Строение семян. Строение семян однодольных и двудольных растений. Семенное растение

Размножение семенных растений | Учеба-Легко.РФ

У всех зелёных растений, обитающих на суше, и у высших водорослей наблюдается чередование поколений, при котором гаметофит чередуется со спорофитом. Наиболее совершенными органами размножения среди растений обладают покрытосеменные. В процессе адаптации к жизни на суше они развили семена и плоды, обеспечивающие питание и защиту зародышам. Мужские гаметы, заключённые в пыльце, переносятся на женские органы (опыление), после чего прорастает пыльцевая трубка.

Цветковые растения обладают уникальной системой размножения

Эволюция наделила покрытосеменные растения специализированным органом размножения – цветком, размещённом на цветоложе. Цветки могут объединяться в группы – соцветия: щитки, колоски, зонтики и другие. Наиболее сложными соцветиями считаются корзинки сложноцветных; нередко они объединяют в себе несколько типов простых цветков. По-видимому, крупные соцветия больше привлекают насекомых, нежели небольшие одиночные цветки.

Типы соцветий

Снаружи цветок окружён чашелистиками и лепестками. У двудольных растений они различаются по строению: внешние чашелистики (чашечка) служат, в основном, для защиты цветка, а расположенный внутри них венчик из лепестков привлекает внимание насекомых. У растений, опыляемых ветром, венчик мелкий и зеленоватый, а иногда отсутствует вовсе. И чашечка, и венчик могут состоять из отдельных лепестков, а могут – из сросшихся (хотя бы частично) в трубочку.

Строение цветка

Мужской половой орган цветка – андроцей – состоит из тычинок. Каждая тычинка составлена из заключённых в пыльник четырёх пыльцевых мешков, в которых образуется пыльца, и тычиночной нити, по которой подводятся питательные вещества и вода. Женский половой орган – гинецей (пестик). Он состоит из рыльца, на которое должна попадать пыльца, выполняющего опорные функции столбика и завязи, содержащей один или несколько семязачатков. В семязачатках развиваются зародышевые мешки, которые после оплодотворения превращаются в семена. Кроме того, в состав цветков, опыляемых насекомыми, входят нектарники, которые выделяют сахаристый нектар.

Тычинки и пестик могут развиваться как в одном гермафродитном цветке, так и в разных цветках. В последнем случае мужские и женские особи могут развиваться на одной особи (однодомные растения), либо на разных (двудомные растения).

Пыльцевые зёрна зреют в пыльцевых мешках. У каждого зерна образуется толстая стенка, поверхность которой покрыта рельефными узорами, специфичными для данного вида. Материал, составляющий стенку, очень устойчив, благодаря чему пыльца может сохраняться в неизменности миллионы лет. По мере созревания стенки пыльника ссыхаются и растрескиваются, и пыльца вываливается наружу. В процессе опыления пыльца переносится на пестики. Если пыльца переносится на другое растение, то происходит перекрёстное опыление. Оно менее надежно, чем самоопыление (особенно, в местностях, где представители данного вида существуют на больших расстояниях друг от друга), но зато способствует генетической изменчивости. В ходе эволюции цветковые растения выработали специальные механизмы, способствующие перекрёстному опылению: дихогамию (созревание тычинок и пестиков в разное время), самонесовместимость, строение цветка. У растений, опыляемых насекомыми, цветки имеют специфический аромат, а клейкие или шероховатые пыльцевые зерна легко пристают к телу животного. Растения, опыляемые ветром, вынуждены производить очень большое количество пыльцы.

Цветки могут опыляться при помощи ветра, насекомых и даже птиц

Попав на рыльце, пыльцевое зерно под действием ауксина и сахарозы начинает быстро прорастать вглубь. Направление роста определяется особыми веществами (хемотропизм). Ядро пыльцевого зерна делится, образуя две мужские гаметы. С помощью пыльцевой трубки они проникают в зародышевый мешок, где одно из них сливается с женской гаметой, а второе – с двумя полярными ядрами, образуя триплоидное ядро. Семязачаток становится семенем, а завязь – плодом. Плод называется истинным, если образован только завязью, и ложным, если в образовании плода помимо завязи участвуют и другие части цветка, например, цветоложе, венчик. В образовании сборных плодов участвуют несколько пестиков.

Слева – строение пыльника. Справа – пыльцевые зёрна под микроскопом

После многократного деления зигота превращается в многоклеточный зародыш, состоящий из первичного побега, первичного корешка и одной или двух семядолей. В семядолях запасаются питательные вещества. Триплоидное ядро многократно делится, образуя эндосперм, в котором также содержится запас питательных веществ. По мере развития содержание воды в семени снижется до 10–15 %. Плод созревает, стенки завязи приобретают порой весьма замысловатую форму, способствуя распространению семян (колючки и крючки, летучки, крылатки). Остальная часть цветка отмирает. Семена (вместе с плодом или без него) переносятся ветром, водой или животными в новое место, где прорастают, давая начало новому растению.

Семена являются приспособлением растения к наземному образу жизни. Они имеют защитные и питательные функции, дополнительные приспособления для переноса ветром или животными. С другой стороны, производство семян стоит растению большого количества энергии и питательных веществ, а вероятность неудачи при размножении семенами больше, чем при размножении спорами.

Сочные плоды. Слева направо: яблоко, ягода (помидор), многоорешек (косточки земляники с цветоложем), костянка (персик), многокостянка (ежевика)

Сухие плоды. Слева направо: орех, боб (горох), семенная коробочка (мак), семянка (подсолнечник), зерновка (пшеница), крылатка (клён)

uclg.ru

Появление растений, размножающихся семенами. Палеозойские голосеменные растения

Мы отмечали, что вместе с папоротникообразными, размножающимися спорами, впервые появились растения, у которых размножение осуществлялось при помощи семян.

Мы уже познакомились с древовидным семенным папоротником — растением с большими листьями папоротника, приносившим семена. Встречались и семенные плауны — растения с мелкими, характерными для плауновых листьями; они также приносили семена. Были и ещё семенные растения — своеобразные крупные деревья «с листьями ландышей», названные кордаитами. Появление растений, размножающихся семенами, знаменовало собой новый большой шаг вперёд в развитии растительного мира. Мы неоднократно указывали, что у папоротникообразных из споры, высыпавшейся из спорангия и попавшей на влажную почву или в другие подходящие условия, развивается заросток с половыми органами. Если же растение производит разные споры, то из крупной споры развивается заросток с женскими органами, а из мелкой — заросток с мужскими.

Во всех этих случаях, для того чтобы произошло оплодотворение, мужская половая клетка — сперматозоид — должна добраться до архегония, пользуясь водной средой. Без наличия воды оплодотворение не может осуществиться. В такой зависимости от водной среды псилофитов и всех папоротникообразных, как ранее живших, так и ныне живущих, можно видеть печать их происхождения от водных растений. Естественно, эта зависимость от воды в важнейшем жизненном процессе — оплодотворении — ограничивала возможности расселения этих растений, привязывала их к влажным местообитаниям.

Первичные семенные растения освободились от этой зависимости. У них споры прорастали в спорангиях, т. е. непосредственно на самих материнских растениях, заростки оставались здесь же, а следовательно, и половые органы возникали уже непосредственно на породившем споры растении. Если растения были раздельнополые, то на одних развивались крупные спорангии — семяпочки, в которых и протекали процессы образования спор, развития заростка и архегониев, а на других растениях развивались спорангии — пыльники, дающие мелкие споры, а из них — пылинки. Пылинки переносились ветром на семяпочки, там они прорастали и образовывали сперматозоиды. Оплодотворение могло произойти уже без участия посторонней растению воды.

Кроме этого очень важного преимущества, приобретённого семенными растениями, они получили гораздо большие возможности в воспитании и защите самим материнским растением нового организма — зародыша, находящегося в семени.

Спора — одна клетка с ограниченным количеством запасных питательных веществ.

Семя — многоклеточный орган с большими возможностями отложения запасных питательных веществ для развивающегося зародыша. Покровы семени (кожура) и питающая ткань, окружающая зародыш, являлись хорошей защитой последнему от неблагоприятных воздействий меняющихся климатических условий. Следовательно, при помощи семян создавались лучшие условия для продления рода.

Первые семенные растения имели семяпочки, развивавшиеся на специализированных листьях. Семяпочки лежали открыто на этих листьях, и семена, развивающиеся из семяпочек, были «голые». Поэтому растения с такими открытыми семяпочками и семенами названы «голосеменными».

Появление семян, несомненно, явилось выражением приспособительных изменений у растений в связи с изменением климата в сторону большей его сухости и при дальнейшем завоевании суши растениями, а также и приспособлением для лучшего обеспечения потомства.

Известно, что древние голосеменные, например кордаиты, могли селиться в более сухих местах, чем местообитания папоротникообразных. Приспособление к новым условиям жизни, естественно, сказалось не только появлением семян, оно вызвало соответственные изменения в тканях растений и обеспечило большее совершенство в передвижении веществ по телу растения.

Все эти преимущества и определили собой то, что в борьбе за жизнь в изменяющихся условиях существования выжили голосеменные. Правда, судьбу папоротникообразных разделили и зародившиеся еще в девоне древние голосеменные — семенные папоротники, семенные плауны и кордаиты. Они сошли со сцены примерно вместе с древовидными плаунами и хвощами. Но они успели породить ещё более совершенные формы голосеменных растений, которые своей победой и определили новый рубеж в истории наземной флоры. Господство на Земле папоротникообразных и древних голосеменных растений кончается вместе с палеозойской эрой.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.activestudy.info

Строение семян. Строение семян однодольных и двудольных растений

Все растения можно разделить на споровые и семенные. К споровым относятся мхи, плауны, папоротниковые и хвощи. Их жизненный цикл делится на спорофит и гаметофит. Спорофит размножается бесполым путем, формируя споры. Для гаметофита характерно половое размножение, при котором растение формирует гаметы — половые клетки — мужские и женские. Когда они объединяются, образуется зигота, из которой вырастает новая особь, которая, в свою очередь, будет уже формировать споры. У семенных растений все сложнее, так как они из зиготы образуют семена.

Что это такое?

Семя — это особая многоклеточная структура, необходимая растению для размножения. Их изучает наука о растениях — ботаника, которую включает в себя биология. Строение семян может быть сложным и зависит от отдела и класса, к которому принадлежит растение.

Классификация семенных растений

Все они делятся на два отдела: голосеменные и покрытосеменные. Определяющим фактором при разделении является строение семян, а именно наличие или отсутствие у него дополнительной защиты.

Голосеменные

Этот отдел состоит из около 700 видов растений. Они разделяются на четыре класса: хвойные, гинкговые, саговниковые и гнетовидные.

Класс гнетовидные

Он представлен тремя семействами: хвойниковых, гнетовых и вельвичиевых. Последнее семейство состоит из единственного вида — Вельвичии удивительной. Семейство гнетовых представлено около 40 видами гнетума, а хвойниковые — 67 видами хвойников, или эфедр, в том числе Хвойником шероховатым, Эфедрой горной и др.

Гинкговые

К нему относится всего один вид растений — Гинкго двулопастный. Это реликтовый организм, который сохранился еще со времен Пермского периода.

Класс саговниковые

Он состоит из одноименного семейства, включающего 90 видов растений. К ним относятся в том числе Саговник гребневидный, Саговник поникающий, Саговник Туара и др.

Хвойные

Это наиболее многочисленный класс отдела голосеменных. Раньше этот класс делился на три порядка, представители двух из которых на данный момент вымерли. В наши дни хвойные состоят из одного порядка — сосновых. Он, в свою очередь включает в себя семь семейств: сосновые, тисовые, араукариевые, кипарисовые, подокарповые, сциадопитисовые и головчатотисовые.

Отдел покрытосеменные

Эти растения более многочисленны, чем голосеменные. Это господствующий отдел в наше время. Он делится на два больших класса: однодольные и двудольные. Решающим фактором при таком разделении стало строение семян растений.

Однодольные

Этот класс представлен 60 семействами, в том числе лилейными, луковыми и злаковыми. В общей сложности данный класс насчитывает около 60 тысяч видов растений.

Класс двудольных

Состоит из около 350 семейств. Самыми известными из них являются крестоцветные, розоцветные, бобовые, сложноцветные и пасленовые.

Строение семян голосеменных

Рассмотрим семена хвойных, гинкговых, саговниковых и гнетовидных. Это первые растения, которые в ходе эволюции получили семя.

Внешнее строение его предусматривает наличие плотной кожуры. На ней могут присутствовать дополнительные выросты, которые способствуют лучшей защите и распространению семян. Так, у сосны семена имеют крыловидные придатки, которые помогают им распространяться.

Так как плода у голосеменных нету, их кожура имеет сложное строение. Так, у саговниковых и гинкговых она состоит из трех слоев. Самый верхний называется саркотеста. Он мягкий и мясистый. Средний слой самый твердый, он и защищает семя. Он называется склеротеста. Внутренний слой к моменту дозревания семени становится пленчатым, он называется эндотеста. В основном такие семена распространяются с помощью животных, которые поедают вкусную мясистую саркотесту, не повреждая твердой саркотесты. Как видите, кожура семян голосеменных растений — практически аналог плода покрытосеменных растений.

Внутри содержится зародыш и эндосперм.

Зародыш — это по сути уже маленькое растение. У него есть зародышевый корень и побег, состоящий из стебля, листочков (их количество может варьироваться) и верхушечной почки.

Эндосперм — это питательные вещества, которые необходимы для прорастания семени.

Строение однодольных семян

У покрытосеменных структура семян чуть сложнее, чем у голосеменных. Кроме того, они дополнительно защищены плодом. Яркий пример однодольных растений — злаки. Поэтому рассмотрим строение семени пшеницы. Они, как и семена голосеменных, построены из кожуры, эндосперма и зародыша, состоящего из корешка, листика и почки, однако в их составе также присутствует семядоля (в данном случае одна). Семядоля — это толстый лист, который при прорастании семени и становится первым листком. Злак, в том числе и пшеница, — это не семя, а плод (зерновка), состоящий из семени и околоплодника, который плотно сросся с кожурой. Большую часть внутреннего пространства семени однодольных занимает эндосперм — совокупность питательных веществ (крахмала, жиров, протеинов и т. д.). Семядоля отделяет зародыш от эндосперма.

Структура семян всех однодольных напоминает строение семени пшеницы. Но бывают и некоторые исключения. Например, в семенах стрелолиста отсутствует эндосперм, а питательные химические соединения, необходимые для прорастания, находятся уже в самом зародыше. А у лука и ландыша эндосперм расположен вокруг зародыша.

Двудольные

Строение семени двудольного растения во многом похоже на таковое у однодольных. Однако у них есть и отличия. Главное, чем различаются строение семян однодольных и двудольных растений, — это количество семядоль. У рассматриваемых сейчас растений их две. Они расположены по обе стороны от зародыша. Стебель, корешок и почка находятся между семядолями.

В качестве типичного примера можно взять строение семян фасоли. Это типичный представитель класса двудольных, принадлежащий к семейству бобовых. Строение семян фасоли предусматривает наличие толстой блестящей кожуры, надежно защищающей зародыш. На вогнутой стороне семени находится рубчик. Это место, к которому прикрепляется семяножка, необходимая для соединения семязачатка со стенкой завязи. Рядом с ним находится маленькое отверстие — семявход. Строение семян фасоли также предусматривает наличие питательных веществ в семядолях. Такое наблюдается у многих двудольных растений, поэтому семена многих из них вообще не содержат эндосперма.

Однако есть двудольные растения, зародыши которых получают органические химические соединения для прорастания только из эндосперма. Это, например, сирень, сладкий перец, липа, мак. Есть такие растения, в семенах которых питательные вещества есть и в эндосперме, и в семядолях. Это, к примеру, ясень.

Дополнительная защита семени покрытосеменных растений

Это плод. Он служит для сохранения семени от механических и температурных повреждений. Кроме того, он необходим, чтобы обеспечивать распространение семян на дальние расстояния.

Плоды бывают простыми и сложными. Простые — это одиночные плоды, а сложные — собранные из нескольких сросшихся плодов. Сложные плоды еще называются апокарпиями.

Плод у покрытосеменных растений формируется из завязи цветка. Остальные его части в большинстве случаев увядают, однако иногда из них могут формироваться дополнительные оболочки.

То, что формируется из завязи, называется перикарпий. Он состоит из трех оболочек: эндокарпия, мезокарпия и экзокарпия, или эпикарпия. Первый слой — внутренний, второй — средний, а третий — внешний. Эти три слоя несложно идентифицировать невооруженным глазом. Для примера можно рассмотреть плод персика. Его кожица — это экзокарпий, мякоть — мезокарпий, а деревянистая оболочка, надежно защищающая единственное в плоде семя, — эндокарпий. У яблока все похоже: кожица — это экзокарпий, мякоть — мезокарпий, а прозрачные пластинки, окружающие семечки, — экзокарпий. В основном у всех плодов мезокарпий представлен мякотью, но есть и исключения. Например, у цитрусовых экзокарпий — это кожица, мезокарпий — это белая или желтоватая прослойка между кожицей и мякотью, а мякоть — это эндокарпий.

Распространение семян

Это очень важно для растений, так как таким способом они могут расселиться на как можно большую площадь. Семена, особенно цветковых растений, способны распространяться намного дальше, чем споры. В этом заключается одно из значительных преимуществ семенных растений над споровыми.

Существует четыре основных типа распространения семян:

• по воздуху;
• по воде;
• с помощью животных;
• с помощью людей.

В зависимости от типа распространения семена и их плоды имеют различные дополнительные приспособления, например, парашютики одуванчиков для воздушного полета, цепляющиеся иголки репейника для распространения на шерсти животных и т. д. Сочный привлекательный мезокарпий, употребляемый в пищу и нами, тоже нужен растениям для эффективного распространения семян с помощью животных и людей.

В чем преимущество семян перед спорами?

Во-первых, такая структура имеет большие шансы на прорастание, так как обладает достаточным количеством питательных веществ в виде эндосперма и кожицей, с помощью которой семя может пережить неблагоприятные условия и прорасти позже.

Кроме того, для их распространения не обязательно наличие воды, как в случае со спорами. Также они способны распространиться намного дальше, чем споры, что обеспечивает освоение голосеменными и покрытосеменными растениями новых территорий.

И третье преимущество в том, что семена, в отличие от спор, являются результатом полового размножения, что позволяет разнообразить генотип растений и обеспечить лучшее их приспособление к условиям окружающей среды.

Заключение: таблица

Теперь вы знаете, как устроены семена, зачем они нужны и почему они лучше спор.

fb.ru

Смотрите также

• 
  Растения питания
• 
  Каталог растения
• 
  Растение похоже
• 
  Растение список
• Растения слово
• 
  Растение функция
• 
  Системы растений
• 
  Растения организмы
• 
  Растение царство
• 
  Растение аквариум
• 
  Растение почва