Современная биология внимательно изучила части растений, отвечающие за процесс размножения. Многоклеточная структура сформировалась в процессе эволюции. Благодаря ей живые организмы получили способность расселяться на обширных территориях. Строение семени отличается у разных видов. Однако у всех цветковых эти образования имеют общие морфологические черты.
Виды семян
Во многих источниках семя обозначается как орган растения. Строго говоря, это утверждение не совсем корректно. Семя объединяет в себе зачатки нескольких поколений жизненного цикла растений. Более правильным можно считать определение семени как «зачаточного растения».
Существует несколько классификаций семян по разным признакам:
Кроме того, все растения делятся на 2 большие группы — голосеменные и покрытосеменные. В первую группу входят хвойные растения, саговниковые, тисовые, гинкговые и некоторые другие. В группу покрытосеменных входят все растения, образующие цветки и плоды.
Строение голосеменных
У этой группы растений семена находятся на поверхности особой структуры — семенной чешуи. Это многоклеточное образование включает в себя эндосперм, зародыш и семенную кожуру. Центральная часть семязачатка называется нуцеллусом. Эта структура имеется у семян только до оплодотворения. Постепенно нуцеллус вытесняется эндоспермом.
У растений семейства саговниковых и гинкговых семенная кожура состоит из трех слоев:
- наружный — саркотеста — имеет мягкую мясистую консистенцию;
- средний слой — склеротеста — самый твердый из всех;
- внутренний — эндотеста — имеет вид тонкой пленки у зрелых семян.
Зрелые семена могут поедаться животными. При этом склеротеста остается неповрежденной, семена таким образом распространяются.
У тисовых и некоторых других видов вокруг семян имеется видоизмененная женская шишка — ариллус. Эта часть яркая и мясистая. Она съедобна для птиц, а у некоторых видов растений — и для человека.
Внешняя структура покрытосеменных
Сверху семена растений этой разновидности покрыты кожурой. Такая оболочка имеет значительную плотность и защищает внутреннее содержимое от повреждений. Окраска семенной кожуры бывает самой разнообразной. Даже у одного вида (например, фасоли) она может иметь несколько оттенков. У части растений поверхность семян гладкая, но у многих видов кожура покрыта разнообразными шипиками, волосками, сосочками и другими образованиями. Все выполняют функцию распространения растений и переноса их на большие расстояния.
Семя соединяется с плодом при помощи небольшой перемычки — семяножки. Место, к которому она присоединяется, носит название рубчика. У большинства крупных семян рубчик более светлый и хорошо заметен даже на расстоянии. Рядом с рубчиком располагается микроскопическое отверстие — микропиле или семявход. Через него внутрь попадает влага и осуществляется дыхание. Когда в семени начинает образовываться зародыш, его корешок располагается как раз рядом с микропиле. Со временем он выходит наружу.
Внутреннее содержимое
Если рассмотреть строение семени изнутри, можно определить 2 основных компонента — эндосперм и зародыш. Следует заметить, что первый компонент имеется не у всех видов растений. Эта часть представляет собой особую растительную ткань. В ней накапливаются питательные вещества, необходимые зародышу для развития и роста. В клетках эндосперма содержится большое количество крахмала, протеинов и растительных жиров.
У цветковых растений эта структура имеет 3 типа развития:
Степень развития эндосперма зависит от того, насколько примитивно растение в эволюционном отношении. У наиболее продвинутых растений эта часть семени выражена очень слабо или отсутствует вовсе. Редукция обусловлена увеличением зародыша.
Зародыш семени имеет следующее строение:
Проще всего исследовать устройство двудольных путем опытов с фасолью и горохом. Проращивание этих культур дает наглядное представление о строении и развитии зародыша и его дальнейшей трансформации.
Особенности отдельных видов
Наиболее типично для всех двудольных строение семени фасоли. Оно имеет форму боба, одна сторона которого вогнутая, а другая выпуклая. На вогнутой стороне имеется хорошо заметный светлый рубчик и микропиле. Цвет кожицы может быть от белого или кремового до коричневого или фиолетового.
Если снять с фасолины кожицу, можно увидеть 2 мясистые семядоли и зародыш. Корешок располагается ближе к выходу и самым первым появляется снаружи, если создать подходящие условия для прорастания. Семядоли у фасоли располагаются супротивно. Они толстые и мясистые. По сути это зачаточные листочки будущего растения. Кроме питания, семядоли обеспечивают защиту зародышевому корешку и стебельку.
Строение семени тыквы также имеет свои характерные черты. Это растение также относится к разряду двудольных. Оно не имеет эндосперма, поэтому питательные вещества накапливаются в двух мощных семядолях. Размеры семян достигают 1 см. Сверху они покрыты плотной кожицей золотисто-желтого цвета.
Особенно интересно с морфологической точки зрения строение семени пшеницы. По сути, пшеничное зерно — это плод. Его ткани представлены очень тонкой пленкой, покрывающей наружную часть, — плодовой оболочкой. Остальная часть представляет собой семя. Вдоль него проходит тонкая бороздка, а в ней располагается рубчик. Основную часть зерновки пшеницы занимает эндосперм, а зародышу остается совсем немного места.
В состав зародыша входят щиток, корешок, стебелек и почечка. Щиток представляет собой видоизмененную семядолю. Он имеет вид тонкой пластинки и очень плотно прилежит к эндосперму. Значение щитка заключается в получении питательных веществ из эндосперма и поставке их зародышу.
Структуру плодовых можно рассмотреть на примере строения семени яблони. Внешне оно имеет острый носик или основание и широкую закругленную вершину. Кроме того, различают брюшную (вентральную) и спинную (дорсальную) стороны. Последняя имеет более крутой изгиб. По брюшной стороне проходит сосудистый пучок, через который поступают питательные компоненты от яблока. Костянки имеют похожую схему строения, но у них дополнительно выделяют бока — части, находящиеся между брюшной и спинной сторонами.
Таким образом, большинство семян цветковых видов имеют много общих черт. У голосеменных растений эта часть имеет значительные отличия.
