Семя
У покрытосеменных семя возникает из семязачатка, который находится в завязи пестика. Семя отвечает за размножение и расселение растений.
Семя содержит зародыш (рис. 1.26), который развивается из зиготы, возникшей после слияния мужской и женской половых клеток. Зародыш двудольных растений состоит из двух семядолей, зародышевого корня, зародышевого стебля и зародышевой почки. Зародыш однодольных растений состоит из одной семядоли (у злаков это щиток), зародышевой почки, зародышевого стебля и зародышевого корня. Функции семядоли: запас питательных веществ (бобовые, сложноцветные), защита зародышевой почки, фотосинтез (при надземном прорастании) и всасывание питательных веществ из эндосперма (например, у злаков).
Рис. 1.26. Строение семян однодольных и двудольных растений
Семена многих однодольных растений (пшеница, рожь) и многих двудольных растений (хурма, перец) характеризуются наличием запасающей ткани — эндосперма (он возникает после слияния одного спермия с ядром центральной клетки зародышевого мешка). Эндосперм характеризуется триплоидным набором хромосом.
В основном в эндосперме запасаются жиры, реже — углеводы или белки. В созревшем семени эндосперм может отсутствовать, и в этом случае запас веществ находится в семядолях.
Еще одна обязательная составляющая семени — семенная кожура (возникает из интегумента — это внешний покров семязачатка), которая может быть однослойной или многослойной. Она выполняет защитную функцию. У семян одного и того же растения разная толщина семенной кожуры, что обеспечивает разновременное прорастание семян. На семенной кожуре имеется рубчик — место прикрепления семени к семяножке.
Условия прорастания семян
- Кислород. Для дыхания прорастающих семян необходим кислород. Если закрыть стеклом пробирку с проросшими семенами и пустую пробирку и на следующий день внести в обе пробирки горящие спички, то в пробирке с семенами спичка погаснет сразу.
- Вода. Она необходима для ускорения обменных процессов, т. к. в составе семени мало воды, что способствует лучшей сохранности семян в неблагоприятных условиях окружающей среды.
- Определенная положительная температура. Есть холодостойкие растения (рожь, пшеница, морковь) и теплолюбивые (огурец, томат, кукуруза). У них разные требования к температуре при прорастании семян. Семена холодостойких могут прорастать уже при +1…+4 °С, тогда как семена теплолюбивых прорастают при +12…+18 °С. Оптимальная температура прорастания: +15…+20 °С для холодостойких и +20…+25°С для теплолюбивых.
Также для прорастания семена должны пройти период органического покоя. Для прорастания семян некоторых растений необходимо наличие грибов (орхидеи).
Время посева
- Озимый посев осуществляется в конце лета (озимая пшеница, рожь и т. д.).
- Яровой посев проводится весной после таяния снегов и прогрева почвы до определенной температуры.
Глубина заделки семян зависит от размера семени. Мелкие заделывают в почву на 0,5—1 см; средние на 2—4 см; крупные на 4—6 см. Глубина посева также зависит от типа почвы: на легких почвах семена заделывают глубже, на тяжелых — выше. Семена некоторых растений (сельдерей) раскладываются практически на поверхности почвы.
Отношение числа проросших семян к общему числу взятых семян называется всхожестью, а число одновременно проросших семян к общему числу высеянных — энергией прорастания семян.
Типы прорастания семян
- Надземное (рис. 1.27, справа) — при прорастании семядоли выносятся наружу (фасоль, огурец, томат, клен), зеленеют и начинают фотосинтезировать. Участок стебля от зародышевого корешка до семядолей называется гипокотиль (под-
семядольное колено), участок стебля между семядолями и первыми настоящими листьями (первое междоузлие) называется эпикотиль (надсемядольное колено).
Рис. 1.27. Типы прорастания семян
- Подземное (рис. 1.27, слева) — при прорастании семядоли и гипокотиль не выносятся в наземно-воздушную среду (дуб, горох, злаки).
Состав семян
В состав семян входят неорганические и органические вещества. К неорганическим веществам относятся вода (15—20%) и минеральные соли (около 1%).
Органические вещества:
- белки — особенно много белков содержится в семенах бобовых, у злаков белки в составе семян называют клейковиной;
- углеводы запасаются в форме крахмала и сахаров, больше всего крахмала в семенах злаков, сахар семена этих растений почти не содержат;