Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

В ходе эволюции многие растения, которые раньше размножались спорами, приобрели одну важную особенность: у них появились семена. Для нормального развития спорам требовалось большое количество воды, однако далеко не всегда такие условия имеют место.

Строение же семени растения таково, что внутри него уже имеется достаточный для прорастания запас воды и питательных веществ. А значит, семена, распространяясь по ветру и другими способами, могут прорастать на довольно больших расстояниях от источников воды. Таким образом, разнообразные представители флоры заняли большую часть суши.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Что такое семя

  • Семя представляет собой сложную многоклеточную структуру, имеющую определенные функции.
  • После процесса оплодотворения в семени формируется зародыш, а затем и полноценное новое растение.
  • А значит, семя необходимо для размножения и распространения многочисленных представителей флоры, населяющих нашу планету.

Семя нередко называют органом, предназначенным для размножения, хотя по большому счету оно не является органом в прямом значении этого слова.

Скорее, это особая структура, в которой содержатся клетки нескольких поколений жизненного цикла (2 или 3).

Многие склонны считать семена зачатками новых растений, в этом случае подразумевается, что из одного семени при наличии подходящих условий в дальнейшем сформируются полноценные взрослые особи.

Семя имеет сложную структуру. В его состав входит зародыш, который принято считать основным элементом, и несколько дополнительных (добавочных), задачей которых является обеспечение нормального роста зародыша и его защита.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Какие растения размножаются семенами

Семенной способ размножения характерен для большинства высших растений.

Среди них:

  1. Односемянные растения (пример: подсолнечник, желудь, семянка, различные виды орехов).
  2. Многосемянные (смородина, крыжовник, черника).
  3. Злаковые и зерно (пшеница, рис, ячмень).
  4. Плодовые растения и кустарники (названия: яблоня, грушевое дерево, слива, персик, различные ягоды).
  5. Овощные культуры и бобы (фасоль, томаты, огурцы).
  6. Другие сельскохозяйственные растения (лен, хлопок).

В зависимости от типа растения семена у них могут быть различными. Таким образом, все культуры, имеющие такой способ размножения, делят на 2 больших вида — голосеменные и покрытосеменные.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Строение

В зависимости от типа растения и его структуры выделяют различные виды строения семени растений.

Голосеменные

Голосеменными принято называть многолетние растения, семена которых не защищены внешней оболочкой, помимо семенной чешуи (отсюда и название вида). У таких представителей флоры отсутствуют цветки и плоды, а опыление осуществляется при помощи ветра. Эти растения принято относить к разряду высших из-за их сложного строения (наличия корней, стебля, листьев и других структур).

  1. Семя формируется на поверхности специальной чешуи, оно имеет сложную многоклеточную структуру.
  2. Само семя состоит из эндосперма, зародыша и чешуи, защищающей их от воздействия окружающей среды (как правило она яркого цвета).
  3. До того как растение будет оплодотворено, место эндосперма занимает нуцеллус – часть зачатка растения, которая после оплодотворения практически полностью разрушается, заменяясь эндоспермом.
  4. Гаплоидный эндосперм у таких растений формируется из тканей женской половой клетки.
  5. Чешуя имеет сложное строение, включает в себя несколько слоев:
  • мягкий саркотест – наружный слой,
  • более плотный и твердый склеротест – средний слой,
  • внутренний слой эндотест, который к моменту созревания семени истончается, превращаясь в пленку.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Покрытосеменные

Покрытосеменные (цветковые) растения появились на планете сравнительно недавно (позже, чем голосеменные), при этом они представляют собой наиболее совершенную и многочисленную форму развития. Это различные многолетние и однолетние растения, деревья, кустарники, цветущие травы (данная форма характерна преимущественно для цветковых растений).

Эти виды отличаются наличием плодов, которые бывают сочными (например, яблоневый плод, груша, смородина) или сухими (например, стручок). Также плоды могут быть многосемянными или односемянными (например, костянка).

Несмотря на все многообразие видов, все эти растения имеют приблизительно одинаковое строение семян.

Отличительной их особенностью является то, что все они находятся внутри плода покрытосеменных (у голосеменных растений семена расположены на поверхности) и защищены его тканями. Внутри семена состоят из эндосперма, зародыша, а снаружи они покрыты кожурой.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Семенная кожура

Все семена оснащены семенной кожурой. Это внешний слой семени, имеющий плотную структуру. Этот элемент имеет защитную функцию, предохраняет эндосперм и зародыш от высыхания и вредного воздействия окружающей среды, а также от механических повреждений.

Кожура формируется из тканей почки растения. Когда зародыш сформировался, на поверхности кожуры появляется микропиле – небольшое отверстие, через которое пробивается росток.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Эндосперм

Под кожурой располагается эндосперм — мягкая структура, обладающая запасом необходимой влаги и питательных веществ, без которых невозможно полноценное развитие зародыша.

Изначально структура эндосперма не имеет четкого клеточного деления, когда цитоплазма и ядра отдельных клеток не полностью разграничены друг от друга клеточной мембраной. С течением времени клетки эндосперма приобретают привычную форму и более плотную мембрану.

Клетки эндосперма могут быть различными, выделяют:

  • гаплоидные,
  • диплоидные,
  • триплоидные,
  • полиплоидные формы.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Перисперм

Это дополнительная структура, имеющая сходные с эндоспермом функции. Однако в нем содержится значительно меньший запас питательных веществ (в основном это крахмал и жировые соединения).

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Зародыш

Зародыш принято называть зачатком будущего растения. Он расположен под семенной оболочкой и окружен эндоспермом. В большинстве случаев этот элемент имеет сложную структуру.

Выделяют фрагменты зародыша:

  • корешок,
  • стебель зародыша,
  • семяпочки,
  • семядоли (около 75 % цветковых имеют 2 такие доли).

В зависимости от типа растения количество долей может варьироваться. Так, у покрытосеменных чаще всего имеются 1 или 2 доли, у голосеменных это количество значительно больше. Основной задачей таких долей (в особенности, у однодольных является обеспечение внутренних обменных процессов, и, как результат, полноценное формирование крепкого зародыша).

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Особенности

Несмотря на то, что внутренняя структура семян одинакова, каждый вид имеет свои особенности, касающиеся формы и размеров.

В зависимости от формы принято выделять следующие виды:

  1. Шарообразные (горох, просо, некоторые сорта кукурузы и крестоцветных.
  2. Чечевицеобразная форма, при которой ширина и длина примерно равны, а толщина значительно уступает по размерам. Такая форма характерна для семян чечевицы.
  3. Эллиптическая форма (большинство сортов бобовых). Толщина в этом случае равна ширине, а длина превышает эти показатели.
  4. Удлиненная форма (большинство видов злаковых, яблоко). Все размерные показатели отличаются друг от друга, длина семени значительно превосходит другие параметры.
  5. Треугольная форма (гречиха, сорные растения). Все грани семени расположены в треугольной плоскости.

Какие бывают размеры

В зависимости от сорта растения и уровня влажности среды, в которой оно развивалось (чем выше влажность, тем более крупными будут семена), размеры семян могут быть различными.

Примерные размеры представлены в следующей таблице.

Название Длина (мм) Ширина (мм) Толщина (мм)
Пшеница 4–7 1.5–4.7 1.5–3.5
Рожь 4–10 1.4–3.6 1.1–3.4
Овес 8–18 1.4–4 1–3.6
Кукуруза 6–17 5–11 3–8
Горох 4–10 3.5–10 4–10
Подсолнечник 5–15 3.5–8.5 2–6
Лен 3–6 1.7–3.2 0.5–1.5

Некоторые семена очень мелкие, однако в природе встречаются и более крупные размеры. Например, самым крупным считается семя сейшельской пальмы. Вес его может достигать 20 кг.

Размеры семени имеют большое значение в сельском хозяйстве. Так, считается, что более крупные экземпляры отличаются повышенной жизнеспособностью, плодородием.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Условия прорастания семян

Чтобы из семени развилось полноценное растение, его необходимо поместить в наиболее благоприятные окружающие условия, только в этом случае образуется росток, который и будет развиваться.

Что необходимо для того, чтобы появился такой росток:

  1. Питательные вещества. Они содержатся в эндосперме, но попадают туда из почвы. Поэтому чем более богата и плодородна почва, тем быстрее появится росток, тем крепче и жизнеспособнее будет новое растение.
  2. Оптимальная температура окружающей среды. Вне зависимости от вида и сорта растения, все они могут прорастать только при положительных температурах. Например, для выращивания лука, моркови, листового салата и других видов достаточно низкой плюсовой температуры (около +5 градусов и выше). Другие растения требуют более теплых условий (например, томат, тыква). Чтобы вырастить их, необходимо прогреть почву до +12 градусов минимум.
  3. Наличие влаги. Семена активно впитывают влагу и вещества, содержащиеся в ней. Эта вода поступает непосредственно к зародышу, способствуя его прорастанию. Кроме того, при воздействии влаги плотная кожура набухает, становится более мягкой, через нее уже способен пробиться росток.
  4. Свежий воздух также является важным условием для прорастания. Ведь любое растение, даже находясь в зачаточном состоянии, должно дышать. Это обеспечивает нормализацию обменных процессов, происходящих в нем.

Химический состав

  • На химический состав семян оказывает влияние множество факторов, таких как сорт растения, условия окружающей среды, в которых оно произрастает, степень зрелости и развития семени.
  • Считается, что во взрослых семенах воды содержится значительно меньше (примерно 10—20 %), тогда как молодые структуры содержат гораздо большее количество влаги.
  • В состав входят и различные элементы, такие как:
  • белки (в большом количестве есть в бобовых),
  • углеводы (больше всего их в злаковых),
  • жиры – вещества, имеющие наибольший запас энергии (ими богаты семена подсолнечника, орехи).
Читайте также:  Эпилептические припадки, обусловленные очагом в теменной доле. Первично-генерализованная (идиопатическая) эпилепсия.

Чтобы питательные вещества преобразовывались в такую форму, которая легче будет усваиваться зародышем, необходимо наличие ферментов.

Это мальтаза, липаза, фосфальтаза. Все эти вещества также входят в химический состав.

Распространение

Семена различных видов растений могут распространяться в окружающую среду по-разному:

  1. Самораспространение. Семена высыпаются на землю после того, как произойдет вскрытие плода материнского растения. Иногда они как бы выстреливают, разлетаясь на некоторое расстояние. Такой способ распространения характерен для кислицы, недотроги мелкоцветной.
  2. Легкие семена могут распространяться и потоками ветра, причем на довольно большие расстояния. Эти элементы имеют особую форму, они оснащены специальным крылышком. Это характерно для таких растений, как тополь, ива, сосна обыкновенная.
  3. Распространение с водой. Многие семена, попадая в источник воды не тонут, а переносятся водным течением в другую область, где позже они прорастают и дают урожай.
  4. При помощи животных. Семена растений попадают на шерсть животных и переносятся вместе с ней. Кроме того, если животное употребляет плоды вместе с семенами, они проходят через желудочно-кишечный тракт, выходят наружу вместе с фекалиями, а затем могут прорастать.

Биологическое значение

Семя имеет очень важную роль. Семена входят в состав пищевой цепочки. Ими питаются многие животные и птицы, а значит, что без них не могли бы существовать многочисленные представители фауны в том виде, в котором они известны сейчас. Другое важное значение – размножение растений, их распространение по территории планеты, сохранение тех или иных видов.

Тест

В структуру семени всегда входит:

  1. Щиток.
  2. Эндосперм.
  3. Кожура или чешуя (правильный ответ).
  4. 2 доли.

Зародыш состоит из:

  1. Эндосперма и щитка.
  2. Корешка и стебелька (правильный ответ).
  3. Кожуры и долей.
  4. Перисперма и зиготы.

Из зиготы формируется:

  1. Семязачаток.
  2. Центральная клетка.
  3. Зародыш (правильный ответ).
  4. Эндосперм.

Зародыш это:

  1. Первые листья.
  2. Зачаток растения (правильный ответ).
  3. Питательная ткань.
  4. Зачаток семян.

У двудольных форм наблюдается:

  1. 2 доли (правильный ответ).
  2. Отсутствие эндосперма.
  3. Наличие эндосперма всегда.
  4. Наличие щитка.

В функции доли однодольных входит:

  1. Защита зародыша.
  2. Обменные процессы (правильно).
  3. Запасание питательных вещества.
  4. Фотосинтез.

Химические вещества в семени, имеющие наибольший энергетический запас:

  1. Витамины.
  2. Углеводы.
  3. Жиры (правильный ответ).
  4. Белки.

В эндосперме злаковых культур содержится большое количество:

  1. Жиров.
  2. Белков.
  3. Углеводов (правильно).
  4. Витаминов.

Микропиле – это:

  1. Внешний слой кожуры.
  2. Отверстие в кожуре (правильный ответ).
  3. Почка зародыша.
  4. Зародышевый стебель.

Двудольными являются:

  1. 15 % цветковых.
  2. 25 %.
  3. 75 % (правильный ответ).
  4. 85 %.

Видео

В данном ролике можно найти информацию о том, какое строение имеет семя, как формируется плод.

Строение семени у однодольных и двудольных растений

Время на чтение: 10 минут Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Виды семян

Во многих источниках семя обозначается как орган растения. Строго говоря, это утверждение не совсем корректно. Семя объединяет в себе зачатки нескольких поколений жизненного цикла растений. Более правильным можно считать определение семени как «зачаточного растения».

Существует несколько классификаций семян по разным признакам:

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

  1. По форме различают шаровидные, дисковидные, чечевицеобразные, удлиненные и прочие.
  2. По размеру семена бывают мелкими и крупными.
  3. В зависимости от характера поверхности выделяют гладкие, шероховатые, бороздчатые, ребристые семена.
  4. Семена с присемянником и без такового.
  5. В зависимости от локализации питательных веществ: они могут располагаться в эндосперме, семядолях, перисперме.
  6. По количеству семядолей растения делятся на однодольные и двудольные.
  7. У плодовых культур различают семена в виде костянок, семечек, орехов.

Кроме того, все растения делятся на 2 большие группы — голосеменные и покрытосеменные. В первую группу входят хвойные растения, саговниковые, тисовые, гинкговые и некоторые другие. В группу покрытосеменных входят все растения, образующие цветки и плоды.

Строение голосеменных

У этой группы растений семена находятся на поверхности особой структуры — семенной чешуи. Это многоклеточное образование включает в себя эндосперм, зародыш и семенную кожуру. Центральная часть семязачатка называется нуцеллусом. Эта структура имеется у семян только до оплодотворения. Постепенно нуцеллус вытесняется эндоспермом.

У растений семейства саговниковых и гинкговых семенная кожура состоит из трех слоев:

  • наружный — саркотеста — имеет мягкую мясистую консистенцию;
  • средний слой — склеротеста — самый твердый из всех;
  • внутренний — эндотеста — имеет вид тонкой пленки у зрелых семян.

Зрелые семена могут поедаться животными. При этом склеротеста остается неповрежденной, семена таким образом распространяются.

У тисовых и некоторых других видов вокруг семян имеется видоизмененная женская шишка — ариллус. Эта часть яркая и мясистая. Она съедобна для птиц, а у некоторых видов растений — и для человека.

Внешняя структура покрытосеменных

Сверху семена растений этой разновидности покрыты кожурой. Такая оболочка имеет значительную плотность и защищает внутреннее содержимое от повреждений. Окраска семенной кожуры бывает самой разнообразной.

Даже у одного вида (например, фасоли) она может иметь несколько оттенков. У части растений поверхность семян гладкая, но у многих видов кожура покрыта разнообразными шипиками, волосками, сосочками и другими образованиями.

Все выполняют функцию распространения растений и переноса их на большие расстояния.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Семя соединяется с плодом при помощи небольшой перемычки — семяножки. Место, к которому она присоединяется, носит название рубчика. У большинства крупных семян рубчик более светлый и хорошо заметен даже на расстоянии.

Рядом с рубчиком располагается микроскопическое отверстие — микропиле или семявход. Через него внутрь попадает влага и осуществляется дыхание. Когда в семени начинает образовываться зародыш, его корешок располагается как раз рядом с микропиле.

Со временем он выходит наружу.

Внутреннее содержимое

Если рассмотреть строение семени изнутри, можно определить 2 основных компонента — эндосперм и зародыш. Следует заметить, что первый компонент имеется не у всех видов растений.

Эта часть представляет собой особую растительную ткань. В ней накапливаются питательные вещества, необходимые зародышу для развития и роста.

В клетках эндосперма содержится большое количество крахмала, протеинов и растительных жиров.

У цветковых растений эта структура имеет 3 типа развития:

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

  1. Нуклеарный, или ядерный, тип сопровождается быстрым делением клеточных ядер. Формирование клеточных стенок при этом типе развития запаздывает. В результате большое число ядер остается свободно лежать в цитоплазме. Такое деление характерно для большинства двудольных.
  2. Целлюлярный, или клеточный, тип характеризуется образованием клеточных стенок сразу же после формирования ядра. Этот тип присущ многим видам двудольных. Из однодольных растений клеточный тип характерен для рясковых и аронниковых.
  3. Гелобиальный тип — особый вариант развития. После деления ядра сразу формируется клеточная мембрана, которая делит гаметофит на 2 части. Большая из них называется микропилярной, а меньшая — латеральной. Далее в микропиллярной части образуется некоторое количество молодых ядер. По мнению некоторых биологов, гелобиальный тип является промежуточным между клеточным и ядерным типами.

Степень развития эндосперма зависит от того, насколько примитивно растение в эволюционном отношении. У наиболее продвинутых растений эта часть семени выражена очень слабо или отсутствует вовсе. Редукция обусловлена увеличением зародыша.

  • Зародыш семени имеет следующее строение:

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

  1. Семядоли, или зародышевые листки. По количеству этих образований все цветковые растения делятся на однодольные и двудольные. У хвойных растений бывает большое количество семядолей. Каждая из долей покрыта тонкой кожицей — эпидермисом. Клетки этого образования накапливают большое количество крахмала и других питательных веществ.
  2. Зародышевый корешок — часть, из которой в будущем развивается полноценный корень. Он состоит из конуса нарастания, прикрытого сверху корневым чехликом.
  3. Зародышевый побег — включает в себя стебелек и почечку. Последняя состоит из конуса нарастания и зачатковых листочков. В дальнейшем из почечки развивается главный побег. Место, от которого отходят семядоли, называется семядольным узлом.

Проще всего исследовать устройство двудольных путем опытов с фасолью и горохом. Проращивание этих культур дает наглядное представление о строении и развитии зародыша и его дальнейшей трансформации.

Особенности отдельных видов

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Наиболее типично для всех двудольных строение семени фасоли. Оно имеет форму боба, одна сторона которого вогнутая, а другая выпуклая. На вогнутой стороне имеется хорошо заметный светлый рубчик и микропиле. Цвет кожицы может быть от белого или кремового до коричневого или фиолетового.

Если снять с фасолины кожицу, можно увидеть 2 мясистые семядоли и зародыш. Корешок располагается ближе к выходу и самым первым появляется снаружи, если создать подходящие условия для прорастания. Семядоли у фасоли располагаются супротивно. Они толстые и мясистые. По сути это зачаточные листочки будущего растения. Кроме питания, семядоли обеспечивают защиту зародышевому корешку и стебельку.

Читайте также:  Роль натрия и калия в регуляции бронхиальной проводимости.

Строение семени тыквы также имеет свои характерные черты. Это растение также относится к разряду двудольных. Оно не имеет эндосперма, поэтому питательные вещества накапливаются в двух мощных семядолях. Размеры семян достигают 1 см. Сверху они покрыты плотной кожицей золотисто-желтого цвета.

Особенно интересно с морфологической точки зрения строение семени пшеницы. По сути, пшеничное зерно — это плод.

Его ткани представлены очень тонкой пленкой, покрывающей наружную часть, — плодовой оболочкой. Остальная часть представляет собой семя. Вдоль него проходит тонкая бороздка, а в ней располагается рубчик.

Основную часть зерновки пшеницы занимает эндосперм, а зародышу остается совсем немного места.

В состав зародыша входят щиток, корешок, стебелек и почечка. Щиток представляет собой видоизмененную семядолю. Он имеет вид тонкой пластинки и очень плотно прилежит к эндосперму. Значение щитка заключается в получении питательных веществ из эндосперма и поставке их зародышу.

Структуру плодовых можно рассмотреть на примере строения семени яблони. Внешне оно имеет острый носик или основание и широкую закругленную вершину. Кроме того, различают брюшную (вентральную) и спинную (дорсальную) стороны.

Последняя имеет более крутой изгиб. По брюшной стороне проходит сосудистый пучок, через который поступают питательные компоненты от яблока.

Костянки имеют похожую схему строения, но у них дополнительно выделяют бока — части, находящиеся между брюшной и спинной сторонами.

Таким образом, большинство семян цветковых видов имеют много общих черт. У голосеменных растений эта часть имеет значительные отличия.

Семена растений

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Жизнь на Земле в течение сотен миллионов лет обходилась без семян. В настоящее время 2/3 нашей планеты, покрытые морями и океанами также обходятся без семян. Как известно, жизнь на Земле зародилась в море, и первые растения, вышедшие на сушу, были еще бессемянными. Однако с появлением семян фотосинтезирующие организмы получили возможность полностью освоить новую для них среду обитания.

Благодаря семенам на Земле в начале мезозойской эры произошла в буквальном смысле революция. К этому времени практически всю каменноугольную растительность постигла печальная участь, которой избежали 2 типа деревьев: саговниковые и гинкговые.

Именно эти группы стали активно, не встречая конкуренции, заселять континенты мезозойской эры, распространившись от Гренландии до Антарктики. Они сделали растительный покров нашей планеты практически однородным.

Их крылатые семена распространялись по горным долинам, перелетали через каменные скалы, лишенные всякой растительности и прорастали на небольших песчаных участках между камней и среди аллювиального гравия.

Саговниковые, гинкговые и хвойные относятся к так называемым голосеменным растениям. Их назвали так потому, что их семяпочки располагаются открыто на семенных чешуях.
Цветковые растения относятся к отделу покрытосеменных, т.к. их семяпочки и, соответственно, развивающиеся из них семена спрятаны от внешней среды в расширенном основании пестика, который называется завязью.

Известно, что от способности видов растений к расселению зависит жизнеспособность и разнообразие растительного мира. Всю свою жизнь родительское растение прикреплено корнями к одному и тому же месту. Следовательно, потомству этого растения необходимо найти другое место.

Это является главной задачей, которую выполняют семена.

Кроме того, зародыши у многих семян не только обеспечены питательными веществами, но и защищены герметичной оболочкой от высыхания, и, следовательно, могут ждать наступления благоприятных условий многие-многие месяцы или даже годы.

Определение:

Семя — структура, которая возникает из оплодотворенного семязачатка, защищена семенной кожурой, содержит зародыш, запас питательных веществ для него и представляет зародышевую стадию семенного растения.

Функции семени

Семена растений выполняют следующие основные функции:

  • половое воспроизведение;
  • расселение семенных растений;
  • надежная защита, обеспечивающая переживание неблагоприятных условий сухопутного образа жизни.

Морфология семени

Если рассмотреть зрелое семя, можно увидеть, что в нем сохраняются некоторые особенности семязачатка, из которого оно развивалось.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Строение семени фасоли

Как правило, на поверхности семени хорошо заметны пыльцевход и семенной рубчик (место отделения семяножки от зрелого семени).

В обычном семени содержится запас питательных веществ для зародыша, которому придется расти некоторое время без света, который необходим для фотосинтеза. Этот запас может составлять большую часть семени, а иногда он располагается внутри самого зародыша — в его семядолях.

В качестве примера можно привести бобовые: горох, фасоль и т.д. Снаружи семя покрыто семенной кожурой, которая служит его надежной защитой.

У некоторых растений в семенах есть придатки, которые богаты жирами, протеином и крахмалом. Они служат для привлечения животных, которые способствуют их распространению. Такие выросты семяножки называют присемянниками или ариллусами. Примером таких растений являются тис (в некоторых случаях название этого растения пишут с двумя «с» — тисс), бересклет, пассифлора.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Тис ягодный

Таким образом, семя является видоизмененным в процессе оплодотворения семязачатком. Семена покрытосеменных растений располагаются в плоде и прикреплены к его стенкам с помощью семяножек.

У голосеменных растений семена формируются открыто на семенных чешуях женских шишек. По своей форме, массе и окрасе семена могут сильно отличаться.

Например, масса семян может колебаться от 0,002 мг у некоторых видов орхидей до 20 кг у некоторых видов пальм.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Семена у голосемянных и покрытосемянных

Другими словами семя является основой существования современного растительного и животного мира. Не будь семян, на нашей планете не было бы ни хвойной тайги, ни лиственных лесов, ни цветущих лугов, степей или хлебных полей. не было бы птиц, пчел, бабочек, млекопитающих и человека.

Весь окружающий растительный и животный мир смог появиться после того, как у растений в ходе эволюции возникли семена. Внутри семян жизнь может сохраняться месяцами и даже годами, никак не проявляя себя. Растительный зародыш в семени может перемещаться на далекие расстояния; не привязан к земле корнями, не требует воды или кислорода.

Этот зародыш просто ждет благоприятных условий, чтобы начать свое развитие, которое называют прорастанием семени.

Прорастание семян можно считать началом роста зародыша. В результате этого оболочки семени разрывается и появляется молодое растение. При росте зародыша происходит и деления клеток, и растяжение.

У различных видов растений сначала может идти один процесс (деление), у других — другой (растяжение).

Запасенные в семени питательные вещества поддерживают рост зародыша пока не развернутся листья (фотосинтезирующая система) и разовьются корни, для поглощения воды и минеральных веществ. Так молодое растение обретает физиологическую самостоятельность.

Семена семенных растений. Семена хвойных растений. Семена цветковых растений.

Появление всходов у двудольных и однодольных

В процессе прорастания семени происходит удлинение корешка и проникновение его в почву. У некоторых видов растений семядоли остаются под землей, а эпикоптиль растет вверх и развиваются листья. Это так называемое подземное прорастание. К таким растениям относятся горох, дуб, орех, конский каштан.

У других видов растений семядоли пробиваются наверх с помощью растущего подсемядольного колена (гипокотиля). Это называют надземным прорастанием, встречается у большинства голосеменных.

Семена растений

  • Статья описывает семена растений
  • Written by: Stepan Gurov
  • Date Published: 12/04/2018
  • В статье дано определение семени растения, описаны функции и строение семян.
  • 10 / 10 stars

Посмотреть список всех материалов по биологии.

Семя — это… Что такое Семя?

Се́мя — особая многоклеточная структура сложного строения, служащая для размножения и расселения семенных растений, обычно развивающаяся после оплодотворения из семязачатка (видоизменённый женский спорангий) и содержащая зародыш.

Определение термина «семя» в ботанике

Хотя семя нередко описывают (в том числе и в авторитетных источниках) как «орган семенного размножения растений» (реже — «орган полового размножения растений»), семя не является органом в обычном значении этого термина, так как в нём объединены структуры двух (у голосеменных — трёх) разных поколений жизненного цикла. Органы полового размножения (половые органы, гаметангии) у голосеменных растений представлены архегониями, а у цветковых редуцированы. Более оправданно определение семени как «зачаточного растения» (его дают многие школьные учебники ботаники); это определение подчеркивает, что из семени разовьётся новое поколение (спорофит) растения. При этом остальные части семени, кроме зародыша, можно считать добавочными структурами (органами), которые обеспечивают развитие зародыша.

Строение семян

Строение семян голосеменных

Семя развивается на поверхности семенной чешуи. Оно представляет собой многоклеточную структуру, объединяющую запасающую ткань — эндосперм, зародыш и специальный защитный покров (семенную кожуру). До оплодотворения в центральной части семязачатка имеется нуцеллус, который постепенно вытесняется эндоспермом. Эндосперм гаплоидный и образуется из тканей женского гаметофита.

Читайте также:  Шкала оценки тяжести anatomic profile, в.а. соколова.

У саговников и гинкго наружный слой семенной кожуры (саркотеста) мягкий и мясистый, средний слой (склеротеста) твёрдый, а внутренний слой (эндотеста) к моменту созревания семени плёнчатый. Семена распространяются различными животными, которые поедают саркотесту, не повреждая склеротесты.

У тиса и подокарпуса семена окружены мясистым ариллусом — сильно видоизменённой чешуёй женской шишки. Сочный и ярко окрашенный ариллус привлекает птиц, которые распространяют семена этих хвойных. Ариллусы многих видов подокарпуса съедобны и для человека.

Строение семян покрытосеменных

Семенная кожура

Основная статья: Семенная кожура

Снаружи семя покрыто семенной кожурой, которая защищает внутренние части семени от высыхания и механических повреждений. Семенная кожура развивается из покровов (интегумента) семяпочки.

Эндосперм

Основная статья: Эндосперм

Эндосперм — ткань, содержащаяся внутри семени, обычно окружающая зародыш и снабжающая его питательными веществами в ходе развития. У голосеменных эндосперм представляет собой ткань женского гаметофита.

Часто на ранних стадиях развития он имеет синцитиальное строение, позднее в нём формируются клеточные стенки. Клетки эндосперма исходно гаплоидные, но могут становиться полиплоидными.

У цветковых эндосперм обычно образуется в ходе двойного оплодотворения в результате слияния центральной клетки (центрального ядра) зародышевого мешка с одним из спермиев. У многих цветковых клетки эндосперма триплоидны.

У кувшинки эндосперм образуется при слиянии спермия с гаплоидной клеткой зародышевого мешка, так что его ядра диплоидны. У многих цветковых ядра эндосперма имеют набор хромосом более чем 3n (до 15 n).

Перисперм

Основная статья: Перисперм

Перисперм схож по функциям с эндоспермом, но имеет диплоидный набор хромосом, содержит малое количество белковых веществ, в основном крахмал, а иногда и жиры. Может выполнять роль основной запасающей ткани как самостоятельно, так и наряду с эндоспермом.

Зародыш

Основная статья: Зародыш (ботаника)

Под кожурой находится зародыш — маленькое будущее растение. Зародыш у многих цветковых состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, зародышевой почечки и семядолей. У других групп (например, у подавляющего большинства орхидных) зародыш до прорастания семени не имеет дифференцированных органов.

Особенности строения семян однодольных и двудольных

Размер семян

Минимальные размеры имеют семена орхидных и заразиховых; их масса составляет 0,001—0,003 мг. Максимального размера достигают семена сейшельской пальмы Lodoicea maldivica (масса около 20 кг).

Химический состав семян

Основная особенность химического состава зрелых семян — очень низкое содержание воды, обычно всего 10—15 % (по разным источникам, от 5 до 20 %).

Химический состав семян сильно зависит от условий созревания[1] и от сорта растения[2].

Состояние покоя

Всхожесть семян

Всхожесть семян — это их способность давать за определённый срок нормальные проростки (в лаборатории) или всходы (в полевых условиях). Всхожесть сильно зависит от условий проращивания и от условий хранения семян. Обычно всхожесть выражают в процентах (это процент семян, которые дали всходы, от общего числа семян).

При длительном хранении семян со временем их всхожесть падает. Семена некоторых растений теряют всхожесть уже через 2—3 недели (например, семена большинства видов ив полностью теряют всхожесть при температуре 18—20 °C в течение месяца).

Всхожесть семян большинства культурных растений заметно снижается через 2—3 года. Семена лотоса в торфе сохраняют всхожесть не менее 250 лет (по некоторым данным, более тысячи лет).

Сохранившиеся в вечной мерзлоте семена люпина арктического удалось прорастить через 10—12 тыс. лет.

Условия прорастания семян

Температура

Семена растений прорастают при положительной температуре. Температура начала прорастания широко варьирует у растений разных таксономических групп и географических регионов.

В среднем семена растений полярных и умеренных широт прорастают при более низкой температуре, чем семена субтропических и тропических видов.

Различаются также оптимальная температура прорастания, при которой наблюдается наибольшая всхожесть и максимальная.

Семена некоторых растений выдерживают периоды кратковременного воздействия высокой температуры во время лесных пожаров, после которых создаются благоприятные условия для прорастания выживших семян.

Кроме того, огонь способствует вскрыванию плодов некоторых видов растений, обладающих устойчивостью к воздействию огня. Так, только после пожаров вскрываются «поздние» шишки сосны скрученной, шишки секвойядендрона и др.

, плоды некоторых видов рода банксия.

Кислород

Влага

Стратификация

Скарификация

Скарификация — повреждение механическим или химическим воздействием оболочки семян, необходимое для их прорастания. Она обычно требуется семенам с толстой и прочной семенной кожурой (многие бобовые) или эндокарпом (например, малина, черёмуха).

В природе скарифицирующим агентом может служить воздействие бактерий и гуминовых кислот почвы, а также прохождение через желудочно-кишечный тракт различных животных[3].

Предполагается, что семена некоторых растений (например, кальварии Sideroxylon grandiflorum) не могут прорасти в природе без похождения через кишечник птиц. Так, семена кальварии удавалось проращивать только после их прохождения через кишечник домашних индеек или обработки полировочной пастой.

Некоторым семенам требуются одновременно и скарификация, и стратификация. А иногда (боярышник) большинство семян прорастают после скарификации и двойной стратификации, то есть после двух зимних периодов покоя.

Свет

Распространение семян

Основная статья: Способы расселения растений

Семена многих растений падают на землю рядом с материнским растением после вскрытия плодов. Иногда при вскрытии плодов семена с силой выбрасываются, разлетаясь на некоторое расстояние. Саморазбрасывание семян характерно для таких растений, как недотрога мелкоцветковая, кислица обыкновенная.

Распространение ветром

Семена многих растений распространяются ветром (анемохория). Это, например, семена сосны обыкновенной, снабжённые крылышком, семена растений родов Тополь и Ива, покрытые волосками («тополиный пух»), мелкие пылевидные семена орхидных.

Распространение водой (гидрохория)

Водой распространяются плоды и семена не только водных, но и некоторых наземных растений. Ольха часто растет по берегам рек; ее плоды, попадая в воду, не тонут. Течение уносит их далеко от материнских растений. Плоды кокосовой пальмы с одного острова на друго переносятся морским течением.

Распространение с помощью животных

Распространение с помощью животных — зоохория. Семена растений могут распространяться животными на теле (обычно вместе с плодами), при прохождении через кишечный тракт и при растаскивании с потерей семян.

На теле разносят семена и односемянные плоды обычно птицы и млекопитающие. Так, млекопитающие могут разносить на шерсти плодики гравилата, череды, репешка и многих других растений, обладающих крючками, волосками и прицепками. Также на теле птиц и млекопитающих могут распространяться клейкие семена омелы, кувшинки и др.

Через кишечники птиц и млекопитающих после поедания ими плодов проходят, не теряя всхожести, семена таких растений, как бересклет бородавчатый, боярышник, малина и многих других.

Делая запасы в кладовых, белки, бурундуки, сойки и кедровки теряют часть семян или не находят часть кладовых, способствуя распространению семян сосны сибирской и дуба.

Особый способ распространения семян животными — мирмекохория. Мирмекохория — распространение семян муравьями.

Семена некоторых растений обладают привлекательными для муравьев питательными придатками — элайосомами.

Мирмекохорные растения средней полосы России — фиалка душистая, копытень европейский, ожика волосистая и многие другие; некоторые из них распространяются исключительно муравьями.

Роль семян в природе и жизни человека

Многие организмы (от грибов и бактерий до птиц и млекопитающих) питаются в значительной степени, а иногда и исключительно семенами. Семена составляют основу пищи таких животных, как некоторые насекомые и их личинки (например, муравьи-жнецы), зерноядные птицы, грызуны (бурундуки, белки, хомяки и др.).

Основу рациона человека со времён возникновения земледелия в большинстве регионов мира также составляют семена, в первую очередь, культурных злаков (пшеницы, риса, кукурузы и др.).

Главное питательное вещество, с которым человечество получает наибольшее число калорий, — крахмал, содержащийся в семенах злаков. Важным источником белков для человечества служат также семена бобовых растений — сои, фасоли и др.

Семена являются основным источником растительных масел, которые добывают из семян подсолнечника, рапса, кукурузы, льна и многих других масличных культур.

Литература

  • Меликян А. П., Николаева М. Г., Комар Г. А. Семя // Жизнь растений: в 6 тт. / Под ред. А. Л. Тахтаджяна. — М.: Просвещение, 1980. — Т. 5. Ч. 1. Цветковые растения. Двудольные: магнолииды, ранункулиды, гамамелидиды, кариофиллиды. — С. 84—91.
  • Данович К. Н., Соболев А. М., Жданова Л. П., Илли И. Э., Николаева М. Г., Аскоченская Н. А., Обручева Н. В., Хавкин Э. Е. Физиология семян / Академия наук СССР; Научн. совет по проблемам физиологии и биохимии растений; Ордена Трудового Красного Знамени Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева; Отв. ред. д. б. н. А. А. Прокофьев. — М.: Наука, 1982. — 318 с.

Примечания

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector