Pinul scoțian este unul dintre cei mai cunoscuți reprezentanți ai gimnospermelor. Există un număr mare de specii diferite ale acestui copac, care se găsesc în principal în Rusia, Europa și America de Nord, iar ciclul de viață al pinului este format din mai multe faze. Caracteristicile botanice detaliate ale arborelui și o descriere a tuturor etapelor dezvoltării sale sunt prezentate mai târziu în articol.
Descrierea biologică a pinului
Pinul aparține regatului Plantelor, departamentului Conifere și familiei Pine. Are o aromă caracteristică și este un copac perenal, care crește în mod activ înălțime timp de un secol.
Stii Lemnul de pin este folosit nu numai în industria prelucrării lemnului. Din aceasta se realizează și un înlocuitor pentru piele autentică și mătase artificială.
Descrierea botanică a pinului:
- Arborele atinge o înălțime de 35-40 m, dar unele exemplare pot crește până la 50 m.
- Rădăcinile de pin sunt ductile. În solul uscat, acestea pot merge în pământ la o adâncime de 8 m, iar în condiții de umiditate ridicată, acestea sunt paralele cu suprafața pământului pe o rază de 10 m de trunchiul copacului.
- Diametrul trunchiului direct de pin este de 0,6-1,2 m. Partea superioară este ramificată.
- Suprafața părții inferioare a trunchiului este acoperită cu scoarță brună cu mici fisuri. În vârful copacului, coaja este mai subțire și nuanțată.
- Ramurile de pin formează o coroană groasă în formă de con.
- Lăstarii laterali ai copacului sunt dens punctate cu ace verzi ascuțite, care înlocuiesc frunzele. Sunt dense și au o lungime de până la 7 cm și sunt aranjate în perechi.
- Fructul de pin este o maturitate în a doua perioadă de la apariție. Are forma unui con, al cărui diametru este de aproximativ 2-4 cm.
Etapele ciclului de viață
Fiecare pin trece printr-un ciclu de viață complet, care începe cu semințe și se termină cu un copac adult. În procesul unei astfel de dezvoltări, o răsad se formează mai întâi din semințe, care în 2-3 ani devine un copac tânăr, crescând în înălțime de mulți ani.
Pentru a asigura reproducerea ulterioară, conurile cu polen și primordia de semințe se formează anual pe un pin. Ca urmare a polenizării, are loc fertilizarea, care se încheie cu formarea unei noi porțiuni de material semințial și întregul ciclu de pin se repetă din nou. Fiecare etapă a acestui proces este descrisă în detaliu mai târziu în articol.
Sămânță
Semințele de pin se află în conurile feminine și se coacă timp de 20 de luni după polenizare. Cu ajutorul lor, copacul se reproduce.
Important! Materialul din semințe de pin rămâne viabil timp de 7 ani. Crește cel mai bine pe un sol moderat umed și fertil.
Principalele caracteristici ale semințelor de pin:
- au o formă alungită rotunjită;
- atinge un diametru de 4-5 mm;
- acoperit cu o cochilie neagră densă;
- au o „aripă” - depășire membranoasă până la 2 cm lungime.
Răsad
Odată ajunși în sol, semințele coapte germinează odată cu apariția căldurii de primăvară, dând viață unui copac nou. În primul rând, o sămânță se formează din sămânță.
Stii Cel mai înalt reprezentant al pinilor este pinul Lambert. Acești copaci pot atinge o înălțime de 70 m și pot crește în Statele Unite și Canada.
Etapele dezvoltării sale sunt enumerate mai jos:
- Semința de pin care a intrat în pământ absoarbe activ apa și se umflă.
- Coaja exterioară este sfâșiată, iar mugurele rădăcinii situate pe partea inferioară a seminței este îndreptat către pământ.
- Tragerea embrionară începe să se prelungească. Drept urmare, cotiledoanele situate în vârful său se ridică deasupra suprafeței solului.
- Furnizarea rămasă de nutrienți în sămânță este cheltuită complet pentru creșterea și dezvoltarea răsadului tânăr.
- O tragere tânără verticală se formează cu frunze tinere în formă de ac aranjate într-o spirală.
- După împlinirea vârstei de doi ani, pe lăstarii răsadului se pot observa mici fulgi fără semințe. Lăstarii scurtați se formează în sinusurile lor, pe care cresc două ace. Această structură este caracteristică și pentru pinul adult.
Conuri
Primăvara, conurile se formează pe un copac adult: femelă și mascul. Ele diferă între ele prin aspect și conțin organe speciale care produc dispute - sporangia. Aici are loc formarea disputelor de sex feminin și masculin, care va participa la procesul de fertilizare în viitor. O descriere a fiecărui tip de conuri de pin este prezentată mai jos.
1 - o ramură cu con și o colecție de microstrobii; 2 - o tâmpenie tânără; 3 - bump matur; 4 - semințe; 5 - o ramură cu lăstari tineri.
Femei
Al doilea nume pentru conurile feminine de pin este macrostrobilele. Cresc în grupuri de 2-3 buc. în partea superioară a ramurilor sau individual și conțin spori de sex feminin care rămân în interior după fertilizare, formând semințe.
O descriere detaliată a conurilor de pin feminine este prezentată mai jos:
- Forma macrobei este conică, iar lungimea sa este de aproximativ 3–7 cm.
- Fiecare con are o axă în jurul căreia există solzi de două tipuri - integumentare și semințe. Se numesc megasporofile și sunt aranjate într-o spirală.
- Pe suprafața exterioară a fulgilor seminali largi (lângă bază) se află o pereche de primordii seminale. De sus sunt acoperite cu solzi integumentari mai mici.
- Fiecare primordiu de semințe este format din nucel (țesut megasporogen) și țesut integumentar (integument).
- Pe marginea superioară a germenului de semințe se află un micropil - o mică gaură concepută pentru a trece polenul masculin.
- În primul an, conurile de sex feminin sunt vopsite în roșu, iar în al doilea an devin verzi. Până la maturarea și expulzarea semințelor, conurile devin brune și cad din copac.
MENS
Conurile de sex masculin sunt localizate în principal lângă baza lăstarilor tineri de pin și se numesc strobilete. În interiorul lor conține polen, care este utilizat pentru fertilizare.
Important! Pinul începe să dea roade de la vârsta de 15 ani. Recoltele abundente de conuri sunt observate la fiecare 5-7 ani.
Descrierea conurilor masculine este prezentată mai jos:
- Strobil mascul (microstrobil - trag cu sporangia) sub formă de spicelet este vopsit în galben, dimensiunile sale sunt de 8-12 mm.
- Conul masculin este axa în jurul căreia microsporofilele (frunze purtătoare de spori) sunt aranjate într-o spirală.
- Pe partea inferioară a suprafeței fiecărei microsporofile există o pereche de camere speciale cu polen - microsporangia.
- Camerele de polen conțin microspore. Ca urmare a procesului de mitoză (divizare indirectă), acestea formează polen.
- Fiecare bob de polen individual este format din patru celule - o vegetativă, generativă și două protejate. Acestea din urmă sunt necesare exclusiv pentru dezvoltarea celulelor vegetative și generative, astfel încât acestea dispar după ce renunță la resursa lor.
- O celulă de polen conține două membrane. Cea interioară este mai subtilă și se numește intină, iar acoperirea exterioară densă îndeplinește o funcție de protecție și se numește exina.
- Fiecare bob de polen are saci de aer. Acestea facilitează transferul polenului de către vânt și sunt umflături formate în locuri în care exina celulei este separată de intină.
Polenizare și fertilizare
Procesul de polenizare are loc în luna mai. În același timp, polenul se maturizează în microsporangia conurilor masculine, iar solzii conurilor feminine se deschid larg, pregătindu-se să-l accepte.
Stii Cele mai lungi ace se găsesc în pin. Lungimea acelor din acest copac poate atinge 45 cm.
Procesul de polenizare constă în următoarele etape:
- Când polenul din conurile masculine este copt, microsporangia izbucnește și boabele de polen se vărsă.
- Vântul poartă cu ușurință boabe de polen, ca urmare a cărora unele dintre acestea se încadrează între solzii conurilor feminine.
- Un mic lichid lipicios este eliberat din micropilul conului feminin. Cerealele de polen prinse între solzi aderă la acesta și sunt trase în nucelus ca urmare a uscării lichidului.
- Microfilul se închide și toate solziile conului feminin se potrivesc perfect. Pentru a asigura o etanșeitate ridicată, suprafața macroscopului este umplută cu rășină.
1 - con feminin; 2 - solzi cu două ovule; 3 - micropil; 4 - megaspores; 5 - ovulul nucelului; 6 - integument, un pliant; 7 - nucelul care formează un perisperm; 8 - arheton; 9 - endosperm primar; 10 - con masculin; 11 - microsporofilă cu două microsporangii; 12 - celulă anteridială; 13 - celulă sifonogenă, celulă tubulară; 14 - nucleul celulelor spermei; 15 - nucleul picioarelor celulare; 16 - celulă tubulară; 17 - germen de semințe; 18 - endosperm primar; 19 - coaja de semințe; 20 - con, a cărui vârstă este de un an; 21 - un bump, a cărui vârstă este de doi ani.
După ce boabele de polen au lovit nucelul, procesul de germinare a celulei vegetative începe cu formarea unui tub de polen. În acest caz, celula generativă de polen se mișcă în interiorul celei vegetative și crește lent în nucelus timp de un an calendaristic.
O descriere a tuturor etapelor pregătitoare, precum și a schemei procesului de fertilizare sunt prezentate mai jos:
- La 30 de zile de la polenizare, se produce divizarea celulei arhosporele a nucelului.
- Se formează 4 megaspores, dintre care doar una supraviețuiește, situată la cea mai mare distanță de micropilă.
- Megasporeul rămas începe să crească la 6 luni de la polenizare. Mai mult, numărul nucleelor sale ca urmare a fisiunii mitotice crește la 2.000 de bucăți.
- La 13 luni de la polenizare, pereții celulari se formează în megaspores. Citokineza apare - fiecare nucleu format este localizat într-o celulă separată.
- Ca urmare a citokineziei, se formează un țesut haploid special - endosperma. După alte 2 luni, din celulele sale situate în apropierea micropilului, se formează 2-3 arhegonii, care conțin un ovul feminin în interior.
- Endosperma și arhegonia formează o creștere (gametofitul feminin). Până la formarea lui, tubul de polen ajunge la nucel și pătrunde într-una din arheoniile cu ovulul.
- În interiorul tubului de polen, celula generativă este împărțită în sterile și spermatogene (celula corpului).
- Celula corpului este împărțită într-o pereche de spermatozoizi, care împreună cu tubul de polen formează un gametofit masculin.
- Ca urmare a pătrunderii tubului de polen în arhegoniu, peretele celular este distrus. În acest caz, fertilizarea are loc - unul dintre spermatozoizi se combină cu ovulul și formează un zigot, iar cel de-al doilea moare.
Important! Durata procesului de polenizare depinde de condițiile meteorologice. Cu o cantitate suficientă de soare, polenul se împrăștie complet în 3-4 zile, iar în timpul ploii acest proces durează cel puțin o săptămână.
Maturarea conurilor feminine
După fertilizare, începe procesul de maturare a conului feminin. Acest proces se încheie cu formarea semințelor și durează șase luni din momentul fertilizării.
Maturarea conurilor constă în următoarele etape:
- În procesul de divizare a zigotului fertilizat, se formează un embrion care are organe embrionare - rădăcina și trage. La vârful acestora din urmă se află mici cotiledoane, care sunt rudimentele frunzelor viitoare.
- Endosperma este folosită ca membrană nutritivă necesară dezvoltării embrionului.
- Se formează coaja exterioară a sămânței din țesutul integumentar al germenului de semințe.
- La sfârșitul iernii, conurile se deschid și semințele sunt semănate liber, răspândindu-se pe distanțe lungi împreună cu vântul, conurile coapte sunt puse pe jos.
Viața fiecărui pin începe de la o mică sămânță încolțită în sol. După aceea, copacul crește peste mulți ani, formând anual noi porții de conuri. Procesul complex de fertilizare și maturare a semințelor durează 20 de luni din momentul polenizării, asigurând extinderea suplimentară a pinului în zona înconjurătoare.