Семена различаются размером, формой, запасом питательных веществ и устройством зародыша. Чтобы описывать это разнообразие, ботаника использует несколько систем классификации: одни говорят о происхождении и строении тканей, другие — о запасах, положении семени или особенностях прорастания. Поэтому один и тот же образец может одновременно относиться к нескольким категориям. Ниже — справочник по основным понятиям: от частей семени до смысла терминов, которые встречаются в учебниках и описаниях растений.
- Что ботаники называют семенем
- Основные части семени и их названия
- Зародыш и семядоли
- Семенная кожура
- Эндосперм и другие запасающие ткани
- Классификации семян: разные признаки — разные ответы
- Эндоспермальные и безэндоспермные семена
- Классификация по числу семядолей
- Прорастание: состояние семени и положение семядолей
- Как читать описание семени
- Частые вопросы
- Эндосперм есть у всех семян?
- «Безэндоспермное» означает, что семя не содержит запасов?
- Можно ли определить семейство растения по числу семядолей?
- Покой семени и отсутствие прорастания — одно и то же?
Что ботаники называют семенем
Семя развивается из семязачатка после оплодотворения. У покрытосеменных растений семя оказывается внутри плода: стенка завязи обычно формирует его стенку, называемую околоплодником. У голосеменных плоды не образуются, а семена располагаются открыто на семенных чешуях или других структурах. Это различие относится к устройству размножения растений, а не к наличию или отсутствию у семени собственной оболочки.
В типичном семени различают зародыш, покровы и ткани с запасом питательных веществ. Однако эти части не всегда одинаково заметны и развиты. У одних растений запас находится главным образом в эндосперме, у других — в семядолях зародыша; у некоторых видов отдельная запасающая ткань при зрелости семени почти отсутствует. Поэтому выражение «строение семени» описывает общий план, а не обязательный набор одинаковых частей.
Основные части семени и их названия
Зародыш и семядоли
Зародыш — молодое растение внутри семени. В его состав входят зародышевый корешок, побеговая часть и одна или несколько семядолей. При прорастании корешок обычно формирует первую часть корневой системы, а побеговая часть даёт начало надземному росту. Семядоли могут выполнять разные функции: быть первыми фотосинтезирующими листьями или служить местом накопления и передачи питательных веществ.
Число семядолей — один из признаков, по которым традиционно различают однодольные и двудольные растения. У однодольных зародыш имеет одну семядолю, у двудольных обычно две. Это удобный диагностический признак, но не исчерпывающее описание родства: в современной систематике покрытосеменных старую широкую группу «двудольных» не считают единой естественной группой. Вместо неё выделяют, в частности, настоящие двудольные, или эвдикоты, а также несколько других линий.
Семенная кожура
Семенная кожура формируется из покровов семязачатка и защищает внутренние части семени. Её толщина, плотность и строение различаются у разных растений. Оболочка может ограничивать потерю воды и защищать от механических повреждений, но её особенности также влияют на поступление воды и начало прорастания. Термин «кожура» не означает, что оболочка обязательно толстая или твёрдая: у некоторых семян она тонкая и легко повреждается.
Эндосперм и другие запасающие ткани
Эндосперм — питательная ткань, характерная для семян покрытосеменных. Обычно она образуется в результате двойного оплодотворения; у многих видов эндосперм имеет тройной набор хромосом, хотя этот признак не следует превращать в универсальное правило для всех растений. В семени эндосперм может сохраняться до зрелости и питать зародыш при прорастании. Термин образован от греческих элементов со значением «внутри» и «семя».
Запасы могут находиться и в семядолях. У таких семян эндосперм в ходе развития расходуется, и к моменту зрелости основной резерв сосредоточен в зародыше. В некоторых группах растений запасающую роль играет перисперм — ткань, происходящая из нуцеллуса, то есть части семязачатка. Название «перисперм» восходит к греческим словам со значениями «вокруг» и «семя»; на практике это название указывает на ткань семени, но само по себе не объясняет её происхождение — его нужно уточнять отдельно.
Классификации семян: разные признаки — разные ответы
Системы классификации не конкурируют друг с другом, потому что отвечают на разные вопросы. Чтобы описать семя, можно указать, где находится запас, какие ткани сохраняются к зрелости, как устроена оболочка и каким способом начинается прорастание. Для точного описания полезно называть признак явно, а не ограничиваться словами вроде «простое» или «сложное» семя.
| Признак | Термины или варианты | Что именно описывают |
|---|---|---|
| Запасная ткань при зрелости | Эндоспермальное; безэндоспермное; с периспермом | Где сохраняются резервы и какая ткань заметна в зрелом семени |
| Число семядолей | Одна; две | Строение зародыша и традиционное различение однодольных и двудольных |
| Покровы | Тонкие или плотные; особенности поверхности | Защитные свойства и возможные барьеры для прорастания |
| Прорастание | Надземное или подземное положение семядолей | Как располагаются семядоли относительно поверхности почвы после начала роста |
| Систематическое положение растения | Семена голосеменных или покрытосеменных | К какой крупной группе растений относится семяносный вид |
Эндоспермальные и безэндоспермные семена
Эндоспермальными называют зрелые семена, в которых эндосперм сохраняется как заметная запасающая ткань. Безэндоспермными, или экзальбуминозными, называют семена, в которых эндосперм к зрелости израсходован либо не сохраняется как основной резерв. В таких случаях запасы часто находятся в семядолях. Слова «альбуминозный» и «экзальбуминозный» связаны с латинским albumen — «белок яйца», но это не означает, что эндосперм состоит из белка альбумина или обязательно выглядит белым.
Эти названия описывают состояние семени на определённом этапе, а не весь путь его развития. У растения питательная ткань могла участвовать в развитии зародыша, но к моменту созревания семени быть почти полностью использована. Поэтому отсутствие заметного эндосперма не означает, что он никогда не формировался. При сравнении семян важно различать конечное строение и процессы, происходившие во время развития.
Классификация по числу семядолей
Термины «однодольные» и «двудольные» удобны для описания зародыша, но у них есть систематический контекст. Однодольные — крупная группа покрытосеменных с одной семядолей. Под названием «двудольные» в традиционных учебных схемах объединяли растения с двумя семядолями, однако в современной классификации это название часто требует уточнения: многие прежние «двудольные» относятся к эвдикотам, а другие — к отдельным эволюционным линиям. Следовательно, число семядолей — полезный признак, но не единственный критерий классификации растения.
Прорастание: состояние семени и положение семядолей
Прорастание — возобновление роста зародыша при подходящих условиях. Обычно для этого нужны вода, доступ кислорода и подходящий температурный режим; требования различаются у видов. Важно отличать покой от простого отсутствия условий. При покое внутренние особенности семени мешают прорастанию даже тогда, когда внешняя среда кажется подходящей. Если же семени не хватает, например, влаги или тепла, это ограничение среды, а не обязательно состояние покоя.
По положению семядолей при появлении проростка описывают надземный и подземный типы прорастания. При надземном типе семядоли оказываются над поверхностью почвы; при подземном остаются в почве или рядом с семенем. Это классификация способа развития проростка, а не отдельный тип строения семени. Поэтому два термина, относящиеся к прорастанию, не следует путать с обозначениями «эндоспермальное» и «безэндоспермное», которые характеризуют запасные ткани зрелого семени.
Как читать описание семени
В ботаническом описании сначала полезно определить, о какой структуре идёт речь: о семени целиком, зародыше, оболочке или ткани с запасами. Затем следует уточнить, по какому признаку дан термин. Например, «двудольное» относится к числу семядолей, «эндоспермальное» — к сохранению эндосперма, а «подземное прорастание» — к положению семядолей после начала роста. Такие характеристики могут сочетаться, поскольку не являются взаимоисключающими категориями.
- Для описания зародыша укажите число семядолей и основные его части.
- Для описания запасов назовите ткань, в которой они находятся у зрелого семени.
- Для покровов отдельно отметьте строение или свойства, если они важны для задачи.
- Для прорастания уточните, идёт ли речь о покое, требованиях среды или положении семядолей.
- Для систематики укажите группу растения, а не делайте вывод только по одному признаку семени.
Такой порядок помогает избежать распространённой ошибки: считать, что каждому семени соответствует ровно одна категория. У семени может быть одна семядоля, сохраняющийся эндосперм и определённый тип прорастания — это ответы на три самостоятельных вопроса. В учебных работах и справочных описаниях точность обычно достигается не усложнением терминологии, а указанием конкретного признака.
Частые вопросы
Эндосперм есть у всех семян?
Нет. У некоторых растений эндосперм сохраняется в зрелом семени, а у других запас в основном находится в семядолях или иной ткани. Поэтому отсутствие заметного эндосперма у зрелого семени не следует автоматически трактовать как отсутствие питания для зародыша.
«Безэндоспермное» означает, что семя не содержит запасов?
Нет. Термин говорит о том, что эндосперм не сохраняется как выраженная запасная ткань зрелого семени. Питательные резервы могут находиться в семядолях зародыша.
Можно ли определить семейство растения по числу семядолей?
Одного этого признака обычно недостаточно. Число семядолей помогает описать зародыш и соотнести растение с крупными группами, но для определения систематического положения используют совокупность признаков, включая строение цветка, плода и другие характеристики.
Покой семени и отсутствие прорастания — одно и то же?
Нет. Семя может не прорастать из-за неподходящих внешних условий, например недостатка воды или тепла. Покой означает, что прорастание ограничено внутренними свойствами семени, даже если условия среды подходящие.
