Семя. Распространение плодов и семян.

Семя. Распространение плодов и семян.

Семя — высокоспециализированный орган полового размножения и расселения голосеменных и покрытосеменных растений.

Семя — многоклеточная структура сложного строения, которая развивается из семяпочки (семязачатка) после оплодотворения и содержит зачаток нового растения (зародыш) и запас питательных веществ.

Семя цветковых растений состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры.

Зародыш — зачаток нового растения, состоящий из зародышевого корешка, зародышевого стебелька и семядолей (зародышевых листьев). Из зародышевого корешка впоследствии формируется главный корень растения.

Эндосперм (от др.-греч. endon [э́ндон] — «внутри» и sperma [спе́рма] — «семя») — питательная ткань зародыша. Он образован запасающей паренхимой, содержащей большое количество крахмала, белка или растительных жиров (в зависимости от вида растения). В семени содержатся ферменты, которые активируются при прорастании и осуществляют превращение запасных питательных веществ эндосперма в легко усваиваемую зародышем форму.

Семенная кожура — покровная ткань семени, защищающая его от повреждений и высыхания. Образуется из покровов семязачатка.

Строение семян однодольных и двудольных растений имеет некоторые отличия.

Семя покрытосеменных растений

У покрытосеменных растений формирование семени идёт внутри плода, к стенке которого оно прикреплено семяножкой. На поверхности семени, выпавшего из созревшего плода, на семенной кожуре остаётся рубчик — след от семяножки. Рядом с рубчиком или на нём, в том месте, где при оплодотворении в семязачаток входила пыльцевая трубка, есть крошечное отверстие — пыльцевход, который образуется из микропиле семязачатка. Через него в семя при прорастании поступает вода.

Строение семян однодольных растений .

Зародыш однодольных имеет одну семядолю (зародышевый лист); питание зародыша обычно осуществляется за счёт хорошо развитого эндосперма.

Строение семян двудольных растений

Зародыш двудольных растений имеет две крупные мясистые семядоли, в которых находятся запасные питательные вещества. Именно за счёт семядолей и осуществляется питание зародыша во время прорастания семени. Эндосперм в семенах двудольных растений, как правило, слабо развит или совсем отсутствует.

Распространение плодов и семян.

Плоды и семена являются генеративными органами растений. Однако они служат не только для размножения.

Функции плодов и семян:

• переживание неблагоприятного периода в состоянии покоя семян после созревания;

• защита и питание зародыша;

• привлечение животных;

• расселение.

Способы распространения семян:

• С помощью ветра .

Плоды и семена, распространяющиеся потоками воздушных масс, мелкие, лёгкие и обычно снабжены приспособлениями для полёта — крылышками или парашютиками. Эти структуры позволяют им дольше находиться в воздухе и перелетать на большие расстояния. Иногда крылышко бывает изогнуто таким образом, что плод или семя вращается во время полёта и, приземляясь, ввинчивается в грунт.

• С помощью воды.

У растений, обитающих в водоёмах или по их берегам (кувшинок, стрелолистов, частух, рдестов), плоды и семена обычно распространяются по воде. Они имеют несмачиваемую поверхность и не тонут благодаря имеющимся выростам или внутренним воздушным полостям. У лотоса и чилима (водяного ореха) созревшие семена, плавая по поверхности, распространяются по всему водоёму, со временем набухают, становятся тяжелее воды и опускаются на дно, где перезимовывают, а весной прорастают. У некоторых растений (стрелолиста, ольхи, осоки, веха) плоды могут плавать в течение многих дней или даже месяцев, пока волны не прибьют их к берегу. Там семена прорастают.

Орехи кокосовой пальмы, переносимые океаническими течениями, путешествуют на огромные расстояния в солёной воде и не теряют всхожести.

• С помощью животных

Некоторые плоды и семена имеют выросты в форме шипиков, крючочков и прицепок, другие бывают покрыты слоем слизи, образуемой при разложении плода. Они способны прицепляться к шерсти зверей или перьям птиц и путешествовать вместе с животным достаточно долго, пока не разрушатся прицепки или не начнётся линька животного.

Плоды и семена, распространяемые животными: а — плоды лопуха (репейника); б — семянки череды; в — плоды шиповника; г — костянки дикой вишни; д — семя чистотела

• Саморазбрасывание.

Разбрасывание семян самим растением происходит при резком вскрытии плодов. У таких растений при созревании плода внутри возникает механическое напряжение, и небольшой толчок приводит к растрескиванию околоплодника.

У сухих плодов, например, у недотроги и караганы, створки плода при этом сворачиваются, разбрасывая семена в разные стороны. Такие растения называют баллистами (от лат. ballista [баллиста] — «баллиста, машина для метания»).

Примером сочного плода, разбрасывающего семена, является бешеный огурец. В мякоти зрелых плодов этого растения за счёт процессов брожения образуется много газов. Семена располагаются в полужидкой мякоти, насыщенной пузырьками газа и находящейся под давлением. Если до такого плода дотронуться, то он лопается, и струя жидкости, содержащей семена, вылетает на несколько метров.

Прорастание семян.

У семян большинства растений после созревания наступает период покоя . В это время семена теряют много влаги (обезвоживаются), в них замедляется обмен веществ, дыхание становится очень слабым. Период покоя семян у некоторых видов растений может продолжаться несколько лет. Однако, известны виды, у которых отсутствует период покоя семян: их прорастание возможно даже внутри плода, находящегося на материнском растении.

Продолжительность периода покоя может определяться наступлением условий, благоприятных для прорастания. Так, семена некоторых растений не способны прорастать без яровизации.

Яровизация (от лат. vernus [ве́рнус] — «весенний») — период пребывания семян при определённых низких, часто отрицательных, температурах.

Условия прорастания семян:

1. Определённая температура

Многие тропические растения прорастают при температурах не ниже С (кофе, многие кактусы, орхидеи). Растения субтропических областей прорастают, как правило, при температуре С (огурец, помидор, баклажан). Растения умеренной зоны прорастают при разных температурах: одни начинают прорастать при положительных температурах, другие — при температуре, превышающей определённую величину.

2. Наличие воды

Так как семена при созревании обезвоживаются, запуск процесса обмена веществ, необходимого для роста, требует поглощения воды. Вода проникает внутрь семени через семявход, семя набухает, при этом его масса и объём увеличиваются в несколько раз. Затем начинается развитие зародыша семени и его превращение в проросток.

3. Наличие кислорода

Зародыш внутри семени лишён возможности фотосинтезировать и питается гетеротрофно — готовыми органическими веществами эндосперма. Для получения энергии он использует дыхание, которое невозможно в отсутствии кислорода.

Виды прорастания семян .

Различают два вида прорастания семян — надземное и подземное.

У видов с надземным прорастанием семян первым начинает расти зародышевый корешок. Он разрывает семенную кожуру и выходит наружу. Так как корешок обладает положительным геотропизмом , он растёт вниз и внедряется в почву. После этого корешок распрямляется и выносит вверх семя. Семенная кожура разрывается, и семядоли оказываются на свету. Они зеленеют и начинают фотосинтезировать. Растут и зародышевый стебелёк, и зародышевая почечка: начинают образовываться настоящие листья.

Надземное прорастание характерно для большинства двудольных растений.

У видов с подземным прорастанием семян первым также начинает развиваться зародышевый корешок, а вокруг него — множество мелких придаточных корней. При подземном прорастании семядоли не выносятся на поверхность, но за счёт роста зародышевого стебелька над землей оказывается зародышевая почечка. Она даёт начало листьям.

Подземное прорастание характерно для однодольных растений. Прорастание семян без выноса семядолей над поверхностью почвы наблюдается и у некоторых двудольных, обычно у растений с крупными тяжёлыми семядолями, например, у дуба.