה סוגים. לפיכך, שרידי צמחים המיוחסים פחות או יותר בביטחון לסוג אורן (Pinus) מוכרים ממרבצים מתקופת היורה (גילם הוא בין 185 ל-132 מיליון שנה), וגרגרי אבקה מהסוג ארז (Cedrus) מוכרים ממרבצים. של התקופה הפרמית המאוחרת (גילם כ-250 מיליון שנה). זה מצביע על כך שכמה סוגים מודרניים של עצי מחט היו קיימים עוד לפני תקופת הקרטיקון, כלומר. לפני הופעת צמחים פורחים.

מידות וזמן חיים

נציגים מודרניים של עצי מחט הם ירוקי עד, לעתים רחוקות יותר עצים ושיחים נשירים. הגדלים של עצי מחט שונים מאוד - יש את כל המעברים מצורות ננסיות לענקים אמיתיים. מבחינת גודל ענק, המקום הראשון שייך לסקויה ירוקת עד (Sequoia sempervirens), השייכת למשפחת טקסודייב. זהו העץ הגבוה בעולם. שֶׁלוֹ גובה ממוצעיותר מ-90 מ', והשיא - 117 מ'; קוטר הגזע יכול להגיע ל-11 מ' מבחינת עובי הגזע, הסקוויה שנייה רק ​​לברוש הביצות המקסיקני (Taxodium mucronatum), שעובי הגזע שלו יכול להגיע ל-16 מ', ועץ הממותה (Sequoiadendron giganteum), הגבוה ביותר. דגימות עוצמתיות שלהן בעובי של עד 12 מ' שייכת ל-Dacridium רופף העלים הניו זילנדי (Dacrydium laxifolium) ממשפחת ה-Podocarp, שגובהו פחות מ-1 מטר. עצי מחט זעיר זה עם גבעולים זוחלים דקים יוצר סבך, בעיקר על אדמות כבול הרריות ותת-אלפיניות באזורים עם אקלים לח.

כמה מינים של עצי מחט הם בין הצמחים הארוכים ביותר בעולם. לדוגמה, עץ ממותה הוא כבד ארוך כל כך, גילם של חלק מהדגימות שלו הוא יותר מ-3,000 שנים, אבל מין אחר שובר את שיא אריכות הימים, כלומר, אורן צפון אמריקה (Pinus longaeva). במזרח נבאדה נמצאה דגימה ממין זה, שגילו מוערך בכ-4900 שנה, כלומר כמעט חמשת אלפים שנה. המשמעות היא שכבר במהלך בניית פירמידת צ'אופס, המפעל הזה כבר היה ישן למדי (הוא היה בן יותר מ-200 שנה).

מִבְנֶה

לברוח.לרוב עצי המחט שני סוגים של נצרים: נצרים ארוכים שאינם מוגבלים בגדילה (אוקסיבלסטים) ונצרים מקוצרים המוגבלים בגדילתם (ברכיבלסטים). הסתעפות של יורה בעצי מחט היא מונופודיאלית. עם סוג זה של הסתעפות, לגבעול הראשי (מונופודיום) המתפתח מהזרע יש צמיחה אפיקלית בלתי מוגבלת, שבגללה הצמח גדל לגובה. יורה לרוחב של הראשון, השני וכו 'יוצאים מהמונופודיום. הזמנות. יריות המשתרעות מהגזע הראשי מסודרות בספירלה, אך לעתים קרובות הן מתחברות כל כך קרובות עד שהן הופכות לסיבובים (טבעות של יורה סביב הגזע הראשי), ולא נוצרת יותר מטבעת ענפים אחת כזו מדי שנה. על ידי ספירת הזרמים, אתה יכול לקבוע את גיל העץ על ידי הוספת שנתיים לנתון המתקבל, שכן 2 שנות החיים הראשונות של עצים מחטניים אינן יוצרות סיבובים. עם זאת, שיטה זו חלה על מטעים צעירים יחסית (עד 50 שנים), שבהם הפיתולים התחתונים על הגזעים עדיין לא הספיקו להתהדק לחלוטין בגלל הצמיחה המשנית של הגזע.

הענפים של פיתולים מזויפים כאלה מתקצרים בהדרגה כלפי מעלה, מה שמקנה לעץ צורה פירמידלית אופיינית. יחד עם זאת, הענפים הצדדיים של הסדרים השניים והבאים הם סימטריים דו-צדדיים, לפעמים הופכים שטוחים לחלוטין, מה שמקנה לעץ אופי ארוך. אם היורה הקודקוד ניזוק, אז אחד הענפים של הענפים הצעירים ביותר של הענפים הצדדיים עלול להתחיל לצמוח כלפי מעלה ולקבל את התפקיד הראשי. בעצים ישנים נוצר בדרך כלל כתר רחב, שאינו מורכב עוד מאחד, אלא מכמה ענפים עיקריים, הנראים בבירור, למשל, באורנים ישנים.

ככל שהעץ מזדקן, שטח פתוחהענפים התחתונים שלו עשויים להמשיך להגיע כמעט עד הקרקע (כתר מחודד), אבל ביער עבות הם בדרך כלל מתים די מהר בגלל חוסר אור. כתוצאה מכך, החלק התחתון הארוך של הגזע חשוף ונשאר כמעט נקי מענפים, דבר שמאוד מוערך בעת קצירת עצים.

ברוב עצי המחט הגדלים באזורים קרים, קצה הנצר מוגן על ידי קשקשים דקים המתאימים היטב היוצרים ניצן מוגדר היטב בסוף עונת הגידול. קשקשי כליות מכוסים בשכבת הגנה של שרף או מכוסים בצפיפות בשיער עבה. במקרים אחרים, כמו araucaria ורוב הברושים, קשקשי ניצן לא מתפתחים.

גֶזַע.המבנה האנטומי של גבעולים מחטניים אחיד יחסית. יש להם קליפה דקה למדי וגליל עץ מסיבי, שבתוכו יש ליבה, בקושי נראית בגזעים ישנים יותר. הן בקליפה והן בעץ עצמו ישנם מעברי שרף רבים (תעלות), המורכבים מרווחים בין-תאיים מוארכים. תעלות השרף ממולאות בשרף, המופרש על ידי תאי הציפוי.

לרוב עצי המחט יש טבעות צמיחה מוגדרות היטב בגזע, שהיווצרותן קשורה להאטה בצמיחת העצים בתקופות השנתיות של קור החורף או בצורת הקיץ. כל טבעת מתאימה לצמיחת העץ בעונת גידול אחת. ניתן להבחין בין הטבעות הללו בחלקים רוחביים של הגזע, הענפים והשורשים. הם מתבטאים בצורה הטובה ביותר בקווי רוחב ממוזגים וקרים מחטניים. לפי מספר הטבעות השנתיות בחיתוך הגזע, המבוצעות בגובה צוואר השורש, ניתן לקבוע די במדויק את גיל העץ. יתרה מכך, בהתבסס על מספר סימנים של מבנה טבעת הצמיחה, ניתן להסיק מסקנות מסוימות לגבי תנאי האקלים של העבר. חקר טבעות הצמיחה של עצי מחט (כמו גם עץ Tsvetkovy) משמש לתארך שרידים ארכיאולוגיים ותופעות טבע (שיטה זו נקראת דנדרכרונולוגיה), וכן לחקר האקלים העתיק (דנדרוקלימטולוגיה).

שורש.השורש הראשוני בעצי מחט רבים נמשך לאורך כל החיים ומתפתח בצורה של שורש ברז חזק, שממנו משתרעים שורשים לרוחב. פחות נפוץ, למשל, בחלק מהאורנים, השורש הראשוני אינו מפותח ומוחלף בשורשים לרוחבים. בנוסף לשורשים ארוכים (ראשי ולרוחב), לעצי מחט יש גם שורשים קצרים, לרוב מסועפים מאוד, שהם איברי הספיגה העיקריים של הצמח. שורשים כאלה עשויים להכיל מיקוריזה - סימביוזה של התפטיר של הפטרייה ושורשי הצמח. פטריות יוצרות מיקוריזה מפרקות כמה תרכובות קרקע אורגניות שאינן נגישות לצמח, מקדמות את ספיגת הפוספטים, תרכובות החנקן ומייצרות חומרים כמו ויטמינים, בעוד שהן עצמן משתמשות בחומרים שהן מפיקות משורשי הצמח.

על שורשי עצי המחט יש שערות שורש ליד האזור הצר של קודקוד השורש, אשר נושרות בקלות כאשר השורש נשטף. העלים של רוב עצי המחט הם צרים בצורת מחט, עלים כאלה נקראים מחטים, אבל בסוגים מבוגרים יותר (לדוגמה, בחלק מהמינים של Araucariaceae ו-Podocarps), העלים אזמליים ואפילו אזמליים רחבה. אז, ב-podocarp הגדול ביותר (Podocagrus maximus), העלים הגדולים ביותר מגיעים לאורך של 35 ס"מ ולרוחב של 9 ס"מ.

העלים הירוקים של עצי מחט הם לרוב יושבים, אבל לפעמים עם פטוטרת קצרה. כמעט תמיד הם שלמים, ורק במינים מסוימים של אשוח העלים בחלק העליון מחורצים פחות או יותר. אורכם הוא בין 1-2 ל-30-40 ס"מ. העלים הארוכים ביותר בין עצי מחט מודרניים נמצאים בצפון אמריקה אורן ביצה(Pinus palustris), המחטים שאורכן מגיעות ל-45 ס"מ. למעט כמה סוגים נשירים או נושרים ענפים (ארוקריה, אגאטיס, טקסודיום, מטאסקויה וקונינגמיה), העלים של עצי מחט הם ירוקי עד, צפופים, נוקשים ועוריים פחות או יותר. סידור העלים הוא בדרך כלל ספירלי או חלופי, לעתים רחוקות מתפתל או הפוך. עלים צרים (מחטים) יש וריד אחד, רחב - ורידים מקבילים רבים. בחתך, העלים שטוחים, טטרהדרלים או מעוגלים. בנוסף לעלים פוטוסינתטיים ירוקים, יש לעצי מחט עלים חומים דמויי קשקשים.

שִׁעתוּק

אברי הרבייה של עצי מחט הם strobili - יורה מקוצר שונה הנושאים עלים מיוחדים - sporophylls, שעליהם נוצרים איברים יוצרי נבגים - sporangia. ישנם סטרובילים זכרים (הם נקראים מיקרוסטרובילים) וסטרובילים נקבים (מגסטרובילים). מגסטרובילים נוטים לגדול באוספים קומפקטיים, לעתים רחוקות מאוד הם גדלים לבד. התכנסויות של מגסטרובילים ומגסטרובילים בודדים נקראים קונוסים נשיים.

מיקרוסטרובילים ברוב עצי המחט גדלים בנפרד, ולעתים רחוקות מאוד, בצורות פרימיטיביות של עצי מחט, באוספים קומפקטיים. אוספים של מיקרוסטרובילים ומיקרוסטרובילים בודדים נקראים קונוסים זכריים.

איור 2. קונוסים זכרים(סטרובילי) על אורן בתולי (lat. Pinus virginiana)

בדרך כלל עצי מחט הם צמחים חד-ביתיים (חרוטים זכרים ונקבות מתפתחים על אותו עץ), לעתים רחוקות יותר הם דו-ביתיים (קונוסים נקבים וזכרים מתפתחים על עצים שונים).

קונוסים זכרים נאספים לרוב בקבוצות וממוקמים בדרך כלל בצירי העלים, לעתים רחוקות יותר בחלק העליון של יורה לרוחב. בבסיס הקונוסים, יש לעתים קרובות קשקשים הממלאים תפקיד מגן. Microsporophylls מופחתים מאוד, קשקשים או corymbose. כל מיקרוספורופיל מייצר בין 2 ל-15 מיקרוספורנגיות. במיקרוספורנגיום נוצרת רקמה ספרוגנית, המוקפת מכל צדדיה בטפטום - שכבת תאים המספקת חומר מזין לפיתוח מיקרונבגים. מספר המיקרונבגים המיוצרים במיקרוספורנגיה הוא בדרך כלל גדול מאוד, הם קלים מאוד, מה שעוזר להם להתפזר על ידי הרוח.

מכל מיקרוספור מתפתח גמטופיט זכר - הדור המיני של צמחים, מעגל החייםשעובר לסירוגין בין דורות מיניים וא-מיניים. כמעט בכל הצמחים הגבוהים יותר (למעט טחבים), הגמטופיט מפותח גרוע וקצר מועד.

ברוב עצי המחט, התפתחות הגמטופיט הזכרי מתחילה עוד לפני פיזור המיקרונבגים, כלומר. גם כשהם נמצאים בתוך המיקרוספורנגיום. בשאר עצי המחט (רוב הטקסוס והברושים) התפתחות הגמטופיט הזכרי מתחילה רק לאחר שהמיקרו-נבגים נישאים ברוח אל הביציות שבחרוט הנקבה.

כל חרוט נקבה, ככלל, מורכב מציר מרכזי עליו יושבים קשקשי כיסוי, בציר של כל אחד מהם יש קשקשת זרעים, שהיא מגסטרוביל שהשתנה בתהליך האבולוציה. בקווי התפתחות שונים של עצי מחט, מתרחש תהליך של איחוי הדרגתי של קשקשי הכיסוי והזרעים (כלומר, מגסטרובילוס קשקשי), אשר בסופו של דבר מוביל להיווצרות של קשקשת פשוטה ומאוחזת, הנקראת לעתים קרובות התסביך הפורה.

איור 2. קונוסים נקבות על אשוח שחור (lat. Picea mariana)

בצד העליון של מגסטרובילים קשקשים אלה נמצאות הביציות. הביצית היא מגה-ספורנגיום (כאן נקרא גרעין) מוקף בחומר מגן מיוחד - האיגום. כל גרעין מפתח 3-4 מגה-ספורות פוטנציאליות, שרק אחד מהם מסוגל לפתח. בתוך המגאספורנגיום, כתוצאה מחלוקה חוזרת ונשנית, מתפתחת גמטופיט נקבה, הנקרא אנדוספרם, ממגהספור מתפקד.

אבקה מהקונוסים הזכריים מועברת אל הביציות בעזרת שקי אוויר. האבקה מתרחשת וקשקשי החרוט הנשי נסגרים. הגמטופיט הזכרי ממשיך בהתפתחותו על המגה-ספורנגיום. לאחר פרק זמן מסוים לאחר ההאבקה מתחיל תהליך ההפריה, המתרחש לרוב באותה עונה. פרק זמן זה ארוך בצורה יוצאת דופן אצל מיני אורנים, שבהם עוברים 12 עד 14 חודשים בין האבקה להפריה. לאחר ההפריה נוצרת זיגוטה (תא הנובע מהתמזגות של תאי נבט זכריים ונקביים), שממנה מתחיל להתפתח מיד העובר העוברי (טרום-עובר), ולאחר מכן העובר האמיתי. התפתחות העובר מתרחשת עקב חומרי העתודה של האנדוספרם.

העובר שנוצר מורכב משורש, גבעול, מספר קוטלידונים (עלים עובריים) וכליה. העובר מוקף אנדוספרם, המשמש במהלך הנביטה. השלמה יוצרת את שכבת הזרע הקשה. הביצית נצמדת בחוזקה לקשקשת הזרעים, מהרקמה ממנה נוצר סרט פטריגואיד, התורם להתפשטות הזרעים ברוח. לפיכך, זרע בוגר מכיל עובר ספורופיט, מסופק בחומרי רזרבה ומוגן על ידי קליפה. Sporophyte - דור א-מיני של צמחים, שמחזור החיים שלהם עובר לסירוגין של דורות מיניים וא-מיניים. כל הצמחים הגבוהים יותר (למעט בריאופיטים) מיוצגים על ידי ספורופיטים.

זרעי מחטניים משתנים מאוד בגודל, צורה וצבע. מעיל הזרע עשוי להיות עצי, עור או קרומי. זרעים המותאמים לפיזור רוח מצוידים בתוספת אחת גדולה דמוית כנף או 2-3 כנפיים קטנות. לזרעים המופצים על ידי בעלי חיים יש לעתים קרובות פרווה עסיסית וצבעונית זוהרת.

די הרבה זמן עובר בין האבקה להבשלת זרעים. לדוגמא, באורן כולי (Pinus sylvestris), הבשלת זרעים מתרחשת בסתיו, בשנה השנייה לאחר ההאבקה. קונוסים מגיעים בשלב זה לאורך של 4-6 ס"מ, קשקשתם הופכת לירוקת לאפורה. בחורף הבא, הקונוסים צונחים, הקשקשים מתפצלים והזרעים נשפכים החוצה. בהפרדה מצמח האם, הזרע יכול להיות רדום במשך זמן רב ורק עם תחילתם של תנאים נוחים מתחיל לצמוח.



עצי מחט התעוררו בפחמימות המאוחרות (לפני כ-290 מיליון שנה), כאשר האקלים על פני כדור הארץ החל להתייבש. לעלים של עצי מחט מודרניים יש תכונות רבות המעידות על סבילותם לבצורת, כלומר. לְהַחזִיק תכונות xeromorphic. ייתכן שהסיבה לכך היא שרוב נציגי המעמד הזה נוצרו לבסוף בתקופת הפרמיאן היבשה והקרירה יחסית (לפני 286-248 מיליון שנים). באותה תקופה, העלייה ההדרגתית בצחיחות העדיפה כנראה סוג זה של הסתגלות מבנית.

העלים של עצי מחט הם בצורת מחט (אורן, אשוח, אשוח, לגש) או קשקשים (תוג'ה, ברוש), ככלל, ירוקי עד ( לא כולל לגש - הסתגלות משנית לאקלים קר מאוד), מותאמים לשידור חסכוני של מים ולסבול בבצורת, כולל חורף, כאשר השורשים אינם יכולים לספוג מים בטמפרטורות נמוכות.

1) המשטח החיצוני של המחטים קטן מאוד (שטח האידוי קטן).

2) האפידרמיס מורכב מתאי דופן עבות עד לציפורן חזקה (הגנה מפני אידוי).

3) סטומטה שקועה. תאי השמירה מכוסים חלקית, והתעלה מלאה בשרפים או בשעווה (ירידה חדה בטרנספירציה).

4) מתחת לאפידרמיס, יש רקמת היפודרמיס מיוחדת, המורכבת מסיבים לבנים, המפחיתה את האידוי ומגבירה את החוזק המכני.

5) ההבדל העיקרי מאנגיוספרמים: אין התמיינות למסופיל עמודי וספוגי, כל התאים הומוגניים, נוצרים מזופיל מקופל.זהו פיצוי אדפטיבי למשטח חיצוני קטן. בתאי מזופיל, הממברנה יוצרת קפלים פנימיים, מה שמבטיח עלייה חדה בשכבת הדופן של הציטופלזמה ובמשטח הפנימי.

בתאים, עקב עלייה במשטח הפנימי שלהם, גדל מספר הכלורופלסטים, ועם משטח חיצוני קטן של המחטים, תהליכי פוטוסינתזה מתנהלים בצורה אינטנסיבית כמו בעלים רגילים של צמחים פורחים.

6) צרור סיבי כלי הדם הכפול מוקף באנדודרם, המווסת את הובלת החומרים. כאשר נכנסים לגבעול, הצרור הכפול מתמזג לאחד ויוצר שובל עלים אחד.

7) צרורות מוליכים מוקפים ברקמת עירוי, המורכבת מ: א) טרכאידים רדיאליים (הובלת מים), ב) תאי פרנכימה חיים (הובלה של חומרים מטמיעים אורגניים).

8) ישנם מעברי שרף הממוקמים בין תאי מזופיל.

21. סיווג עלים לפי צורת צלחת העלה, בסיס, עליון וקצה העלה, לפי מידת הנתיחה. סיווג עלים מורכבים.

22. סוגי נידוף עלים. סידור עלים. שינויים בגיליון.

23. פֶּרַח. מורפולוגיה של פרחים.

24. משמעות פרח. צורות וסוגי פרחים. צמחים חד ביתיים, דו ביתיים ופוליגמיים. מושג של נוסחת פרחים ותרשים.

25. תפרחות. סוגי תפרחות.

26. זֶרַע. מבנה הזרע.

27. פיזיולוגיה של הזרע ונביטתו.

28. רבייה מינית של צמחים. סוגי האבקה. התאמת צמחים להאבקה. הפריה של צמחים פורחים.

29. הפצת פירות וזרעים.

30. עוּבָּר. סיווג פירות.

31. רבייה א-מינית של צמחים.

בצמחים מבחינים בין שתי צורות של רבייה א-מינית - וגטטיבית, המבוססת על יכולתם של צמחים לשקם חלקים בודדים של הצמח, ורבייה באמצעות תאים שנוצרו במיוחד - נבגים.

ריבוי וגטטיבינמצא בצמחים חד-תאיים וגם בצמחים רב-תאיים. לדוגמה, אצות חד-תאיות רבות מתרבות על ידי חלוקת תאים מיטוטיים לשניים.

מאז 1950, טקסונומים, לפי הצעתו של הבוטנאי ההולנדי א. פולה, במקום הסדר הקודם של עצי מחט (Conifefales), משלבים עצי מחט מודרניים לחמישה סדרים: araucaria (Araucariales), אורן (Pinales), ברוש ​​(Cupressales), podocarp. (Podocarpales) וטקסוס (Taxales).

נציגי מסדר האורנים, המאוחדים במשפחת אורנים אחת, הכוללת 11 סוגים ו-250 מינים, הם יוצרי היער העיקריים באירופה, אסיה וצפון אמריקה. הם יוצרים דוכנים טהורים ומעורבים של טייגה מחטנית בהירה וכהה מחטנית של חצי הכדור הצפוני. עצי אורן הם המינים היוצרים העיקריים של יערות ארצנו. הם תופסים שטחים נרחבים של אזור הטייגה של אירואסיה, מהווים את הבסיס לבסיס משאבי העץ של ארצנו (ראה:). ביערות הצפון אורנים תופסים עמדה דומיננטית ומהווים כ-90% מכלל השטח המיוער. הם בעלי הגנה על מים וערך מגן רב.

ליערות מחטניים של ברית המועצות יש השפעה משמעותית על האקלים של חצי הכדור הצפוני של כדור הארץ והם תופסים רמה גבוהה משקל סגוליבכלכלת ארצנו. IN יערות מחטנייםהצטברה כמות עצומה של חומר אורגני, המהווה מקור יקר ערך לעץ, שרף, שומנים ועוד הרבה מוצרים צמחיים חשובים.

אורז. 3. /- גינקו בילובה; II - ברי טקסוס: 1 - יורה עם עלים וסטרובילי זכר; 2 - לירות עם עלים וביציות; 3 - זרע; 4 - זרע בהקשר; 5 - עלים; b - סדין עם צרור כלי דם אחד

מסדר הברושים כולל שתי משפחות: ברוש ​​(Cupressaceae) ו-Taxodiaceae (Taxodiaceae). משפחת הברושים כוללת 19 סוגים ו-130 מינים הגדלים בחצי הכדור הדרומי והצפוני. משפחת ה-Taxodiaceae כוללת 10 סוגים ו-14 מינים, מתוכם 5 מונוטיפיים. ביניהם סקוויה ירוק עד (Sequoia sempervirens End!.), סקוויה ענקית (Sequoiadendron giganteum Lindl.), מטאסקויה (Metasequoia) וכו'. כמה נציגים של משפחה זו שרדו בצפון אמריקה ובמזרח אסיה, בהיותם יער "מאובנים חיים" -יוצרים יערות הרריים של האוקיינוס ​​השקט בחוף הים.

קבוצת ה"מאובנים החיים" כוללת 5 סוגים ו-20 מינים ממשפחת ה-Yew (Taxaceae Lindl.), אשר השתמרו בדרום אירופה, חצי האי קרים, הקווקז והמזרח הרחוק, ויצרו תצורות יער טהורות ומעורבות. המשפחה השנייה של המסדר יהוד, חומר שתילה - קפיטוס טקסוס כולל שני סוגים ו-6 מינים הגדלים רק באסיה (הודו, סין, דרום קוריאה ויפן), ביערות מעורבים, במקומות עשירים במשקעים.

בחצי הכדור הדרומי גדלים נציגים של מסדרי ה-Araucariaceae וה-Podocarps. משפחת Araucariaceae מיוצגת על ידי עצים עולים (הגבוהים ביותר) של היערות הטרופיים של דרום אמריקה ואוסטרליה, כשהם יוצרים יער על קרקעות הרים נשחקות. משפחת Araucariaceae כוללת 2 סוגים ו-32 מינים. משפחת ה-Podocarpidae כוללת 9 סוגים ו-140 מינים של יוצרי יערות באוסטרליה, דרום אמריקה, אפריקה ואסיה. מחקרים פליאונטולוגיים הראו כי כמה נציגים מודרניים של עצי מחט היו קיימים עוד לפני תקופת הקרטיקון, כלומר לפני הופעת צמחים פורחים.

בין עצי המחט המודרניים, המשפחות העתיקות ביותר הן Araucariaceae, Podocarps ו-Pine. במהלך אבולוציה ארוכה הם עברו שינויים משמעותיים. עם זאת, עצי מחט מודרניים נבדלים על ידי יציבות אבולוציונית ניכרת של מבנים מורפולוגיים בהשוואה לצמחים פורחים, המאופיינים בגיוון. שימור התחרותיות והיציבות של עצי מחט במאבק על הקיום מוקל על ידי התכונות והתכונות האופייניות שהתעוררו בהם בתהליך של אבולוציה הסתגלותית ארוכת טווח.

2.2. תכונות של מבנה האיברים הווגטטיביים של עצי מחט

עצי מחט הם עצים דקיקים, גבוהים ועמידים היוצרים יער המהווים חלק מהשכבה הראשונה של צמחיית היער. העמידות של עצי מחט (מ-300 עד 2000 - 3000 שנים) נקבעת על פי המאפיינים המבניים של הגזעים, הנבדלים מגימנוספרמים אחרים בעץ מפותח יותר ובקליפה וליבה פחות מפותחים. אריכות ימים והופעה קובעים את הפונקציה הקואנוטית העיקרית, יוצרות היער, של עצי מחט.

עץ מחטני הוא 90 - 95% בנפח מורכב מטרכיידים שאורכם הוא סוגים שוניםמשתנה מאוד (מ-0.5 עד 11 מ"מ), ומספר הנקבוביות התחומות הוא בין 30 ל-50 חתיכות, המרוכזות בקצוות הטרכאידים, שבהם עוצמת זרם הסאפ היא הגדולה ביותר. טרכאידים עם נקבוביות מעוגלות התגלו כאלמנטים מוליכי מים מושלמים שמבצעים בו זמנית פונקציה תומכת. ההופעה בתהליך האבולוציה של עיבוי מיוחד של הסרט הסוגר של הנקבובית התחומה, המכונה הטורוס, הייתה שיפור תפקודי שימושי מאוד של הטראכייד. מחקרים מיקרוסקופיים של אלקטרונים הראו שהטורוס הוא לוח דק חלק התלוי על חוטים דקים, שביניהם אין קרום. זה מאפשר לנוזל לעבור מטראכייד לטראכייד אפילו עם נקבוביות סגורות.

יש מעט מאוד פרנכימה בעץ של עצי מחט, בעוד שבטקסוס ובארוקריה היא נעדרת לחלוטין. הקרניים המדולריות צרות, חד-שורות או דו-שורות (לעיתים רחוקות רחבות יותר), מגובה של 1 עד 60 תאים. קרני עצי המחט מורכבות רק מתאי פרנכימליים עם שורה שולית אחת או שתיים של טרכייד קרניים הממוקמות לרוחב. לרוב עצי המחט יש טבעות צמיחה מוגדרות בבירור בגזע, הנגרמת על ידי המחזוריות העונתית של פעילות הקמביום הקשורה לחילופי העונות. טבעות שנתיות מיושרות טוב יותר בקווי רוחב ממוזגים וקרים מחטניים. חקר המבנה של טבעות גדילה הוא השיטה העיקרית של מדור הדנדרולוגיה - דנדרוקלימטולוגיה.

ישנם מעברי שרף רבים בעץ ובקליפה של עצי מחט מודרניים. הם לובשים צורה של תעלות צרות וארוכות מלאות בשמנים אתריים, שרפים ובלסמים המופרשים על ידי תאי הציפוי. ברוב עצי המחט נעדרים מעברי שרף והם נוצרים רק בתגובה לפגיעה בגזע. עם זאת, אצל Araucariaceae, צינורות שרף אינם נוצרים אפילו בתגובה לפגיעה בגזעים. השרף שלהם מרוכז בטרכאידים התוחמים את הקרניים המדולריות. רק נציגי משפחת האורן מאופיינים במעברי שרף קבועים, רגילים (לא טראומטיים) בעץ משני.

היכולת של עצי מחט לייצר שרף היא התכונה הביולוגית הכלכלית החשובה ביותר שלהם. היקף הצריכה והיקף מוצרי העיבוד שלה (שמני רוזין וטרפנטין) מתרחבים בהתמדה, למרות פיתוח אינטנסיבי של ייצור מוצרים וחומרים סינתטיים. תהליך הפקת שרף לייצור טרפנטין, הנקרא טפינג, מבוסס על שימוש בתגובת הפצע של עצי מחט. מסתבר שהנוכחות של תעלות שרף רגילות אינה פוחתת, אלא מגבירה את התגובה של הקמביום של עצי מחט כאלה לפציעה.

לעלים מחטניים ברוב המקרים יש מבנה קסרומורפי מבוטא בבירור. הם מכוסים בדרך כלל בשכבה עבה של לציפורן עם תאי אפידרמיס קטנים עם קירות מעובים מאוד. הסטומטות טבולות בשקעים.

הסתעפות בעצי מחט היא מונופודיאלית. לצד נצרים מוארכים (אוקסיבלסטים) שאינם מוגבלים בגדילה, למספר עצי מחט יש נצרים מקוצרים (ברכיבלסטים) המוגבלים בגדילתם. ברוב עצי המחט הגדלים באזורים ממוזגים וקרים, החלק העליון של הנבטים מוגן על ידי קשקשים דקים המתאימים היטב היוצרים ניצנים בסוף עונת הגידול.

2.3. מאפיינים של איברי היצירה של עצי מחט (איור 4)

מחטניים - צמחים הטרוסקסואלים, חד-ביתיים, לעתים רחוקות יותר דו-ביתיים (ראה:). המיקרוסטרוביל, אשר מכונה לעתים קרובות "הספיד הזכרי", מורכב מציר מקוצר, עליו ממוקמים מיקרוספורפילים מופחתים מאוד עם מיקרוספורנגיה. סידור המיקרוספורופילים ברוב עצי המחט הוא ספירלי (הבא), אך בברוש המיקרוספורפילים תמיד מנוגדים או מסובבים. הצורה של microsporophylls מחטניים שונה מאוד.

בטקסונומיה של עצי מחט, מבנה הסטרובילים הנשיים, הנקראים מקרו או מגסטרובילים, הוא בעל עניין יוצא דופן.

ירידה במספר המקרוסטרובילים היא כיוון כללי באבולוציה של עצי מחט. בטקסוס, כתוצאה מהפחתה מרחיקת לכת במספר המקרוסטרובילים, מתרחשת היווצרותם של מקרוסטרובילים חד-זרעיים. האבולוציה של רוב עצי המחט הלכה בכיוון של הגדלת הקומפקטיות של הרכבה של מקרוסטרובילים, בעוד שהירידה במספר החלקים מילאה תפקיד משני. כתוצאה מכך, הופיעו סטרובילים קומפקטיים - כמו אצטרובלים, אשוחית, araucaria ועצי מחט אחרים. קונוסים בתקופת הפריחה הסכימו להיקרא מגסטרובילים. מגסטרוביל (מאקרוסטרוביל) מורכב מציר מרכזי עליו יושבים קשקשי כיסוי, שבסינוס של כל אחד מהם נמצא מה שמכונה "קשקשת זרעים". הם נקראים "זרע" מכיוון שבצידם העליון הם נושאים ביציות, או ביציות. שאלת מקורם של קשקשי הזרעים הייתה זה זמן רב נושא למחלוקת גדולה ולמחקרים רבים שאיששו את השערתו של ר' פלורין, הידועה כתורת "הברכיבלסט השחי". הוכח כי בקווי התפתחות שונים של עצי מחט מתרחש תהליך מקביל של איחוי הדרגתי של קשקשי הכיסוי והזרעים (ליתר דיוק, המגסטרובילוס הקשקשי), אשר מוביל בסופו של דבר להיווצרות "קשקשת" מאוחדת "פשוטה". , אשר מכונה לעתים קרובות "תסביך הפורה".

ברוב הנציגים של משפחת האורנים, לאבקה או מיקרוספורה, יש צורה בצורת שעועית עם שתי בליטות, או שקי אוויר ( חומר שתילה: אורן, אשוח, אשוח). לרוב סוגי הרוש, אבקה כדורית עם שק אוויר אחד מקיף אופיינית. ללש ולפסאודו-רוש אין שקי אבקה, ולאבקה יש צורה כדורית.

ברוב עצי המחט מתחילה התפתחות הגמטופיט הזכרי עוד לפני פיזור המיקרו-ספורות, כלומר גם כשהם נמצאים בתוך המיקרו-ספורנגיום. אבל בטקסוס וברוב הברושים (ערבים, ברושים וכו'), מיקרו-נבגים מתפשטים במצב גרעיני יחיד ולכן, עדיין אינם "גרגרי אבקה" במובן המוחלט של המילה. במקרה האחרון, התפתחות הגמטופיט הזכרי מתחילה רק לאחר שהמיקרונבגים נישאים על ידי הרוח אל הביצית.

2.4. האבקה והפריה בעצי מחט

אורז. איור 4. המבנה של סטרובילים זכר ונקבה של אורן (I), אשוח (II), לגש (III) ואשוח (GU): 1 - סטרובילי זכר; 2 - ציר הסטרובילה; 3 - אבקנים; 4 - ביציות; 5 - סולם כיסוי; ב - אבקה

האבקת רוח, כלומר העברת אבקה לביצית על ידי תנועת אוויר, מתרחשת בדרכים שונות. סוג ההאבקה הידוע ביותר הוא זה של האורן, שיש לו אבקה עם שני שקי אוויר. קשקשי הזרעים של האורן בתקופת הפריחה מוזזים במקצת, מה שמעיד שהביציות ההפוכות שלו מוכנות לקבל אבקה. כמות שפע של אבקה הנמסרת על ידי הרוח נופלת לתוך הרווחים בין קשקשי הזרעים ונשמרת על ידי הרחבות המכונה סטיגמה של קצה המיקרופיל (כניסת אבקה). באורן הרחבות אלו דקות יחסית, בעוד שבאשוח הן רחבות ועסיסיות יותר. בשלב זה (ולפעמים אף מוקדם יותר), המיקרופיל מתחיל להפריש את הנוזל המאביק כביכול, המופיע בחלקו העליון בצורה של טיפה ("טיפת האבקה"). גרגירי אבקה נרטבים בקלות על ידי הנוזל המאביק וטבולים בו במהירות. זמן קצר לאחר טבילה כזו, מתרחשת ספיגה מהירה של הנוזל, המסתיימת בעוד 10 דקות או אפילו מוקדם יותר. כתוצאה מכך, גרגר האבקה, כביכול, נשאב פנימה ומגיע לראש המגאספורנגיום (גרעין), שם הוא נובט. בשל שקי האוויר, הממלאים תפקיד של סוג של התאמות שחייה, גרגר האבקה, כשהוא נע במעלה התעלה המיקרופילרית, נשאר תמיד מכוון כשהקוטב המרוחק שלו כלפי מטה לכיוון תא האבקה הנוצר בקצוות הגרעין. במצב זה, גרגר האבקה נובט בקלות ויוצר צינור אבקה. לאחר ההאבקה, קשקשי הזרעים מתקרבים זה לזה ונשארים לחוצים זה בזה עד שהזרעים מבשילים.

היעלמותם של שקי האוויר באבקה של לגש ופסאודו-רוש מוסברת בהיעדר נוזל מאביק, שבו הם משמשים לשחייה. עם זאת יש לציין שבאורן אשוח ובאורן אבן לא משתחרר נוזל מאביק, אך לגרגרי האבקה עדיין מסופקים שקי אוויר, למרות שבאורן האבן קיימת נטייה להפחתתם. באשוח, אזור המיקרופילר הופך למשפך סטיגמה אלכסוני הלוכד אבקה. אבל גרגרי אבקה אינם מגיעים לגרעין ואינם שולחים אליו צינור אבקה. במקום זאת, הגרעין גדל כלפי מעלה, וזה יוצר מגע עם גרגרי האבקה. בארז, כמו באשוח, כתוצאה משינויים מתואמים במיקרופיל ובגרעין, גרגרי אבקה מגיעים לגרעין, שם הם נובטים.

ב-araucariaceae (agathis ו-araucaria), נטולי שקי אוויר, גרגרי אבקה נובטים לא על הביצית, אלא על קשקשת הזרעים או בסינוסים שלה. צינור האבקה מסתעף, וחלק מענפיו גדלים לתוך רקמת קשקשת הזרעים. הם גדלים לכיוון הביצית, מגיעים לחלק העליון של הגרעין וחודרים לתוכו. לפיכך, מנגנון ההאבקה של Araucariaceae מאופיין בהתמחות גבוהה וחורג מאוד מהצורות המוכרות של האבקה מחטניים.

הפריה בעצי מחט, למעט אורן, מתרחשת זמן קצר לאחר ההאבקה. במיני אורן, בין האבקה להפריה לוקח בין 12 ל-14 חודשים. ההפריה מתחילה בהיווצרות וצמיחתו של צינור האבקה, אשר עושה את דרכו באופן פעיל דרך רקמות הגרעין (מאקרוספורנגיום) אל עבר הארכיגוניום. כשבוע לפני פעולת ההפריה, גרעין התא הזרע מתחלק ויוצר שתי גמטות זכריות זהות או לא שוות בגודלן (אורן). קצה צינור האבקה עושה את דרכו בין תאי צוואר הרחם של הארכגוניום ומגיע אל הביצית. כאן הוא נקרע, משחרר גמטות זכריות לציטופלזמה של הביצית. בעקבות זאת, אחד משני הגמטות הזכריות נכנס לתוך הביצה. ההיתוך של שני הגרעינים איטי מאוד, אך בסופו של דבר הם מצטרפים ויוצרים את הגרעין הראשון של הספורופיט.

2.5. היווצרות העובר של זרעים מחטניים

התפתחות עובר הזרע בעצי מחט מתחילה ביצירת טרום-עובר, או עובר ראשוני (פרו-עובר). הפרעובר מורכב מקבוצת תאים עם סידור מסוים עד להתארכות תאי התלייה או התלייה. לאחר מכן, מתחיל התפתחות העובר שלו. התליונים לא רק דוחפים את תאי הנבט לעומק רקמת הגמטופיטים ומשמשים עבורם כאיבר אכילה, אלא שהם כנראה איברי הפרשה המשמידים את תאי הגמטופיטים האנדוספרמים באמצעות אנזימים.

זרעי מחטניים מגוונים מאוד בגודל ובצורה. הזרעים הגדולים, בעלי העור, הם חסרי כנפיים, בעוד שזרעי העור והקרום של רוב עצי המחט מצוידים בתוספת דמוי כנף אחת או שתי כנפיים קטנות, מה שמקל על פיזורם ברוח. הכיסוי העסיסי והצבעוני על זרעים של מספר עצי מחט מקדם את הפצתם דרך בעלי חיים.

העובר הבוגר של עצי מחט מורכב מתליון, שורש ראשוני, גבעול וקוטילונים. תליונים בעצי מחט באורכים ובצורות שונות. בצנובר הוא מעוות חזק ומגיע לאורך של 1 ס"מ. הקוטילונים ארוכים, צרים ומציגים שונות רבה במספרם גם באותו סוג ומין. לעצי אורן יש את המספר הגדול ביותר של קוטלידונים ואת השונות הגדולה ביותר (מ-3 עד 18).

המאפיינים הדנדרולוגיים הקצרים של עצי מחט עם תיאור הפילוגניה שלהם מצביעים על כך שבתהליך האבולוציה ארוכת הטווח, מספר מיני עצי מחט הסתגלו בהצלחה לתנאי סביבה משתנים עקב שיפור וגיבוש מבנים גנטיים עתיקים בצאצאים, אשר לקבוע, בהתאמה, את הביטוי של תכונות ותכונות תחרותיות.

לתמיכה בעמדה זו, יערות טייגה עם דומיננטיות של עצי מחט, תופסת שטחים נרחבים של האזור הקר בחצי הכדור הצפוני, ויוצרים דוכני יער יציבים טהורים ומעורבים מחטניים-נשירים.

Xeromorphism של מנגנון ההטמעה, עמידות יחסית, פיתוח ציוד מגן (שרף, שמנים חיוניים), מבנה מערכת אספקת המים, האבקת הרוח ומספר מאפיינים מבניים אחרים סיפקו לעצי מחט את אחד העמדות המובילות בהיווצרות תצורות יער מודרניות על פני הגלובוס.

משימה 2. מבנה האיברים הווגטטיביים של עצי מחט

מטרת המשימה היא ללמוד תכונות דומות במבנה איברים צומחיםצמחים מחטניים.

חומר לשיעור:
1) צילומים ושקופיות של הרגל של הכתר, צורת הגזעים ואופי הקרום של כמה נציגים ממשפחות האורנים, הטקסודיות והברושים; 2) דגימות עשבונים של נבטים של אורן סקוויה, אשוחית, לגש סיבירי, ארז לבנוני, סקוויה ירוק עד וסקויה ענקית, ברוש ​​וארבורוויטה מערבית; 3) דוגמאות של עץ וקליפת עץ מהמינים הרשומים של עצי מחט; 4) הכנות של המבנה המיקרוסקופי של עץ וקליפה. ציוד לשיעור: מקרן עילי "Svityaz", קודוסקופ "פולילוקס", מיקרוסקופ, זכוכית מגדלת, מכשיר ציור, מחטים לנתח (2-4), מפית, עיפרון, חוברת עבודה וחוברות סקיצות.

סדר המשימה:
1. רשום סימנים דומים למבנה איברי הצומח של עצי מחט. שימו לב למאפיינים שבהם: מחטניים - עצים בגודל ראשון, יותר מ-25-30 מ', נכנסים לשכבה הדומיננטית 1 והם מינים יוצרי יער. בתנאים הרריים, הם רוכשים צורות חיים של שיחים וגמדים.

2. שימו לב למונופודיאליות של הסתעפות ולפעילות הקמביום, היוצר עץ משניים ובסט ומבטיח היווצרות גזעים עמודים מעץ מלא של עצי מחט. רשום את הגדלים של כמה נציגים ממשפחות האורן, הטקסודיות והברושים ואת משך חייהם המרבי. עצים - צמחים רב שנתיים, יוצר גזע שעליו נוצר כתר, המורכב מענפי שלד מהסדר ה-1, שממנו משתרעים ענפים של סדרי II, III וכו', המסתיימים ביורה עם עלים וניצנים. הגזע, הענפים, הנבטים, הניצנים, העלים והשורשים מהווים את החלק הצומח של צמחים עציים. צייר תרשים של מבנה עץ עם כתר פירמידלי ובוכה; לייעד ענפים של I, II, III, וכו 'סדרים ויורה.

3. שימו לב לגובה העלייה ולצפיפות הכתר, המהווים אינדיקטורים לסבילות הדורשת האור והצל של המין. השווה את המחטים של אורן כולי עם מחטים של טקסוס, סקוויה ירוק-עד, ברוש ​​ו-Western Arborvitae.

תאר את הסימנים הכלליים של מבנה העלים של מינים מסדרים ומשפחות שונות של עצי מחט. שרטטו את האלמנטים האנטומיים של מחטי האורן, שימו לב לתעלות השרף ולצרורות סיבי כלי דם בגליל המרכזי של המחטים. טרכאידים מחטניים מבצעים גם פונקציות מוליכות מים וגם פונקציות מכניות.

4. מערכת שרף ופרידרם מגנים על העץ מפני נזקים. השווה את מבנה הקליפה והעץ של כמה נציגים של תת-המעמד המחטניים (אורן סקוטי, אשוח סיבירי, סקוויאדנדרון ענק ותוג'ה מערבית). שימו לב למבנה המערכת הרגילה והטראומטית הנושאת שרף של כמה עצי מחט (אורן, אשוח).

5. סכמו את החומר של המשימה השנייה. שימו לב לסימנים התחרותיים של עצי מחט במבנה האיברים הצומחים: היווצרות גזעים גדולים ועמידים, המוגנים מפני מזיקים על ידי הפרשות שרף ושמני טרפן, אחידות מבנה העץ, המורכבת מטרכאידים המבצעים הולכת מים ו פונקציות מכניות.

משימה 3. מבנה איברי היצירה של עצי מחט

מטרת המשימה היא לשקול את המאפיינים הכלליים של המבנה של סטרובילי זכר ונקבה, ביציות ומיקרו-ספורנגיה, כמו גם קונוסים וזרעים, השייכים לקטגוריה של איברי יצירה (רבייה) של צמחים מחטניים.

חומר למשימה: 1) דגימות עשבוניות של יורה עם סטרובילי זכר ונקבה וחרוטים של אורן סקוטי, לגש סיבירי, ארבורוויטה מערבית וערער מצוי; 2) תכשירים של אבקה מאורן, לגש, אשוחית, ערער, ​​arborvitae, ברוש; 3) חומר קבוע בתקופת הפריחה של אורן כולי, לגש סיבירי, ארבורוויטה מערבית וערער מצוי; 4) שקופיות ותצלומים של עצי מחט פורחים.

ציוד לשיעור: זכוכית מגדלת לנתח, מקרן שקופיות "Svityaz", קודוסקופ "פולילוקס", מחטים לנתח (2 - 4), מפית, עיפרון ומחברת (אלבום) לציור.

צו ביצוע משימה
1. רשום מאפיינים דומים של מבנה איברי היצירה של צמחים מחטניים, המונחים בסוף עונת הגידול שלפני הפריחה (כלומר, שנה לפני הפריחה). תהליך ההפריה וההתבגרות של הזרעים מתרחש בשנת הפריחה, ובחלקם (אורן, ערער) בשנה השנייה לאחר הפריחה. לכן, צמחים עציים נבדלים עם מחזור רבייה בן שנתיים ושלוש, המחושב מתחילת איברי הייצור (איברי המין) ועד להבשלת הזרעים.

בעצי מחט מתפתחים קונוסים מסטרובילוס נקבי (megastrobilus), שבחלק הפנימי של קשקשי הזרעים מהם נוצרים זרעים "חשופים" מביציות מופרות.

2. השווה את איברי היצירה של כמה עצי מחט ( חומר שתילה: ברי טקסוס, תוחה מערבית, אורן מצוי, אשוחית אירופאית, לגש סיבירי וכו').

3. שימו לב שהמיקרוסטרובילים של עצי מחט מורכבים ממיקרוספורפילים, שעליהם, ככלל, נוצרים 2 מיקרוספורנגים (שקי אבקה). עם זאת, במינים מסוימים של araucaria ו-agatis, מספרם מגיע ל-13-15 חתיכות על כל מיקרוספורופיל. אבקה, או מיקרונבגים, בעצי מחט יבשים, נישאים בקלות על ידי הרוח.

4. הסתכלו על ההכנות ושרטטו אבקת עצי מחט עם שקי אוויר (אורן, אשוח) ובלעדיהם (לגש).

5. היכרות עם מגסטרובילים (מאקרוסטרובילים) משני סוגי מבנה: הסוג הראשון - מגסטרובילים מורכבים מקשקשי זרעים מפותחים היטב עם ביציות, וקשקשי כיסוי מפותחים בצורה גרועה (אורן, אשוח); הסוג השני - מגסטרובילים מורכבים מקשקשי כיסוי כפופים כלפי חוץ, לעתים קרובות צבועים בצבע אדמדם-ארגמן, שבחלקם הפנימי ניתן לראות קשקשי זרעים קטנים עם ביציות (אשוח, לגש, פסאודו-רוש).

6. ערכו שרטוטים השוואתיים על ידי השוואת המבנה של מגסטרובילי אורן ולרץ' עם קונוסים שנוצרו מהם.