Čak i u školi na tečaju botanike (6. razred), struktura sjemena bila je prilično jednostavna i nezaboravna tema. Zapravo, ovaj generativni organ biljke nastao je kao rezultat dugog evolucijskog procesa i ima složenu i jedinstvenu strukturu. U našem članku razmotrit ćemo značajke njegovih strukturnih dijelova, strukturu dvosupnog sjemena, a također ćemo odrediti biološku ulogu sjemena biljaka.
Pojava sjemena u procesu evolucije
Biljke nisu uvijek mogle formirati sjeme. Poznato je da je život nastao u vodi, a alge su bile prve biljke. Imale su primitivnu građu i razmnožavale su se vegetativno - dijelovima stene i uz pomoć specijaliziranih mobilnih stanica - zoospora. Rinofiti su prvi sletjeli na kopno. Oni su se, kao i njihovi budući nasljednici - biljke viših spora, razmnožavale uz pomoć spora. Ali voda je bila neophodna za razvoj ovih specijaliziranih stanica. Stoga, kada su se okolišni uvjeti promijenili, njihov se broj također smanjio.
Sljedeći evolucijski korak bila je pojava sjemena. Ovo je bio veliki korak naprijed za prilagodbu i širenje mnogih vrstabilje. Vanjska i unutarnja struktura sjemena određuje pouzdanu zaštitu embrija, okružen opskrbom vodom i hranjivim tvarima. To znači da povećavaju održivost i raznolikost vrsta flore planeta.
Proces formiranja sjemena
Razmotrimo ovaj proces na primjeru skupine biljaka koja je dominantna u suvremenom svijetu. To su predstavnici odjela Angiosperms. Svi oni tvore cvijet - najvažniji generativni organ. U njegovom tučku je jaje, a prašnici prašnika sadrže spermu. Nakon procesa oprašivanja, t.j. prijenosom peludi s prašnika prašnika na stigmu tučka, spermatozoidi se pomiču uz zametnu cijev do jajnika prašnika, gdje dolazi do procesa spajanja gameta – oplodnje. Kao rezultat, formira se embrij. Kada se drugi spermij spoji sa središnjom zametnom stanicom, nastaje rezervna hranjiva tvar. Naziva se i endospermom. Strukturu sjemena upotpunjuje jaka vanjska ljuska. Takva struktura je osnova za razvoj budućeg biljnog organizma.
Vanjske strukture sjemenki
Kao što je već spomenuto, izvana je sjemenka prekrivena korom. Dovoljno je gust da zaštiti embrij iznutra od mehaničkih oštećenja, promjena temperature i prodora štetnih mikroorganizama. Ali boja sjemena uvelike varira: od crne do svijetlo crvene. Ovu strukturu sjemena lako je objasniti. Kod nekih biljaka boja služi kao kamuflaža. Na primjer, tako da ih ptice ne mogu vidjeti u tlu nakon sadnje. Druge biljke, s druge strane,prilagođena širenju sjemena od strane raznih životinja. Zajedno s neprobavljenim ostacima hrane, izlučuju ih daleko izvan staništa matične biljke.
Unutarnja struktura sjemena
Glavni dio svakog sjemena je klica. Ovo je budući organizam. Stoga se sastoji od istih dijelova kao i odrasla biljka. To su zametni korijen, stabljika, list i pupoljak. Struktura sjemena različitih biljaka može se značajno razlikovati. Kod većine njih rezervne hranjive tvari se nakupljaju u endospermu. Ovo je ljuska koja okružuje embrij, štiti ga i hrani tijekom cijelog razdoblja individualnog razvoja. Ali postoje slučajevi kada, tijekom procesa sazrijevanja i klijanja sjemena, ono u potpunosti troši tvari endosperma. Tada se nakupljaju uglavnom u mesnatim dijelovima embrija. Zovu se kotiledoni. Takva je struktura tipična, na primjer, za bundeve ili grah. Ali u pastičkoj torbici opskrba tvarima koncentrirana je u tkivu embrionalnog korijena. Sjeme različitih sustavnih skupina biljaka također se razlikuje.
Obilježja sjemena golosjemenjača
Vanjski i unutarnji ustroj sjemena ove skupine organizama karakterizira činjenica da se proces formiranja i razvoja embrija odvija na površini sjemenske ovojnice. Osim glavnih dijelova, sjemenke golosjemenjača imaju pterigoidni membranski izrast. Pomaže u širenju sjemena ovih biljaka uz pomoć vjetra.
Višejedna značajka sjemena golosjemenjača je trajanje njihovog formiranja. Da bi postali održivi, trebalo bi proći od četiri mjeseca do tri godine. Proces sazrijevanja sjemena odvija se u čunjevima. To uopće nije voće. Oni su specijalizirane modifikacije bijega. Neke sjemenke crnogorice mogu se čuvati u češerima desetljećima. Cijelo to vrijeme zadržavaju svoju održivost. Da bi sjeme palo u zemlju, ljuske češera se same otvaraju. Podiže ih vjetar, ponekad ih nosi na znatne udaljenosti. Ako su češeri mekani, izvana nalik orašastim plodovima, ne otvaraju se sami, već uz pomoć ptica. Osobito se vole guštati sjemenkama, raznim vrstama šojki. To također pridonosi preseljavanju predstavnika odjela golosjemenjača.
Sam naziv ove sustavne jedinice ukazuje da je embrij buduće biljke slabo zaštićen. Doista, prisutnost endosperma jamči samo razvoj sjemena. Ali češeri mnogih biljaka otvaraju se tijekom nepovoljnih uvjeta razvoja. Jednom na površini tla, sjeme je izloženo niskim temperaturama i nedostatku vlage, tako da ne proklija sve i daju novu biljku.
Značajke sjemena cvjetnica
U usporedbi s golosjemenjačama, predstavnici odjela za cvjetanje imaju niz značajnih prednosti. Formiranje njihovog sjemena događa se u jajniku cvijeća. Ovo je najviše prošireni dio tučka i daje plod. Kao rezultat toga, sjemenke se razvijaju unutar njih. Okružene su s tri sloja perikarpa koji se razlikuju po svojstvima ifunkcije. Razmotrite njihovu strukturu na primjeru koštice šljive. Vanjski kožni sloj štiti od mehaničkih oštećenja, osiguravajući integritet. Srednje je sočno i mesnato. Hrani i osigurava embrij potrebnu vlagu. Unutarnji okoštali sloj je dodatna zaštita. Kao rezultat toga, sjeme ima sve potrebne uvjete za razvoj i klijanje, čak i pod nepovoljnim okolnostima.
Monocot sjemenke
Strukturu sjemena jednosupnice vrlo je lako odrediti. Njihov zametak sastoji se od samo jednog kotiledona. Ovi dijelovi se nazivaju i klice. Sve biljke iz obitelji žitarica, luka i ljiljana su jednosupnice. Proklijate li sjeme kukuruza ili pšenice, uskoro će se od svakog zrna na površini tla formirati po jedan letak. Ovo su kotiledoni. Jeste li pokušali podijeliti zrno riže na nekoliko komada? Naravno, to je nemoguće. To je zato što je njegov embrij formiran od jednog kotiledona.
Sjeme dikota
Sjeme Rosaceae, Solanaceae, Asteraceae, Mahunarke, Kupus i mnoge druge obitelji donekle se razlikuju po strukturi. Čak i na temelju imena, lako je pretpostaviti da se njihov zametak sastoji od dva kotiledona. Ovo je glavna sustavna značajka. Strukturu sjemena dikotiledonih biljaka lako je vidjeti golim okom. Na primjer, sjemenka suncokreta lako se dijeli na dva jednaka dijela. Ovo je kotiledon njegovog embrija. Struktura dvosupnog sjemena može se vidjeti i iz mladih presadnica. Pokušajte klijati sjeme graha kod kuće. I vidjet ćete kako se dva plodišta pojavljuju iznad zemlje.
Uvjeti za klijanje sjemena
Struktura sjemena dikotiledonih biljaka, kao i predstavnika drugih sustavnih jedinica ovog kraljevstva divljih životinja, određuje prisutnost svih potrebnih tvari za razvoj embrija. Ali za klijanje su nužni drugi uvjeti. Za svaku su biljku potpuno različite. Prvo, to je određena temperatura zraka. Za biljke koje vole toplinu, to je +10 stupnjeva Celzija. Ali ozima pšenica počinje se razvijati već na + 1. Potrebna je i voda. Zahvaljujući njemu zrno nabubri, što ubrzava procese disanja i metabolizma. Hranjive tvari se pretvaraju u oblik u kojem ih fetus može apsorbirati. Prisutnost zraka i dovoljno sunčeve svjetlosti još su dva uvjeta za klijanje sjemena i razvoj cijele biljke, budući da je fotosinteza nemoguća bez njih.
Sjeme i voće
Svako voće sadrži sjemenke. Struktura sjemena viših biljaka gotovo je identična. Ali plodovi su raznovrsniji. Dodijelite suho i sočno voće. Razlikuju se po strukturi slojeva koji se nalaze oko sjemena. Kod sukulenta je jedan od slojeva perikarpa nužno mesnat. Šljiva, breskva, jabuka, malina, jagoda… Ove delicije vole svi upravo zato što su sočne i slatke. Kod suhih plodova perikarp je kožast ili okoštao. Njegovi se slojevi obično spajaju u jedan,pouzdano štiteći sjemenke iznutra. Kutija maka, mahuna senfa, zrno pšenice imaju upravo takvu strukturu.
Biološka uloga sjemena
Većina biljaka na planeti koristi sjeme za reprodukciju. Struktura sjemena modernih biljaka rezultat je duge evolucije. Ovi generativni organi sadrže embrij i zalihe tvari koje osiguravaju njegov rast i razvoj čak i u nepovoljnim uvjetima. Sjeme ima prilagodbe za širenje, što povećava njihove šanse za preživljavanje i naseljavanje.
Dakle, sjeme je rezultat procesa oplodnje. To je struktura koja se sastoji od embrija, rezervnih tvari i zaštitne kore. Svi njegovi elementi obavljaju određene funkcije, zahvaljujući kojima je skupina sjemenskih biljaka zauzela dominantan položaj na planeti.
