Chiar și la școală la cursul de botanică (clasa a 6-a), structura seminței a fost un subiect destul de simplu și memorabil. De fapt, acest organ generator al plantei a apărut ca urmare a unui lung proces evolutiv și are o structură complexă și unică. În articolul nostru, vom lua în considerare caracteristicile părților sale structurale, structura unei semințe dicotiledonate și, de asemenea, vom determina rolul biologic al semințelor de plante.
Apariția seminței în procesul de evoluție
Plantele nu au fost întotdeauna capabile să formeze semințe. Se știe că viața a apărut în apă, iar algele au fost primele plante. Aveau o structură primitivă și se reproduceau vegetativ - prin părți ale talului și cu ajutorul celulelor mobile specializate - zoospori. Rinofiții au fost primii care au aterizat pe uscat. Ei, la fel ca viitorii lor succesori - plante cu spori superiori, s-au reprodus cu ajutorul sporilor. Dar apa era necesară pentru dezvoltarea acestor celule specializate. Prin urmare, atunci când condițiile de mediu s-au schimbat, numărul acestora a scăzut și el.
Următorul pas evolutiv a fost apariția seminței. Acesta a fost un pas uriaș înainte pentru adaptarea și răspândirea multor speciiplantelor. Structura externă și internă a semințelor determină protecția fiabilă a embrionului, înconjurat de o sursă de apă și substanțe nutritive. Aceasta înseamnă că cresc viabilitatea și diversitatea speciilor florei planetei.
Procesul de formare a semințelor
Să luăm în considerare acest proces pe exemplul unui grup de plante, care este dominant în lumea modernă. Aceștia sunt reprezentanți ai departamentului Angiosperme. Toate formează o floare - cel mai important organ generator. În pistilul său se află oul, iar anterele staminelor conțin spermatozoizi. După procesul de polenizare, i.e. transferul polenului de la antera staminelor la stigmatizarea pistilului, spermatozoizii se deplasează de-a lungul tubului germinal până la ovarul staminei, unde are loc procesul de fuziune a gameților - fertilizarea. Ca rezultat, se formează un embrion. Când al doilea spermatozoid fuzionează cu celula germinală centrală, se formează un nutrient de rezervă. Se mai numește și endosperm. Structura semințelor este completată de un înveliș exterior puternic. O astfel de structură stă la baza dezvoltării viitorului organism vegetal.
Structura externă a semințelor
După cum sa menționat deja, exteriorul seminței este acoperit cu o coajă. Este suficient de dens pentru a proteja embrionul din interior de deteriorarea mecanică, schimbările de temperatură și pătrunderea microorganismelor dăunătoare. Dar culoarea semințelor variază foarte mult: de la negru la roșu aprins. Această structură a semințelor este ușor de explicat. La unele plante, culoarea servește drept camuflaj. De exemplu, pentru ca păsările să nu le vadă în sol după plantare. Alte plante, pe de altă parte,adaptat la dispersarea semințelor de către diverse animale. Împreună cu reziduurile alimentare nedigerate, acestea le excretă mult dincolo de habitatul plantei părinte.
Structura internă a unei semințe
Partea principală a oricărei semințe este germenul. Acesta este viitorul organism. Prin urmare, constă din aceleași părți ca o plantă adultă. Acestea sunt rădăcina germinativă, tulpina, frunza și mugurele. Structura semințelor diferitelor plante poate varia semnificativ. În majoritatea acestora, nutrienții de rezervă se acumulează în endosperm. Aceasta este o coajă care înconjoară embrionul în jur, protejându-l și hrănindu-l pe toată perioada de dezvoltare individuală. Există însă cazuri când, în timpul procesului de maturare și germinare a seminței, aceasta consumă complet substanțele endospermului. Apoi se acumulează în principal în părțile cărnoase ale embrionului. Se numesc cotiledoane. O astfel de structură este tipică, de exemplu, pentru dovleci sau fasole. Dar în traista ciobanului, aportul de substanțe este concentrat în țesutul rădăcinii embrionare. Semințele diferitelor grupuri sistematice de plante diferă, de asemenea.
Caracteristici ale semințelor de gimnosperme
Structura externă și internă a seminței acestui grup de organisme se caracterizează prin faptul că procesul de formare și dezvoltare a embrionului are loc pe suprafața învelișului seminței. În plus față de părțile principale, semințele de gimnosperme au o excrescență membranoasă pterigoidă. Ajută la răspândirea semințelor acestor plante cu ajutorul vântului.
Mai multeo caracteristică a semințelor de gimnosperme este durata formării lor. Pentru ca acestea să devină viabile, ar trebui să dureze de la patru luni la trei ani. Procesul de maturare a semințelor are loc în conuri. Nu este deloc fructe. Sunt modificări specializate ale evadării. Unele semințe de conifere pot fi păstrate în conuri timp de zeci de ani. În tot acest timp își păstrează viabilitatea. Pentru ca semințele să cadă în pământ, solzii conului se deschid singuri. Sunt ridicați de vânt, uneori purtându-i pe distanțe considerabile. Dacă conurile sunt moi, asemănătoare în exterior cu nucile, ele nu se deschid singure, ci cu ajutorul păsărilor. Mai ales îi place să se sărbătorească cu semințe, diferite tipuri de geai. Acest lucru contribuie și la relocarea reprezentanților departamentului de gimnosperme.
Însuși numele acestei unități sistematice indică faptul că embrionul viitoarei plante este prost protejat. Într-adevăr, prezența endospermului garantează doar dezvoltarea seminței. Dar conurile multor plante se deschid în condiții nefavorabile de dezvoltare. Odată ajunse la suprafața solului, semințele sunt expuse la temperaturi scăzute și lipsă de umiditate, așa că nu toate germinează și dau naștere unei noi plante.
Caracteristici ale semințelor de plante cu flori
Față de gimnosperme, reprezentanții departamentului Înflorire au o serie de avantaje semnificative. Formarea semințelor lor are loc în ovarul florilor. Aceasta este partea cea mai extinsă a pistilului și dă naștere fructului. Ca urmare, semințele se dezvoltă în interiorul lor. Sunt încercuite cu trei straturi de pericarp, care diferă prin proprietățile lor șifuncții. Luați în considerare structura lor folosind exemplul unei drupe de prune. Stratul exterior piele protejează împotriva deteriorării mecanice, asigurând integritatea. Mediul este suculent și carne. Hrănește și oferă embrionului umiditatea necesară. Stratul interior osificat este o protecție suplimentară. Drept urmare, semințele au toate condițiile necesare dezvoltării și germinării, chiar și în circumstanțe nefavorabile.
Semințe de monocotiledone
Structura unei semințe de monocotiledone este foarte ușor de determinat. Embrionul lor este format dintr-un singur cotiledon. Aceste părți sunt numite și straturi germinale. Toate plantele din familiile de cereale, ceapă și crin sunt monocotiledone. Dacă germinați semințele de porumb sau grâu, în curând se va forma câte un foișor din fiecare bob de pe suprafața solului. Acestea sunt cotiledoanele. Ați încercat să împărțiți un bob de orez în mai multe bucăți? Desigur, acest lucru este imposibil. Acest lucru se datorează faptului că embrionul său este format dintr-un singur cotiledon.
Semințe de dicotilene
Semințele de Rosaceae, Solanaceae, Asteraceae, Leguminoase, Varză și multe alte familii sunt oarecum diferite ca structură. Chiar și pe baza numelui, este ușor de ghicit că embrionul lor este format din două cotiledoane. Aceasta este principala caracteristică sistematică. Structura semințelor plantelor dicotiledonate este ușor de văzut cu ochiul liber. De exemplu, o sămânță de floarea soarelui este ușor împărțită în două părți egale. Acesta este cotiledonul embrionului său. Structura semințelor dicotiledonate poate fi văzută și de la puieții tineri. Încercați să germinați acasă semințele de fasole comună. Și vei vedea două carpele care apar deasupra solului.
Condiții pentru germinarea semințelor
Structura semințelor plantelor dicotiledonate, precum și reprezentanții altor unități sistematice ale acestui regat al vieții sălbatice, determină prezența tuturor substanțelor necesare pentru dezvoltarea embrionului. Dar alte condiții sunt necesare pentru germinare. Pentru fiecare plantă, ele sunt complet diferite. În primul rând, este o anumită temperatură a aerului. Pentru plantele iubitoare de căldură, aceasta este +10 grade Celsius. Dar grâul de iarnă începe să se dezvolte deja la + 1. Este nevoie și de apă. Datorită acesteia, boabele se umflă, ceea ce accelerează procesele de respirație și metabolism. Nutrienții sunt transformați într-o formă în care pot fi absorbiți de făt. Prezența aerului și suficientă lumină solară sunt încă două condiții pentru germinarea semințelor și dezvoltarea întregii plante, deoarece fotosinteza este imposibilă fără ele.
Semințe și fructe
Fiecare fruct conține semințe. Structura semințelor plantelor superioare este aproape identică. Dar fructele sunt mai diverse. Alocați fructe uscate și suculente. Ele diferă în structura straturilor care sunt situate în jurul semințelor. La suculent, unul dintre straturile pericarpului este neapărat cărnos. Prune, piersici, mar, zmeura, capsuni… Aceste delicatese sunt indragite de toata lumea tocmai pentru ca sunt suculente si dulci. La fructele uscate, pericarpul este piele sau osificat. Straturile sale se unesc de obicei într-unul singur,protejând în mod fiabil semințele din interior. O cutie de maci, o păstaie de muștar, un bob de grâu au exact o astfel de structură.
Rolul biologic al semințelor
Majoritatea plantelor de pe planetă folosesc semințe pentru reproducere. Structura semințelor plantelor moderne este rezultatul unei lungi evoluții. Aceste organe generatoare conțin embrionul și un aport de substanțe care asigură creșterea și dezvoltarea acestuia chiar și în condiții nefavorabile. Semințele au adaptări pentru răspândire, ceea ce le crește șansele de supraviețuire și de așezare.
Deci sămânța este rezultatul procesului de fertilizare. Este o structură formată dintr-un embrion, substanțe de rezervă și o coajă protectoare. Toate elementele sale îndeplinesc anumite funcții, datorită cărora grupul de plante cu semințe a ocupat o poziție dominantă pe planetă.
