A fenyő a gymnosperms egyik legismertebb képviselője. A fa számos faja létezik, elsősorban Oroszországban, Európában és Észak-Amerikában, és a fenyő életciklusa több szakaszból áll. A fa részletes botanikai tulajdonságait és fejlődésének minden szakaszát a cikk későbbi részében ismertetjük.
A fenyő biológiai leírása
A fenyő a növény királyságába, a tűlevelűek osztályába és a fenyők családjába tartozik. Jellegzetes aromája és örökzöld fa, amely egy évszázadon keresztül különösen aktív magasságban nő.
Tudod? A fenyőfát nem csak a faiparban használják. Beleépülnek az eredeti bőr és a mesterséges selyem helyettesítői is.
A fenyő botanikai leírása:
- A fa eléri a 35–40 m magasságot, de egyes példányok akár 50 m-ig is felnőhetnek.
- A fenyő gyökerei elasztikusak. Száraz talajban 8 m mélységbe tudnak a talajba menni, és magas páratartalom esetén párhuzamosan vannak a föld felületével 10 méter sugarú körben a fatörzstől.
- A közvetlen fenyőtest törzsének átmérője 0,6–1,2 m, felső része elágazó.
- A csomagtartó alsó részének felületét barna kéreg borítja, kis repedésekkel. A fa tetején a kéreg vékonyabb és árnyalatos.
- A fenyő ágak vastag kúp alakú koronát alkotnak.
- A fa oldalirányú hajtásait sűrűen pontozott hegyes zöld tű tűzi, amelyek helyettesítik a leveleket. Sűrűek, hossza legfeljebb 7 cm, és párban vannak elrendezve.
- A fenyőfélék egyösszegűek, amelyek a megjelenésüket követő második évben érlelik. Kúp alakú, átmérője körülbelül 2–4 cm.
Életciklus szakaszai
Minden fenyőfa teljes életcikluson megy keresztül, amely magokkal kezdődik és felnőtt fával fejeződik be. Az ilyen fejlődés során először palánta alakul ki a magvakból, amelyek 2-3 év alatt fiatal fává válnak, sok éven át nőnek.
A további szaporodás biztosítása érdekében a fenyőfán évente pollen- és magvakkal kúpok alakulnak ki. A beporzás eredményeként megtermékenyül, amely új vetőmag-rész képződésével zárul le, és a teljes fenyőciklus megismétlődik. Ennek a folyamatnak minden szakaszát a cikk később részletesebben ismerteti.
Mag
A fenyőmagok a női kúpokban vannak, és a beporzás után 20 hónapig érik. Segítségükkel a fa szaporodik.
Fontos! A fenyő vetőmagja 7 évig életképes marad. Legjobban mérsékelten nedves és termékeny talajon nő.
A fenyőmag főbb jellemzői:
- lekerekített, hosszúkás alakú legyen;
- elérje a 4-5 mm átmérőt;
- sűrű fekete héjjal borítva;
- „szárnyas” - membrán kinövése legfeljebb 2 cm hosszú lehet.
Palánta
A talajban az érett magok csíráznak a tavaszi hő kezdete után, új életet adva az új fa számára. Először egy palánta alakul ki a magból.
Tudod? A fenyők legmagasabb képviselője a Lambert fenyő. Ezek a fák elérhetik a 70 m magasságot és nőhetnek az Egyesült Államokban és Kanadában.
Fejlesztési szakaszai az alábbiakban vannak felsorolva:
- A talajba jutott fenyőmag aktívan felszívja a vizet és duzzad.
- A külső héja elszakad, és a mag alsó részén található gyökérrügy a talaj felé irányul.
- Az embrionális hajtás meghosszabbodni kezd. Ennek eredményeként a tetején található sziklevelek a talaj felszíne fölé emelkednek.
- A magban maradó tápanyag-ellátást teljes mértékben a fiatal csemete növekedésére és fejlődésére fordítják.
- Egy függőleges fiatal hajtást spirálba elrendezett fiatal tű alakú levelek képeznek.
- Két éves kor elérése után kicsi, mag nélküli pehely látható a csemete hajtásain. A melléküregekben rövidített hajtások alakulnak ki, amelyeken két tű nő fel. Ez a szerkezet a felnőtt fenyőre is jellemző.
Kúp
Tavasszal kúpok alakulnak ki egy felnőtt fán: nőstény és hím. Külsőleg különböznek egymástól és olyan különleges szerveket tartalmaznak, amelyek vitákat idéznek elő - sporangiát. Itt nő- és férfi viták alakulnak ki, amelyek a jövőben részt vesznek a megtermékenyítési folyamatban. Az alábbiakban bemutatjuk az egyes fenyőtobozok típusait.
1 - kúpokkal ellátott ág és mikrotranszformációk gyűjteménye; 2 - egy fiatal dudor; 3 - érett bump; 4 - mag; 5 - egy ág fiatal hajtásokkal.
Női
A női fenyőtobozok második neve a macrostrobils. 2-3 db-os csoportokban nőnek fel. az ágak felső részében vagy külön-külön, és nőstény spórákat tartalmaznak, amelyek a megtermékenyítés után belül maradnak, magokat képezve.
A nő fenyőtobozok részletes leírása az alábbiakban található:
- A makró alakja kúpos, hossza kb. 3–7 cm.
- Mindegyik kúpnak van egy tengelye, amely körül kétféle mérleg létezik - integrális és mag. Megasporofillnek nevezik őket, és spirálisan vannak elrendezve.
- A széles szemcsepelyhek külső felületén (az alap közelében) egy pár elsődleges ürügy található. Felülről kisebb integritás mérleggel vannak borítva.
- Mindegyik primordium mag nicellusból (megasporogenous szövet) és integumentáris szövetből (integument) áll.
- A magcsíra felső peremén mikropile - egy kis lyuk, amely a hím virágpor továbbadására szolgál.
- Az első év során a női kúpokat pirosra festették, a második évben pedig zöldre váltak. Az érés és a magvak kidobásakor a kúpok barnavá válnak és leesnek a fáról.
Férfi
A hímtobozok elsősorban a fiatal fenyőerő aljai közelében helyezkednek el, és sztróbiáknak nevezik őket. Benne pollen található, amelyet megtermékenyítésre használnak.
Fontos! A fenyő 15 éves kortól kezd gyümölcsöt adni. 5–7 évenként megfigyelhetők a kúpok bőséges termése.
A hímtobozok leírása az alábbiakban található:
- a hím strobilot (mikrostrobil - spórával lőni) spikelet formájában sárgare festették, méretei 8-12 mm.
- A hímkúp az a tengely, amely körül a mikrosporofillok (spóratartó levelek) spirálban vannak elrendezve.
- Az egyes mikroszporofillák felületének alsó részén van egy pár speciális kamra pollenvel - mikrosporangiával.
- A pollenkamrák mikrospórákat tartalmaznak. A mitózis (közvetett megosztás) eredményeként pollen képződik.
- Minden egyes pollenmag négy sejtből áll - egy vegetatív, generatív és két protálisan. Ez utóbbiak kizárólag a vegetatív és a generatív sejtek fejlődéséhez szükségesek, így eltűnnek az erőforrásuk feladása után.
- A pollensejt két membránt tartalmaz. A belső rész finomabb, intinának hívják, a sűrű külső burkolat pedig védő funkciót tölt be, exina néven.
- Minden pollenmagnak légzsákja van. Megkönnyítik a pollen áthaladását a szél által, és olyan duzzanatot képeznek, ahol olyan helyek képződnek, ahol a sejt exinje el van választva az intina-tól.
Beporzás és megtermékenyítés
A beporzás májusban zajlik. Ugyanakkor a pollen érlelődik a férfi kúpok mikrosporangiájában, és a női kúpok mérete szélesen kinyílik, felkészülve arra, hogy elfogadja azt.
Tudod? A leghosszabb tűk a mocsári fenyőben vannak. Ebben a fában a tűk hossza elérheti a 45 cm-t.
A beporzás folyamata a következő szakaszokból áll:
- Amikor a hím kúpban lévő pollen érett, a mikrosporangia felrobbant és a pollenszemcsék kiszivárognak.
- A szél könnyen hordozza a pollenszemcséket, ennek eredményeként némelyik esik a női kúpok mérlegei közé.
- Egy speciális ragacsos folyadék szabadul fel a női kúp micropiljéből. A mérlegek között elfogott pollenszemcsék hozzátapadnak, és a folyadék kiszáradása következtében bekerülnek a nicellusba.
- A mikropile bezáródik, és a női kúp minden mérlege szorosan összeilleszkedik. A nagy tömítettség biztosítása érdekében a makroszkóp felületét gyantával töltik meg.
1 - női kúp; 2 - vetőmagmérleg két petefészekkel; 3 - mikropile; 4 - megaspórák; 5 - nucellus ovule; 6 - egység, egy szórólap; 7 - periszpermiát képező nucellus; 8 - archegonium; 9 - primer endosperm; 10 - hím kúp; 11 - microsporophyllum két mikrosporangiával; 12 - anteridialis sejt; 13 - szifonogén sejt, cső sejt; 14 - sperma sejtmag; 15 - a sejtlábak magja; 16 - cső cella; 17 - magcsíra; 18 - primer endosperm; 19 - maghéj; 20 - kúp, amelynek életkora egy év; 21 - egy dudor, amelynek életkora két év.
Miután a pollen szemcsék elérték a nucellust, a vegetatív sejt csírázási folyamata pollencső kialakulásával kezdődik. Ebben az esetben a generáló pollensejt a vegetatív sejten belül mozog, és lassan egy naptári év alatt növekszik a nucellus.
Az összes előkészítő szakasz leírását, valamint a megtermékenyítés folyamatát az alábbiakban mutatjuk be:
- A beporzás után 30 nappal megtörténik a nocellus archesporial sejt felosztása.
- 4 megaspóra alakul ki, amelyek közül csak egy marad fenn, és a mikropilettől a legnagyobb távolságban helyezkedik el.
- A megmaradt megaspóra 6 hónappal a beporzás után kezd növekedni. Ráadásul a mitotikus hasadás eredményeként a magjai 2000 darabra növekednek.
- 13 hónappal a beporzás után a sejtfalak belépnek a megaspórák belsejébe. Citokinezis fordul elő - a képződött magok mindegyike külön sejtben található.
- A citokinezis eredményeként speciális haploid szövet képződik - endosperm. További 2 hónap elteltével a sejtekből, amelyek a mikropile közelében helyezkednek el, 2-3 archegonia alakul ki, amelyek egy nőstény tojást tartalmaznak.
- Az endospermium és az archegonia növekedést képez (női gametofita). A kialakulásának idején a pollencső eléri a nicellust és áthatol az egyik régészetben a tojás révén.
- A pollencsőben a generatív sejtet sterilre és spermatogenre osztják (testsejt).
- A testsejtet spermapárokra osztják, amelyek a pollencsővel együtt egy férfi gametofitát alkotnak.
- A pollencsőnek az archegoniumba történő behatolása eredményeként a sejtfal megsemmisül. Ebben az esetben megtermékenyítés történik - az egyik sperma egyesül a petesejttel és zigótát képez, a másik pedig meghal.
Fontos! A beporzás időtartama az időjárási viszonyoktól függ. Megfelelő mennyiségű nap mellett a pollen 3-4 nap alatt teljesen szétszóródik, és esőben ez a folyamat legalább egy hétig tart.
Érési női kúpok
Megtermékenyítés után megkezdődik a női kúp érési folyamata. Ez a folyamat a vetőmag képződésével ér véget és hat hónapig tart a megtermékenyítés pillanatától.
A kúpok érése a következő lépésekből áll:
- A megtermékenyített zigóta elosztása során olyan embrió képződik, amelyen embrionális szervek vannak - a gyökér és a hajtás. Ez utóbbi csúcsán kisméretű sziklevelek vannak, amelyek a jövő levelek kiindulási pontjai.
- Az endospermiumot az embrió fejlődéséhez szükséges tápanyagmembránként használják.
- A mag külső héja kialakulása a magcsíra szöveti szöveteiből történik.
- A tél végén a kúpok kinyílnak, és a vetőmagokat szabadon ki lehet vetni, és a szél hatására nagy távolságra terjednek. Az érett kúpok a földön mutatkoznak.
Minden fenyő élete egy kicsi magból kezd ki, amelyet a talajban csíráztak. Ezt követően a fa sok éven át növekszik, évente új kúpdarabokat képezve. A magok megtermékenyítésének és érlelésének összetett folyamata a beporzás pillanatától 20 hónapig tart, biztosítva a fenyő további elterjedését a környéken.