По форме, размеру и окраске семена разнообразны. Это наблюдается не только между отдельными систематическими группами растений, но и в пределах одного вида.
Общие черты семян цветочных растений
Несмотря на большое разнообразие внешнего и внутреннего строения, семена цветочных растений имеет ряд общих черт. В состав каждого семени входит: семенная оболочка (кожура), зародыш и запасные питательные вещества. Семенная кожа формируется из покровов (интегументом) (от лат. integumentum - покров, покрытия) семенного зачатка. Она многослойна и выполняет защитную функцию, защищает зародыш от механических повреждений, грибных болезней, высыхания и тому подобное. За счет семенной кожуры могут формироваться различные придатки - волоски (у тополя), благодаря которым семена рассеивается ветром. Мясистые образования на семенах бересклета, копытня и других растений являются кормом для птиц и муравьев, что тоже способствует переносу их в новые экологические условия.
Зародыш развивается из зиготы и является продуктом полового процесса. В зародыше в эмбриональном состоянии закладываются семядоли и вегетативные органы - зачаточный корешок и почечка (ось с зачаточными листочками). Однако не всегда в семени происходит дифференциация на эмбриональные органы. Иногда оно не дифференцируется (в орхидных) или испытывает редукцию, что имеет место у растений-паразитов (волчок, повилика). Семядоли в семени образуют семядольный узел. Между семядолями формируется ось с меристематическим апексом побега. В точке роста уже закладываются зачаточные листья. Зачаточный корень напоминает сгусток меристематичных клеток, прикрытых корневым чехликом. Промежуток между семядолями и зачаточным корнем называют подсемядольным коленом, или гипокотилем (от гр. hipo - внизу, kotyl - углубление). Переход от корня к гипокотиля называют корневой шейкой.
По происхождению и характеру развития семян цветочных разделяют на две группы - однодольные и двудольные (у голосеменных многодольные).
Запасные питательные вещества откладываются в различных частях семени. У злаковых растений они накапливаются в эндосперме (от гр. endon - внутри, sperma - семя), в бобовых - в семядолях, у растений семейства маревых, гвоздичных, в лататтевых - в перисперме (от гр. peri - вокруг, sperma - семя). Энергетический запас нужен на первых этапах развития растения от прорастания до появления всходов, так как в начале жизни растение ведет себя как гетеротрофный организм. При появлении фотосинтезирующих органов начинается автотрофное питание.
По состоянию развития семядолей и эндосперма семена бывают:
- двудольные растения с эндоспермом,
- двудольные растения без эндосперма
- двудольные растения с эндоспермом и периспермом
- однодольные растения с эндоспермом
- однодольные растения без эндосперма.
Семена двудольных растений с эндоспермом
Семена двудольных растений с эндоспермом характерны для клещевины (Ricinus communis), ясеня (Fraxinus excelsior), помидора (Licopersicum esculentum), жимолостных, зонтичных и др. Запас питательных веществ в семенах этих видов накапливается в эндосперме, а семядоли выполняют функцию гаусторий. Клетки семядолей, при прорастании семян воплощаются в эндосперм, выделяют энзимы и переводят сложные молекулы углеводов, белков или жиров в простые, а затем всасывают их и передают в зачаточных органов. Таким образом, семядоли в данном случае выполняют функцию выделения и всасывания. Форма семядолей в этой группе растений разная. У клещевины семядоли широкие, но тонкие, бесцветные, с жилкованием. У ясеня и помидоров они погружены в эндосперм, значительно меньше, но при прорастании семян активно растут в длину.
Семена двудольных растений без эндосперма
Семена двудольных растений без эндосперма имеют бобовые, тыквенные, астровые, капустные и многие другие представители растительного флоры. Характерной особенностью семян этих растений является отсутствие эндосперма. Причем в начале развития семени он еще есть, а потом клетки его растворяются и продукты распада откладываются в семядолях. Семядоли при этом выполняют функции запасной ткани. Строение семян этой группы растений изучают на фасоли (Phaseqlus vulgaris). Семя фасоли снаружи покрыта семенной оболочкой, под которой находятся две мясистые семядоли, между ними - зачаточный корешок, стебелек и листочки (рис. 1).
Рисунок 1. Строение семени фасоли: а - общий вид; б - зародыш; 1 - корешок; 2 - микропиле; 3 - рубчик; 4 - семенной шов 5 - спермодерма; 6 - почечка; 7 - стебель; 8 - семядоля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В семядолях откладываются запасные вещества, которые питают зародышевые вегетативные органы к выходу листьев и стебля на поверхность почвы. У некоторых растений (фасоли, люпина, свеклы и др.) С появлением всходов семядоли выносятся на поверхность. На свете они зеленеют и до появления настоящих листьев фотосинтезирующие, заменяя функцию листьев. Позже, после развития листьев, они отпадают.
У многих растений (гороха, кормовых бобов, чечевицы, нута, чины) семядоли находятся в почве.
Семена двудольных растений с эндоспермом и периспермом
Третьей группой в двудольных растений являются семена с эндоспермом и периспермом. По своему происхождению они не идентичны. Эндосперм формируется в зародышевом мешке с вторичного ядра зародышевого мешка, перисперм - это остатки неразрушимые нуцеллуса. Обе ткани сохраняют запасные вещества для зародыша. В процессе развития семян эндосперм может полностью поглощаться, а перисперм продолжает развиваться. Ярко этот процесс иллюстрируется на поперечном срезе семян свеклы. Внутри его Подковообразная расположен эндосперм, в основе которого формируется зародыш. Перисперм мощный и является основной массой семени.
Семена однодольных растений
Семена однодольных растений представлены двумя разновидностями - с эндоспермом и без эндосперма. Семена с эндоспермом формируют растения семейства злаковых, касатиковых, лилейных. Наибольшее хозяйственное значение из этого класса растений имеют злаки (Роасеае).
У злаковых семян развивается у плода - зерневища. На продольном разрезе семени выделяется зародыш, эндосперм и семенная кожура, которая плотно прилегает, даже срастается с плодовой оболочкой. На границе между эндоспермом и зародышем находится щиток (одна семядоля). В зародыше, кроме семядоли, появляется отдельная почка с 2-3 листовыми зачатками.
В основе корней формируется многослойный чехол - колеориза (от гр. koleos - влагалище, rhisa - корень), который на своей поверхности несет волоски и на первых порах, до выхода корней впитывает воду и минеральные соли для питания зародыша. В связи с этим считают, что колеориза является прообразом главного первичного корня, а все остальные корни в злаковых - вторичны.
Семядоля - щиток в злаковых, выполняет выделительную и всасывающую функцию.
В состав зародыша включается также небольшой - придаток - эпибласт, считают, это редуцирована вторая семядоля. Запасные питательные вещества в злаковых откладываются в эндосперме, основной массой которого является крахмал. На внешней стороне под семенными оболочками расположен алейроновый слой в одну клетку, наполненный алейроновом зернами.
Семена однодольных без эндосперма формируется у растений семьи частуховых (Alis-mataceae), рдесниковых (Potamoge-tonaceae). Характерной особенностью таких семян является то, что у него запасные продукты откладываются в семядоли, а эндосперм потерпел глубокой редукции до полного исчезновения (рис. 2).
Рисунок 2. Поперечный срез семян частухи подорожниковой: а - недозрелое семена, видны остатки эндосперма; б - созревшее семена без эндосперма: 1 - эндосперм; 2 - оплодень; 3 - семядоля; 4 - семенная кожура; 5 - почка; 6 - гипокотиль; 7 - зачаточный корень; 8 - зародыш. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
