Nawet w szkole w trakcie botaniki (klasa 6), struktura nasion była dość prostym i zapadającym w pamięć tematem. W rzeczywistości ten generatywny organ rośliny powstał w wyniku długiego procesu ewolucyjnego i ma złożoną i niepowtarzalną strukturę. W naszym artykule rozważymy cechy jego części strukturalnych, budowę nasion dwuliściennych, a także określimy biologiczną rolę nasion roślin.
Wygląd nasion w procesie ewolucji
Rośliny nie zawsze były w stanie tworzyć nasiona. Wiadomo, że w wodzie powstało życie, a pierwszymi roślinami były glony. Miały prymitywną strukturę i rozmnażały się wegetatywnie - przez części plechy i za pomocą wyspecjalizowanych komórek ruchomych - zoospory. Nosorożce jako pierwsze wylądowały na lądzie. Podobnie jak ich przyszli następcy – wyższe rośliny zarodnikowe, rozmnażane za pomocą zarodników. Ale woda była niezbędna do rozwoju tych wyspecjalizowanych komórek. Dlatego też, gdy zmieniły się warunki środowiskowe, ich liczba również spadła.
Następnym krokiem ewolucyjnym było pojawienie się nasion. Był to ogromny krok naprzód w adaptacji i rozprzestrzenianiu się wielu gatunkówrośliny. Zewnętrzna i wewnętrzna struktura nasion warunkuje niezawodną ochronę zarodka, otoczonego dopływem wody i składników odżywczych. Oznacza to, że zwiększają żywotność i różnorodność gatunkową flory planety.
Proces formowania nasion
Rozważmy ten proces na przykładzie grupy roślin, która dominuje we współczesnym świecie. Są to przedstawiciele działu okrytozalążkowego. Wszystkie tworzą kwiat - najważniejszy organ generatywny. Na słupku znajduje się jajo, a pylniki pręcików zawierają plemniki. Po procesie zapylania tj. przeniesienie pyłku z pylników pręcików na piętno słupka, plemniki przemieszczają się wzdłuż cewnika do jajnika pręcika, gdzie zachodzi proces fuzji gamet - zapłodnienie. W rezultacie powstaje zarodek. Kiedy drugi plemnik łączy się z centralną komórką zarodkową, powstaje zapasowy składnik odżywczy. Jest również nazywany bielmem. Strukturę nasion dopełnia mocna skorupa zewnętrzna. Taka struktura jest podstawą rozwoju przyszłego organizmu roślinnego.
Zewnętrzna struktura nasion
Jak już wspomniano, zewnętrzna strona nasion jest pokryta skórką. Jest na tyle gęsty, że chroni zarodek wewnątrz przed uszkodzeniami mechanicznymi, zmianami temperatury i wnikaniem szkodliwych mikroorganizmów. Ale kolor nasion jest bardzo zróżnicowany: od czarnego do jaskrawoczerwonego. Ta struktura nasion jest łatwa do wyjaśnienia. W niektórych roślinach kolor służy jako kamuflaż. Na przykład, aby ptaki nie widziały ich w glebie po posadzeniu. Z drugiej strony inne roślinyprzystosowany do rozsiewania nasion przez różne zwierzęta. Wraz z niestrawionymi resztkami pokarmu wydalają je daleko poza siedlisko rośliny macierzystej.
Wewnętrzna struktura nasion
Główną częścią każdego nasiona jest zarodek. To jest przyszły organizm. Dlatego składa się z tych samych części, co dorosła roślina. Są to korzeń zarodkowy, łodyga, liść i pączek. Struktura nasion różnych roślin może się znacznie różnić. W większości z nich w bielmie gromadzą się rezerwowe składniki odżywcze. Jest to powłoka, która otacza zarodek dookoła, chroniąc go i odżywiając przez cały okres indywidualnego rozwoju. Ale zdarzają się przypadki, gdy podczas procesu dojrzewania i kiełkowania nasion całkowicie zużywa substancje bielma. Następnie gromadzą się głównie w mięsistych częściach zarodka. Nazywane są liścieniami. Taka struktura jest typowa na przykład dla dyni lub fasoli. Ale w torebce pasterza podaż substancji koncentruje się w tkance korzenia embrionalnego. Nasiona różnych grup systematycznych roślin również się różnią.
Cechy nasion nagonasiennych
Zewnętrzna i wewnętrzna struktura nasion tej grupy organizmów charakteryzuje się tym, że proces powstawania i rozwoju zarodka zachodzi na powierzchni okrywy nasiennej. Oprócz głównych części nasiona nagonasiennych mają błoniasty wyrost pterygoidów. Pomaga rozsiewać nasiona tych roślin za pomocą wiatru.
Więcejjedną z cech nasion nagonasiennych jest czas ich powstawania. Aby stały się rentowne, powinno to zająć od czterech miesięcy do trzech lat. Proces dojrzewania nasion odbywa się w szyszkach. To wcale nie jest owoc. Są to wyspecjalizowane modyfikacje ucieczki. Niektóre nasiona iglaste mogą być przechowywane w szyszkach przez dziesięciolecia. Przez cały czas zachowują swoją żywotność. Aby nasiona wpadły do ziemi, łuski stożka same się otwierają. Są chwytane przez wiatr, czasami przenosząc je na znaczne odległości. Jeśli szyszki są miękkie, zewnętrznie przypominające orzechy, nie otwierają się same, ale z pomocą ptaków. Szczególnie lubię ucztować na nasionach, różnego rodzaju sójkach. Przyczynia się to również do przesiedleń przedstawicieli działu nagonasiennego.
Sama nazwa tej systematycznej jednostki wskazuje, że zarodek przyszłej rośliny jest słabo chroniony. Rzeczywiście, obecność bielma gwarantuje jedynie rozwój nasion. Ale szyszki wielu roślin otwierają się w niesprzyjających warunkach rozwojowych. Nasiona znajdujące się na powierzchni gleby są narażone na działanie niskich temperatur i braku wilgoci, dlatego nie wszystkie z nich kiełkują i dają początek nowej roślinie.
Cechy nasion roślin kwitnących
W porównaniu do roślin nagonasiennych przedstawiciele działu kwitnienia mają szereg istotnych zalet. Powstawanie ich nasion następuje w jajniku kwiatów. Jest to najbardziej rozwinięta część słupka i daje początek owocowi. W rezultacie nasiona rozwijają się w nich. Są otoczone trzema warstwami owocni, które różnią się właściwościami iFunkcje. Rozważ ich strukturę na przykładzie pestkowca śliwkowego. Zewnętrzna skórzasta warstwa chroni przed uszkodzeniami mechanicznymi, zapewniając integralność. Medium jest soczyste i mięsiste. Odżywia i zapewnia zarodkowi niezbędne nawilżenie. Wewnętrzna warstwa skostniała stanowi dodatkową ochronę. Dzięki temu nasiona mają wszystkie niezbędne warunki do rozwoju i kiełkowania, nawet w niesprzyjających warunkach.
Nasiona jednoliścienne
Budowa nasion jednoliściennych jest bardzo łatwa do określenia. Ich zarodek składa się tylko z jednego liścienia. Te części są również nazywane listkami zarodkowymi. Wszystkie rośliny z rodziny zbóż, cebuli i lilii to rośliny jednoliścienne. Jeśli wykiełkujesz nasiona kukurydzy lub pszenicy, wkrótce z każdego ziarna na powierzchni gleby uformuje się jeden listek. To są liścienie. Czy próbowałeś podzielić ziarno ryżu na kilka kawałków? Oczywiście jest to niemożliwe. Dzieje się tak dlatego, że jego zarodek składa się z jednego liścienia.
Nasiona Dicot
Nasiona różowatych, psiankowatych, astrowatych, strączkowych, kapusty i wielu innych rodzin mają nieco inną strukturę. Nawet na podstawie nazwy łatwo się domyślić, że ich zarodek składa się z dwóch liścieni. To jest główna cecha systematyczna. Strukturę nasion roślin dwuliściennych łatwo dostrzec gołym okiem. Na przykład ziarno słonecznika można łatwo podzielić na dwie równe części. To jest liścienie jego zarodka. Strukturę nasion dwuliściennych można również zaobserwować u młodych siewek. Spróbuj wykiełkować nasiona zwykłej fasoli w domu. Zobaczysz dwa słupki pojawiające się nad ziemią.
Warunki kiełkowania nasion
Struktura nasion roślin dwuliściennych, a także przedstawicieli innych systematycznych jednostek tego królestwa dzikiej przyrody, determinuje obecność wszystkich substancji niezbędnych do rozwoju zarodka. Ale do kiełkowania potrzebne są inne warunki. Dla każdej rośliny są zupełnie inne. Po pierwsze jest to określona temperatura powietrza. Dla roślin kochających ciepło jest to +10 stopni Celsjusza. Ale pszenica ozima zaczyna się rozwijać już przy + 1. Potrzebna jest również woda. Dzięki niej ziarno pęcznieje, co przyspiesza procesy oddychania i przemiany materii. Składniki odżywcze są przekształcane do postaci, w której mogą być przyswajane przez płód. Obecność powietrza i wystarczająca ilość światła słonecznego to dwa kolejne warunki do kiełkowania nasion i rozwoju całej rośliny, ponieważ bez nich fotosynteza jest niemożliwa.
Nasiona i owoce
Każdy owoc zawiera nasiona. Struktura nasion roślin wyższych jest prawie identyczna. Ale owoce są bardziej zróżnicowane. Przydziel suche i soczyste owoce. Różnią się one budową warstw, które znajdują się wokół nasion. W soczystym, jedna z warstw owocni jest z konieczności mięsista. Śliwka, brzoskwinia, jabłko, malina, truskawka… Te pyszności uwielbiają wszyscy właśnie dlatego, że są soczyste i słodkie. W suchych owocach owocnia jest skórzasta lub skostniała. Jego warstwy zwykle łączą się w jedną,niezawodna ochrona nasion w środku. Skrzynka maków, łuska musztardy, ziarno pszenicy mają właśnie taką strukturę.
Biologiczna rola nasion
Większość roślin na planecie używa nasion do rozmnażania. Struktura nasion współczesnych roślin jest wynikiem długiej ewolucji. Te narządy generatywne zawierają zarodek i zapas substancji, które zapewniają jego wzrost i rozwój nawet w niesprzyjających warunkach. Nasiona mają przystosowania do rozprzestrzeniania się, co zwiększa ich szanse na przeżycie i zasiedlenie.
Tak więc ziarno jest wynikiem procesu zapłodnienia. Jest to struktura składająca się z zarodka, substancji rezerwowych oraz ochronnego peelingu. Wszystkie jego elementy pełnią określone funkcje, dzięki czemu grupa roślin nasiennych zajęła dominującą pozycję na planecie.
