Надземное и подземное прорастание семян кратко
Обновлено: 30.06.2024
Условия для прорастания семян
Современные ботаники выделяют более двадцати факторов, которые опосредованно участвуют в развитии растительного организма из семени. Однако, по большому счету, все сводится лишь к небольшому количеству данных факторов. Обозначим условия, которые необходимы для прорастания семян:
наличие достаточного количества воды;
наличие достаточного количества света;
наличие оптимальной температуры.
Итак, вода является универсальным растворителем для большинства органических и неорганических соединений, которые находятся в почве. Достаточное количество воды позволит данным веществам активно поступать в семя, что будет обеспечивать необходимый уровень питания растительного организма. Вода также играет важную роль метаболических реакция растений. Избыток воды может негативно сказаться на росте семян, так как повышается риск развития гипергидратационного состояния. Свет является универсальным фактором, обеспечивающим рост и развитие любого организма на Земле. Стоит отметить, что некоторые растения лучше развиваются при нахождении в малоосвещенных местах (своеобразные исключения в многообразии растительного мира).
Отдельно отметим, роль температуры в ходе процесса прорастания семян. Оптимальной считается температура, значения которой колеблются от десяти до пятнадцати градусов по Цельсию. При наличие такой температуре в зоне, в которой располагается семя, внутри последнего активируются ферментативные процессы, которые в конечном счете обеспечиваются большое количество анаболических реакций. В случае пониженной температуры ферменты будут малоактивны. Если температура повышена, то активность энзимов также снизится.
Некоторые ботаники выделяют кислород как ключевой фактор прорастания семени, однако данное утверждение не совсем корректное, так как растениям в первую очередь необходим углекислый газ для реализации фотосинтетических процессов в хлоропластах зеленой части дерева или цветка.
Надземное прорастание
Двудольные растения обладают надземным типом прорастания. Основу данного процесса составляет рост к центру Земли зародышевого корешка. В результате чего он проникает в почву получает необходимые для полноценного роста и развития макро- и микроэлементы, а также некоторые органические молекулы. После этого начинает активно расти и развиваться стебельковая часть двудольных растений, от которой отходят листья.
На этапе роста и развития стебля и листьев ключевое значение принимает световой фактор, благодаря воздействию которого происходит активный фотосинтез в хлоропластах зеленой части двудольных растений. Благодаря активной реализации процессов фотосинтеза посредством действия солнечной энергии происходит образование большого количества энергетических субстратов, которые обеспечивают анаболические процессы во всех участках растений. Также питательные элементы из почвы, поступают в листья и стебель благодаря наличию специфической ткани (луба). Данные элементы являются компонентами образования глюкозы в процессе фотосинтеза (речь о воде, а также растение из воздуха поглощает углекислый газ).
Подземное прорастание
Дуб является прекрасным олицетворением процесса подземного прорастания. В начале происходит развитие молодого растения за счет молекул (питательных веществ), заключенных в семя. Данную стадию подземного роста семени называют развитием проростка. Следующим этапом прорастания дуба является выход зеленой части растения на поверхностный слой почвы, где оно сталкивается с активным действием солнечных лучей, которые запускают фотосинтез в хлоропластах зеленой части дуба. После происходит развитие других частей дуба: формирование корней, ствола, веток, листьев и так далее. В результате последовательного прохождения данных стадиях через несколько лет развивается дерево, достигающее достаточно больших размеров. Данный вид прорастания характерен для всех однодольных растений (деревья).
Чтобы семя проросло, его помещают в почву. Почву регулярно увлажняют. Сначала семя набухает, а затем начинает прорастать.
У фасоли обыкновенной, редиса, томата, тыквы, огурцов первые зародышевые листья — семядоли, появляются над землёй. Такой способ прорастания называют надземным .
Семядоли проростков гороха, ячменя, пшеницы, дуба, лещины остаются в почве. Для них характерен подземный способ прорастания.
В узком конце зерна, где находится зародыш, развивается не один, а несколько корней, образуется мочковатая корневая система. Из зародышевой почечки образуется проросток. Сформировавшийся проросток имеет корневую систему и зелёный побег.
Когда в семени заканчиваются запасы питательных веществ, новое растение начинает само производить для себя питательные вещества. В его листьях и зелёном стебле осуществляется фотосинтез (образуются органические вещества), а при помощи корней растение поглощает воду и минеральные вещества из почвы.
Основным отличием подземного прорастания (зерна пшеницы) от надземного прорастания (семени фасоли) является то, что при подземном прорастании на поверхности почвы сначала появляется один росток, а при надземном — две семядоли.
Способность к прорастанию у семян растений различна. Семена некоторых растений (ивы, тополя) прорастают сразу после созревания и быстро теряют всхожесть. Семена ландыш и женьшеня могут дать всходы только через несколько лет после образования. У большинства растений семена остаются жизнеспособными долгое время. Они сохраняются в почве и служат природным банком семенного материала.
Семя - генеративный орган растения, служащий для размножения и расселения растений. У покрытосеменных (цветовых растений) семя образуется внутри плода из семяпочки (семязачатка).
Функции семени
Отделяясь от материнского организма, семя может прорасти и дать начало новому растению.
Благодаря семенам, некоторые из которых имеют воздушные мешки, дочерние растения могут расти на расстоянии десятков километров от материнского. Прорастая на новых территориях, они занимают их и распространяются.
Семя выживает при таких неблагоприятных факторах, где листостебельное растение погибло бы. Именно семя дает возможность выжить зародышу растения во время зимнего холода, недостатка влаги, летнего зноя.
Строение семени
Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и эндосперма. Основную часть семени занимает зародыш, который состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почечкой, и зародышевых листьев - семядолей, которые при прорастании семени становятся первыми эмбриональными листьям саженца.
Семенная кожура - обязательный атрибут семени, представляет собой многослойное образование, защищающее внутреннее содержимое семени от высыхания и преждевременного прорастания. Может иметь на поверхности различные образования. На семенной кожуре всегда можно найти след (рубчик) от семяножки, соединявшей семя со стенкой плода. Рядом с рубчиком находится еще одно отверстие - семявход (микропиле), через которое при намачивании внутрь семени поступает вода, после чего начинается важный процесс - набухание семени.
Эндосперм - запасающая ткань семени растения, необходимая для роста и развития зародыша. В некоторых семенах эндосперм может отсутствовать, в этом случае его функцию на себя берет семядоля. Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы).
В семенах злаковых находится одна семядоля, которую называют - щиток. Щиток выполняет функцию транспорта питательных веществ из эндосперма к зародышу.
Прорастание семени
При этом вода поступает через семявход внутрь семени. Как только это происходит, питательные вещества начинают растворяться в воде, и становится возможным их усвоение для зародыша. При полном погружении в воду, в которой мало растворенного кислорода (кипяченая вода), семена могут погибнуть из-за нехватки кислорода.
А точнее - кислорода. Клетки зародыша дышат, поглощают кислород и выделяют углекислый газ.
До момента, когда растение начнет фотосинтезировать - вся надежда только на запасные вещества. Они содержатся либо в семядоли (семядолях), либо - в эндосперме.
Как видно из картинки выше, удаление семядоли значительно замедляет рост и развитие растения (у 1 и 2 растения слева). У растения справа (3) сохранены обе семядоли, оно опережает в росте и развитие растение (2).
Для каждого вида растения температура своя. Есть растения, которые прорастают при температуре выше 15°C - огурцы, кукуруза, перец. Другие адаптированы к гораздо меньшим температурам, чуть выше +2 °C - укроп, рожь, морковь, редис, пшеница. Это обусловлено эволюционно, в зависимости от климата в регионе места происхождения растения. Исходя из этого, растения подразделяются на теплолюбивые и холодостойкие.
Семена некоторых растений не способны прорастать без освещения: марь белая (лебеда), салат латук, сельдерей. Свет стимулирует прорастание семян многих растений, активируя зародыш посредством фотохимической реакции. Также существуют растения, семена которых способны прорастать только в полной темноте - лук, конопля.
В данном случае руководствуются общим правилом: чем меньше семена, тем более поверхностно их закладывают. Семена фасоли закладывают на 4-5 см, а очень мелкие семена, не закапывая, сеют на самой поверхности почвы: семена земляники, мака, мяты, наперстянки, подорожника.
Если все условия прорастания семян соблюдены, то образуется проросток. Проросток - стадия онтогенеза растения с момента выхода зародыша из семенной кожуры.
Типы прорастания семян
При надземном типе прорастания семядоли с почкой выносятся в воздушную среду над поверхностью почвы и становятся первыми фотосинтезирующими листьями (зародышевые листья). Такой тип прорастания имеется у редьки, тыквы, фасоли, огурцов, лука, капусты, томатов.
Семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в ней. Поверхности почвы достигает только почка с первыми листьями. Характерно для гороха, дуба, лещины, пшеницы.
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Для прорастания семян необходимы определённые условия: температура, вода и воздух. Оптимальные температуры, при которых прорастание идет наиболее активно, для большинства растений лежат в пределах +25+35 °C, тогда как минимальные сильно колеблются: у растений умеренного климата они могут быть немногим выше нуля (рожь +1 °C, лён +2 °C), а у теплолюбивых растений — от +10 до +20 °C и выше (огурцы +15 °C).
Для прорастания некоторых семян необходима переменная температура и промораживание. Семена одних видов растений способны к прорастанию сразу после опадения с материнского растения (ива, тополь, укроп, горох), тогда как другие прорастают только после некоторого периода покоя (чистяк, хохлатка).
При прорастании семени зародыш начинает увеличиваться в размерах в результате деления клеток верхушечной меристемы, расположенной на кончике корня и верхушке зародышевого побега. Кроме того, удлинение стебля идёт благодаря делению клеток вставочной меристемы. Кожура семени лопается и первым появляется корешок, который растет вниз, образуя главный корень растения. Он закрепляет растение в почве и снабжает его водой и минеральными веществами.
Прорастание семян, при котором семядоли выносятся в воздушную среду и становятся фотосинтезирующими органами, называют надземным прорастанием. Если семядоли остаются в почве, прорастание семян называют подземным (рис. 52).
Побег, развившийся из зародышевой почки, называют главным побегом. На побеге проростка различают участок стебля под семядолями — гипокотиль, или подсемядольное колено; участок стебля между семядольным узлом и следующим — эпикотиль; или надсемядольное колено. Если семядоли отходят от стебля на разных уровнях, то участок стебля между двумя семядольными узлами называют мезокотилем.
Читайте также: