ФОРМИРОВАНИЕ И СТРОЕНИЕ СЕМЯН

СЕМЕНА

Двойное оплодотворение вызывает в растении ряд сложных процессов, в результате которых возникают се­мена и плоды. После слияния спермия с яйцеклеткой образуется зигота (она всегда диплоидная). Зигота выде­ляет целлюлозную оболочку и некоторое время остается в покое. Вместе с тем после слияния второго спермия с. диплоидной центральной клеткой зародышевого мешка немедленно формируется триплоидный эндо­сперм. Он возникает от деления путем митоза оплодот­воренной центральной клетки. У одних растений это де­ление вначале происходит без образования целлюлозных оболочек. Последние возникают позже, когда весь заро­дышевый мешок будет заполнен образовавшимися ядра­ми (ядерный тип образования эндосперма). У других растений оплодотворенная центральная клетка сразу де­лится с образованием перегородок (клеточный тип обра­зования эндосперма).

Эндосперм служит для питания зародыша (образова­ние эндосперма обычно начинается несколько раньше формирования зародыша).

У некоторых растений питательные вещества откла­дываются в клетках нуцеллуса (тогда возникает пита­тельная ткань перисперм).

После некоторого периода покоя оплодотворенная яйцеклетка начинает делиться путем митоза и дает две диплоидные клетки. Из клетки, расположенной ближе к пыльцевходу, в результате поперечного деления возника­ет один ряд клеток — подвесок. Из второй клетки, делящейся в разных направлениях, появляется восьмиклеточный предзародыш, который благодаря дальнейшему делению образует зародыш. В нем фор­мируются почечка, две семядоли, подсемядольное коле­но и корешок. В сформировавшемся зародыше у дву­дольных имеется две семядоли, у однодольных — лишь одна. Вторая рано прекращает свой рост. В редких слу­чаях зародыш может образоваться и без оплодотворения (если он развивается из неоплодотворенной яйцеклетки, то это явление называется партеногенезом).

Клетки интегументов после процесса двойного опло­дотворения также видоизменяются. Из них возникает ко­жура семени. У разных растений она имеет специфичес­кое строение. В целом весь семязачаток превращается в семя.

Внешнее строение семян. Семена различаются: по внешнему виду, величине, форме, цвету, опушенности.

Величина семян большей частью незначительная. Особенно мелкие семена у орхидей, некоторых кормовых трав. Средний размер семян у редьки, огурца, яблони, льна. Более крупные семена у гороха, фасоли, дуба. Се­мена некоторых пальм весят 10—15 кг.

Обычно определяют массу 1000 семян. У фасоли она равна 200—400 г, у подсолнечника — 40—170 г, пшени­цы— 30—50 г, ячменя — 40—55 г, ржи — 30—40 г, кле­вера—1,5—2 г, тимофеевки — 0,3—0,5 г. Отдельные се­мена гороха весят 0,15 г, подсолнечника—0,06 г, одноцветки (грушанки)—0,004 г.

Форма семян разнообразна: округлая, овальная, тре­угольная, почковидная, удлиненная.

По цвету семена могут быть белыми, желтыми, кра­сными, коричневыми, черными и др. Иногда они пестрые, узорчатые.

Семена бывают гладкие и опушенные, с зацепками и остями. У некоторых семян (хохлатки, клещевины) сна­ружи образуются выросты — присеменники, заполненные питательными веществами. Последние привлекают му­равьев, которые растаскивают семена в разные места и таким образом способствуют расселению вида.

У некоторых семян (у бересклета, мускатного оре­ха) разрастается семяножка и облекает семя своеобраз­ным покровом. Ее называют кровелькой.

Есть семена, очень похожие между собой по внешне­му виду. Многие семена сорных трав трудно бывает от­делить от семян культурных растений. Большое сходство имеют мак и белена, куколь и вика. Семена, происшед­шие из обратных семяпочек, имеют вырост — семяшов, образовавшийся благодаря прирастанию ножки се­мяпочки к покровам.

След на семени, где оно прикреплялось к семяножке, называется рубчиком. Возле него имеется отвер­стие— семявход. Он соответствует пыльцевходу се­мязачатка. Число семян, образуемых растением, самое различное. Один экземпляр дикой редьки дает до 12 тыс., осота полевого — до 40 тыс., пастушьей сумки — до 70 тыс., щирицы — до 500 тыс., тополя — до 28 млн. се­мян.

Внутреннее строение семян. Под кожурой находится зародыш с питательными веществами.

Зародыш семян состоит из почечки, семядолей, подсемядольного колена (гипокотиля) и корешка. В почечке имеются укороченная ось первого поряд­ка и нераскрывшиеся маленькие листья. Первые зародышевые листья (у двудоль­ных-, растений — два, у од­нодольных— один) называ­ются семядолями. Они могут быть толстыми и плот­ными, если в них сконцент­рирован запас питательных веществ, и тонкими, неж­ными, если запасные ве­щества находятся вне их.

Под семядолями распо­ложено подсемядольное ко­лено, или гипокотиль. Он яв­ляется переходной зоной к зародышевому корешку.

Питательные вещества могут находиться в самом зародыше, а могут быть вне его.

В связи с этим различа­ют четыре типа семян.

1. Семена без эндоспер­ма и перисперма. Все пита­тельные вещества сосредо­точены в самом зародыше, главным образом в его се­мядолях. При формировании зародыш использовал все питательные вещества и не дал возможности образоваться другим питательным тканям (горох, фасоль, вика, редька, горчица, тыква, огурец и др.).

2. Семена с эндоспермом. Питательные вещества на­ходятся вне зародыша, в эндосперме (мак, вьюнок, та­бак, злаки).

3. Семена с периспермом. После двойного оплодотво­рения питательные вещества сконцентрировались в клет­ках нуцеллуса. Образовалась питательная ткань — пе­рисперм (эндосперм не развился). Перисперм имеет­ся у представителей семейств гвоздичных, маревых (рис. 100).

4. Семена с эндоспермом и периспермом. Эти семена встречаются реже предыдущих. Они характерны для ло­тоса, каспийского имбиря, черного перца. Питательные вещества отложились и в эндосперме и перисперме.

Химическая природа запасных веществ семени.

В качестве питательных веществ в семени могут быть крахмал, жирное масло, белковые вещества и запасная клетчатка.

В зависимости от большого содержания того или ино­го запасного вещества семена могут быть крахмалистые (у пшеницы 66% крахмала, у ржи — 67%), маслянистые (у клещевины до 70% масла, у льна до 48%), белковые (у гороха 22—34% белка, фасоли — 23%, у сои — 34—45%), с запасной клетчатке? (у пальм, кофейного дерева).

В семенах дикорастущих растений (у 90%) обычно питательным запасным веществом является жирное мас­ло. В них могут содержаться и многие другие соедине­ния в небольших количествах. Иногда семена бывают ядовитыми (у белены, дурмана и др.). Сухие семена со­держат 7—12% воды.