Голосеменные — очень большая и древняя группа растений. Они появились на нашей планете около 370 млн лет назад, в период изменения климата: от теплого и влажного — к холодному и сухому. Такие климатические изменения стали неблагоприятными для жизнедеятельности и особенно для размножения папоротниковидных, которые господствовали тогда во флоре Земли. Для распространения голосеменных похолодание климата и уменьшение влажности не было препятствием.
Голосеменные — это настоящие сухопутные растения, для размножения которых не нужна водная среда.
Голосеменные растения не имеют цветков и плодов, их семена располагаются открыто (голо), лишь у некоторых они покрыты чешуйками. Такие особенности строения и расположения семян послужили причиной возникновения их общего названия — «голосеменные». От неблагоприятных факторов среды зародыш семени голосеменных защищен прочными семенными покровами.
У голосеменных, не имеющих цветков, тем не менее семена образуются. Это происходит в результате оплодотворения, которому предшествует опыление. Пыльца из созревших пыльцевых зерен рассеивается с помощью ветра и попадает на семязачатки, в результате чего и происходит оплодотворение.
Пыльцевые мешки и семязачатки формируются в специальных шишках — мужских и женских. Шишка состоит из участка укороченного спороносного побега — оси, к которой прикрепляются чешуйки.
На нижней стороне каждой чешуйки тех шишек, которые называются мужскими, образуются пыльцевые мешки с пыльцевыми зернами, несущими половые клетки — спермии.
Между чешуйками шишек, которые называются женскими, развиваются семязачатки. В результате многократного деления клеток семязачатка формируются яйцеклетка и эндосперм, который впоследствии питает зародыш.
Большинство голосеменных — это прямостоячие растения (деревья, кустарники). Некоторые представители голосеменных имеют шпалерную форму. Однако есть и лианы.
Стволы древесных голосеменных покрыты довольно тонкой корой, под которой располагается древесина. В центре стволов находится нечетко выраженная сердцевина. В стволах старых деревьев сердцевина едва различима. Более древнее происхождение голосеменных (по сравнению с покрытосеменными) подтверждают особенности строения древесины, которая состоит в основном из мертвых веретенообразных клеток с толстыми оболочками. Такие клетки называют трахеидами. Они выполняют опорную и проводящую функции.
У многих видов голосеменных, особенно у хвойных, в коре и древесине располагаются особые смоляные каналы, которые заполняются эфирными маслами и другими биологически активными веществами. Когда в жаркий летний день эфирные масла испаряются, воздух елового или соснового леса наполняется живительным, бодрящим ароматом.
У голосеменных форма листьев разнообразна. Так, у всех хвойных листья превратились в узколинейные или узколанцетные вечнозеленые, реже опадающие к концу лета хвоинки. Они располагаются на ветках спирально, супротивно, мутовчато или собраны в пучки от 2 до 50 в каждом. Хвоя выделяет особые биологически активные вещества — фитонциды.
У других голосеменных (саговниковые и гинкговые) листья имеют хорошо развитые листовые пластинки, которые похожи на листья пальм и других цветковых растений.