Появление растений, размножающихся семенами. Палеозойские голосеменные растения

Мы отмечали, что вместе с папоротникообразными, размножающимися спорами, впервые появились растения, у которых размножение осуществлялось при помощи семян. На рис. 29 мы уже познакомились с древовидным семенным папоротником - растением с большими листьями папоротника, приносившим семена (рис. 33). Встречались и семенные плауны - растения с мелкими, характерными для плауновых листьями; они также приносили семена. Были и ещё семенные растения - своеобразные крупные деревья "с листьями ландышей", названные кордаитами (рис. 34). Появление растений, размножающихся семенами, знаменовало собой новый большой шаг вперёд в развитии растительного мира. Мы неоднократно указывали, что у папоротникообразных из споры, высыпавшейся из спорангия и попавшей на влажную почву или в другие подходящие условия, развивается заросток с половыми органами (см. рис. 23). Если же растение производит разные споры, то из крупной споры развивается заросток с женскими органами, а из мелкой - заросток с мужскими.

Рис. 33. Семена семенных папоротников: а - сфеноптерис; б - лигинодендрон

Во всех этих случаях, для того чтобы произошло оплодотворение, мужская половая клетка - сперматозоид - должна добраться до архегония, пользуясь водной средой. Без наличия воды оплодотворение не может осуществиться. В такой зависимости от водной среды псилофитов и всех папоротникообразных, как ранее живших, так и ныне живущих, можно видеть печать их происхождения от водных растений. Естественно, эта зависимость от воды в важнейшем жизненном процессе - оплодотворении - ограничивала возможности расселения этих растений, привязывала их к влажным местообитаниям.

Рис. 34. Кордаит (ветвь с листьями и 'соцветиями')

Первичные семенные растения освободились от этой зависимости. У них споры прорастали в спорангиях, т. е. непосредственно на самих материнских растениях, заростки оставались здесь же, а следовательно, и половые органы возникали уже непосредственно на породившем споры растении. Если растения были раздельнополые, то на одних развивались крупные спорангии - семяпочки, в которых и протекали процессы образования спор, развития заростка и архегониев, а на других растениях развивались спорангии - пыльники, дающие мелкие споры, а из них - пылинки. Пылинки переносились ветром на семяпочки, там они прорастали и образовывали сперматозоиды. Оплодотворение могло произойти уже без участия посторонней растению воды.

Кроме этого очень важного преимущества, приобретённого семенными растениями, они получили гораздо большие возможности в воспитании и защите самим материнским растением нового организма - зародыша, находящегося в семени. Спора - одна клетка с ограниченным количеством запасных питательных веществ. Семя - многоклеточный орган с большими возможностями отложения запасных питательных веществ для развивающегося зародыша. Покровы семени (кожура) и питающая ткань, окружающая зародыш, являлись хорошей защитой последнему от неблагоприятных воздействий меняющихся климатических условий. Следовательно, при помощи семян создавались лучшие условия для продления рода.

Первые семенные растения имели семяпочки, развивавшиеся на специализированных листьях. Семяпочки лежали открыто на этих листьях, и семена, развивающиеся из семяпочек, были "голые". Поэтому растения с такими открытыми семяпочками и семенами названы "голосеменными".

Появление семян, несомненно, явилось выражением приспособительных изменений у растений в связи с изменением климата в сторону большей его сухости и при дальнейшем завоевании суши растениями, а также и приспособлением для лучшего обеспечения потомства.

Известно, что древние голосеменные, например кордаиты, могли селиться в более сухих местах, чем местообитания папоротникообразных. Приспособление к новым условиям жизни, естественно, сказалось не только появлением семян, оно вызвало соответственные изменения в тканях растений и обеспечило большее совершенство в передвижении веществ по телу растения.

Все эти преимущества и определили собой то, что в борьбе за жизнь в изменяющихся условиях существования выжили голосеменные. Правда, судьбу папоротникообразных разделили и зародившиеся еще в девоне древние голосеменные - семенные папоротники, семенные плауны и кордаиты. Они сошли со сцены примерно вместе с древовидными плаунами и хвощами. Но они успели породить ещё более совершенные формы голосеменных растений, которые своей победой и определили новый рубеж в истории наземной флоры. Господство на Земле папоротникообразных и древних голосеменных растений кончается вместе с палеозойской эрой.