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.