Семя растений: общие сведения
Если низшие и многие высшие растения размножаются спорами , не имеющими многоклеточных покровов (только у харовых водорослей развивающаяся зигота (спора) окружена несколькими спирально окружающими ее вегетативными покровными клетками архегония ; в таком состоянии это растение переживает период покоя и может эффективно расселяться), то семенные растения размножаются семенами.
Семя - орган полового размножения и расселения семенных растений, обычно развивающийся из оплодотворенного семязачатка .
У голосеменных семена развиваются прямо на поверхности макроспорофилла (на семенной чешуе), а у покрытосеменных семена заключены в полость плода . В отличие от споры - единицы расселения споровых растений - семя обладает рядом особенностей, возникших в результате прогрессивной эволюции. Прежде всего семя представляет собой многоклеточную структуру, объединяющую запасающую ткань, зачаточное дочернее растение ( зародыш ) и специальный защитный покров. Этим семя существенно отличается от споры, где все необходимое для развития будущего растения-гаметофита содержится в единственной клетке.
По своей физиологии спора и семя также существенно различаются. Спора прорастает немедленно при поступлении в клетку влаги. Многие семена имеют различной длительности период физиологического покоя, в течение которого они не способны к активной жизнедеятельности и образованию проростка. Иными словами, семена как единицы расселения растений во всех отношениях значительно более надежны и универсальны, чем споры.
Развитие семени начинается с того, что зигота, располагающаяся в семязачатке , вытягивается в длину и делится поперек перегородкой. Одна из клеток образует так называемый подвесок, или суспензор , другая - собственно зародыш . Подвесок содействует питанию зародыша, погружая его в эндосперм , а нередко приобретает свойства гаустории - присоски. Вторая клетка многократно митотически делится и в конечном итоге образует зародыш .
У голосеменных эндосперм гаплоидный и образуется тканями женского гаметофита . У покрытосеменных начало эндосперму дает триплоидное ядро, образовавшееся в результате слияния диплоидного вторичного ядра зародышевого мешка и одного из спермиев . Деление этого ядра дает всю массу питательной ткани - эндосперма . Степень развития эндосперма у разных таксонов неодинакова. Как правило, чем примитивнее в эволюционном отношении систематическая группа, тем лучше развит у нее эндосперм. Редукция эндосперма обычно связана с увеличением относительных размеров зародыша . С увеличением его размеров запасные вещества обычно накапливаются в самом зародыше ( рис. 105 ).
В процессе развития женского гаметофита, а затем зародыша и эндосперма мегаспорангий , т.е. нуцеллус семязачатка, обычно разрушается, а его запасные вещества используются. Однако у некоторых таксонов эта ткань частично сохраняется, превращаясь в питательную ткань, физиологически аналогичную эндосперму. Она носит название перисперма и отмечена для семян представителей семейств перцевых , гвоздичных и ряда других.
Зрелые семена различают по форме, величине, структуре поверхности, окраске, а также по внутреннему строению ( рис. 106 ). Исключительно разнообразна форма семян - шаровидная, дисковидная, эллипсоидная, линейная и т.д. Обычно семена невелики по размерам, лишь изредка достигая нескольких сантиметров длины. Очень мелкие, почти неразличимые простым глазом семена свойственны видам семейства орхидных и многим паразитным растениям. Крупные семена встречаются у многих бобовых , конского каштана , некоторых тыквенных и ряда пальм . Семена тропического бобового моры маслоносной (Mora oleifera) достигают 16 см в поперечнике, у сейшельской пальмы (Lodoicea maldivica) - 50 см в диаметре и весят 15-20 кг. Семена цератонии стручковой (Ceratonia siliqua) из семейства бобовых имеют строго определенную массу (1 карат ) и были выбраны ювелирами в качестве меры веса для драгоценных камней.
Поверхность семян может быть совершенно гладкой, блестящей или шероховатой, бороздчатой, ребристой, ямчатой, опушенной волосками и т.д. Различают семена и по окраске. Особенно разнообразны по окраске семена бобовых . Семена часто снабжены разного рода придатками ( присемянниками ), выростами (например, крыловидными), иногда пучками волосков. Обычно семена прикреплены в плоде к фуникулусу - специальной ножке, соединяющей семя со стенкой завязи , но изредка - непосредственно к плаценте .
Общий план строения семени определяется типом семязачатка, из которого оно возникло.
Основные структурные части зрелого семени: семенная кожура , питательная (запасающая) ткань семени и зародыш .
