Семя: определение, функции, строение, типы прорастания. Семя

Именно с семени начинается жизнь многих растений. Миниатюрная ромашка или раскидистый клен, ароматный подсолнечник или сочный арбуз - все они выросли из маленькой семечки.

Что такое семя

Семя представляет собой Кроме функции полового размножения, оно выполняет важную функцию расселения растений. Распространяясь при помощи ветра или животных, именно семена растений прорастают и осваивают новые территории. Такую способность обусловливает строение семени растения.

Внешнее строение семени

В результате процесса оплодотворения образуются которых обусловливает выполняемые функции.

Размер семян различных растений варьируется в значительных пределах: от миллиметровых семян мака до полуметровых у сейшельской пальмы.

Форма семян также разнообразна, но чаще она округлая. Обычно которых является типичным, служат примером изучения данного генеративного органа.

Кожура семени сформирована из покровов семязачатка. Это надежная защита семени от недостатка влаги и опасных факторов окружающей среды.

Защитный покров может быть окрашен в разные цвета. Рассматривая вогнутую сторону семени, легко заметить углубление, которое является следом от семяножки. До формирования плода она соединяла семя с околоплодником.

Внутреннее строение семени

Вторая важнейшая часть каждого семени - зародыш. Он является предшественником будущего листостебельного растения, поэтому состоит из его миниатюрных частей. Ними являются зародышевый корешок, почечка и стебелек. Запас питательных веществ зародыша находится в семядолях. Встречается в природе и другой план строения семян, когда зародыш находится внутри эндосперма. Это и есть запас питательных веществ.

Созревшие семена могут длительное время находиться в состоянии покоя, что дает им преимущества перед спорами, которые прорастают сразу после созревания и гибнут, если нет необходимых для развития условий.

В природе достаточно разнообразны представлены все органы, в том числе и семена. Строение обусловливает их классификацию. Семена, в которых находятся в эндосперме, называют белковыми. Другой тип семян называют безбелковыми.

Состав семян

Исследования показали, что все семена состоят из органических веществ, большую часть которых занимает растительный белок или клейковина. Больше всего этого вещества содержися в злаковых растениях, из которых изготавливаю муку и выпекают хлеб.

Также в семенах находится жир и углевод крахмал. Процентное содержание этих веществ варьируется в зависимости от вида растения. Так, семена подсолнечника богаты маслами, зерновки пшеницы - крахмалом.

Кроме белков, жиров и углеводов семена содержат и неорганические вещества. Это прежде всего вода, необходимая для развития будущего растения, и минеральные соли.

Независимо от количества, каждое вещество имеет свое значение для развития и роста семян и является незаменимым.

Семена однодольных и двудольных растений

Наличие семян характерно только для определенной систематической группы растений - семенных. В свою очередь, они объединены в две группы: Голосеменные и Покрытосеменные. Семена голосеменных хвойных растений расположены на чешуйках шишек без покрытия. Поэтому они имеют такое название. В феврале на голый снег выпадают семена, строение которых не предусматривает дополнительной защиты зародыша от неблагоприятных условий.

Гораздо больше шансов прорасти имеют семена покрытосеменных растений. Представители этой группы занимают господствующее положение благодаря наличию плодов, которые защищают их семена. Строение каждого плода обеспечивает надежную защиту от холода и питание зародыша.

Принадлежность растения к определенной группе легко определить. Рассмотрев строение однодольного семени, например, зерновку пшеницы, можно убедиться в наличии только одной семядоли. Проросток такого семени образует один зародышевый листок.

Совсем по-другому устроены семена фасоли. Строение их характерно для семян двудольных растений: две семядоли в зародыше семени и два Кроме строения зародыша, есть и другие признаки, определяющие группу растений. Это тип корневой системы, наличие камбия, строение и жилкование листьев, форма листьев. Но строение семени является определяющим признаком.

Прорастание семян

Наверняка, у каждого дома хранится множество семян. Фасоль, горох, чечевица, и даже пшеница - частые гости на кухне. Но почему же они не образуют проростки? Ответ прост: для их прорастания необходимы определенные условия. Самым главным из них является вода. При ее проникновении семя набухает и в несколько раз увеличивается в объеме, а питательные вещества эндосперма зародыша растворяются. В таком состоянии они становятся доступными для клеток живого зародыша.

Важными условиями прорастания также являются доступ кислорода, солнечного света, оптимальная температура воздуха. Обычно она выше 0 градусов. Но семена озимых злаковых специально обрабатывают холодом, а отрицательная температура является необходимым условием развития их семян.

Роль семян в природе и жизни человека

Семена имеют большое значение как для самих растений, так для животных и человека. Для растений они являются средством размножения и расселения по земной поверхности. Имея запас крахмала, жира и белка, семена служат прекрасным питательным кормом для животных и птиц. Для человека они также являются пищевым продуктом. Невозможно представить жизнь людей без хлеба, изготовленного из семян злаковых или без растительного масла из семян подсолнечника и кукурузы. Да и успех будущего урожая во многом зависит от качества посевного материала.

Семенные растения являются самыми высокоразвитыми, сложными по строению, процессам жизнедеятельности, и занимают господствующее положение в растительном мире. Такого развития они достигли именно благодаря наличию важных генеративных органов - семян.

.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. - 2-е изд., исправл. - М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

.(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)

Смотреть что такое "СЕМЯ" в других словарях:

Ср. вещество, содержащее в себе зародыш животный или растительный. От семени дерево, от дерева плод, от плода семя. Каково семя, таково и племя, и наоборот. Всякое былие свое семя приносит. | Потомки, нисходящее поколенье. Всем, яко семя… … Толковый словарь Даля

Семена саговниковых крупные. Эллиптические, продолговато яйцевидные или шаровидные по форме, они обычно имеют длину 3 4 см при толщине 2 3 см. Но отдельные виды имеют или более мелкие, или более крупные семена. Так, семена замии… … Биологическая энциклопедия

СЕМЯ, род. и дат. семени, семенем, семени, мн. семена, семенам, ср. 1. Орган размножения растения, зерно, из которого развивается новое растение. Семя развивается из семяпочки. В ядре семени находится зародыш. Растение дало семена. Селекционные… … Толковый словарь Ушакова

Зерно, косточка. См … Словарь синонимов

Современная энциклопедия

В ботанике орган воспроизведения, расселения и переживания неблагоприятных условий у семенных растений. Развивается из семяпочки, обычно после оплодотворения. В семени различают зародыш, кожуру (оболочку) и у многих растений ткани с запасными… … Большой Энциклопедический словарь

Семя... Начальная часть сложных слов, вносящая значение слова: семя 1., 4. (семядоля, семяизлияние, семяпочка и т.п.). Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Семя - (ботаническое), орган воспроизведения и расселения у семенных растений. Развивается из семяпочки, обычно после оплодотворения. У покрытосеменных растений семя заключено в плоде, у голосеменных формируется открыто на семенных чешуях и… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

СЕМЯ, часть цветковых растений (ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ), содержащая ЗАРОДЫШ и запасы питания. Образуется в ЗАВЯЗИ путем ОПЛОДОТВОРЕНИЯ женской ГАМЕТЫ. Питательные вещества могут запасаться в специальной ткани, называемой ЭНДОСПЕРМОЙ, или же… … Научно-технический энциклопедический словарь

СЕМЯ, мени, мн. мена, мян, менам, ср. 1. Орган размножения у растений, зерно. Конопляное с. 2. мн. Зёрна, предназначенные для посева. Огородные семена. Оставить растение на семена (чтобы получить из него семена для посева). 3. перен., чего.… … Толковый словарь Ожегова

Порадовав нас на стадии цветения богатейшей палитрой тонов, оттенков, разнообразием форм, вызвав в воображении удивительные образы, растения вступают в следующую стадию развития — формирование семян, которые продолжат жизнь в следующих поколениях.

Можно ли назвать семя органом растения? Оказывается, нет. Даже первая клетка, образовавшаяся в результате слияния ядер пыльцевого зерна и яйцеклетки, — уже новый организм, хотя и зависящий от материнского растения на начальных этапах своего развития.

Строение и свойства семени определяются основными функциями, возложенными на них природой: воспроизведение растений, расселение и переживание неблагоприятных условий. Способность семени оптимально реализовать эти функции зависит как от генетического потенциала родителей, так и от условий, в которых произрастало материнское растение. У агрономов даже есть понятия энергия прорастания семян (способность давать дружные всходы) и всхожесть (доля проросших семян от общего числа посаженных). Эти характеристики говорят о качестве, о “силе” семян.

Семена удивительно разнообразны по внешнему строению, по размерам, по массе, по составу запасных питательных веществ и даже по степени сформированности зародыша к тому моменту, когда они покидают материнское растение. Общим для всех семян является то, что они состоят из семенной кожуры, эндосперма (запаса питательных веществ) и зародыша.

Защиту зародыша обеспечивает семенная кожура. Она непроницаема для воды; такие семена могут долго лежать в почве, прежде чем прорастут. К тому же при созревании семени в его кожуре накапливается абсцизовая кислота, подавляющая метаболические процессы.

У зрелого зародыша стеблеподобная ось несет одну или две семядоли (первые "листья” будущего растения). На концах зародышевой оси расположены верхушечные меристемы корня и побега.

Основная функция эндосперма — питать прорастающий зародыш.

Как и зародыш, эндосперм состоит из живых клеток. Но зачем растению живая запасающая ткань?

Эндосперм не является просто кладовой. Здесь записана программа поступления в прорастающий зародыш питательных веществ: какие соединения нужно выдавать и в каком порядке.

В семенах разных растений эндосперм развит в различной степени. Он составляет основную часть зрелых семян пшеницы, томатов, моркови. А у вишни, гороха, подсолнечника он почти не развит; запасы сосредоточены в самом зародыше, чаще всего — в семядольных листьях (у бобовых).

У орхидей эндосперма нет совсем, да и микроскопический зародыш тоже не содержит запасных веществ. Чтобы прорасти, семя орхидеи должно попасть в богатую и влажную почву, пронизанную мицелием гриба ризоктонии. С помощью этого симбионта проросток получает все необходимое, пока не станет способен к самостоятельному существованию.

А что растения запасают в семенах? Злаки, например, накапливают в эндосперме крахмал. Его довольно много — 60-70% от сухой массы зерна. Белков в этих семенах всего 10-16%, жиров — 2%. Бобовые растения в основном запасают белки: соя — до 40%, горох, бобы, вика — до 30%, фасоль — 23%. Семена масличных культур содержат много жиров: клещевина — 60%, подсолнечник — 56%, кунжут — 53%, мак — 45%. Разный состав семян подразумевает и разные пути дальнейшего превращения запасов.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .

Определение термина «семя» в ботанике

Хотя семя нередко описывают (в том числе и в авторитетных источниках) как «орган семенного размножения растений» (реже - «орган полового размножения растений»), семя не является органом в обычном значении этого термина, так как в нём объединены структуры двух (у голосеменных - трёх) разных поколений жизненного цикла . Органы полового размножения (половые органы, гаметангии) у голосеменных растений представлены архегониями , а у цветковых редуцированы. Более оправданно определение семени как «зачаточного растения» (его дают многие школьные учебники ботаники); это определение подчеркивает, что из семени разовьётся новое поколение (спорофит) растения. При этом остальные части семени, кроме зародыша, можно считать добавочными структурами (органами), которые обеспечивают развитие зародыша.

Строение семян

Строение семян голосеменных

Семя развивается на поверхности семенной чешуи. Оно представляет собой многоклеточную структуру, объединяющую запасающую ткань - эндосперм, зародыш и специальный защитный покров (семенную кожуру). До оплодотворения в центральной части семязачатка имеется нуцеллус, который постепенно вытесняется эндоспермом. Эндосперм гаплоидный и образуется из тканей женского гаметофита.

Эндосперм

Эндосперм - ткань, содержащаяся внутри семени, обычно окружающая зародыш и снабжающая его питательными веществами в ходе развития. У голосеменных эндосперм представляет собой ткань женского гаметофита . Часто на ранних стадиях развития он имеет синцитиальное строение, позднее в нём формируются клеточные стенки. Клетки эндосперма исходно гаплоидные, но могут становиться полиплоидными. У цветковых эндосперм обычно образуется в ходе двойного оплодотворения в результате слияния центральной клетки (центрального ядра) зародышевого мешка с одним из спермиев. У многих цветковых клетки эндосперма триплоидны. У кувшинки эндосперм образуется при слиянии спермия с гаплоидной клеткой зародышевого мешка, так что его ядра диплоидны. У многих цветковых ядра эндосперма имеют набор хромосом более чем 3n (до 15 n).

Перисперм

Основная статья: Перисперм

Перисперм схож по функциям с эндоспермом , но имеет диплоидный набор хромосом, содержит малое количество белковых веществ, в основном крахмал, а иногда и жиры. Может выполнять роль основной запасающей ткани как самостоятельно, так и наряду с эндоспермом.

Зародыш

Состояние покоя

Всхожесть семян

Кислород

Влага

Стратификация

Скарификация

Предполагается, что семена некоторых растений (например, кальварии Sideroxylon grandiflorum ) не могут прорасти в природе без похождения через кишечник птиц. Так, семена кальварии удавалось проращивать только после их прохождения через кишечник домашних индеек или обработки полировочной пастой.

Некоторым семенам требуются одновременно и скарификация, и стратификация. А иногда (боярышник) большинство семян прорастают после скарификации и двойной стратификации, то есть после двух зимних периодов покоя.

Свет

Распространение семян

Саморазбрасывание семян (автохория)

Семена многих растений падают на землю рядом с материнским растением после вскрытия плодов. Иногда при вскрытии плодов семена с силой выбрасываются, разлетаясь на некоторое расстояние. Саморазбрасывание семян характерно для таких растений, как недотрога мелкоцветковая , кислица обыкновенная .

Распространение ветром

Семена многих растений распространяются ветром (анемохория). Это, например, семена сосны обыкновенной , снабжённые крылышком, семена растений родов Тополь и Ива , покрытые волосками («тополиный пух»), мелкие пылевидные семена орхидных .

Распространение водой (гидрохория)

Водой распространяются плоды и семена не только водных, но и некоторых наземных растений. Ольха часто растет по берегам рек; ее плоды, попадая в воду, не тонут. Течение уносит их далеко от материнских растений. Плоды кокосовой пальмы с одного острова на друго переносятся морским течением.

Распространение с помощью животных

Распространение с помощью животных - зоохория . Семена растений могут распространяться животными на теле (обычно вместе с плодами), при прохождении через кишечный тракт и при растаскивании с потерей семян.

На теле разносят семена и односемянные плоды обычно птицы и млекопитающие. Так, млекопитающие могут разносить на шерсти плодики гравилата , череды , репешка и многих других растений, обладающих крючками, волосками и прицепками. Также на теле птиц и млекопитающих могут распространяться клейкие семена омелы , кувшинки и др.

Через кишечники птиц и млекопитающих после поедания ими плодов проходят, не теряя всхожести, семена таких растений, как бересклет бородавчатый , боярышник , малина и многих других.

Делая запасы в кладовых, белки, бурундуки, сойки и кедровки теряют часть семян или не находят часть кладовых, способствуя распространению семян сосны сибирской и дуба .

Особый способ распространения семян животными - мирмекохория . Мирмекохория - распространение семян муравьями . Семена некоторых растений обладают привлекательными для муравьев питательными придатками - элайосомами . Мирмекохорные растения средней полосы России - фиалка душистая , копытень европейский , ожика волосистая и многие другие; некоторые из них распространяются исключительно муравьями.

Роль семян в природе и жизни человека

Многие организмы (от грибов и бактерий до птиц и млекопитающих) питаются в значительной степени, а иногда и исключительно семенами. Семена составляют основу пищи таких животных, как некоторые насекомые и их личинки (например, муравьи-жнецы), зерноядные птицы , грызуны (бурундуки , белки , хомяки и др.).

Основу рациона человека со времён возникновения земледелия в большинстве регионов мира также составляют семена, в первую очередь, культурных злаков (пшеницы, риса, кукурузы и др.). Главное питательное вещество, с которым человечество получает наибольшее число калорий, - крахмал , содержащийся в семенах злаков. Важным источником белков для человечества служат также семена бобовых растений - сои , фасоли и др. Семена являются основным источником растительных масел , которые добывают из семян подсолнечника , рапса , кукурузы , льна и многих других масличных культур.

Литература

• Меликян А. П., Николаева М. Г., Комар Г. А. Семя // Жизнь растений: в 6 тт. / Под ред. А. Л. Тахтаджяна . - М .: Просвещение, 1980. - Т. 5. Ч. 1. Цветковые растения. Двудольные: магнолииды, ранункулиды, гамамелидиды, кариофиллиды. - С. 84-91.
• Данович К. Н., Соболев А. М., Жданова Л. П., Илли И. Э., Николаева М. Г., Аскоченская Н. А., Обручева Н. В., Хавкин Э. Е. Физиология семян / Академия наук СССР; Научн. совет по проблемам физиологии и биохимии растений; Ордена Трудового Красного Знамени Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева; Отв. ред. д. б. н. А. А. Прокофьев. - М .: Наука, 1982. - 318 с.

Примечания

Ссылки

• Семя растения - статья из Большой советской энциклопедии
• Seed Science Research - международный журнал, посвящённый изучению семян (англ.) (Проверено 29 января 2011)

Определение термина «семя» в ботанике

Хотя семя нередко описывают (в том числе и в авторитетных источниках) как «орган семенного размножения растений» (реже - «орган полового размножения растений»), семя не является органом в обычном значении этого термина, так как в нём объединены структуры двух (у голосеменных - трёх) разных поколений жизненного цикла . Органы полового размножения (половые органы, гаметангии) у голосеменных растений представлены архегониями , а у цветковых редуцированы. Более оправданно определение семени как «зачаточного растения» (его дают многие школьные учебники ботаники); это определение подчеркивает, что из семени разовьётся новое поколение (спорофит) растения. При этом остальные части семени, кроме зародыша, можно считать добавочными структурами (органами), которые обеспечивают развитие зародыша.

Строение семян

Строение семян голосеменных

Семя развивается на поверхности семенной чешуи. Оно представляет собой многоклеточную структуру, объединяющую запасающую ткань - эндосперм, зародыш и специальный защитный покров (семенную кожуру). До оплодотворения в центральной части семязачатка имеется нуцеллус, который постепенно вытесняется эндоспермом. Эндосперм гаплоидный и образуется из тканей женского гаметофита.

Эндосперм

Эндосперм - ткань, содержащаяся внутри семени, обычно окружающая зародыш и снабжающая его питательными веществами в ходе развития. У голосеменных эндосперм представляет собой ткань женского гаметофита . Часто на ранних стадиях развития он имеет синцитиальное строение, позднее в нём формируются клеточные стенки. Клетки эндосперма исходно гаплоидные, но могут становиться полиплоидными. У цветковых эндосперм обычно образуется в ходе двойного оплодотворения в результате слияния центральной клетки (центрального ядра) зародышевого мешка с одним из спермиев. У многих цветковых клетки эндосперма триплоидны. У кувшинки эндосперм образуется при слиянии спермия с гаплоидной клеткой зародышевого мешка, так что его ядра диплоидны. У многих цветковых ядра эндосперма имеют набор хромосом более чем 3n (до 15 n).

Перисперм

Основная статья: Перисперм

Перисперм схож по функциям с эндоспермом , но имеет диплоидный набор хромосом, содержит малое количество белковых веществ, в основном крахмал, а иногда и жиры. Может выполнять роль основной запасающей ткани как самостоятельно, так и наряду с эндоспермом.

Зародыш

Состояние покоя

Всхожесть семян

Кислород

Влага

Стратификация

Скарификация

Предполагается, что семена некоторых растений (например, кальварии Sideroxylon grandiflorum ) не могут прорасти в природе без похождения через кишечник птиц. Так, семена кальварии удавалось проращивать только после их прохождения через кишечник домашних индеек или обработки полировочной пастой.

Некоторым семенам требуются одновременно и скарификация, и стратификация. А иногда (боярышник) большинство семян прорастают после скарификации и двойной стратификации, то есть после двух зимних периодов покоя.

Свет

Распространение семян

Саморазбрасывание семян (автохория)

Семена многих растений падают на землю рядом с материнским растением после вскрытия плодов. Иногда при вскрытии плодов семена с силой выбрасываются, разлетаясь на некоторое расстояние. Саморазбрасывание семян характерно для таких растений, как недотрога мелкоцветковая , кислица обыкновенная .

Распространение ветром

Семена многих растений распространяются ветром (анемохория). Это, например, семена сосны обыкновенной , снабжённые крылышком, семена растений родов Тополь и Ива , покрытые волосками («тополиный пух»), мелкие пылевидные семена орхидных .

Распространение водой (гидрохория)

Водой распространяются плоды и семена не только водных, но и некоторых наземных растений. Ольха часто растет по берегам рек; ее плоды, попадая в воду, не тонут. Течение уносит их далеко от материнских растений. Плоды кокосовой пальмы с одного острова на друго переносятся морским течением.

Распространение с помощью животных

Распространение с помощью животных - зоохория . Семена растений могут распространяться животными на теле (обычно вместе с плодами), при прохождении через кишечный тракт и при растаскивании с потерей семян.

На теле разносят семена и односемянные плоды обычно птицы и млекопитающие. Так, млекопитающие могут разносить на шерсти плодики гравилата , череды , репешка и многих других растений, обладающих крючками, волосками и прицепками. Также на теле птиц и млекопитающих могут распространяться клейкие семена омелы , кувшинки и др.

Через кишечники птиц и млекопитающих после поедания ими плодов проходят, не теряя всхожести, семена таких растений, как бересклет бородавчатый , боярышник , малина и многих других.

Делая запасы в кладовых, белки, бурундуки, сойки и кедровки теряют часть семян или не находят часть кладовых, способствуя распространению семян сосны сибирской и дуба .

Особый способ распространения семян животными - мирмекохория . Мирмекохория - распространение семян муравьями . Семена некоторых растений обладают привлекательными для муравьев питательными придатками - элайосомами . Мирмекохорные растения средней полосы России - фиалка душистая , копытень европейский , ожика волосистая и многие другие; некоторые из них распространяются исключительно муравьями.

Роль семян в природе и жизни человека

Многие организмы (от грибов и бактерий до птиц и млекопитающих) питаются в значительной степени, а иногда и исключительно семенами. Семена составляют основу пищи таких животных, как некоторые насекомые и их личинки (например, муравьи-жнецы), зерноядные птицы , грызуны (бурундуки , белки , хомяки и др.).

Основу рациона человека со времён возникновения земледелия в большинстве регионов мира также составляют семена, в первую очередь, культурных злаков (пшеницы, риса, кукурузы и др.). Главное питательное вещество, с которым человечество получает наибольшее число калорий, - крахмал , содержащийся в семенах злаков. Важным источником белков для человечества служат также семена бобовых растений - сои , фасоли и др. Семена являются основным источником растительных масел , которые добывают из семян подсолнечника , рапса , кукурузы , льна и многих других масличных культур.

Литература

• Меликян А. П., Николаева М. Г., Комар Г. А. Семя // Жизнь растений: в 6 тт. / Под ред. А. Л. Тахтаджяна . - М .: Просвещение, 1980. - Т. 5. Ч. 1. Цветковые растения. Двудольные: магнолииды, ранункулиды, гамамелидиды, кариофиллиды. - С. 84-91.
• Данович К. Н., Соболев А. М., Жданова Л. П., Илли И. Э., Николаева М. Г., Аскоченская Н. А., Обручева Н. В., Хавкин Э. Е. Физиология семян / Академия наук СССР; Научн. совет по проблемам физиологии и биохимии растений; Ордена Трудового Красного Знамени Институт физиологии растений им. К. А. Тимирязева; Отв. ред. д. б. н. А. А. Прокофьев. - М .: Наука, 1982. - 318 с.

Примечания

Ссылки

• Семя растения - статья из Большой советской энциклопедии
• Seed Science Research - международный журнал, посвящённый изучению семян (англ.) (Проверено 29 января 2011)