Геологическая история хвойных деревьев составляет примерно триста семьдесят миллионов лет. Это одни из самых древнейших растений нашей планеты. На протяжении стольких лет хвойным невероятным образом удалось сохранить своё особенное строение с тех времён, когда они только появились.
03 декабря 2018
Поделитесь в соц.сетях
Главная особенность хвойных деревьев, знакомая нам c детства — листья-иголочки, не опадающие ни зимой, ни летом. Однако то, что иголки на ёлках и соснах вечные — неверное утверждение.
Зачем деревьям иголки, когда опадает хвоя и чем отличаются хвойные деревья друг от друга — узнаем вместе в нашей статье.
Ёлки-иголки
Все мы прекрасно знаем, что осенью лиственные деревья избавляются от своей кроны (зачем они это делают — читайте здесь). На фоне этих деревьев с голыми ветками особенно ярко выделяются нарядные ели и сосны, чья хвоя дерзко зеленеет даже под снегом. Почему же хвойные деревья не сбрасывают свои иголки зимой?
Строение иголки
Ответ кроется в особом строении иголок. Хвоя — это разновидность листьев. Каждая иголочка практически полностью повторяет строение стебля. Верхний клеточный слой иголки (эпидермис) покрывает слой воска. Смоляным слоем покрыты и особые почки, венчающие чешуйчатые «макушки» побегов, которые есть у большинства хвойных представителей.
За слоем эпидермиса находится гиподерма, или подкожица. Она представляет собой клетки с толстыми стенками, защищающие иголки от повреждений. Если провести параллель со стволом дерева, то у него такую же защитную функцию выполняет древесина.
У большинства хвойных деревьев гиподерма одревесневает. Такой процесс характерен для ели, сосны и кедра. Наиболее прочную гиподерму имеет пицундская сосна — верхние уголки хвои становятся настолько «деревянными», что её иголки делаются практически несгибаемыми.
Следом за гиподермой располагается следующий слой — паренхима. Это важнейшая ткань иголочки, именно в паренхиме содержатся хлоропласты. Благодаря содержащемуся в них хлорофиллу в ткани протекает фотосинтез. Также в паренхиме находятся особые, окружённые плотными клетками ткани смоляные ходы, имеющиеся не у всех хвойных растений. Клетки ходов вырабатывают смолу.
Рядом с центром хвоинки находятся сосудистые волокнистые пучки, покрытые эндодермой. Внутренние ходы и ткани работают подобно хорошо слаженной системе водоснабжения: от ветки и по всей иголке по одревесневевшим клеткам двигается проводящая вода, а по уцелевшим от одресневения тканям — органические вещества. Одревесневшая ткань называется ксилемой и вода по ней двигается в конец иглы, а «ход» для органических веществ именуется флоэмой и по ней поток идёт в обратном направлении.
Паренхима существует и в проводящем пучке. В большинстве случаев она одревесневшая, наиболее часто она встречается в длинных иголках, служит особым «стержнем» прочным иголкам. Но есть и зелёная паренхима — это означает, что она работает на синтез.
Биология. 5 класс. Бактерии, грибы, растения. Диагностические работы
Пособие является дополнением к комплекту В.В. Пасечника Биология. Бактерии, грибы, растения.
5 класс
Зимой и летом одним цветом
Чтобы листок-иголка имел возможность дышать, в хвое есть специальные устьица. Они спрятаны под эндодермой. Глубина их залегания обеспечивает низкий расход испарения влаги в зимнее время, а также в летнее в засушливые периоды.
Из-за особой оболочки хвоинок, глубины залегания устьиц, хвойные деревья испаряют небольшое количество влаги, и это позволяет им перенести долгое время непогоды. Например, живущий в засушливых районах эвкалипт спасается только благодаря своим иголочкам, которые помогают ему сохранить драгоценную влагу.
Обновление хвои происходит не сразу, а постепенно. Причём происходит это не в один год. Часто каждая иголочка на дереве находится несколько лет, пока не опадёт и на её месте не появится новая.
Такие непохожие хвойные
Хвойные не столь разнообразны, как лиственные растения, однако и они различаются по величине, форме, цвету — не только в целом всё растение, но и их иголочки.
Ель
Ель является самым распространённым хвойным деревом. Все мы прекрасно знаем, как она выглядит, хотя некоторые люди путают ель с сосной. Хвоинки у ели вырастают по одной и располагаются на всей поверхности ветвей. По форме иголки четырехгранные, хотя это не особо заметно, кажется, будто хвоинка плоская, с заострением на конце. Особая конструкция иголки придаёт ей жёсткость.
А за прочность отвечают два клеточных слоя с твёрдыми оболочками, которые находятся под эпидермисом хвоинки.
Восковой слой у ели очень толстый, особенно этим могут похвастаться канадские виды, имеющие хвою голубого оттенка. Воск выполняет настоящую защитную функцию, так как именно в этом слое растворяются продукты сгорания автомобильного топлива, выбрасываемые в атмосферу. Если уровень загрязнения в атмосфере высок, ель начинает утолщать защитный слой, хвоя становится ярче. Но это не может происходить до бесконечности, и однажды слой распадается, иголки теряют свой яркий цвет, становясь блёклыми и сероватыми, а затем и вовсе опадают.
Иголочки разных елей отличаются друг от друга. Например, у канадской ели хвоя достигает всего сантиметр-полтора длины, тогда как у обычных елей длина иголок, в среднем, составляет три сантиметра.
Сосна
Хвоинки сосны растут сначала таким же образом, как у ели – по одному – и по всей длине побега. Однако позже, через год, в пазухах иголок вырастают ещё и коротенькие побеги, еле различимые глазом. Образуются настоящие пучки из игл, от двух до пятидесяти хвоинок в каждом пучке. В зависимости от количества таких «пучковых» иголок сосны делят на особые группы.
Существуют двух-, трёх- и пятихвойные сосны. Самые распространённые — двуххвойные. Такие сосны произрастают в основном в Европе и Азии. К двуххвойным относится и сосна обыкновенная, которую мы привыкли видеть на просторах нашей страны. По длине хвоинок у сосен также случается «разброс» — есть и короткие иголочки (сосна Банкса, два-четыре сантиметра), есть и настоящие гиганты (североамериканская болотная сосна, полметра).
Больше интересных материалов:
- Что такое дождь?
- Почему зимой холодно, а летом тепло?
- Почему море соленое?
- Почему металл холодный?
- Что такое радуга?
Трёххвойные сосны практически все «родились» в Америке, а вот пятихвойные появились и из Америки, и из Европы. Чаще всего их хвоя мягкая, длинная и тонкая. Поэтому если, например, такая сосна растёт в неподходящих суровых для неё условиях, дереву приходится несладко.
Случается, что угрозу для сосен составляют не только неблагоприятные погодные условия и природные катаклизмы, но и настоящие птичьи нападения. Например, хвоя вейтмутовой сосны очень нравится воронам. Тонкая, богатая витаминами, она является настоящим спасением для пернатых в зимнее время года. После подобных вороньих атак сосны часто стоят с обломанными ветками и в городе, и в лесной зоне.
Кедр
Сибирский кедр, несмотря на своё «самостоятельное» название, тоже относится к соснам, причём к пятихвойным. Кедровые хвоинки тонкие и короткие, не более пяти сантиметров длиной. Иголочек в пучках много, поэтому кедр приобретает очень мягкий пушистый вид.
Биология. Бактерии, грибы, растения. 5 класс. Рабочая тетрадь. ВЕРТИКАЛЬ
Тетрадь является приложением к учебнику В. В. Пасечника «Биология. Бактерии, грибы, растения. 5 класс». Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования. Помимо тетради в состав УМК входят электронное приложение, методическое пособие и рабочая программа.
Пихта
Своим внешним видом от елей и сосен отличается пихта. Более тридцати видов этого дерева произрастает в Америке и Азии. Сибирскую пихту можно встретить на Урале и в Сибири, а вот на Кавказе растёт пихта Норманна. Также есть отдельные виды, растущие на Дальнем Востоке.
Пихтовая хвоя имеет плоскую форму, иголочки мягкие. Хвоинки строятся на веточке в два ряда. По цвету иголок среди пихт существует разнообразие: есть деревья с беловатыми иголками, есть и с серовато-зелёными. Цвет зависит от расположения и размера устьиц.
Среди хвойных деревьев пихта имеет самые ароматные веточки. Именно из-за этого хвою пихты активно используют в косметической и фармацевтической промышленности.
Какое хвойное дерево сбрасывает зимой иголки?
Особого упоминания заслуживает лиственница. Именно она, в отличие от своих хвойных собратьев, избавляется от колючей кроны в зимний период.
Хвоя лиственницы тонкая и мягкая, похожа на обычные листья. Произрастающая в Сибири и на Дальнем востоке, лиственница на себе испытывает все «прелести» сурового климата. В зимнее время дерево не может позволить себе растерять и малейшие запасы влаги, поэтому избавляется от колючих «испарителей».
Сбрасывание хвои в городских условиях помогает лиственнице очиститься и от вредных веществ, которые накопились в восковом слое её иголок. В неэкологичных районах, где не выдерживают ели и сосны, лиственница спокойно продолжает существовать.
Источник: rosuchebnik.ru
Ученые разгадали зеленую тайну елок
Группа биофизиков из Швеции, Нидерландов и Канады нашла ответ на вопрос, почему хвойные деревья круглый год остаются зелеными. Ученые три зимы подряд изучали реакцию растений на морозную погоду. В итоге им удалось расшифровать механизм фотосинтеза в хвое и выяснить, что зимой он протекает по сокращенному циклу.
В холодное время года световая энергия поглощается молекулами зеленого хлорофилла, но не используется в последующем фотосинтезе, ведь низкие температуры останавливают большинство биохимических реакций. Важно подчеркнуть, что яркое солнце и, как следствие, избыток световой энергии губительны для растений при низких температурах. Поэтому большинство деревьев сбрасывают листья на зиму.
Однако, как поясняет один из авторов исследования, шведский биофизик Стефан Янссон, сосны и ели этого не делают, так как их фотосинтетический аппарат устроен особым образом.
«Настоящий механизм намного сложнее. Нужно понимать, что в хлоропластах за реакцию фотосинтеза отвечают сразу две фотосистемы, которые поглощают энергию света и преобразуют ее в химическую энергию. Летом они обеспечивают эффективный фотосинтез, работая отдельно друг от друга. Однако зимой они объединяются. За счет этого хвойные растения справляются с избытком световой энергии, и главное – защищают свой чувствительный фотосинтетический аппарат от повреждений в течение суровой северной зимы», – рассказал Стефан Янссон, Профессор Центра изучения растений Университета Умео (Швеция).
Зимой структура тилакоидной мембраны хлоропластов, где происходят светозависимые реакции фотосинтеза, реорганизуется. Возникает физический контакт между двумя фотосистемами. Именно в них происходит поглощение света и его дальнейшее преобразование в химическую энергию.
Этот уникальный механизм адаптации оказался очень полезен для людей. Способность хвойных деревьев выживать в суровом климате позволила человеку колонизировать огромные пространства в северном полушарии, поскольку хвойные деревья давали дрова, жилье и другие предметы первой необходимости. И самое главное – благодаря уникальной биохимии хвойники подарили человечеству рождественскую ель.
Источник: www.vesti.ru
Зачем елке иголки?
У всех деревьев есть листья. А как же елки, сосны, кедры и пихты? Ведь у них вместо листьев иголки. Но это только на первый взгляд. Ведь на самом деле иголки – это такая разновидность листьев.
Благодаря своему строению листья-иголки могут оставаться на дереве даже зимой!
Зимой и летом — одним цветом: почему?
Почему же от обычных листьев дереву приходится избавляться осенью, чтобы пережить зиму, а хвоя может зеленеть и под снегом? Дело в том, что лист испаряет очень много влаги. Ученые говорят, что дерево – это фонтан водяных паров. Но зимой испарение значительно увеличивается (вспомним, как быстро сохнет белье на морозном воздухе).
Корни зимой не могут обеспечить дерево таким количеством влаги, так как земля глубоко промерзает. Поэтому осенью дерево предусмотрительно сбрасывает листву.
Зато листья-хвоинки испаряют очень мало влаги. Ведь верхний слой клеток представляет собой жесткую оболочку. Сверху они покрыты тонким слоем воска. Благодаря этому хвойные растения могут пережить холодную снежную зиму. Именно листья-иголки позволили этим деревьям жить далеко на севере, где круглый год очень холодно.
Очень помогла хвоя такому дереву, как эвкалипт, который живет в засушливых районах, где нужно экономить каждую капельку драгоценной влаги.
Правда, не все хвойные деревья стоят зелеными всю зиму. Так, например, избавляется от наряда лиственница. Дело в том, что лиственница живет в особенно суровых условиях и не может позволить себе зимой даже очень малой потери влаги. Кроме того, вместе с иглами лиственница избавляется от вредных веществ, накопившихся в них.
Размеры и польза хвои
Конечно, хвоя не «сопровождает» растение всю жизнь. Время от времени иголки приходится обновлять. Хвойные растения не сбрасывают с себя всю зелень сразу – хвоя обновляется постепенно. Одна иголка может жить на дереве несколько лет. После этого она опадает, и на дереве вырастает новая, свежая.
Иголки могут быть длинными, а могут быть очень короткими. Так, например, у некоторых видов елей длина иглы составляет всего 1-1,5 см. А самая роскошная хвоя у североамериканской болотной сосны – ее иглы достигают полуметра!
Кстати, очень интересно, что восточная медицина уделяет хвойным растениям особое внимание. Йоги говорят, что иглы деревьев накапливают очень много положительной энергии, которую дерево может передать человеку. Поэтому целители советуют людям чаще гулять в хвойных лесах, прикасаться к хвое, обнимать стволы елей и сосен. А официальная медицина говорит, что эфирные масла, содержащиеся в хвое, благотворно влияют на здоровье человека. Поэтому аромат хвои не только приятен, но и очень полезен.
Источник: sitekid.ru
Как часто меняют свои листья хвойные деревья. Почему листья (иголки) сосны и ёлки не опадают зимой как у других деревьев? Сколько лет живет хвоинка
Несмотря на своих собратьев-хвойных лиственница сбрасывает свои иголки каждую осень. Прекрасное дерево, иголочки у не мягкие, пушистые, совсем не колючие, а древесина считается одной из самых крепких. Надо отметить, что вс равно все хвойные обновляют свои иголочки — старые падают, новые отрастают, но происходит это в течении года и они весь год стоят зелные.
Это дерево называется лиственницей. Оно как и лиственные деревья осень сбрасывает свои хвоинки, как деревья листву. Сначала хвоя на лиственнице желтеет. а потом начинает опадать. Так дерево обновляется и весной начинает сильнее расти.
Считается, что лиственница — это единственное хвойное дерево, которое на зиму избавляется от наросших за лето колючек. Такой уникальный для хвойных механизм лиственница выработала в качестве приспособления к резко похолодавшему климату. Лиственница очень красивое дерево с ценной древесиной. Существует несколько ее видов, самый восточный из которых, лиственница Кемпфера обитает в Японии.
Однако есть еще хвойные деревья, которые могут сбрасывать хвою на зиму — это метасеквойя и кипарис болотный, оба дерева семейства кипарисовых. Оба растения обитают в Америки и по виду иголок мало похожи на привычные нам хвойные деревья.
Многие хвойные деревья остаются весь год зелеными, пышными.
Но не все хвойные растения вечнозеленые. Среди них есть и такие, которые на зиму сбрасывают хвою.
К ним относятся:
Как известно, в природе существуют лиственные и хвойные деревья. Лиственные деревья еще называют листопадными, т.к. каждую осень они сбрасывают пожелтевшие листья. Хвойные же деревья большей частью остаются зелеными круглый год. А самым красивым хвойным деревом, несомненно, является ель. Насчитывается около 50 видов ели, она распространена в Европе, Северо-Восточной и Центральной Азии, Северной Америке, Китае. И везде радует глаз своим изяществом, величавостью и вечнозеленым убором. Так почему же ель зимой и летом одним цветом? Чтобы ответить на этот вопрос, сначала пару слов надо сказать о листопадных деревьях. Листопад, как известно, является природным приспособлением для жизни лиственных деревьев в зимних условиях. Листопад спасает деревья от потери влаги и засыхания в зимнюю стужу, а также защищает ветки от травм и переломов под напором большой массы снега. А хвойные деревья, особенно ель и сосна, хорошо переносят засуху. Они так и называются засухоустойчивые. Они хорошо переносят зимнее время года, когда трудно добывать воду из промерзшей почвы. И количество испаряемой влаги у елей и сосен во много раз меньше, чем у листопадных деревьев. А все потому, что у них есть засухоустойчивое приспособление, позволяющее сберечь накопленную за лето влагу – хвойные иголки. Тонкие иголки хвойных деревьев – это видоизмененные листья. В них так же, как и в обычных листьях происходят процессы фотосинтеза, по ним идет обмен живительными соками и они тоже испаряют влагу, но совсем немного. Это связано с тем, что поверхность хвойных иголок намного меньше, чем у листьев, к тому же они имеют толстую кожицу и покрыты блестящим восковым налетом, который отражает солнечный свет, что способствует меньшему испарению влаги. И, наконец, устьица в хвойных иголках находятся в специальных углублениях, что тоже снижает количество испаряемой влаги. Такие засухоустойчивые приспособления позволяют елям и другим хвойным деревьям не сбрасывать листву осенью, а оставаться зелеными круглый год. К тому же, еловые ветки имеют пирамидальную форму, они крепкие, широкие, раскидистые. Им не страшны снега и метели, они не сломаются под большой массой снега. Это еще одна причина, по которой ель не сбрасывает осенью иголки, а остается вечнозеленой. А поскольку эти деревья круглогодично сохраняют свой зеленый наряд, то всегда готовы к фотосинтезу. Поэтому именно хвойные деревья и кустарники – ели, сосны, пихты, кедры, туи, можжевельники – зимой обогащают воздух кислородом, очищают и наполняют его фитонцидами, которые являются природными антисептиками. Поэтому в хвойном лесу так легко дышится. Правда, многие ели плохо приживаются в больших городах, потому что плохо переносят загрязненный воздух. А самой неприхотливой является голубая ель — именно поэтому ее так часто можно увидеть на аллеях наших городских парков и скверов. Не стоит думать, что ель никогда не меняет свой зеленый наряд. Меняет, но не в одночасье, а постепенно. Кто бывал в хвойном лесу, тот наверняка видел массу опавших иголок, а вот полностью оголенных сосен и елей не встречал никто. Дело в том, что весной опавшую хвою сменяют молодые, подросшие иголочки. Сосны сохраняют хвою в течение двух-трех лет, а ели носят свой наряд пять- семь лет. А чтобы полностью обновить хвою, ели нужно примерно девять лет. Как известно, у сосны и ели листва осенью не опадает. Почему хвойные — вечнозелёные деревья? Все деревья питаются с помощью листьев. Их поверхность поглощает солнечный свет, а от корней по многочисленным канальцам поступает вода. Особое зелёное вещество, которое содержится во всех листьях — хлорофилл — преобразует эти два компонента в питание для дерева. При этом бо льшая часть воды испаряется с их широкой поверхности. С наступлением холодов лиственные деревья получают меньше солнечного света и воды из промерзшей почвы. Чтобы перезимовать, они запасают необходимое количество питательных веществ и влаги, сбрасывают листья и впадают в спячку. От морозов их ствол и ветки надежно защищены корой. Листья сосны и ели — хвоя — это тонкие иголки, покрытые толстой оболочкой. Благодаря этому они почти не теряют влагу с поверхности и могут оставаться на дереве в холодное время года. А еще в них накапливается небольшое количество воды и сахаров для питания дерева зимой, а также масла, которые не дают иголкам замерзнуть в мороз. Иголки сосны и ели опадают, но происходит это постепенно, а на их месте сразу вырастают новые. Поэтому хвойные — вечнозелёные деревья. Известный русский поэт Федор Иванович Тютчев написал об этом стихотворение: Пусть сосны и ели
Всю зиму торчат,
В снега и метели
Закутавшись, спят, —
Их тощая зелень,
Как иглы ежа,
Хоть ввек не желтеет,
Но ввек не свежа.Традиция появления вечнозелёной ели или сосны в качестве новогодней гостьи
Знаете ли вы, что в давние времена наши предки-славяне встречали Новый год с цветущей вишней? Незадолго до праздника кадку, в которой росло деревце, вносили в дом. В тепле развивались почки, и дерево густо покрывалось нежным бело-розовым цветом. Вокруг новогодней вишни люди веселились — водили хороводы, пели песни. Цветущее деревце оставалось в доме аж до весны. Потом его высаживали в прогревшийся весенний грунт. Позднее белеющую цветом вишню заменила вечнозелёная ёлочка. В наших краях праздник новогодней ёлки ввёл специальным указом царь Пётр Первый в тысяча семисотом году. Указ пришёлся по душе как знати, так и простому люду. С тех пор и появилась привычная нам красивая традиция перед празднованием Нового года наряжать ёлочку. Сбрасывают иголки по мере их отмирания, особенно весною, все без исключения хвойные деревья. Только кедр можно действительно назвать вечнозеленым, он растет там, где ни когда не бывает зимы и морозов. А зимою сбрасывает на землю иголки лиственница. Хвоя у нее густая, но по сравнению с елью или сосной мягкая. К осени иголки на лиственнице окрашиваются в нежно-золотистый цвет и к началу зимы они опадают как обычные листья у всех нам привычных деревьев лиственных пород. Именно за это свойство дерево и получило свое название.
Про лиственницу.
Лиственница не требовательна к почве, не страшны ей метели и сильные морозы, не ломают ее ветки и сильные ветра. У лиственницы очень прочная и настолько тяжелая древесина, что она тонет в воде. Между тем именно лиственницу раньше использовали для строительства кораблей . В ее древесине много смолы и поэтому она долго не гниет.
А еще в старые времена древесину лиственницы использовали для строительства домов, стоящих на влажных грунтах, и до сих пор, пол, сделанный из лиственницы считается лучшим, уступая в качестве только дубу и буку. Ни одна встреча Нового года не проходит без его главного атрибута — елки. Большинство семей делают выбор в пользу настоящей свежесрезанной ели вместо искусственной.
Только настоящая живая елка способна принести в дом аромат предстоящего праздника и создать радостную атмосферу. Многие при выборе елки задаются вопросом: как правильно выбрать новогоднюю елку, чтобы она как можно дольше оставалось зеленой в доме и радовала своими иголками детей и взрослых? Ниже представлены полезные советы по выбору праздничной елки.
- Предпочтение стоит отдавать только свежесрезанному дереву. Оно не скоро начнет желтеть и сбрасывать иголки. Определить свежесть среза достаточно просто: нужно лишь провести рукой против роста иголок и посмотреть, много ли их осыплется. У свежесрезанного дерева количество упавших иголок будет минимальным.
- Срез на стволе также может многое сказать о свежести дерева. Если из него продолжает сочиться смоляной сок, то елку срубили совсем недавно.
- В продаже имеются несколько видов хвойных деревьев. Важно помнить, что настоящая ель сбрасывает иголки достаточно быстро, а вот сосна способна порадовать своими зелеными иголками не одну неделю.
- При покупке на дереве не должно быть рыжих или желтых иголок.
- Иголку со свежесрезанного дерева достаточно сложно сорвать. К тому же она должна быть пластичной и гибкой, и не должна ломаться.
- Перед покупной можно взять дерево и несколько раз постучать об пол. С елки, которая срублена достаточно давно, осыпется много иголок.
Перечисленные выше простые правила помогут выбрать свежесрубленное дерево, которое порадует всю семью долгие зимние каникулы.
Источник: aurawood.ru