Augalų pasaulyje galima išskirti dvi dauginimosi formas: nelytinį ir lytinį. Pirmajam tipui priskiriami tokie paveldimos informacijos perdavimo būdai kaip tiesioginis ląstelių dalijimasis, vegetatyvinis – naudojant somatinių ląstelių grupę ir dauginimasis specializuotomis haploidinėmis ląstelėmis – sporomis. Antroji, labiau pažengusi forma – lytinis dauginimasis, dėl kurio susidaro sėklos. Jis randamas gimnazdžių ir žydinčių augalų, dar vadinamų gaubtasėkliais, gyvavimo cikle. Šiame darbe nagrinėsime pupelių sėklos išorinę sandarą, išsiaiškinsime sąlygas, būtinas jai dygti, taip pat nustatysime, kokius privalumus turi sėklomis daugintis galintys augalai.
Iš ko ir kaip susidaro sėklos?
Pupelės yra šilumą mėgstantis vienmetis ankštinių šeimos derlius, kurio žiedai būdingos formos primenaburlaivis ar drugelis, sėdintis sulenktais sparnais. Gėlės viduje, specialioje jo dalyje, vadinamoje piestelėmis, yra sėklos gemalas, kuris po savo kevalais paslėpė embriono maišelį. Jame yra kiaušinis ir diploidinė struktūra, vadinama centrine ląstele. Jie paeiliui apvaisinami dviem spermatozoidais, dėl kurių atsiranda pupelių sėkla. Jame yra embrionas, augimui ir vystymuisi reikalingų organinių junginių atsargos, du skilčialapiai ir sluoksnis, vadinamas sėklos apvalkalu.
Kas yra dviskilčių sėklos
Visi žydintys augalai su dviem skilčialapiais dėl apvaisinimo formuoja vaisius su sėklomis, kurių formavimosi metu pagrindinį vaidmenį atlieka visos žiedo dalys: taurelė, vainikas su žiedlapiais, androecium, susidedantis iš kuokelių ir, žinoma, piestelė su sėklų primordijomis. Pupelės sėklos sandara tiriama 6 klasėje, susipažįstant su tokia biologijos dalimi kaip botanika. Jis turi elipsės formą, kurioje įspūdingas sėklų kiekis derinamas su palyginti mažu paviršiaus plotu.
Ši funkcija sumažina sėklos sąlytį su aplinka. Išorinė pupelių sėklos struktūra primena pagrindinį žinduolių šalinimo sistemos organą. Žmogaus anatomijoje netgi yra apibrėžimas – pupelės formos inkstas. Vidinėje, įgaubtoje pusėje yra randas – vieta, kuria pupelės sėkla prisitvirtina prie sausų vaisiaus lapų, vadinama pupele. Iš čia ir kilo augalų šeimos pavadinimas – Ankštiniai. Jame yra daugiau nei 12 tūkstančių rūšių. DaugumaAtstovai yra žolinės formos, tačiau yra ir krūmų bei medžių. Tarp ankštinių augalų įvardinsime vertingų augalinių b altymų kiekio čempionus: tai sojos pupelės, žirniai, pupelės, lęšiai.
Sėklinės struktūros ir jų reikšmė
Ir toliau svarstykime pupelių sėklos struktūrą. Žemiau esančiame paveikslėlyje aiškiai matyti, kad yra anksčiau nurodytos dalys, būtent: sėklos apvalkalas, du skilčialapiai ir tarp jų esantis embrionas.
Kaip buvo nustatyta, išorinė dalis – sėklos odelė – yra sėklos gemalų sluoksnių (integumentų) darinys. Jis atlieka apsaugos nuo džiūvimo, nepalankių temperatūrų ir kitų neigiamų abiotinių veiksnių funkciją. Žinoma, pagrindinė sėklos struktūra yra embrionas. Kodėl taip yra, pažvelkime į kitą skyrių.
Dvišakio embrionas
Kaip prisimename, dvigubo apvaisinimo procese, kuris būdingas tik žydintiems augalams, iš apvaisinto kiaušinėlio susidaro daugialąstelinis darinys – zigota. Jis vadinamas embrionu ir turi tris dalis: gemalo šaknį, stiebą ir inkstus. Atkreipkime dėmesį į vidinę pupelių sėklos struktūrą. Žemiau pateiktoje diagramoje aiškiai matyti, kad embrionas, saugiai pasislėpęs tarp skilčialapių, yra ne tik pati svarbiausia, bet ir pati gležniausia bei pažeidžiamiausia struktūra. Toliau atsakysime į klausimą, kokios funkcijos būdingos pagrindiniams embriono komponentams.
Vaisiaus šaknis
Neįtikėtinasausumos augalų skaičius turi gerai išvystytą šaknų sistemą: pagrindinę, šoninę ar atsitiktinę. Žolės, krūmai ir sumedėjusios rūšys gali sudaryti dviejų tipų požemines struktūras, kurios botanikoje vadinamos liemeninėmis ir pluoštinėmis šaknų sistemomis. Kaip paaiškėjo, jie pradeda vystytis nuo tos pačios dalies - gemalo šaknies. Jo ląstelių dalijimosi pradžia augalų fiziologijoje yra pagrindinis kriterijus, pagal kurį nustatomas tokio mechanizmo, kaip sėklų daigumas, paleidimas. Pupelėms, pomidorams, žirniams ir kitoms šilumą mėgstančioms ir jautrioms kultūroms reikalingas optimalus įvairių aplinkos veiksnių derinys, kad šis procesas būtų užbaigtas ir atsirastų naujas jaunas augalas.
Skilčialapiai ir jų vaidmuo palaikant sodinuko gyvybę
Kad sėkla sudygtų, reikia pakankamai maistinių junginių: cukrų, amino rūgščių, riebalų. Dviskilčių augalų jis kaupiasi sėklaskilčiuose. Embriono dygimo pradžioje organinės medžiagos pereina į ištirpusią formą, kuri yra labiausiai prieinama ląstelėms pasisavinti. Dviskilčių augalų sodinukuose skilčiai pradeda veikti kaip pirmieji antžeminiai, vadinamieji embrioniniai lapai. Nepaisant to, jie gali vykdyti fotosintezę ir aprūpinti jaunuolį visomis būtinomis plastikinėmis medžiagomis.
Kas yra sėklų daigumas?
Tai fiziologinis procesas, pagrįstas perėjimo mechanizmu nuo latentinio sėklos gyvavimo laikotarpio iki aktyvaus embriono dalių augimo etapo: šaknis ir stiebas su lapais. Dėl to pirmiausia atsiranda daigas irtada formuojasi jaunas augalas. Kaip atrodo dygstanti pupelių sėkla? Žemiau esančioje nuotraukoje aiškiai matyti, kad pirmiausia pradeda vystytis gemalinė šaknis, tada kotelis iškelia skilčialapių lapus virš žemės. Po kurio laiko iš stiebo augimo kūgio, susidedančio iš viršūninio auklėjamojo audinio – meristemos – susidaro tikrieji pupinio augalo lapai.
Poilsio laikotarpis
Nokinus vaisiams, vadinamiems pupelėmis, iš sodo surinktos pupelių sėklos iš karto nesugeba sudygti. Ne tik ankštinių šeimos augalų, bet ir kitų grupių atstovų, tokių kaip pomidorai, baklažanai, agurkai, po derliaus nuėmimo užtrunka, kol jų sėklos subręsta. Jam pirmiausia būdinga tai, kad šiuo metu embriono ląstelėse metabolizmas vyksta labai žemu lygiu. Sėklų kvėpavimo praktiškai nėra, vandens kiekis yra mažesnis nei šeštadalis visos masės.
Dėl to sėklos turi minimalią dygimo energiją, kurios nepakanka sėklaskilčių organinėms medžiagoms pereiti į tirpią formą. Tiek išorinė, tiek vidinė pupelių sėklų struktūra latentiniu laikotarpiu niekuo nesiskiria nuo auginimo sezono, kai jos ruošiamos sėti į žemę. Skirtumai pirmiausia susiję su medžiagų apykaitos reakcijų greičiu embriono ląstelėse, kuri sėklų ramybės laikotarpiu yra labai maža.
Ko reikia embrionui sudygti
Agronomijoje galiteišryškinkite šias sąlygas, užtikrinančias kokybišką sėklos daigumą ir draugiškų daigų išvaizdą: vandens buvimas, palanki temperatūra, deguonies buvimas, optimalus apšvietimas. Panagrinėkime šiuos veiksnius išsamiau. Pirmas mūsų abiotinių sąlygų sąraše yra vanduo. Jis reikalingas ląstelių patinimui, kartu su padažnėjusiu jų kvėpavimu.
Tyrinėdami pupelių sėklos sandarą išsiaiškinome, kad embriono maitinimas įmanomas tik tada, kai organinės medžiagos, esančios skilčialapiuose, pereina į ištirpusią formą. Taip yra dėl to, kad vandens molekulės prasiskverbia į jų saugojimo parenchimą. Būdamos šilumą mėgstančios kultūros, pupelės gerai dygsta gerai įšilusioje dirvoje. Tačiau apšvietimas neturi įtakos daigumo energijai. Norint dirbtinai pašalinti sėklas iš latentinės būsenos, jos apdorojamos stimuliatoriais, pvz., fitohormonais.
Jie taip pat atlieka skarifikaciją, tai yra, jie mechaniškai pažeidžia žievelės vientisumą, nepažeisdami struktūrų, sudarančių vidinę pupelių sėklos struktūrą, ypač jos sėklalizdžius ir embrioną. Taigi visa aukščiau nurodyta žemės ūkio praktika pagreitina pasėlių dygimo procesą.
