К единственному семейству порядка — Welwitschiaceae — принадлежит один род — вельвичия (Welwitschia), представленный видом вельвичия удивительная (Welwitschia mirabilis). Вельвичия обитает в пустынях Юго-Западной Африки. Внешний вид вельвичии весьма своеобразен. Она имеет редьковидный стебель, скрытый частично в земле (рис. 221, 7). Надземная его часть высотой около 50 см похожа на пень. Верхушка его имеет форму седла. От стебля отходят два супротивных лентовидных листа длиной до 2—3 м. Листья постепенно нарастают у основания и разрушаются на верхушке. Растение как бы остановилось в своем развитии на стадии проростка.
Вельвичия — растение двудомное. Мужские и женские шишки образуются на разных особях.
Мужские шишки собраны группами и располагаются на верхушках дихотомических разветвлений общей оси, выходящей из пазухи листа. На оси мужской шишки парами друг над другом расположены кроющие листья. В пазухе каждого кроющего листа находится собрание из 6 микроспорофиллов, сросшихся основаниями нитей в короткую трубку (рис. 221, 2). Они окружены четырьмя чешуйками («околоцветник»). Две из них (боковые) маленькие, а другие две (медианные) более крупные. Каждый микроспорофилл вверху несет 3 микроспорангия, вскрывающихся радиально. В них созревают микроспоры. В центре собрания микроспорофиллов находится недоразвитая семяпочка с блюдцевидно-расширенной наверху микропилярной трубкой. Микроспора начинает прорастать еще внутри микроспорангия — развивается чрезвычайно редуцированный мужской заросток. При прорастании микроспоры клеток не образуется и заросток представлен ядрами, свободно лежащими в цитоплазме. Первым отчленяется проталли- альное ядро. Оставшееся ядро снова делится, формируя два ядра — вегетативное и спермагенное. В таком трехъядерном состоянии микроспора переносится на семяпочку. Опыление осуществляется ветром или насекомыми.
Рис. 221. Вельвичия (Welwitschia mirabilis):
1 — молодой цветущий женский экземпляр растения; 2 — часть мужского соцветия; 3 — женское соцветие; 4 — мужской цветок (6 микроспорофиллов и в середине редуцированная семяпочка с вытянутым интегументом); 5 — продольный разрез женского цветка (п — покров, и — интегумент, нц — нуцеллус); в— женский гаметофит (заросток) в стадии свободных ядер; 7 — проростки: а — молодой, б — на более поздней стадии развития (н — ножка, с — семядоли, к — корень, л — листья).
Женские шишки собраны также группами на общей оси, выходящей из пазухи листьев. В нижней части отдельной шишки, на ее оси, расположены бесплодные чешуйки (кроющие листья), сидящие накрест супротивно (шишки, таким образом, четырехгранные). В пазухе каждой кроющей чешуйки находится семяпочка, окруженная двумя сросшимися листочками, имеющими на спинках по одному крыловидному выросту («околоцветник»). Эти листочки срастаются между собой и обрастают семяпочку. Некоторыми ботаниками они рассматриваются как наружный интегумент.
Семяпочка (мегаспорангий) состоит из нуцеллуса, окруженного интегументом (внутренним). Интегумент вытянут наверху в длинную микро- пилярную трубку (рис. 221, 5).
В нуцеллусе обычным путем формируются 4 мегаспоры. Из нижней мегаспоры развивается редуцированный женский заросток. Архегониев на нем не образуется. Заросток представлен большим числом ядер, свободно расположенных в цитоплазме разросшейся мегаспоры. Ядра, первоначально распределенные по всему заростку, впоследствии скучиваются в нижней его части по 10—12. В это время между группами ядер появляются клеточные перегородки и ткань заростка приобретает клеточную структуру. Затем ядра сливаются, и клетки снова становятся одноядерными.
В верхней части заростка происходит идентичный процесс, только число ядер в каждой группе меньше (2—3). В конечном итоге они также сливаются и возникают одноядерные клетки. Далее клетки, расположенные в верхней части заростка, вытягиваются в так называемые про- таллиальные трубки. Проталлиальные трубки растут вверх, внедряясь в ткань нуцеллуса. Проросшая микроспора, попав на верхнюю, расширенную часть микропилярной трубки, втягивается в нее вследствие усыхания сахаристой жидкости и оказывается на вершине нуцеллуса, где она образует пыльцевую трубку, которая врастает в ткань нуцеллуса и смыкается с проталлиальяой трубкой. В пыльцевой трубке спермагенное ядро делится, образуются два спермин. В месте соприкосновения пыльцевой и проталлиальной трубок их оболочки растворяются, и один из спермиев сливается с одним из ближайших ядер проталлиальной трубки. Оплодотворенное ядро опускается в нижнюю часть заростка и дает начало зародышу. Клетки нижней части заростка по мере развития зародыша усиленно делятся, образуя новые питательные клетки. Увеличивающийся зародыш продвигается в ткань заростка, используя заключенные в его клетках питательные вещества.
Зрелый зародыш окружен эндоспермом (заростком) и имеет две семядоли, подсемядольное колено, первичный корень и ножку (рис. 221, 7). Семя окружено крылатым сухим наружным покровом («околоцветником»), далее располагаются тонкая оболочка (интегумент) и сочная ткань (перисперм, нуцеллус). При прорастании ножка остается в семени, всасывая питательные вещества из эндосперма и перисперма. Первым появляется корешок, затем — подсемядольное колено с двумя семядолями. Семядоли развертываются. Почечка, увеличиваясь в размерах, развивает два листа, расположенные наперекрест семядолям. Семядоли вскоре отмирают, а первые два настоящих листа сохраняются в течение всей жизни растения (вельвичия живет до 100 лет).