Общая характеристика семени растения

Семя и плод Общая характеристика семени

Связь редуцированного в той или иной степени женского гаметофита со спорофитом присуща всем разноспоровым высшим растениям. Однако наиболее тесная интеграция этих поколений, приведшая в итоге к образова­нию высокоспециализированных диаспор — семян — установилась только у голо- и покрытосеменных. Будучи главной составной частью семени, за­родыш, развивающийся из оплодотворенной яйцеклетки, окружен тканью, депонирующей питательные вещества, и защищен плотными покровами. У большинства этих растений он покидает спорофит по достижении вы­сокой морфологической дифференциации. Максимальная обезвоженность тканей обеспечивает длительную жизнеспособность семян. Наряду с этими общими признаками между семенами голосеменных и покрытосеменных растений есть и существенные различия. У тех и других запасающая ткань представлена эндоспермом: у голосеменных это гаплоидный женский заро­сток, у покрытосеменных — триплоидная гибридная ткань, не гомологичная женскому заростку. Еще одна особенность покрытосеменных — наличие дополнительной защиты зародыша, обеспечиваемой стенкой плода (око­лоплодником) — уникальной структурой, в образовании которой участвуют разные элементы цветка, но главная роль принадлежит завязи. Консистен­ция околоплодника и наличие на нем всевозможных выростов способствует распространению семян разными агентами.

Раздел ботаники, изучающий семена и плоды, называют карпологией.

Форма, размеры и окраска семян сильно варьируют. В большинстве слу­чаев семена шаровидные, шаровидно-удлиненные, цилиндрические. Очень крупные семена (до нескольких сантиметров в длину) встречаются у не­которых пальм. Пылевидные семена размерами в несколько микрометров характерны для орхидных. Такие семена весят тысячные доли миллиграмма, в то время как у сейшельской пальмы — 20 кг. Окраска семян зависит от содержания тех или иных пигментов в эпидермальных клетках семенной кожуры, обычно преобладает антоциан.

В зрелом семени сохраняются некоторые особенности семязачатка, из которого оно развилось. На его поверхности часто заметно микропи­ле (иногда оно зарастает). Близ него находится семенной рубчик — место отделения семяножки от зрелого семени (рис. 253 А). Если семя разви­лось из анатропного семязачатка, то от семенного рубчика, со стороны, противоположной микропиле, иногда видно валикообразное утолщение — семяшов — место срастания семяножки с семязачатком. Семена некото­рых растений имеют придатки в виде мясистых, обычно ярко-окрашенных выростов, богатых разными веществами: жирными маслами, протеинами, крахмалом, привлекающими животных, которые способствуют распростра­нению семян. Обычно эти выросты называют присемянниками, или ариллуса­ми, однако по происхождению они разные. Типичные ариллусы развиваются из семяножки, как у бересклета, пассифлоры (рис. 254 А), а выросты, образу­ющиеся из интегументов в области микропиле, называют карункулами, или ариллоидами (рис. 254 Б-Г).

Рис.253. Семя фасоли: А — общий вид; Б — развернутые семядоли

гпк — гипокотиль, к — корень, мкр — микропиле, н.л — настоящие листья, сд — семядоли, с.р — семенной рубчик, эпк — эпикотиль

Рис.254. Типы присемянников у разных растений

А — пассифлора; Б — копытень канадский; В — чистотел; Г — мускатный орех.

Обозначения: а — ариллус, ар — ариллоид, з.а — зачаток ариллуса

Источник

Семя

Семя — генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).

Функции семени

Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.

Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.

Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.

Строение семени

Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев — семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.

Семенная кожура — обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие — семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс — набухание семени.

Эндосперм — запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).

В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют — щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.

Прорастание семени

При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.

А точнее — кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

До момента, когда растение начнет фотосинтезировать — вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо — в эндосперме.

Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).

Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C — огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C — укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.

Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте — лук, конопля.

В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.

Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток — стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.

Типы прорастания семян

При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.

Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник