Голосеменные – это древний отдел растений, которые характеризуются наличием семязачатков с последующим развитием семени, но не образуют цветков и плодов. Это главные признаки голосеменных. Наиболее древние и примитивные представители этого отдела появились в позднем девонском периоде от одного из видов папоротников. В конце палеозойского периода голосеменные достигли расцвета, при этом в процессе эволюции вытеснив споровые растения. До наших дней в природе сохранились лишь немногие представители этой группы, так как голосеменные являются предками наиболее распространенных в настоящее время цветковых (покрытосеменных) растений, более приспособленных к жизни на Земле. Отличие покрытосеменных от голосеменных состоит в том, что у покрытосеменных растений семена расположены в завязи, а у голосеменных – семяпочки, позднее трансформирующиеся в семена, не имеют изолированного вместилища, а покрыты тонкими чешуйками и прикреплены к стержню.
Отдел голосеменных растений включает 4 класса: хвойные, гинкговые, гнетовые, саговниковые. К голосеменным относятся около 800 современных видов. Преобладающее большинство видов этого отдела (более 500) составляют класс хвойных растений, появившихся на наше планете в конце карбонового периода. Они произрастают на всех континентах. Почти 95% лесов Земли состоят только из хвойных деревьев или являются смешанными.
Большинство голосеменных являются вечнозелеными растениями, редкие виды относятся к листопадным деревьям либо кустарникам, некоторые представляют собой лианы. Растения данного отдела имеют листья различной формы: от чешуевидной, игольчатой до разветвленной, двулопастной, перистой. Строение семян голосеменных сходно. У этих растений семязачатки (семяпочки), состоящие из мегаспорангия и защитной оболочки, расположены открыто на внутренней стороне чешуевидных листьев. У хвойных такие листья с прилегающими семяпочками представляют собой подобие спирали и формируют шишку. Таким образом, семена растений вышеописанной группы как будто голые, завязи нет, отсюда происходит название – отдел голосеменные. У хвойных есть мужские и женские шишки, к примеру, у однодомной сосны они расположены на одном растении. Оплодотворение женского гаметофита мужским и начальные этапы развития спорофита осуществляются внутри семязачатка. Из зиготы образуется зародыш семени. Зрелое семя окружено защитной оболочкой и содержит зародыш, состоящий из корешка, почечки и зародышевых листьев (семядолей), а также запас питательных веществ, которые необходимы при прорастании. Все голосеменные размножаются семенами.
Значение голосеменных в природе очень велико. Эти растения образуют огромные площади хвойных и смешанных лесов, обогащая воздух кислородом. Леса регулируют скорость таяния снегов, уровень воды в реках, ослабляют шумы и силу ветров, закрепляют песчаные почвы. Лес – место обитания многих зверей, некоторые питаются побегами, семенами и шишками хвойных деревьев. Для человека голосеменные хвойные растения имеют неоценимое практическое значение. Древесина растений вышеописанной группы типа «мягких» пород используется как сырье для изготовления бумаги и как лесоматериал, из которого производят мебель, шпалы, столбы, мосты, т.д. До сих пор часто древесину хвойных пород используют как топливо. Хвойные деревья выделяют в воздух большое количество фитонцидов – летучих веществ, подавляющих развитие болезнетворных микроорганизмов. Поэтому в хвойных лесах размещают санатории и больницы для лечения людей, страдающих заболеваниями органов дыхания. Из частей хвойных деревьев получают лекарственные препараты - активированный уголь, камфору, а также эфирные масла для применения в парфюмерии, кондитерской промышленности, медицине. А семена сибирской сосны называют «кедровыми орешками» и употребляют их в пищу.