Хвойная шишка

или Хвойная шишка сосновая шишка ( strobilus , мн.: strobili в формальном ботаническом использовании) представляет собой семенной орган голосеменных растений. Обычно он деревянистый, от яйцевидной до шаровидной формы, с чешуйками и прицветниками, расположенными вокруг центральной оси, особенно у хвойных деревьев и саговниковых . Шишка Pinophyta (хвойная клада) содержит репродуктивные структуры. Древесная шишка – это женская шишка , на которой образуются семена . Мужская шишка , производящая пыльцу , обычно травянистая и гораздо менее заметна даже в полной зрелости. Название «конус» происходит от греческого слова konos (сосновая шишка), которое также дало название геометрическому конусу . Отдельные пластинки конуса называются чешуйками . Умбо хвойной шишки относится к первому году роста семенной чешуи на шишке, проявляющейся в виде выпуклости в конце двухлетней чешуи. ^{[ нужна ссылка ]}

Мужская шишка ( микростробилы или пыльцевая шишка ) структурно схожа у всех хвойных деревьев, лишь незначительно отличаясь (в основном расположением чешуи) от вида к виду. От центральной оси отходят микроспорофиллы (модифицированные листья). Под каждым микроспорофиллом находится один или несколько микроспорангиев ( пыльцевых мешочков).

Женская шишка ( мегастробилус , семенная шишка , или семязачаточная шишка ) содержит семязачатки , которые при оплодотворении пыльцой становятся семенами. Структура женских шишек более заметно различается в разных семействах хвойных и часто имеет решающее значение для идентификации многих видов хвойных.

Женская шишка семейства хвойных.

Сосновые шишки

Представители семейства сосновых ( сосны , ели , пихты , кедры , лиственницы и др.) имеют шишки черепитчатой формы (т. е. с чешуйками, налегающими друг на друга, как рыбья чешуя). Эти сосновые шишки, особенно древесные женские шишки, считаются «архетипическими» древесными шишками.

Женская шишка имеет два типа чешуек: прицветные чешуи и семенные чешуи (или семенные чешуи), по одной из которых находится каждая прицветная чешуя, полученная из сильно модифицированной веточки . На верхней стороне каждой семенной чешуи расположены две семяпочки, из которых после оплодотворения пыльцевыми зернами развиваются семена. Чешуйки прицветников развиваются первыми и заметны во время опыления; семенные чешуи развиваются позже, чтобы закрывать и защищать семена, при этом чешуи прицветников часто не растут дальше. Чешуйки временно открываются для приема пыльцы, затем закрываются во время оплодотворения и созревания, а затем снова открываются при созревании, позволяя семенам выйти наружу. Созревание занимает 6–8 месяцев от опыления у большинства родов Pinaceae, 12 месяцев у кедров и 18–24 месяца (редко больше) у большинства сосен. Шишки открываются либо за счет отгибания семенных чешуек назад при высыхании, либо (у елей, кедров и золотой лиственницы ) за счет распада шишек с опаданием семенных чешуек. Шишки конические, цилиндрические или яйцевидные. (яйцевидные), от маленьких до очень больших, от 2–60 см в длину и 1–20 см в ширину.

После созревания раскрытие бессеротиновых сосновых шишек связано с их влажностью: шишки открыты в сухом состоянии и закрыты во влажном состоянии. ^{[ 1 ]} Это гарантирует, что мелкие семена, переносимые ветром, будут рассеяны в относительно сухую погоду, и, таким образом, расстояние, пройденное от родительского дерева, увеличится. Сосновая шишка в течение своей жизни проходит множество циклов открытия и закрытия, даже после завершения распространения семян. ^{[ 2 ]} Этот процесс происходит со старыми шишками, когда они прикреплены к ветвям, и даже после того, как старые шишки упали на лесную подстилку . Состояние упавших сосновых шишек является приблизительным показателем содержания влаги в лесной подстилке, что является важным показателем риска лесных пожаров . Закрытые шишки указывают на влажную погоду, а открытые — на сухую лесную подстилку.

В результате этого люди в умеренном климате часто использовали сосновые шишки для прогнозирования сухой и влажной погоды, обычно подвешивая собранную сосновую шишку на веревке снаружи для измерения влажности воздуха.

Шишки араукариевых

У представителей араукариевых ( Araucaria , Agathis , Wollemia ) прицветник и семенные чешуи полностью слиты, и в каждой чешуе имеется только одна семяпочка. Шишки сферические или почти сферические, от больших до очень больших, диаметром 5–30 см, созревают через 18 месяцев. У большинства видов они распадаются по мере созревания, высвобождая семена, хотя у некоторых, таких как Araucaria bidwillii , шишка весом до 10 кг (22 фунта) сбрасывается неповрежденной. У Agathis семена крылатые и легко отделяются от семенной чешуи, но у двух других родов семя бескрылое и срастается с чешуей.

Шишки подокарповых

Шишки Podocarpaceae по функциям, но не по развитию, аналогичны шишкам Taxaceae (см. ниже), они похожи на ягоды с сильно модифицированными чешуйками и эволюционировали, чтобы привлекать птиц к распространению семян. У большинства родов от двух до десяти и более чешуй слиты вместе в обычно набухшее, ярко окрашенное, мягкое, съедобное мясистое прилежание . Обычно плодовиты только одна или две чешуи на вершине шишки, каждая из которых несет одно бескрылое семя, но у Saxegothaea могут быть плодовитыми несколько чешуек. Мясистый чешуйчатый комплекс имеет длину 0,5–3 см, семена — 4–10 мм. У некоторых родов (например, Prumnopitys ) чешуи мелкие и не мясистые, но вместо этого на семенной кожуре образуется мясистый слой, а шишка имеет вид одной-трех маленьких слив на центральном стебле. Семена имеют твердую оболочку, которая препятствует перевариванию в желудке птицы.

Шишки кипарисовых

Представители семейства кипарисовых ( кипарисы , туи , можжевельники , секвойи и др.) отличаются тем, что прицветник и семенные чешуи полностью срослись, причем прицветник виден на чешуе не более чем небольшой комок или шип. Ботанический термин galbulus (множественное число galbuli; от латинского слова « кипарисовая шишка») иногда используется вместо стробила для членов этого семейства. Женские шишки имеют от одной до 20 семязачатков в каждой чешуе. У них часто есть пельтатные чешуи, в отличие от описанных выше черепитчатых шишек, хотя у некоторых чешуйки имеют черепитчатую форму. Шишки обычно небольшие, 0,3–6 см или 1 ⁄ 8–2 , в в длину, часто сферические + 3 ⁄ дюйма или почти такие, как у кипариса Нутка то время как другие, такие как западный красный кедр и калифорнийский ладанный кедр , узкие. Чешуйки расположены либо по спирали, либо в перекрёстных мутовках по два (противоположные пары) или по три, реже по четыре. Роды со спиральным расположением чешуек в прошлом часто выделяли в отдельное семейство (Taxodiaceae). У большинства родов шишки деревянистые, а семена имеют два узких крыла (по одному вдоль каждой стороны семени), но у трех родов ( Platycladus , Microbiota и Juniperus ) семена бескрылые, а у Juniperus шишки мясистые и ягодообразные (известные как галбули ).

Сферический конус кипариса Нутка ( Chamaecyparis nootkatensis )
Длинные тонкие шишки и крылатые семена калифорнийского кедра ладана ( Calocedrus decurrens )
Шишки и бескрылые семена туи китайской ( Platycladus orientalis )
Ягодовидные шишки можжевельника обыкновенного ( Juniperus communis )

Шишки сциадопитиевых

Шишки и семена Sciadopitys (единственного представителя семейства) сходны с шишками некоторых Cupressaceae, но крупнее, длиной 6–11 см; чешуи черепитчатые, спирально расположенные, с 5-9 семязачатками в каждой чешуе.

Шишки Taxaceae и Cephalotaxaceae

Представители семейства тисовых и близкородственных ему Cephalotaxaceae имеют наиболее сильно модифицированные шишки среди всех хвойных деревьев. В женской шишке всего одна чешуйка с единственной ядовитой семязачатком. Чешуйка превращается в мягкую, яркую, сладкую, сочную, похожую на ягоду зернистость, которая частично заключает в себе смертоносное семя. Само по себе семя ядовито. Всю «ягоду» с семенами поедают птицы, которые переваривают богатую сахаром чешую и выделяют твердые семена неповрежденными с пометом, рассеивая таким образом семена далеко от родительского растения.

Шишки вельвичских

Вельвичия – уникальное шишковидное растение, не считается хвойным, а принадлежит к отряду Welwitchiales . Welwitschia mirabilis часто называют живым ископаемым и является единственным видом в своем роде, который является единственным родом в своем семействе, которое является единственным семейством в своем отряде. Мужские шишки располагаются на мужских растениях, а женские – на женских. После появления двух семядолей он закладывает еще только два листа. Затем эти два листа продолжают расти от основания, как ногти. Это обеспечивает ему большую устойчивость к засухе, поэтому, вероятно, именно поэтому он выжил в пустыне Намибии , в то время как все остальные представители его отряда сейчас вымерли.

Местоположение и распространение

У большинства видов, обитающих в Австралии, мужские и женские шишки встречаются на одном и том же растении ( дереве или кустарнике ), причем женские шишки обычно располагаются на более высоких ветвях ближе к верхушке растения. Считается, что такое распределение повышает шансы на перекрестное оплодотворение , поскольку пыльца вряд ли будет подниматься вертикально вверх в пределах кроны одного растения, но может медленно дрейфовать вверх на ветру, переносясь снизу вверх на одном растении и выше на другом растении. У некоторых хвойных пород мужские шишки также часто растут группами в большом количестве, тогда как женские шишки чаще образуются поодиночке или небольшими группами.

Еще одним характерным расположением сосен является то, что мужские шишки располагаются у основания ветки, а женские — на кончике (той же или другой веточки). Однако у лиственниц и кедров оба типа шишек всегда находятся на кончиках коротких побегов, а у пихты обоих полов шишки всегда из боковых почек, а не терминальных. У Cupressaceae также имеется некоторое разнообразие в плодоношении. У некоторых, например у Cupressus , расположение мужских и женских шишек практически не различается.

Шишки

Потенциал урожая шишек можно спрогнозировать разными способами. Ранним признаком потенциального урожая может быть период аномально жаркой и сухой погоды во время дифференциации почек, особенно если текущий и предыдущий урожай шишек был плохим (Nienstaedt and Zasada 1990). ^{[ 3 ]} Оценить потенциал урожая шишек можно путем подсчета женских репродуктивных почек осенью или зимой, и опытный наблюдатель может обнаружить тонкие морфологические различия и различить репродуктивные и вегетативные почки (Eis 1967b). ^{[ 4 ]}

Сбор семян белой ели стоит дорого, а сбор шишек рыжих белок , вероятно, является самым дешевым методом. Жизнеспособность семян из кэшированных шишек не меняется во время текущего кэширования, но жизнеспособность падает практически до нуля после пребывания в тайниках в течение 1 или 2 лет (Wagg 1964). ^{[ 5 ]}

Сбор шишек в семенных садах облегчился благодаря нелогичному методу «обрезки» и сбору шишек с отрубленных верхушек кроны за одну треть стоимости сбора с необрезанных деревьев и без снижения производства шишек (Slayton 1969, Nienstaedt 1981). ). ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

Псевдоконусы

Ель европейская и ситхинская склонны к образованию галловых псевдошишек ананаса , вызываемых шерстистой тлей Adelges abietis . Это не шишки, хотя они очень на них похожи.

Хотя ольха не относится к хвойным деревьям, ее зрелые семенные структуры очень напоминают шишки.

Культурное использование

Из-за своего широкого распространения хвойные шишки были традиционной частью декоративно -прикладного искусства в тех культурах, где хвойные деревья распространены. Примеры их использования включают сезонные венки и украшения, разжигатели огня, кормушки для птиц, игрушки и т. д. ^{[ 8 ]} Интригующий вариант о невозможной бутылке механической головоломки основан на том факте, что сосновые шишки открываются и закрываются в зависимости от уровня их сухости. При изготовлении сосновой шишки на витрине бутылок закрытую влажную шишку подходящего размера вставляют в бутылку с узким горлышком и оставляют открываться после высыхания. ^{[ 9 ]}

Конусные коровы — это традиционные самодельные игрушки , сделанные детьми из материалов, найденных в природе. Самая распространенная конструкция — еловая или сосновая шишка с палками или спичками вместо ножек, которые легко прикрепить, просунув их между чешуйками шишки. Игра с конусными коровами часто включает в себя строительство вольера для животных из палок. По большей части шишки были вытеснены промышленными игрушками, по крайней мере, в богатых странах, но создание шишек по-прежнему пользуется некоторой популярностью в качестве активного отдыха для детей.

Конусные коровы являются частью детской культуры в Финляндии, где они известны как Käpylehmä (множественное число: Käpylehmät ), и в Швеции , где они известны как kottkor или kottdjur (конусные животные). Школы и другие учреждения учат детей делать шишкообразных коров в рамках обучения природе и истории на открытом воздухе.

В Финляндии есть ярмарочная площадь со скульптурами конусных коров, достаточно большими, чтобы на них могли кататься дети. В Швеции была выпущена видеоигра, в которой игрок может строить виртуальных конусных коров. ^{[ 10 ]} Шведский художник Лассе Оберг создал произведение искусства с изображением шишкообразных коров, которое вошло в алфавитный словарь. ^{[ 11 ]} и изображен на шведской почтовой марке среди других классических игрушек. ^{[ 12 ]}^{[ 13 ]}

Конусы также используются в качестве декоративных элементов в архитектуре, например, на столбах, окружающих Копере в фонтан Да Понте , центральном элементе Фонтана делла Пинья в Риме или бронзовом конусе в притворе Аахенского собора . Конусы также иногда используются в качестве заряда в геральдических гербах.

В некоторых частях России и Грузии незрелые сосновые шишки собирают поздней весной и варят для приготовления сладких консервов . ^{[ 14 ]}

Символизм

названа Шишковидная железа в честь сосновой шишки. ^{[ 15 ]} Сосновые шишки также использовались как символы плодородия в древнем ассирийском искусстве. В христианской символике они тесно связаны с древом жизни . ^{[ 16 ]}

См. также

Галерея

Сосновая шишка, покрытая льдом после ледяной бури .
Мужские шишки сосны
Женская шишка ливанского кедра.
Незрелая женская сосновая шишка
Пыльцевая шишка японской лиственницы
Ананасовый галл на ели Ситка, вызванный абиетисом взрослых особей.
Десятки мужских шишек (оранжевых и цветкообразных) собраны в гроздь; женская шишка еще незрелая (оливково-зеленая). Ложная сосна .
Голубая ель с шишками
Молодые женские шишки сосны лоблолли восприимчивы к опылению.
Мужские шишки сосны Лоблолли готовы выбросить пыльцу.
Поперечный разрез созревающей коротколистной шишки с семенами (стрелки).
Ветка сосны Лоблолли с шишками разного возраста; Двухлетние шишки разносят семена осенью и зимой.
Скопление шишек европейской ели на Хоккайдо .
Шишка туи .
Варенье из сосновых шишек ( Украина ).
Pinus canariensis Мужская шишка на Гран-Канарии .
Сосновые шишки
Еще сосновые шишки
Конусообразная структура Abies bracteata.
Вершина сосновой шишки

Визуализация конуса кипариса с помощью микрокомпьютерной томографии.

Фотографии конуса спереди и сзади.
3D-визуализация конуса
Различные сечения 3D-объекта
Полупрозрачный вид
Средняя часть
Полет вокруг 3D объекта
Пролет через стопку изображений микроКТ, вид сбоку
Полет через стопку изображений микроКТ, вид сверху

Ссылки

^ Доусон, Колин; Винсент, Джулиан Ф.В.; Рокка, Анн-Мари. 1997. Как раскрываются сосновые шишки. Природа 390: 668.
^ «Спросите учёного: сосновая шишка, влажная и сухая» . Newton.dep.anl.gov. Архивировано из оригинала 26 февраля 2015 г. Проверено 30 августа 2013 г.
^ Ниенштедт, Ганс; Засада, Джон К. (1990). « Пицеа глаука » . В Бернсе, Рассел М.; Хонкала, Барбара Х. (ред.). Хвойные . Лесные массивы Северной Америки . Том. 1. Вашингтон, округ Колумбия : Лесная служба США (USFS), Министерство сельского хозяйства США (USDA) – через Южную исследовательскую станцию.
^ Эйс, С. 1967b. Урожай шишек ели белой и черной прогнозируем. Для. Хрон. 43(3):247–252.
^ Wagg, JWB 1964. Жизнеспособность семян белой ели из срезанных беличьими шишек. Для. Хрон. 40 (1): 98–110.
^ Слейтон, Ш.Х. 1969. Новая техника сбора шишек. Министерство сельского хозяйства США, Для. Серв., Древесный завод. Примечания 20(3):13. (Цит. по Ниенштадту и Засаде, 1990).
^ Ниенштадт, Х. 1981. Верхняя обрезка прививок семян белой ели в саду не снижает образование шишек. Министерство сельского хозяйства США, Для. Серв., Древесный завод. Примечания 32(2):9–13. (Цитируется по Коутсу и др., 1994).
^ «Поделки из сосновых шишек» . Familycrafts.about.com. 2013-08-23. Архивировано из оригинала 11 мая 2013 г. Проверено 30 августа 2013 г.
^ Зупперзиппер (13 июля 2008 г.). «Сосновая шишка на витрине бутылок» . Инструктажи . Проверено 30 августа 2013 г.
^ Охота на капюшоне с обзором Анки и Питта «Вы строите конусных коров»
^ Азбука Оберга ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} "Маленькая книжка о шишкообразных коровах, маленьких страхах, роящихся вертолетах и тому подобном"
↑ Пресс-релиз Posten.se. Архивировано 13 сентября 2010 г. в Wayback Machine. «Мотивы включают [..] жизнь в сельской местности, где изображены как конусная корова, кукла в традиционном наряде, так и игрушечная лошадь и карета».
^ Livet på Lande изображение марки с официального почтового сайта.
^ «Заповедник из сосновых шишек» . Атлас Обскура .
^ «Шишковидная железа (как прилагательное)» . Интернет-словарь этимологии, Дуглас Харпер. 2018 . Проверено 27 октября 2018 г.
^ Энциклопедия символов континуума Удо Беккера (2000), стр. 234

Внешние ссылки

Дендрарий Виллардебель Изображения различных хвойных шишек
Изображения шишек голосеменных растений на сайте bioimages.vanderbilt.edu.

[1] Доусон, Колин; Винсент, Джулиан Ф.В.; Рокка, Анн-Мари. 1997. Как раскрываются сосновые шишки. Природа 390: 668.

[2] «Спросите учёного: сосновая шишка, влажная и сухая» . Newton.dep.anl.gov. Архивировано из оригинала 26 февраля 2015 г. Проверено 30 августа 2013 г.

[nien5-3] Ниенштедт, Ганс; Засада, Джон К. (1990). « Пицеа глаука » . В Бернсе, Рассел М.; Хонкала, Барбара Х. (ред.). Хвойные . Лесные массивы Северной Америки . Том. 1. Вашингтон, округ Колумбия : Лесная служба США (USFS), Министерство сельского хозяйства США (USDA) – через Южную исследовательскую станцию.

[eis2-4] Эйс, С. 1967b. Урожай шишек ели белой и черной прогнозируем. Для. Хрон. 43(3):247–252.

[wagg-5] Wagg, JWB 1964. Жизнеспособность семян белой ели из срезанных беличьими шишек. Для. Хрон. 40 (1): 98–110.

[slay-6] Слейтон, Ш.Х. 1969. Новая техника сбора шишек. Министерство сельского хозяйства США, Для. Серв., Древесный завод. Примечания 20(3):13. (Цит. по Ниенштадту и Засаде, 1990).

[nien1-7] Ниенштадт, Х. 1981. Верхняя обрезка прививок семян белой ели в саду не снижает образование шишек. Министерство сельского хозяйства США, Для. Серв., Древесный завод. Примечания 32(2):9–13. (Цитируется по Коутсу и др., 1994).

[8] «Поделки из сосновых шишек» . Familycrafts.about.com. 2013-08-23. Архивировано из оригинала 11 мая 2013 г. Проверено 30 августа 2013 г.

[9] Зупперзиппер (13 июля 2008 г.). «Сосновая шишка на витрине бутылок» . Инструктажи . Проверено 30 августа 2013 г.

[10] Охота на капюшоне с обзором Анки и Питта «Вы строите конусных коров»

[11] Азбука Оберга ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} "Маленькая книжка о шишкообразных коровах, маленьких страхах, роящихся вертолетах и тому подобном"

[12] Пресс-релиз Posten.se. Архивировано 13 сентября 2010 г. в Wayback Machine. «Мотивы включают [..] жизнь в сельской местности, где изображены как конусная корова, кукла в традиционном наряде, так и игрушечная лошадь и карета».

[13] Livet på Lande изображение марки с официального почтового сайта.

[atlasobscura-14] «Заповедник из сосновых шишек» . Атлас Обскура .

[oed-15] «Шишковидная железа (как прилагательное)» . Интернет-словарь этимологии, Дуглас Харпер. 2018 . Проверено 27 октября 2018 г.

[16] Энциклопедия символов континуума Удо Беккера (2000), стр. 234

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]