W świecie roślin można wyróżnić dwie formy rozmnażania: bezpłciową i płciową. Pierwszy typ obejmuje takie metody przekazywania informacji dziedzicznych, jak bezpośredni podział komórek, wegetatywny - za pomocą grupy komórek somatycznych i rozmnażanie przez wyspecjalizowane komórki haploidalne - zarodniki. Drugą, bardziej zaawansowaną formą jest rozmnażanie płciowe, prowadzące do powstania nasion. Występuje w cyklu życiowym nagonasiennych i roślin kwitnących, zwanych również okrytonasiennymi. W tej pracy rozważymy zewnętrzną strukturę nasion fasoli, ustalimy warunki niezbędne do jej kiełkowania, a także ustalimy, jakie zalety mają rośliny zdolne do reprodukcji nasion.
Z czego i jak powstają nasiona?
Fasola to ciepłolubna jednoroczna roślina z rodziny motylkowatych, ma kwiaty o charakterystycznym kształcie przypominającymżaglówka lub motyl siedzący ze złożonymi skrzydłami. Wewnątrz kwiatu, w jego specjalnej części, zwanej słupkiem, znajduje się zarodek nasienny, który ukrył woreczek zarodkowy pod skorupkami. Zawiera jajo i diploidalną strukturę zwaną komórką centralną. Są sukcesywnie zapładniane przez dwa plemniki, w wyniku czego pojawia się ziarno fasoli. Posiada zarodek, źródło związków organicznych do wzrostu i rozwoju, dwa liścienie i powłokę zwaną okrywą nasienną.
Co to są nasiona dicot
Wszystkie rośliny kwitnące z dwoma liścieniami, w wyniku nawożenia, tworzą owoce z nasionami, w powstawaniu których główną rolę odgrywają wszystkie części kwiatu: kielich, korona z płatkami, androecium, składające się z pręcików i, oczywiście słupek z zawiązkami nasion. W szóstej klasie bada się strukturę nasion fasoli, zapoznając się z takim działem biologii jak botanika. Ma elipsoidalny kształt, który łączy imponującą objętość nasion ze stosunkowo małą powierzchnią.
Ta funkcja minimalizuje kontakt nasion ze środowiskiem. Zewnętrzna struktura nasion fasoli przypomina główny narząd układu wydalniczego ssaków. W anatomii człowieka istnieje nawet definicja - nerka w kształcie fasoli. Po wewnętrznej, wklęsłej stronie znajduje się blizna - miejsce, w którym nasienie fasoli przyczepia się do suchych liści owocu, zwanego fasolą. Stąd nazwa rodziny roślin – Rośliny strączkowe. Ma ponad 12 tysięcy gatunków. Większość z tegoprzedstawicielami są formy zielne, ale są też krzewy i drzewa. Wśród roślin strączkowych wymienimy mistrzów w zawartości cennego białka roślinnego: są to soja, groch, fasola, soczewica.
Struktury nasienne i ich znaczenie
Rozważmy dalej strukturę nasion fasoli. Poniższy rysunek wyraźnie pokazuje obecność wcześniej wskazanych części, a mianowicie: okrywy nasiennej, dwóch liścieni oraz znajdującego się pomiędzy nimi zarodka.
Jak ustalono, zewnętrzna część - skórka nasienia - jest pochodną powłok zarodka nasiennego (powłoki). Pełni funkcję ochrony przed wysuszeniem, niekorzystnymi temperaturami i innymi negatywnymi czynnikami abiotycznymi. Oczywiście główną strukturą nasion jest zarodek. Dlaczego tak jest, zajrzyjmy do następnej sekcji.
Zarodek Dicot
Jak pamiętamy, w procesie podwójnego zapłodnienia, który jest nieodłączny tylko dla roślin kwitnących, z zapłodnionego jaja powstaje wielokomórkowa formacja - zygota. Nazywa się embrionem i składa się z trzech części: korzenia zarodkowego, łodygi i nerki. Zwróćmy uwagę na wewnętrzną strukturę nasion fasoli. Poniższy schemat wyraźnie pokazuje, że zarodek, bezpiecznie ukryty między liścieniami, jest nie tylko najważniejszą, ale także najbardziej delikatną i wrażliwą strukturą. Następnie odpowiemy na pytanie, jakie funkcje tkwią w głównych składnikach zarodka.
Korzeń płodowy
Przytłaczającewiele roślin lądowych ma dobrze rozwinięty system korzeniowy: główny, boczny lub przybyszowy. Trawy, krzewy i gatunki drzewiaste mogą tworzyć dwa rodzaje podziemnych struktur, które w botanice nazywane są korzeniami palowymi i włóknistymi systemami korzeniowymi. Jak się okazało, rozpoczynają swój rozwój od tej samej części - korzenia zarodkowego. Początek podziału komórkowego w fizjologii roślin jest głównym kryterium decydującym o uruchomieniu takiego mechanizmu, jakim jest kiełkowanie nasion. Fasola, pomidory, groch i inne ciepłolubne i wrażliwe rośliny wymagają optymalnej kombinacji różnych czynników środowiskowych, aby zakończyć ten proces wraz z pojawieniem się nowej młodej rośliny.
Liścienie i ich rola w podtrzymywaniu życia sadzonek
Aby nasiono wykiełkowało, potrzebne są składniki odżywcze: cukry, aminokwasy, tłuszcze. W roślinach dwuliściennych gromadzi się w liścieniach. Na początku kiełkowania zarodków substancje organiczne przechodzą do postaci rozpuszczonej, najbardziej dostępnej do wchłonięcia przez komórki. W sadzonkach roślin dwuliściennych liścienie zaczynają funkcjonować jako pierwsze lądowe, tzw. liście embrionalne. Mimo to są w stanie przeprowadzić fotosyntezę i dostarczyć młodej roślinie wszystkich niezbędnych substancji plastycznych.
Co to jest kiełkowanie nasion?
Jest to proces fizjologiczny, który opiera się na mechanizmie przejścia z okresu utajonego w życiu nasiona do etapu aktywnego wzrostu części zarodka: korzenia i łodygi z liśćmi. W rezultacie najpierw pojawia się sadzonka, awtedy powstaje młoda roślina. Jak wygląda kiełkujące nasiono fasoli? Poniższe zdjęcie wyraźnie pokazuje, że najpierw zaczyna się rozwijać korzeń zarodkowy, a następnie łodyga unosi liście liścieni nad ziemię. Po pewnym czasie ze stożka wzrostu łodygi, składającego się z wierzchołkowej tkanki edukacyjnej - merystemu - powstają prawdziwe liście rośliny fasoli.
Okres odpoczynku
Gdy owoce zwane fasolą dojrzeją, nasiona fasoli zebrane z ogrodu nie są w stanie natychmiast wykiełkować. Nie tylko roślinom z rodziny motylkowatych, ale także przedstawicielom innych grup, takich jak pomidory, bakłażany, ogórki, czas dojrzewania pożniwnego ich nasion wymaga czasu. Charakteryzuje się przede wszystkim tym, że w tym czasie w komórkach zarodka metabolizm odbywa się na bardzo niskim poziomie. Oddychanie nasion praktycznie nie istnieje, zawartość wody jest mniejsza niż jedna szósta całkowitej masy.
W rezultacie nasiona mają minimalną energię kiełkowania, niewystarczającą do przejścia substancji organicznych z liścieni w formę rozpuszczalną. Zarówno struktura zewnętrzna, jak i wewnętrzna nasion fasoli w okresie utajonym nie różni się od tej w okresie wegetacji, kiedy są przygotowywane do siewu w gruncie. Różnice dotyczą przede wszystkim tempa reakcji metabolicznych w komórkach zarodka, które w okresie spoczynku nasion jest bardzo niskie.
Co jest potrzebne do kiełkowania zarodka
W agronomii możeszpodkreśl następujące warunki, które zapewniają wysokiej jakości kiełkowanie nasion i wygląd przyjaznych sadzonek: obecność wody, korzystna temperatura, obecność tlenu, optymalne oświetlenie. Rozważmy te czynniki bardziej szczegółowo. Pierwszym na naszej liście warunków abiotycznych jest woda. Jest niezbędny do obrzęku komórek, któremu towarzyszy wzrost ich oddychania.
Badając strukturę nasion fasoli, odkryliśmy, że odżywienie zarodka jest możliwe tylko wtedy, gdy substancje organiczne w liścieniach przejdą do postaci rozpuszczonej. Wynika to z wnikania cząsteczek wody do ich miąższu magazynującego. Będąc uprawą ciepłolubną, fasola dobrze kiełkuje w dobrze rozgrzanej glebie. Ale oświetlenie nie wpływa na energię kiełkowania. Aby sztucznie usunąć nasiona ze stanu utajonego, traktuje się je środkami pobudzającymi, takimi jak fitohormony.
Przeprowadzają również skaryfikację, to znaczy mechanicznie naruszają integralność skórki, nie uszkadzając struktur tworzących wewnętrzną strukturę nasion fasoli, zwłaszcza liścieni i zarodka. W ten sposób wszystkie powyższe praktyki rolnicze przyspieszają proces kiełkowania upraw.
