Зародыш и проросток – начальные этапы онтогенеза цветкового растения

  • 1. Строение семени. Типы семян
  • 2. Прорастание семени. Строение проростков

Строение семени. Типы семян

Индивидуальная жизнь особи высшего растения, возникшей половым путем, начинается с одной яйцеклетки или зиготы. Зигота формируется в семени. Семя — основной орган размножения и расселения голосемянных и цветковых растений. Семя формируется из семяпочки или семязачатка после оплодотворения. У цветковых семя заключено в плод.

Семя состоит из трех элементов.

1. Семенная кожура. Обычно она многослойная. Ее главные функции: защита от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, высыхания, преждевременного прорастания. Семенная кожура может принимать участие в распространении, иметь волоски, что способствует перенесению семян ветром. У нее могут быть мясистые придатки, привлекающие насекомых, птиц. Семена разнообразны но окраске, а также по структуре кожуры. Ее толщина, прочность, твердость связаны с характером околоплодника. Например, если плод певскрываю-щийся, околоплодник прочный, то семенная кожура тонкая.

Снаружи на семенной кожуре заметен семявход — микропиле, который способствует проникновению воды в начале набухания. Обычно кончик зародышевого корешка обращен к микропиле и при прорастании выходит из него. На кожуре имеется также рубчик — место прикреплен ня семени к семяножке, через которую проходит проводящий пучок.

2. Зародыш. Он образуется из зиготы, содержит диплоидный набор хромосом. Функция зародыша — образование зачатка нового растения, состоящего полностью пли в значительной степени из меристемы. Зародыш состоит из зародышевых корешка, побега и эндосперма.

Зародышевый побег представлен осью (зародышевым стебельком) и семядольными листьями (семядолями). На верхнем конце оси находится точка роста побега. Иногда на апексе побега уже заложены зачатки следующих за семядолями листьев. Они образуют почечку зародыша. Участок оси ниже семядолей называется гипокотилем или подсемядольным коленом.

Зародышевый корешок представлен меристематическим конусом нарастания, прикрытым корневым чехликом. Между корешком и побегом зародыша условно выделяют пограничную зону — корневую шейку.

Во внутреннем строении зародыша различаются прокамбий и протодерма.

Зародыши одно- и двудольных растений первоначально имеют однотипное строение: у них намечаются два симметричных бугорка — зачатки двух семядолей. Но у однодольных одна из семядолей не получает дальнейшего развития.

3. Эндосперм образуется из центральной клетки зародышевого мешка в результате двойного оплодотворения. Следовательно, морфологически и цитологически отличаются от зародыша. Эндосперм состоит из крупных клеток запасной паренхимы. Отсюда следуют его функции.

Эндосперм бывает мучнистый (преобладают зерна вторичного крахмала), маслянистый (содержит отложения жирных масел), алейроновый (в виде слоя запасающего, белки в виде зерен).

Часто эндосперм сильно обезвожен, поэтому становится очень твердым, стекловидным или даже каменистым, например, у финиковой пальмы, в которой запасаются гемицеллюлозы. У цветковых растений преобладают маслянистые семена, т. к. жиры в два раза калорийнее углеводов и белков и таким образом наиболее энергетически выгодны и экономны.

При набухании вещества эндосперма гидролизуются под действием ферментов зародыша и используются им при прорастании. Таким образом, зародыш на первых этапах развития преимущественно гетеротрофен.

Соотношение между зародышем и эндоспермом в семени может быть различным. В одних случаях эндосперм занимает почти весь объем семени. В других, наоборот, зародыш настолько разрастается к моменту созревания семени, что вытесняет эндосперм. Зрелое семя бобовых, тыквенных, сложноцветных состоит из зародыша и семенно кожуры. Однако исследования показывают, что у 85% растений семена с эндоспермом. При поглощении эндосперма зародышем последнему приходится брать запасающую функцию па себя.

Морфологические типы семян

  • 1. Семена двудольных с эндоспермом. Рассмотрим его строение на примере семени клещевины. Снаружи такое семя покрыто толстой пестро окрашенной кожурой. У нее есть мясистый придаток — карункул. Эндосперм массивный, белый. Семядоли тонкие, похожи на обычные зеленые листья. Сходное строение имеют семена ясеня, пасленовых, зонтичных, калины, сирени, конопли, винограда, хурмы, липы и многих других растений. У женьшеня семядоли развиты слабо, поэтому перед прорастанием они начинают активно расти, значительно увеличиваясь за счет веществ эндосперма. Длительное созревание зародыша в семени является одной из причин трудности выращивания этого растения в культуре.
  • 2. Семена двудольных без эндосперма. Характерны для бобовых, тыквенных, сложноцветных, крестоцветных, дуба, березы, клена, лещины, ореха хрецкого, каштана, цитрусов. У них под плотной кожурой располагается плоский зародыш с крупными семядолями, в которых сосредоточены запасы питательных веществ. Эндосперм отсутствует, он «съеден» в процессе созревания семени.
  • 3. Семена двудольных с периспермом. Перисперм — запасающая ткань, возникающая из нуцеллуса семязачатка. Функционально перисперм и эндосперм равноценны, хотя морфологически имеют разное происхождение, т. е. они являются аналогами. Перисперм хорошо развит в семени перца черного. Маленький зародыш в нем окружен небольшим эндоспермом, вокруг которого откладывается кнаружи мощный перисперм. Похожим образом устроено и семя кувшинки, кубышки, нимфейных. Иногда эндосперм в семени поглощается полностью, а перисперм остается и разрастается, например, как у гвоздичных, лебедовых.
  • 4. Семена однодольных с эндоспермом. К ним относится подавляющее большинство семян однодольных растений. Например, семена ириса имеют двуслойную оболочку, между слоями которой находится воздушная камера, придающая семени плавучесть. Большую часть объема занимает в семени полупрозрачный стекловидный эндосперм, богатый маслами и белками. В него погружен маленький зародыш. Одна — единственная семядоля цилиндрическая, ее нижняя часть расширена и охватывает конус нарастания со всех сторон, прикрывая его в виде влагалища. У злаков зародыш имеет более сложную структуру-

Некоторые однодольные имеют «двуслойную» запасающую ткань в виде эндосперма и перисперма. Например, банановые, имбирные, канновые.

5. Семена однодольных без эндосперма встречаются у Пастуховых. Все запасающие вещества находятся в единственной семядоле, эндосперм «съеден».

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >