Čak iu školi na kursu botanike (6. razred), struktura sjemena je bila 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 ćemo razmotriti karakteristike 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. Imali su primitivnu strukturu i razmnožavali su se vegetativno - dijelovima talusa 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 specijalizovanih ćelija. Stoga, kada su se uslovi životne sredine promenili, njihov broj se takođe smanjio.
Sljedeći evolucijski korak bilo je pojavljivanje sjemena. Ovo je bio veliki korak naprijed za prilagođavanje i širenje mnogih vrstabiljke. Vanjska i unutrašnja struktura sjemena određuju pouzdanu zaštitu embriona, okruženog zalihama vode i hranjivih tvari. To znači da povećavaju održivost i raznolikost vrsta flore planete.
Proces formiranja sjemena
Razmotrimo ovaj proces na primjeru grupe biljaka koja je dominantna u savremenom svijetu. Ovo su predstavnici odjela kritosjemenjača. Svi oni formiraju cvijet - najvažniji generativni organ. U njegovom tučku je jaje, a prašnici prašnika sadrže spermu. Nakon procesa oprašivanja, tj. prijenosom polena sa prašnika prašnika na stigmu tučka, spermatozoidi se kreću duž zametne cijevi do jajnika prašnika, gdje dolazi do procesa spajanja gameta - oplodnje. Kao rezultat, formira se embrij. Kada se druga sperma spoji sa centralnom zametnom ćelijom, formira se rezervni nutrijent. Naziva se i endospermom. Strukturu sjemena upotpunjuje jaka vanjska ljuska. Takva struktura je osnova za razvoj budućeg biljnog organizma.
Spoljna struktura sjemena
Kao što je već pomenuto, semenka je sa spoljašnje strane 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 jarko crvene. Ova struktura sjemena je lako 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,prilagođeno širenju sjemena od strane raznih životinja. Zajedno sa nesvarenim ostacima hrane, oni ih izlučuju 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 akumuliraju u endospermu. Ovo je ljuska koja okružuje embrion unaokolo, štiteći ga i njegujući ga tokom čitavog perioda individualnog razvoja. Ali postoje slučajevi kada, tokom procesa sazrijevanja i klijanja sjemena, ono u potpunosti potroši tvari endosperma. Tada se akumuliraju uglavnom u mesnatim dijelovima embrija. Zovu se kotiledoni. Takva struktura je tipična, na primjer, za bundeve ili grah. Ali u pastičkoj torbici, zalihe tvari koncentrirane su u tkivu embrionalnog korijena. Sjeme različitih sistematskih grupa biljaka također se razlikuje.
Obilježja sjemena golosjemenjača
Spoljnu i unutrašnju građu semena ove grupe organizama karakteriše činjenica da se proces formiranja i razvoja embriona odvija na površini omotača semena. Osim glavnih dijelova, sjemenke golosjemenjača imaju pterigoidni membranski izrast. Pomaže u širenju sjemena ovih biljaka uz pomoć vjetra.
Višejedna karakteristika sjemena golosjemenjača je trajanje njihovog formiranja. Da bi postali održivi, potrebno je od četiri mjeseca do tri godine. Proces sazrevanja sjemena odvija se u čunjevima. To uopšte nije voće. To su specijalizirane modifikacije bijega. Neke sjemenke četinara mogu se čuvati u češerima decenijama. Sve to vrijeme zadržavaju svoju održivost. Da bi sjeme palo u zemlju, ljuske češera se same otvaraju. Podiže ih vjetar, ponekad ih prenosi na znatne udaljenosti. Ako su češeri mekani, izvana nalik orašastim plodovima, ne otvaraju se sami, već uz pomoć ptica. Naročito se rado guštaju sjemenkama, raznim vrstama šojki. Ovo takođe doprinosi preseljavanju predstavnika odeljenja golosemenjača.
Sam naziv ove sistematske jedinice ukazuje na to da je embrion buduće biljke slabo zaštićen. Zaista, prisustvo endosperma garantuje samo razvoj semena. Ali češeri mnogih biljaka otvaraju se tijekom nepovoljnih razvojnih uvjeta. Jednom na površini tla, sjemenke su izložene niskim temperaturama i nedostatku vlage, tako da ne klijaju sva i daju novu biljku.
Karakteristike sjemena cvjetnih biljaka
U odnosu na golosemenke, 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 sa tri sloja perikarpa, koji se razlikuju po svojim 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 daje embrionu potrebnu vlagu. Unutrašnji okoštali sloj je dodatna zaštita. Kao rezultat toga, sjeme ima sve potrebne uslove za razvoj i klijanje, čak i pod nepovoljnim okolnostima.
Monocot sjemenke
Strukturu sjemena monokota vrlo je lako odrediti. Njihov embrion se sastoji od samo jednog kotiledona. Ovi dijelovi se nazivaju i klice. Sve biljke iz porodica žitarica, luka i ljiljana su jednodomne biljke. Ako proklijate sjeme kukuruza ili pšenice, uskoro će se od svakog zrna na površini tla formirati po jedan listić. Ovo su kotiledoni. Jeste li pokušali podijeliti zrno pirinča na nekoliko komada? Naravno, ovo je nemoguće. To je zato što je njegov embrion formiran od jednog kotiledona.
Dicot sjemenke
Sjemenke Rosaceae, Solanaceae, Asteraceae, Mahunarki, Kupus i mnogih drugih porodica su donekle različite po strukturi. Čak i na osnovu imena, lako je pretpostaviti da se njihov embrion sastoji od dva kotiledona. Ovo je glavna sistematska karakteristika. Strukturu sjemena dikotiledonih biljaka lako je vidjeti golim okom. Na primjer, sjeme suncokreta se lako dijeli na dva jednaka dijela. Ovo je kotiledon njegovog embriona. Struktura dikotiledonog sjemena može se vidjeti i iz mladih sadnica. Pokušajte klijati sjeme graha kod kuće. I vidjet ćete kako se dva ploda pojavljuju iznad zemlje.
Uslovi za klijanje semena
Struktura sjemena dikotiledonih biljaka, kao i predstavnika drugih sistematskih jedinica ovog carstva divljih životinja, određuje prisustvo svih potrebnih supstanci za razvoj embriona. Ali drugi uslovi su neophodni za klijanje. Za svaku biljku su potpuno različite. Prvo, to je određena temperatura zraka. Za biljke koje vole toplinu, to je +10 stepeni Celzijusa. Ali ozima pšenica počinje da se razvija 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. Prisustvo vazduha i dovoljno sunčeve svetlosti su još dva uslova za klijanje semena i razvoj cele biljke, jer je fotosinteza nemoguća bez njih.
Sjeme i plodovi
Svako voće sadrži sjemenke. Struktura sjemena viših biljaka je gotovo identična. Ali plodovi su raznovrsniji. Odredite suvo i sočno voće. Razlikuju se po strukturi slojeva koji se nalaze oko sjemena. Kod sukulenta, jedan od slojeva perikarpa je nužno mesnat. Šljiva, breskva, jabuka, malina, jagoda… Ove poslastice svi vole baš zato što su sočne i slatke. Kod suhih plodova perikarp je kožast ili okoštao. Njegovi se slojevi obično spajaju u jedan,pouzdano štiti seme iznutra. Kutija maka, mahuna senfa, zrno pšenice imaju upravo takvu strukturu.
Biološka uloga sjemena
Većina biljaka na planeti koristi seme za reprodukciju. Struktura sjemena modernih biljaka rezultat je duge evolucije. Ovi generativni organi sadrže embrion i zalihe tvari koje osiguravaju njegov rast i razvoj čak i pod 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 supstanci i zaštitnog pilinga. Svi njegovi elementi obavljaju određene funkcije, zahvaljujući kojima je grupa sjemenskih biljaka zauzela dominantnu poziciju na planeti.
