Net mokykloje, kur buvo botanika (6 klasė), sėklos struktūra buvo gana paprasta ir įsimintina tema. Tiesą sakant, šis augalo generacinis organas atsirado dėl ilgo evoliucijos proceso ir turi sudėtingą ir unikalią struktūrą. Straipsnyje aptarsime jo struktūrinių dalių ypatybes, dviskilčių sėklų struktūrą, taip pat nustatysime augalų sėklų biologinį vaidmenį.
Sėklos atsiradimas evoliucijos procese
Augalai ne visada sugebėdavo suformuoti sėklas. Yra žinoma, kad gyvybė atsirado vandenyje, o dumbliai buvo pirmieji augalai. Jie turėjo primityvią struktūrą ir dauginosi vegetatyviškai - talijos dalimis ir specializuotų judrių ląstelių - zoosporų pagalba. Pirmieji sausumoje išsilaipino raganosiai. Jie, kaip ir būsimi jų įpėdiniai – aukštesni sporiniai augalai, dauginasi sporų pagalba. Tačiau šioms specializuotoms ląstelėms vystytis buvo būtinas vanduo. Todėl, pasikeitus aplinkos sąlygoms, sumažėjo ir jų skaičius.
Kitas evoliucijos žingsnis buvo sėklos atsiradimas. Tai buvo didžiulis žingsnis į priekį daugelio rūšių prisitaikymui ir plitimuiaugalai. Išorinė ir vidinė sėklos struktūra lemia patikimą embriono apsaugą, apsuptą vandens ir maistinių medžiagų atsargų. Tai reiškia, kad jie padidina planetos floros gyvybingumą ir rūšių įvairovę.
Sėklų formavimo procesas
Panagrinėkime šį procesą augalų grupės, kuri dominuoja šiuolaikiniame pasaulyje, pavyzdžiu. Tai Angiosperms skyriaus atstovai. Visi jie sudaro gėlę – svarbiausią generatyvinį organą. Jo piestelėje yra kiaušinėlis, o kuokelių dulkėse yra spermatozoidų. Pasibaigus apdulkinimo procesui, t.y. žiedadulkių pernešimas iš kuokelių dulkinių į piestelės stigmą, spermatozoidai gemalo vamzdeliu juda į kuokelių kiaušidę, kur vyksta gametų susiliejimo procesas – apvaisinimas. Dėl to susidaro embrionas. Kai antrasis spermatozoidas susilieja su centrine gemalo ląstele, susidaro rezervinė maistinė medžiaga. Jis taip pat vadinamas endospermu. Sėklos struktūrą užbaigia tvirtas išorinis apvalkalas. Tokia struktūra yra būsimo augalo organizmo vystymosi pagrindas.
Išorinė sėklų struktūra
Kaip jau minėta, sėklos išorė padengta žievele. Jis yra pakankamai tankus, kad apsaugotų viduje esantį embrioną nuo mechaninių pažeidimų, temperatūros pokyčių ir kenksmingų mikroorganizmų įsiskverbimo. Tačiau sėklų spalva labai skiriasi: nuo juodos iki ryškiai raudonos. Tokią sėklos struktūrą lengva paaiškinti. Kai kuriuose augaluose spalva tarnauja kaip kamufliažas. Pavyzdžiui, kad pasodinus paukščiai jų nematytų dirvoje. Kita vertus, kiti augalaiPritaikytas įvairių gyvūnų sėklų platinimui. Kartu su nesuvirškintais maisto likučiais jie išskiria juos toli už pirminio augalo buveinės ribų.
Vidinė sėklos struktūra
Pagrindinė bet kurios sėklos dalis yra gemalas. Tai ateities organizmas. Todėl jis susideda iš tų pačių dalių kaip ir suaugęs augalas. Tai yra gemalinė šaknis, stiebas, lapas ir pumpuras. Skirtingų augalų sėklos struktūra gali labai skirtis. Daugumoje jų endosperme kaupiasi atsarginės maistinės medžiagos. Tai apvalkalas, kuris supa embrioną, saugo ir maitina jį per visą individo vystymosi laikotarpį. Tačiau pasitaiko atvejų, kai sėklos brendimo ir dygimo metu ji visiškai sunaudoja endospermo medžiagas. Tada jie daugiausia kaupiasi mėsingose embriono dalyse. Jie vadinami skilčialapiais. Tokia struktūra būdinga, pavyzdžiui, moliūgams ar pupelėms. Tačiau piemens rankinėje medžiagų atsargos sutelktos embriono šaknies audinyje. Skiriasi ir įvairių sisteminių augalų grupių sėklos.
Gimnosėklių sėklų ypatybės
Šios organizmų grupės sėklos išorinei ir vidinei struktūrai būdinga tai, kad embriono formavimosi ir vystymosi procesas vyksta sėklos lukšto paviršiuje. Gimnosėklių sėklos, be pagrindinių dalių, turi pterigoidinę plėvelinę ataugą. Tai padeda plisti šių augalų sėkloms su vėjo pagalba.
Daugiauvienas gimnosėklių sėklų ypatybių yra jų formavimosi trukmė. Kad jie taptų gyvybingi, turėtų užtrukti nuo keturių mėnesių iki trejų metų. Sėklų brendimo procesas vyksta kūgiuose. Tai visai ne vaisiai. Tai specializuotos pabėgimo modifikacijos. Kai kurios spygliuočių sėklos gali būti laikomos spurguose dešimtmečius. Visą šį laiką jie išlaiko savo gyvybingumą. Kad sėklos nukristų į žemę, kūgio žvynai atsiveria savaime. Juos pakelia vėjas, kartais nunešdamas didelius atstumus. Jei kūgiai minkšti, išoriškai panašūs į riešutus, jie atsiveria ne patys, o padedami paukščių. Ypač mėgsta vaišintis sėklomis, įvairių rūšių kėniais. Tai taip pat prisideda prie Gymnosperms skyriaus atstovų persikėlimo.
Pats šio sisteminio vieneto pavadinimas rodo, kad būsimo augalo embrionas yra prastai apsaugotas. Iš tiesų, endospermo buvimas garantuoja tik sėklos vystymąsi. Tačiau daugelio augalų spurgai atsiveria nepalankiomis vystymosi sąlygomis. Patekusios į dirvos paviršių, sėklas veikia žema temperatūra ir trūksta drėgmės, todėl ne visos jos sudygsta ir išauga naujas augalas.
Žydinčių augalų sėklų ypatybės
Palyginti su gimnasėkliais, Žydėjimo skyriaus atstovai turi nemažai reikšmingų pranašumų. Jų sėklos formuojasi gėlių kiaušidėse. Tai labiausiai išsiplėtusi piestelės dalis, iš kurios atsiranda vaisiai. Dėl to jų viduje vystosi sėklos. Jie apjuosti trimis apyvaisio sluoksniais, kurie skiriasi savo savybėmis irfunkcijas. Apsvarstykite jų struktūrą naudodamiesi slyvų kaulavaisės pavyzdžiu. Išorinis odinis sluoksnis apsaugo nuo mechaninių pažeidimų, užtikrina vientisumą. Vidutinis yra sultingas ir mėsingas. Jis maitina ir aprūpina embrioną reikiama drėgme. Vidinis sukaulėjęs sluoksnis yra papildoma apsauga. Dėl to sėklos turi visas būtinas sąlygas vystytis ir dygti net ir nepalankiomis aplinkybėmis.
Vienskilčių sėklos
Vienaskilčių sėklos struktūrą nustatyti labai lengva. Jų embrioną sudaro tik vienas skilčialapis. Šios dalys taip pat vadinamos gemalo sluoksniais. Visi javų, svogūnų ir lelijų šeimų augalai yra vienaskilčiai. Jei daiginsite kukurūzų ar kviečių sėklas, netrukus iš kiekvieno grūdo dirvos paviršiuje susidarys vienas lapelis. Tai yra skilčialapiai. Ar bandėte padalyti ryžių grūdus į keletą dalių? Natūralu, kad tai neįmanoma. Taip yra todėl, kad jo embrioną sudaro vienas sėklaskiltis.
Divikojų sėklos
Rosaceae, Solanaceae, Asteraceae, ankštinių augalų, kopūstų ir daugelio kitų šeimų sėklos šiek tiek skiriasi savo struktūra. Net pagal pavadinimą nesunku atspėti, kad jų embrionas susideda iš dviejų skilčialapių. Tai yra pagrindinė sisteminga savybė. Dviskilčių augalų sėklų sandara lengvai matoma plika akimi. Pavyzdžiui, saulėgrąžų sėklą nesunku padalyti į dvi lygias dalis. Tai yra jo embriono skilčialapis. Dviskiltės sėklos struktūra matyti ir iš jaunų daigų. Paprastųjų pupelių sėklas stenkitės daiginti namuose. Ir pamatysite, kad virš žemės atsiras du kareliai.
Sėklų daigumo sąlygos
Diskilčių augalų, taip pat kitų sisteminių šios laukinės gamtos karalystės vienetų atstovų sėklų struktūra lemia visų embriono vystymuisi būtinų medžiagų buvimą. Tačiau dygimui būtinos kitos sąlygos. Kiekvienam augalui jie yra visiškai skirtingi. Pirma, tai yra tam tikra oro temperatūra. Šilumą mėgstantiems augalams tai yra +10 laipsnių Celsijaus. Bet žieminiai kviečiai pradeda vystytis jau esant + 1. Taip pat reikia vandens. Jo dėka grūdai išsipučia, o tai pagreitina kvėpavimo ir medžiagų apykaitos procesus. Maisto medžiagos paverčiamos tokia forma, kad vaisius jas galėtų pasisavinti. Oro ir pakankamai saulės šviesos yra dar dvi sąlygos sėklai sudygti ir visam augalui vystytis, nes be jų fotosintezė neįmanoma.
Sėklos ir vaisiai
Kiekviename vaisiuje yra sėklų. Aukštesnių augalų sėklų struktūra beveik identiška. Tačiau vaisiai yra įvairesni. Paskirstykite sausus ir sultingus vaisius. Jie skiriasi sluoksnių, esančių aplink sėklą, struktūra. Sukulentuose vienas iš apyvaisio sluoksnių būtinai yra mėsingas. Slyvų, persikų, obuolių, aviečių, braškių… Šiuos skanėstus visi mėgsta būtent dėl to, kad yra sultingi ir saldūs. Džiovintų vaisių apyvaisis yra odiškas arba sukaulėjęs. Jo sluoksniai paprastai susilieja į vieną,patikimai apsaugodamos sėklas viduje. Dėžutė aguonų, garstyčių ankštys, kviečių grūdai turi tokią struktūrą.
Biologinis sėklų vaidmuo
Dauguma planetos augalų dauginimuisi naudoja sėklas. Šiuolaikinių augalų sėklų struktūra yra ilgos evoliucijos rezultatas. Šiuose generatyviniuose organuose yra embrionas ir medžiagų atsargos, užtikrinančios jo augimą ir vystymąsi net ir nepalankiomis sąlygomis. Sėklos yra pritaikytos pasklisti, todėl padidėja jų išgyvenimo ir nusėdimo tikimybė.
Taigi sėkla yra tręšimo proceso rezultatas. Tai struktūra, susidedanti iš embriono, atsarginių medžiagų ir apsauginio žievelės. Visi jo elementai atlieka tam tikras funkcijas, dėl kurių sėklinių augalų grupė užėmė dominuojančią padėtį planetoje.
