Секрет сосновых шишек

Что говорит наука?

С научной точки зрения шишка - это стробил. Стробил - видоизмененный укороченый побег,
несущий специализированные листья — спорофиллы, на которых формируются спорангии, в которых формируются споры. Споры используются растениями, а также грибами для размножения. У покрытосеменных функцию размножения выполняет цветок. Цветок раскрывается, и насекомые или ветер разносят споры, помогая растениям.
Шишки, как частный случай стробил, в свою очередь, заменяют хвойным растениям цветы и плоды.
Почему же на соснах и елках растут шишки, а не яблоки, или апельсины? Как известно, цветочки радующие нас весной и летом на лужайках в парках, появились относительно недавно по меркам возраста земли. Первые остатки покрытосеменных датируются юрским периодом, приблизительно 170 миллиона лет назад.

Многие поколения динозавров родились, прожили жизнь и умерли, не повстречав ни одного цветка! Запомним цифру 170, и посмотрим на отделы растений со стробилами.

Стробилы

Стробилы - это органы размножения таких отделов и подотделов растений, как хвощевые, плауны, и голосеменные.

Хвощевые - травянистые растения из отдела папоротниковые. Также называют членистосте́бельные.

В геологическом прошлом членистостебельные растения были очень разнообразны (см. рисунок генеалогии). Появляются членистостебельные в верхнем девоне (360 млн. лет назад), достигая максимального расцвета в карбоне ( в нижней перми, в отдельных районах, были даже главными углеобразователями) и процветали до триаса.
Ископаемые хвощовые (например, древовидные каламиты) достигали в высоту 25 м,
в их стволах находили вторичную ксилему. Однако в перми начинается их угасание, и прежде всего вымирают древесные формы, так что из мезозоя известны только травянистые хвощовые.
К настоящему времени от всей этой многочисленной группы сохранился только род Хвощ (Equisetum).

Плауновые - представляют собой многолетние вечнозеленые травы. Многие виды - вымершие.
Из ныне живущих видов к этому семейству относят, собственно Плаун, Филлоглоссум, а также Баране́ц (ядовит). Наука, изучающая плауны, папоротники и хвощи, называется птеридологией (от др.-греч. pteris [птэ́рис] — «папоротник»).

Голосеменные - также древняя группа растений, появившаяся в верхнем девоне, около 370
млн лет назад. Отличаются они, как понятно из названия, тем, что семена не имеют, в отличие от покрытосеменных, замкнутого вместилища. Завязь обычно имеет вид простой чешуи, на которой сидит одна или несколько семечек; иногда же и эта чешуя не развивается.

Представители самой крупной группы голосеменных — хвойных растений — являются доминирующими в некоторых типах лесов. В северном полушарии ель, лиственница, пихта и сосна образуют большие массивы хвойных лесов, называемых тайгой.

Как мы увидели, растения, использующие стробилы попросту являются более древними, чем те, которые опираются на цветки. То есть шишки - это более древний способ размножения, чем цветки и плоды. Половое размножение голосеменных, и, как частный случай, хвойных, происходит с помощью семян, которые несут запас питательных веществ.
Зрелое хвойное растение представляет собой спорофит, на котором присутствуют отдельные мужские (микростробилы) и женские (мегастробилы) шишки. Основное отличие между мужскими и женскими шишками состоит в их половой функции: мужские шишки производят пыльцу, а женские - семена. В мужских шишках на мужских половых органах - микроспорангиих - созревает пыльца, каждая пылинка — это мужской гаметофит. Мужские шишки обычно меньше по размеру и собраны в группы или кисти, расположенные на концах новых побегов. Женские шишки, известные также как семенные шишки, содержат женские половые органы - мегаспорангии. На верхней стороне у
них чешуй зреют семязачатки, внутри которых расположены женские гаметофиты. Женские гаметофиты никогда не покидают растение-спорофит.
Женские шишки более крупные, чем мужские, и обычно расположены отдельно на новых побегах или на нижних ветвях. Когда пыльца (мужской гаметофит) переносится ветром и попадает на семязачатки женских шишек, она опыляет яйцеклетки, что приводит к образованию
семян. Пыльца прорастает и формирует пыльцевую трубку, по которой спермии (мужские гаметы) достигают яйцеклетки (женской гаметы). Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, этот процесс носит название оплодотворения.

Изображение с сайта Фоксфорд

Из образовавшейся в результате оплодотворения зиготы развивается зародыш.
Сформировавшийся зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей (5–12) и почечки. Он погружён в ткань женского гаметофита — эндосперм, который к этому времени накапливает запасные питательные вещества. Зародыш будет использовать их при прорастании.
Покровы семязачатка отвердевают, и он превращается в семя.

Взяв незрелую шишку, я попробовал ее разрезать. 

Не будучи ботаником, могу только констатировать, что увидел: неспелая шишка - зеленая, как и большинство незрелых фруктов и овощей. В ее ячеистой структуре спрятано что-то похожее на семязачатки, ждущие своего часа. Вероятно, это была женская шишка. Если статью читают ботаники, поправьте меня :)
Итак, мы выяснили, что шишка содержит семена, и споры которые вылетают из нее когда она раскрывается. Вопрос когда она это делает? Это зависит от вида сосны и ареала ее произрастания, но в большинстве случаев сосны разбрасывают свои споры в конце осени или начале зимы, когда шишки достигают зрелости. В этот период шишки начинают открываться, высвобождая
семена в окружающую среду. Процесс опыления происходит без участия капельно-жидкой влаги. При этом, чешуйки шишки могут открыться разными способами - механически (например, когда
шишки раскалываются от высушивания или при нагревании от солнца), или в результате действия животных или насекомых, которые могут съесть или перетащить шишки. Ключевое слово здесь -
высушивание. Воздух к концу осени в широтах произрастания хвойных становится суше.
А чем отличается раскрывшаяся шишка, из которой улетели семена на чешуйки, от нераскрывашейся, зеленой шишки? Конечно же, количеством влаги. Раскрывашая шишка - сухая, и кстати говоря, отлично горит. Шишки, например, используют для кипячения воды в самоварах.
Итак, если раскрывашаяся шишка - сухая, а нераскрывашаяся - содержит воду, значит...
ну вы уже догадались... просто добавь воды.

Конечно же, шишка закрывается не моментально. Ей нужно впитать влагу, на что требуется несколько часов.
Но мы можем ускорить видео и насладиться прекрасными кадрами.

И... раз шишка открывается от влаги, то и закрывается она от отсутствия оной... Высушиваем шишки, и они раскрываются, словно майские цветочки поутру. Для ускорения процесса я воспользовался обыкновенной духовой печью на невысокой температуре:

Заключение и домашнее задание

Итак, мы узнали, как, когда и почему раскрывается шишка. Раскрыли секрет занимательной головоломки, а заодно узнали нечто любопытное в этом удивительном окружающем нас мире.
В следующий раз, когда увидите шишки на сосне, попробуйте угадать, мужская она, или женская?

При подготовке статьи использованы материалы:
https://foxford.ru/wiki/biologiya/golosemennye
https://umschool.net/library/biologiya/semennye-rasteniya/
https://www.udec.ru/derevo/sosna-shishki.php
https://studfile.net/preview/6452042/page:14/