Sosna zwyczajna jest jednym z najbardziej znanych przedstawicieli nagonasiennych. Istnieje wiele różnych gatunków tego drzewa, które występują głównie w Rosji, Europie i Ameryce Północnej, a cykl życia sosny składa się z kilku faz. Szczegółowa charakterystyka botaniczna drzewa i opis wszystkich etapów jego rozwoju zostały przedstawione w dalszej części artykułu.
Opis biologiczny sosny
Sosna należy do królestwa rośliny, działu drzew iglastych i rodziny sosny. Ma charakterystyczny aromat i jest wiecznie zielonym drzewem, które rośnie szczególnie aktywnie przez jeden wiek.
Czy wiesz Drewno sosnowe jest wykorzystywane nie tylko w przemyśle drzewnym. Wykonuje się z niego również substytut prawdziwej skóry i sztucznego jedwabiu.
Botaniczny opis sosny:
- Drzewo osiąga wysokość 35–40 m, ale niektóre okazy mogą dorastać do 50 m.
- Korzenie sosny są plastyczne. W suchej glebie mogą zejść do ziemi na głębokość 8 m, aw warunkach wysokiej wilgotności są równoległe do powierzchni ziemi w promieniu 10 m od pnia drzewa.
- Średnica bezpośredniego pnia sosny wynosi 0,6–1,2 m. Jego górna część jest rozgałęziona.
- Powierzchnia dolnej części pnia pokryta jest brązową korą z małymi pęknięciami. Na szczycie drzewa kora jest cieńsza i zabarwiona.
- Gałęzie sosny tworzą grubą koronę w kształcie stożka.
- Boczne pędy drzewa są gęsto usiane spiczastymi zielonymi igłami, które zastępują liście. Są gęste i mają długość do 7 cm i są ułożone w pary.
- Owoc sosny to bryła dojrzewająca w drugim roku po wschodzie. Ma kształt stożka, którego średnica wynosi około 2–4 cm.
Etapy cyklu życia
Każda sosna przechodzi pełny cykl życia, który zaczyna się od nasion, a kończy dorosłym drzewem. W procesie takiego rozwoju najpierw powstaje sadzonka z nasion, które w ciągu 2-3 lat stają się młodym drzewem, rosnącym przez wiele lat.
Aby zapewnić dalszą reprodukcję, szyszki z pyłkiem i primordia nasienne są formowane co roku na sośnie. W wyniku zapylania dochodzi do zapłodnienia, które kończy się formowaniem nowej porcji materiału siewnego i cały cykl sosnowy powtarza się ponownie. Każdy etap tego procesu jest szczegółowo opisany w dalszej części artykułu.
Nasiona
Nasiona sosny znajdują się w szyszkach żeńskich i dojrzewają przez 20 miesięcy po zapyleniu. Z ich pomocą drzewo się rozmnaża.
Ważne! Materiał siewny sosny pozostaje żywotny przez 7 lat. Najlepiej rośnie na średnio wilgotnej i żyznej glebie.
Główne cechy nasion sosny:
- mieć zaokrąglony wydłużony kształt;
- osiągnąć średnicę 4-5 mm;
- pokryty gęstą czarną skorupą;
- mieć „skrzydło” - błoniaste odrosty do 2 cm długości.
Sadzonka
W glebie dojrzałe nasiona kiełkują wraz z nadejściem wiosennego upału, dając życie nowemu drzewu. Najpierw z nasion powstaje sadzonka.
Czy wiesz Najwyższym przedstawicielem sosny jest sosna Lambert. Drzewa te mogą osiągnąć wysokość 70 mi rosną w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie.
Etapy jego rozwoju są wymienione poniżej:
- Nasiona sosny, które dostały się do ziemi, aktywnie absorbują wodę i pęcznieją.
- Zewnętrzna skórka jest rozdarta, a pączek korzenia znajdujący się w dolnej części nasion jest skierowany w stronę ziemi.
- Zarodkowy pęd zaczyna się wydłużać. W wyniku tego liścienie znajdujące się na jego szczycie wznoszą się ponad powierzchnię gleby.
- Pozostała podaż składników odżywczych w nasionach jest w całości wydawana na wzrost i rozwój młodej sadzonki.
- Uformowany jest pionowy młody pęd z młodymi liśćmi w kształcie igieł ułożonymi w spiralę.
- Po osiągnięciu wieku dwóch lat na pędach sadzonki można zobaczyć małe beznasienne płatki. W zatokach powstają skrócone pędy, na których wyrastają dwie igły. Struktura ta jest również charakterystyczna dla dorosłej sosny.
Guzki
Wiosną na dorosłym drzewie powstają szyszki: żeńskie i męskie. Różnią się wyglądem i zawierają specjalne narządy, które powodują spory - sporangia. Tutaj powstają spory kobiet i mężczyzn, biorące udział w procesie zapłodnienia w przyszłości. Opis każdego rodzaju szyszek sosny przedstawiono poniżej.
1 - gałąź ze stożkiem i kolekcją mikrostrobili; 2 - młody guz; 3 - dojrzały guz; 4 - nasiona; 5 - gałąź z młodymi pędami.
Kobiety
Drugie imię żeńskich szyszek sosny to makrostrobile. Rosną w grupach 2-3 szt. w górnej części gałęzi lub indywidualnie i zawierają żeńskie zarodniki, które pozostają w środku po zapłodnieniu, tworząc nasiona.
Szczegółowy opis żeńskich szyszek sosny przedstawiono poniżej:
- Makrobrobok ma kształt stożka, a jego długość wynosi około 3–7 cm.
- Każdy stożek ma oś, wokół której znajdują się łuski dwóch rodzajów - całkowy i nasienny. Nazywa się je megasporofilami i są ułożone spiralnie.
- Na zewnętrznej powierzchni szerokich płatków nasiennych (w pobliżu podstawy) znajduje się para nasienia nasiennego. Z góry są one pokryte mniejszą skalą całkową.
- Każde ziarno pierwotne składa się z jądra (tkanki megaporogenicznej) i tkanki osłonowej (powłoki).
- Na górnej krawędzi zarodka znajduje się mikropala - mały otwór przeznaczony do przepuszczania męskiego pyłku.
- W pierwszym roku szyszki żeńskie są pomalowane na czerwono, aw drugim roku zmieniają kolor na zielony. Do czasu dojrzewania i wyrzucania nasion szyszki stają się brązowe i spadają z drzewa.
Mężczyzn
Szyszki męskie znajdują się głównie w pobliżu podstawy młodych pędów sosny i nazywane są strobilami. Wewnątrz zawiera pyłek, który służy do zapłodnienia.
Ważne! Sosna zaczyna wydawać owoce w wieku 15 lat. Obfite zbiory szyszek obserwuje się co 5–7 lat.
Opis męskich szyszek przedstawiono poniżej:
- męski strobil (microstrobil - strzelać ze sporangiami) w postaci kłoska jest pomalowany na żółto, jego wymiary to 8-12 mm.
- Stożek męski to oś, wokół której mikrosporofile (liście zawierające zarodniki) są ułożone spiralnie.
- Na dnie powierzchni każdego mikrosporofilu znajduje się para specjalnych komór z pyłkiem - mikrosporrangia.
- Komory pyłkowe zawierają mikrospory. W wyniku procesu mitozy (podział pośredni) tworzą pyłek.
- Każde pojedyncze ziarno pyłku składa się z czterech komórek - wegetatywnego, generatywnego i dwóch protonowych. Te ostatnie są potrzebne wyłącznie do rozwoju komórek wegetatywnych i generatywnych, więc znikają po oddaniu zasobów.
- Komórka pyłkowa zawiera dwie błony. Wewnętrzna jest bardziej subtelna i nazywa się intina, a gęsta zewnętrzna osłona pełni funkcję ochronną i nazywa się exina.
- Każde ziarno pyłku ma worki powietrzne. Ułatwiają przenoszenie pyłku przez wiatr i są obrzękami powstającymi w miejscach, w których egzina komórki jest oddzielona od intiny.
Zapylanie i nawożenie
Proces zapylania odbywa się w maju. W tym samym czasie pyłek dojrzewa w mikrosporangii męskich szyszek, a łuski żeńskich szyszek otwierają się szeroko, przygotowując się do przyjęcia.
Czy wiesz Najdłuższe igły są w sosnie torfowiskowej. Długość igieł tego drzewa może osiągnąć 45 cm.
Proces zapylania składa się z następujących etapów:
- Kiedy pyłek w męskich szyszkach jest dojrzały, mikrosporangia pęka i ziarna pyłku wysypują się.
- Wiatr z łatwością przenosi ziarna pyłku, w wyniku czego niektóre z nich wpadają między łuski szyszek żeńskich.
- Specjalny lepki płyn jest uwalniany z mikropala żeńskiego stożka. Ziarna pyłku zatrzymane między łuskami przylegają do niego i są wciągane do jądra w wyniku suszenia cieczy.
- Mikropala zamyka się, a wszystkie łuski żeńskiego stożka ściśle przylegają do siebie. Aby zapewnić wysoką szczelność, powierzchnia makroskopu jest wypełniona żywicą.
1 - stożek żeński; 2 - łuski nasienne z dwoma owulami; 3 - mikropala; 4 - megaspory; 5 - zalążek jądra; 6 - powłoka, jedna ulotka; 7 - jądra tworzące peryskermę; 8 - archegonium; 9 - pierwotny bielmo; 10 - stożek męski; 11 - microsporophyllum z dwoma mikrosporangiami; 12 - komórka przedsionkowa; 13 - komórka syfonogenna, komórka rurkowa; 14 - jądro komórki plemnika; 15 - jądro nóg komórki; 16 - komórka rurkowa; 17 - zarodek nasienny; 18 - pierwotny bielmo; 19 - skórka nasion; 20 - stożek, którego wiek wynosi jeden rok; 21 - guz, którego wiek wynosi dwa lata.
Po uderzeniu ziaren pyłku w jądro, proces kiełkowania komórki wegetatywnej rozpoczyna się od utworzenia rurki pyłkowej. W tym przypadku generatywna komórka pyłku porusza się wewnątrz wegetatywnej i powoli rośnie w jądro przez jeden rok kalendarzowy.
Opis wszystkich etapów przygotowawczych, a także schemat procesu nawożenia przedstawiono poniżej:
- 30 dni po zapyleniu dochodzi do podziału archesporialnej komórki jądra.
- Tworzą się 4 megaspory, z których tylko jeden przeżywa, znajdujące się w największej odległości od mikropala.
- Pozostały megaspor zaczyna rosnąć 6 miesięcy po zapyleniu. Ponadto liczba jego jąder w wyniku mitotycznego rozszczepienia wzrasta do 2000 sztuk.
- 13 miesięcy po zapyleniu ściany komórkowe tworzą się w megasporach. Następuje cytokineza - każde z utworzonych jąder jest zlokalizowane w osobnej komórce.
- W wyniku cytokinezy powstaje specjalna tkanka haploidalna - bielmo. Po kolejnych 2 miesiącach z komórek znajdujących się w pobliżu mikropala formuje się 2-3 archegonia, w której znajduje się jedno jajo samicy.
- Bielmo i archegonia tworzą wzrost (żeński gametofit). Do czasu powstania pyłek osiąga jądro i przenika jajo do jednego z archeonów.
- Wewnątrz pyłku komórka generatywna jest podzielona na sterylną i spermatogenną (komórkę ciała).
- Komórka ciała jest podzielona na parę plemników, które wraz z pyłkiem tworzą męski gametofit.
- W wyniku penetracji pyłku do archegonu ściana komórkowa ulega zniszczeniu. W tym przypadku dochodzi do zapłodnienia - jedno z plemników łączy się z jajkiem i tworzy zygotę, a drugie umiera.
Ważne! Czas trwania procesu zapylania zależy od warunków pogodowych. Przy wystarczającej ilości słońca pyłek całkowicie rozprasza się w ciągu 3-4 dni, a podczas deszczu proces ten trwa co najmniej tydzień.
Dojrzewanie szyszek żeńskich
Po zapłodnieniu rozpoczyna się proces dojrzewania szyszki żeńskiej. Proces ten kończy się formowaniem nasion i trwa sześć miesięcy od momentu zapłodnienia.
Dojrzewanie szyszek składa się z następujących etapów:
- W procesie podziału zapłodnionej zygoty powstaje zarodek, który ma narządy zarodkowe - korzeń i pęd. Na szczycie tego ostatniego znajdują się małe liścienie, które są podstawą przyszłych liści.
- Bielmo jest stosowane jako błona odżywcza niezbędna do rozwoju zarodka.
- Następuje tworzenie zewnętrznej skorupy nasion z tkanki otoczki zarodka nasiennego.
- Pod koniec zimy szyszki otwierają się, a nasiona są swobodnie wysiewane, rozrzucając się na duże odległości wraz z wiatrem, a dojrzałe szyszki pokazują się na ziemi.
Życie każdej sosny zaczyna się od małego ziarna wykiełkowanego w glebie. Następnie drzewo rośnie przez wiele lat, tworząc co roku nowe porcje szyszek. Złożony proces nawożenia i dojrzewania nasion trwa od 20 miesięcy od momentu zapylenia, zapewniając dalsze rozprzestrzenianie się sosny w okolicy.