Siemen
Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 9. elokuuta 2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .Siemen - erityinen monisoluinen rakenne, jossa on monimutkainen rakenne, joka palvelee siemenkasvien lisääntymistä ja uudelleensijoittamista , yleensä kehittyy munasolusta hedelmöittymisen jälkeen ( muunneltu naarasitiö ) ja sisältää alkion .
Termin "siemen" määritelmä kasvitieteessä
Vaikka siemeniä kuvataan usein (mukaan lukien arvovaltaisissa lähteissä) "kasvien siementen lisääntymiselimeksi" (harvemmin - "kasvien seksuaalisen lisääntymisen elimeksi"), siemen ei ole elin tämän termin tavanomaisessa merkityksessä. , koska se yhdistää kahden ( gymnossperms - kolmen) eri elinkaaren sukupolven rakenteet . Sukupuolielimet (sukuelimet, gametangia ) siemenissä edustaa archegonia , ja kukkivissa kasveissa ne ovat pienentyneet. Perusteltua on siemenen määritelmä "alkeelliseksi kasveksi" (se annetaan monissa kasvitieteen koulukirjoissa); tämä määritelmä korostaa, että kasvin uusi sukupolvi ( sporofyytti ) kehittyy siemenestä. Samanaikaisesti siemenen jäljellä olevia osia alkiota lukuun ottamatta voidaan pitää lisärakenteina (eliminä), jotka varmistavat alkion kehityksen.
Erilaisia siemeniä
Luonnossa siemeniä on äärimmäisen suuri valikoima, jota edustavat siemenkuoren ja sen vieressä olevan varastokudoksen monimuotoisuus, kehitysaste, alkion muoto ja sijainti siemenessä sekä ulkonäkö - muoto, koko, väri, niiden pinnan tyyppi, erilaisten kasvainten esiintyminen (karvat, lehtiset jne.). Orkidean ja luudan siemenillä on vähimmäiskoot ; niiden massa on 0,001-0,003 mg. Seychellien palmun Lodoicea maldivica siemenet saavuttavat maksimikoon - halkaisijaltaan useita kymmeniä senttejä ja painavat noin 20 kg. Siemenmuotojen monimuotoisuus on poikkeuksellista. Suurin osa siemenistä on muodoltaan pallomaisia tai ellipsoidisia, usein tynnyrimäisiä, karan muotoisia, neulan muotoisia, veneen muotoisia jne. Siemenet voivat pintatyypistä riippuen olla paljaita, karvaisia, karvaisia, samoin kuin sileitä tai ryppyisiä, laskostettuja jne. Siementen väri on myös melko erilainen [1] .
Siemenrakenne
Siementen rakenne
Siemen kehittyy siemensuomun pinnalle. Se on monisoluinen rakenne, joka yhdistää varastokudoksen - endospermin, alkion ja erityisen suojakuoren (siemenkuori). Ennen hedelmöitystä munasolun keskiosassa on tuma , joka vähitellen korvataan endospermilla. Endospermi on haploidinen ja muodostuu naaraspuolisen gametofyytin kudoksista.
Kykadeilla ja neidonhiuspuulla siemenkuoren ulkokerros ( sarcotesta ) on pehmeä ja mehevä, keskikerros ( sclerotesta ) on kova ja sisäkerros (endotesta) on kalvomainen siemenen kypsyessä. Eri eläimet levittävät siemeniä, jotka syövät sarkotestaa vahingoittamatta sklerotestaa.
Marjakuvissa ja podocarpuksessa siemeniä ympäröi mehevä aryllus , joka on naaraskäpyn erittäin muunneltu suomalainen. Mehukas ja kirkkaanvärinen arillus houkuttelee lintuja ja joitakin hyönteisiä, jotka levittävät näiden havupuiden siemeniä. Monien podocarpus-lajien arillat ovat myös syötäviä ihmisille.
Koppisiementen siementen rakenne
Siemenkuori
Ulkopuolelta siemenet peitetään siemenkuorella , joka suojaa siemenen sisäosia kuivumiselta ja mekaanisilta vaurioilta. Siemenkuori kehittyy munasolun sisäosasta . Kypsien siementen kuoren rakenne, paksuus, lujuus ja kovuus liittyvät suurelta osin siemenkalvon tyyppiin . Kypsymisvaihe on viimeinen muunnos, pääasiassa sisäkudosten ja hedelmän lopullinen kuivuminen [2] .
Endospermi
Endospermi on siemenessä oleva kudos, joka yleensä ympäröi alkiota ja toimittaa sille ravinteita kehityksen aikana. Gymnosspermissa endospermi on naaraspuolisen gametofyytin kudos . Usein varhaisessa kehitysvaiheessa sillä on synsyyttinen rakenne, myöhemmin siihen muodostuu soluseinämiä. Endospermisolut ovat alun perin haploideja, mutta voivat muuttua polyploideiksi. Kukkivissa kasveissa endospermi muodostuu yleensä kaksoishedelmöityksen aikana fuusioimalla alkiopussin keskussolu ( keskustuma) yhden siittiön kanssa . Monissa kukkivissa soluissa endospermi on triploidinen. Vesililjassa endospermi muodostuu siittiöiden fuusiosta alkiopussin haploidisen solun kanssa siten, että sen ytimet ovat diploidisia. Monissa kukkaytimissä endospermin kromosomisarja on yli 3n (jopa 15n).
Perisperm
Perispermi on toiminnaltaan samanlainen kuin endospermi , mutta siinä on diploidinen kromosomisarja, se sisältää pienen määrän proteiineja, pääasiassa tärkkelystä, ja joskus rasvoja. Se voi toimia päävarastokudoksena sekä itsenäisesti että yhdessä endospermin kanssa.
Germ
Kuoren alla on alkio - pieni tulevaisuuden kasvi. Monissa kukkivissa kasveissa alkio koostuu itujuuresta , ituvarresta , itusupusta ja sirkkalehdistä . Muissa ryhmissä (esimerkiksi suurimmassa osassa orkideoita ) alkiolla ei ole erilaistuneita elimiä ennen siementen itämistä.
Siementen rakenteen ominaisuudet
Yksisirkkaisissa kasveissa siemenessä on yksi sirkkalehti , kaksisirkkaisissa - yleensä kaksi, sisarlehtisissä - 2 - 24 (tässä tapauksessa siemenissä sirkkalehtien lukumäärä voi vaihdella jopa yhden lajin sisällä ).
Siementen kemiallinen koostumus
Kypsien siementen kemiallisen koostumuksen pääominaisuus on erittäin alhainen vesipitoisuus, yleensä vain 10-15% (eri lähteiden mukaan 5-20%).
Siementen kemiallinen koostumus riippuu voimakkaasti kypsymisolosuhteista [3] ja kasvilajikkeesta [4] . Joidenkin kasvien siemenet sisältävät enemmän proteiineja ( pavut , soijapavut ), toisten - enemmän hiilihydraatteja ( vehnä , ruis ), toisten - enemmän rasvoja ( auringonkukka , pähkinät ). Entsyymit ( maltaasi , lipaasi , fosfataasi , proteolyyttiset ) ovat välttämättömiä vararavinteiden muuntamiseksi alkion sulavaan muotoon.
Lepo
Kypsymisen jälkeen siemenet ovat lepotilassa (siemen lakkaa kasvamasta ja kehittymästä tietyksi ajaksi). Siemenet poistuvat lepotilasta altistumalla lämmölle ja vedelle tai kerrostumista tarvitaan .
Tiede tuntee tapauksia, joissa siemenet ovat itäneet, jotka ovat olleet levossa satoja ja jopa tuhansia vuosia. Niinpä Israelissa taatelipalmu kasvatettiin siemenestä, joka löydettiin 1. vuosisadalla jKr tuhoutuneen Masadan linnoituksen raunioista. e. [5]
Siementen itävyys
Siementen itävyys on niiden kykyä tuottaa normaaleja taimia (laboratoriossa) tai versoja (pellolla) tietyn ajan. Itävyys riippuu voimakkaasti siementen itämis- ja säilytysolosuhteista. Itävyys ilmaistaan yleensä prosentteina (tämä on itäneiden siementen prosenttiosuus siementen kokonaismäärästä).
Siementen pitkäaikaisessa varastoinnissa niiden itävyys laskee ajan myötä. Joidenkin kasvien siemenet menettävät itämiskykynsä 2–3 viikon kuluttua (esimerkiksi useimpien pajulajien siemenet menettävät itämiskykynsä kokonaan 18–20 °C:n lämpötilassa kuukauden ajan). Useimpien viljelykasvien siementen itävyys laskee huomattavasti 2-3 vuoden kuluttua. Turpeen lootuksensiemenet säilyvät elinkelpoisina vähintään 250 vuotta (joidenkin lähteiden mukaan yli tuhat vuotta). Ikiroudassa säilyneet arktisen lupiinin siemenet onnistuivat itää 10-12 tuhannen vuoden kuluttua.
Edellytykset siementen itämiselle
Siemenet tarvitsevat itämiseen happea, kosteutta, yli 0 C lämpötiloja ja joitain muita tekijöitä kasvityypistä riippuen. Jotkut siemenet imevät itseensä merkittäviä määriä vettä paisuessaan.
Lämpötila
Kasvien siemenet itävät positiivisessa lämpötilassa. Lämpötila, jossa itäminen alkaa, vaihtelee suuresti eri taksonomisten ryhmien ja maantieteellisten alueiden kasvien välillä. Keskimäärin polaaristen ja lauhkeiden leveysasteiden kasvien siemenet itävät alhaisemmassa lämpötilassa kuin subtrooppisten ja trooppisten lajien siemenet. Myös optimaalinen itämislämpötila on erilainen, jolloin havaitaan suurin itävyys ja maksimiitäminen.
Joidenkin kasvien siemenet kestävät lyhytaikaisen altistuksen korkeille lämpötiloille metsäpalojen aikana, minkä jälkeen luodaan suotuisat olosuhteet selviytyneiden siementen itämiselle. Lisäksi tuli edistää joidenkin paloa kestävien kasvilajien hedelmien avautumista. Joten vasta tulipalojen avaamisen jälkeen "myöhäiset" pinus -mäntykäpyt , sekvoiadendronin käpyt jne., joidenkin banksia -suvun lajien hedelmät .
Stratification
Kerrostuminen - siementen pitäminen alhaisissa positiivisissa lämpötiloissa.
Scarification
Scarification - siemenkuoren mekaanisen tai kemiallisen vaikutuksen aiheuttamat vauriot, jotka ovat välttämättömiä niiden itämiselle. Sitä tarvitaan yleensä siemenille, joiden siemenkuori on paksu ja vahva (monet palkokasvit ) tai sisäkarvat (esim. vadelmat, lintukirsikka).
Luonnossa altistuminen bakteereille ja maaperän humushapoille sekä kulkeutuminen eri eläinten maha-suolikanavan läpi voivat toimia karifiointiaineena [6] .
Oletetaan, että joidenkin kasvien (esimerkiksi calvaria Sideroxylon grandiflorum ) siemenet eivät voi itää luonnossa kulkematta lintujen suoliston läpi. Joten kalvarian siemenet voitiin itää vasta sen jälkeen, kun ne ovat kulkeneet kotimaisten kalkkunan suoliston läpi tai käsitelty kiillotustahnalla.
Jotkut siemenet vaativat sekä karsitusta että kerrostusta samanaikaisesti. Ja joskus ( orapihlaja ) suurin osa siemenistä itää karifioinnin ja kaksinkertaisen kerrostumisen jälkeen, toisin sanoen kahden talvilepotilan jälkeen.
Siementen levitys
Siementen ja hedelmien erilaiset muodot ja rakenteen ominaisuudet ovat tärkeä tekijä siementen leviämisessä (levitys). Siementen leviäminen on tärkein keino laajentaa lajien levinneisyyttä, rikastaa lajin perinnöllistä perustaa ja usein mahdollistaa epäsuotuisten elinolosuhteiden välttämisen [7] [8] .
Siementen itsesironta ( autokoria )
Monien kasvien siemenet putoavat maahan emokasvin viereen hedelmän avautumisen jälkeen. Suuret siemenet putoavat yleensä painovoiman vaikutuksesta emokasvin läheltä. Monille siementen irtoaminen tapahtuu kasvin tai varren keinumisen vaikutuksesta. Joskus, kun hedelmät avataan, siemenet työntyvät ulos voimalla, ja ne leviävät tietyn matkan yli. Siementen itsestään leviäminen on tyypillistä kasveille, kuten hullukurkku , pienikukkainen herkkä , tavallinen oksaali .
Tuulen leviäminen ( anemokoria )
Tuuli levittää monien kasvien siemeniä. Yleensä nämä ovat pieniä siemeniä ja siemeniä, joissa on karvoja tai erilaisia pterygoid-muodostelmia, joiden vuoksi tuuli voi kuljettaa niitä pitkiä matkoja. Näitä ovat esimerkiksi tavalliset siivellä varustetut männynsiemenet , Poplar- ja Willow -suvun kasvien siemenet, jotka on peitetty karvoilla ("poplarin fluff"), pienet pölyiset orkideansiemenet .
Veden leviämä ( hydrochory )
Veden välityksellä leviävät paitsi vesi-, myös joidenkin maakasvien hedelmät ja siemenet. Leppä kasvaa usein jokien rannoilla; sen hedelmät, jotka putoavat veteen, eivät uppoa. Virta kuljettaa ne pois emokasveista. Merivirrat kuljettavat kookospalmun hedelmät saarelta toiselle.
Eläinten levittämä ( zoochory )
Eläimet voivat levittää kasvien siemeniä kehoon (yleensä hedelmien kanssa), kulkeutumalla suoliston läpi ja levittämällä siemeniä menettäen. Eläimet kantavat siemeniä passiivisesti niiden pinnalla olevien erilaisten muodostumien vuoksi - karheus, piikkejä, limaa jne. Siemenet ja yksisiemeniset hedelmät leviävät yleensä linnun ja nisäkkäiden keholle. Joten nisäkkäät voivat levittää gravilatin , peräkkäisyyden , maatalouden ja monien muiden kasvien hedelmiä koukuilla, karvoilla ja peräkärryillä villassaan. Myös mistelin , lumpeen jne. tahmeat siemenet voivat levitä lintujen ja nisäkkäiden kehoon . Kasvien, kuten syyläinen euonymus , orapihlaja , vadelma ja monet muut siemenet kulkeutuvat lintujen ja nisäkkäiden suoliston läpi hedelmien syömisen jälkeen menettämättä hedelmiään itävyys. Suoliston läpi kulkemisen jälkeen osa siemenistä säilyy elinkelpoisina. Tehdessään varastoja ruokakomeroissa oravat, maaoravat, jayskot ja pähkinänsärkijät menettävät osan siemenistä tai eivät löydä osaa ruokakomeroista, mikä edistää siperianmänty- ja tammensiementen leviämistä .
Erityinen tapa eläimille levittää siemeniä on myrmecochory . Myrmecochory on muurahaisten leviämä siemen . Joidenkin kasvien siemenissä on ravitsemuksellisia lisäyksiä, jotka houkuttelevat muurahaisia elaiosomeja . Keski-Venäjän myrmecochore-kasvit - tuoksuva violetti , Euroopan kavio , karvainen sika ja monet muut; joitakin niistä levittävät yksinomaan muurahaiset.
Siementen rooli luonnossa ja ihmisen elämässä
Monet organismit (sienistä ja bakteereista lintuihin ja nisäkkäisiin) ruokkivat voimakkaasti ja joskus yksinomaan siemeniä. Siemenet muodostavat perustan tällaisten eläinten, kuten joidenkin hyönteisten ja niiden toukkien (esimerkiksi viikatemuurahaisten ), viljaa syövien lintujen , jyrsijöiden ( oravat , oravat , hamsterit jne.) ravintoon.
Maatalouden alusta lähtien useimmilla maailman alueilla ihmisen ruokavalion perustana ovat olleet myös siemenet, pääasiassa viljellyt viljat (vehnä, riisi, maissi jne.). Pääravintoaine, jolla ihmiskunta saa eniten kaloreita, on tärkkelys , jota löytyy viljan siemenistä. Tärkeä proteiinin lähde ihmiskunnalle ovat myös palkokasvien siemenet - soijapavut , pavut jne. Siemenet ovat pääasiallinen kasviöljyjen lähde , joita uutetaan auringonkukansiemenistä , rapsista , maissista , pellavasta , puuvillasta ja monista muista öljysiemenistä .
Katso myös
- siementen tuotanto
- geneettisesti muunneltu organismi
- Monsanto Company
- Seminis
- Bayer
- Sinochem Holdings
- Syngenta
Muistiinpanot
- ↑ Artjušenko 3. T. Korkeampien kasvien kuvailevan morfologian atlas Siemen. L .: Nauka, 1990. - 204 s.
- ↑ Nikolaeva M.G. jne . Siementen biologia. - Pietari. , 1999.
- ↑ Aineenvaihdunta öljysiementen elinkaaressa Arkistoitu 10. huhtikuuta 2009 Wayback Machinessa .
- ↑ Rypäleen siementen lisääntymisen fysiologia Arkistoitu 17. tammikuuta 2012 Wayback Machinessa .
- ↑ Hanson, 2018 , s. 135.
- ↑ Puut, jotka eivät voi elää ilman eläimiä (pääsemätön linkki)
- ↑ Letta R. E. Hedelmien ja siementen levitysmenetelmät - M .. MGU, 1957. - 358 s.
- ↑ Levina R. E. Hedelmien morfologia ja ekologia. - L .: Nauka, 1987. - 159 s.
Kirjallisuus
- Kasvien siemenet / N. N. Kaden // Saflori - Soan. - M . : Soviet Encyclopedia, 1976. - ( Great Soviet Encyclopedia : [30 osassa] / päätoimittaja A. M. Prokhorov ; 1969-1978, osa 23).
- Ivanovsky D. I. , Korzhinsky S. I. Seed, kasveissa // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : 86 osassa (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.
- Melikyan A.P., Nikolaeva M.G., Komar G.A. Seed // Kasvien elämä: 6 osassa. /Toim. A. L. Takhtadzhyan . - M . : Education, 1980. - V. 5. Osa 1. Kukkivat kasvit. Kaksisirkkaiset: magnoliidit, ranunkulidit, hamamelidit, karyofyllidit. - S. 84-91.
- Danovich K. N., Sobolev A. M., Zhdanova L. P., Illi I. E., Nikolaeva M. G., Askochenskaya N. A., Obrucheva N. V., Khavkin E. E. Seed physiology / USSR Academy of Sciences; Tieteellinen kasvien fysiologian ja biokemian ongelmia käsittelevä neuvosto; Kasvifysiologian instituutin Punaisen lipun ritarikunta. K. A. Timiryazev; Rep. toim. b. n. A. A. Prokofjev. - M .: Nauka, 1982. - 318 s.
- Nikolaeva M.G. jne . Siementen biologia . - Pietari. , 1999.
- Tsinger N. V. Siemenet, sen kehitys ja fysiologiset ominaisuudet / Neuvostoliiton tiedeakatemian pääkasvitieteellinen puutarha . - M. : Neuvostoliiton tiedeakatemian kustantamo, 1958. - 288 s. - 7000 kappaletta.
- Thor Hanson. Seed Triumph. Kuinka siemenet valloittivat kasvimaailman ja vaikuttivat ihmisten sivilisaatioon = Thor Hanson The Triumph of Seeds: Kuinka viljat, pähkinät, jyvät, palkokasvit ja siemenet. - M . : Alpina Publisher, 2018. - 374 s. - ISBN 978-5-91671-809-6 . .
Linkit
- Seed Science Research ( Käytetty 29. tammikuuta 2011)
| jäljentäminen | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Aseksuaalinen lisääntyminen , mitoosi |
| ||||||||||
| Seksuaalinen lisääntyminen , meioosi , tsygootti |
| ||||||||||
 Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
|---|---|---|---|---|
| ||||