Строение семени у однодольных и двудольных растений

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:

1. По форме различают шаровидные, дисковидные, чечевицеобразные, удлиненные и прочие.
2. По размеру семена бывают мелкими и крупными.
3. В зависимости от характера поверхности выделяют гладкие, шероховатые, бороздчатые, ребристые семена.
4. Семена с присемянником и без такового.
5. В зависимости от локализации питательных веществ: они могут располагаться в эндосперме, семядолях, перисперме.
6. По количеству семядолей растения делятся на однодольные и двудольные.
7. У плодовых культур различают семена в виде костянок, семечек, орехов.

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:

1. Нуклеарный, или ядерный, тип сопровождается быстрым делением клеточных ядер. Формирование клеточных стенок при этом типе развития запаздывает. В результате большое число ядер остается свободно лежать в цитоплазме. Такое деление характерно для большинства двудольных.
2. Целлюлярный, или клеточный, тип характеризуется образованием клеточных стенок сразу же после формирования ядра. Этот тип присущ многим видам двудольных. Из однодольных растений клеточный тип характерен для рясковых и аронниковых.
3. Гелобиальный тип — особый вариант развития. После деления ядра сразу формируется клеточная мембрана, которая делит гаметофит на 2 части. Большая из них называется микропилярной, а меньшая — латеральной. Далее в микропиллярной части образуется некоторое количество молодых ядер. По мнению некоторых биологов, гелобиальный тип является промежуточным между клеточным и ядерным типами.

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:

1. Семядоли, или зародышевые листки. По количеству этих образований все цветковые растения делятся на однодольные и двудольные. У хвойных растений бывает большое количество семядолей. Каждая из долей покрыта тонкой кожицей — эпидермисом. Клетки этого образования накапливают большое количество крахмала и других питательных веществ.
2. Зародышевый корешок — часть, из которой в будущем развивается полноценный корень. Он состоит из конуса нарастания, прикрытого сверху корневым чехликом.
3. Зародышевый побег — включает в себя стебелек и почечку. Последняя состоит из конуса нарастания и зачатковых листочков. В дальнейшем из почечки развивается главный побег. Место, от которого отходят семядоли, называется семядольным узлом.

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.