Семя — орган полового размножения и расселения растений. Семенами размножаются голосеменные и покрытосеменные растения. У голосеменных семена лежат открыто (голо) на чешуях женских шишек, а у покрытосеменных семена находятся внутри плода. В семени есть зародыш растения, запас питательных веществ для него и плотная оболочка — семенная кожура.
При благоприятных условиях семя начинает прорастать — сначала из него появляется корень, а затем побег. На этой стадии развития растение называют проростком.
Рассмотрим подробнее семена цветковых растений, относящихся к покрытосеменным.
Снаружи семя покрыто плотной семенной кожурой, защищающей семя от высыхания, механических повреждений, проникновения микроорганизмов и грибов, а также от преждевременного прорастания. Иногда семенная кожура бывает очень твердой и толстой, например, у сливы и миндаля. Иногда она выполняет дополнительные функции, например, у ивы и тополя кожура имеет волоски, помогающие им летать по ветру.
У бересклета, чистотела, фиалки на кожуре имеется мясистый вырост. Этот вырост является лакомством для муравьев, которые растаскивают семена, способствуя их расселению.
На кожуре семени есть след от прикрепления семени к стенке плода. Он называется рубчик. Рядом с ним находится отверстие, через которое вода проникает внутрь семени — семявход (микропиле).
Под кожурой, внутри семени, находится зародыш растения. Он состоит из зародышевого корешка, стебелька, почечки и семядолей (семядолями называются первые листья). У двудольных растений (фасоль, тыква, яблоня, огурец) имеется две семядоли. У однодольных (пшеница, кукуруза, ландыш) — одна семядоля (отсюда их названия — одно- и двудольные).
У большинства растений — как однодольных, так и двудольных, зародыш внутри семени окружен эндоспермом — тканью, содержащей запас питательных веществ. Эти вещества необходимы зародышу для прорастания. Однако у некоторых двудольных растений эндосперма нет. Питательные вещества у них находятся в крупных мясистых семядолях, занимающих большую часть семени (фасоль, горох, тыква, яблоня и др.).
Как происходит прорастание семени
Для прорастания семени необходимы следующие внешние и внутренние факторы:
Внешние:
- Вода — для растворения ферментов и питательных веществ.
- Кислород — для дыхания и получения энергии.
- Температура — для работы ферментов. Отличается для разных видов растений. Например, для прорастания семян клевера лугового и овса оптимальная температура от нуля до +1 градусов Цельсия, а для сладкого перца + 25 градусов.
- Свет — необходим для семян некоторых растений. Для других — наоборот, темнота (чернушка)
Внутренние:
- Зрелость зародыша — у некоторых растений, например, женьшеня, семена дозревают через 3 года.
- Проницаемость кожуры для воды. Семенная кожура содержит вещества, препятствующие проникновению воды (ингибиторы). Они препятствуют преждевременному прорастанию семян. Эти вещества разрушаются от механического трения (о камни), от высокой температуры (при пожаре), вымываются водой ( в сезон дождей у пустынных растений) или перевариваются в желудках животных. В результате кожура начинает пропускать внутрь семени воду, и оно прорастает.
- Запасные питательные вещества. Если их мало, семя не прорастет.
Сам процесс прорастания происходит так:
Внутрь семени через семявход попадает вода, растворяя ферменты и питательные вещества, при этом семя набухает. Затем из семени появляется зародышевый корешок и сразу растет вниз (положительный геотропизм), закрепляя семя в земле. Затем начинается рост побега, который быстро удлиняется и выносит на поверхность семядоли и почечку, из которой развиваются первые настоящие листья. Это надземное прорастание семян (наблюдается у фасоли, тыквы, березы, огурца и др.)
Семядоли у некоторых растений остаются в земле ( например, у гороха, каштана, настурции) — такое прорастание семян называют подземным:
Корень, образовавшийся из зародышевого корешка, называется главным. Он может жить долго, образуя стержневую корневую систему, либо недолго, корневая система при этом формируется из боковых и придаточных корней и называется мочковатой.
