ПРОРАСТАНИЕ СЕМЯН. ФОРМИРОВАНИЕ ПРОРОСТКА

При наличии влаги, оптимальной температуры и хорошей аэрации семя выходит из состояния покоя и прорастает. Особенно легко выходят из этого состояния семена однолетних растений. Для прорастания других и нормального развития проростка обязательна холодная стратификация, т.е. длительное нахождение семян при пониженной температуре, во влажной среде, в условиях достаточной аэрации. Так прорастают, например, семена косточковых и семечковых культур, многих древесных растений, женьшеня и др. Существует также группа твердосемянных растений, которые прорастают только после скарификации – нарушения целостности семенной кожуры. В природе это происходит под влиянием резкого перепада температуры или при перекатывании семян водой по каменистому руслу; в искусственных условиях семена перетирают с песком, ошпаривают кипятком и т.д. (некоторые виды люпина).

Поглощая воду, семя сильно набухает, происходит активизация деятельности существующих и синтез новых ферментов, способствующих растворению питательных веществ. Все это создает предпосылки для развития зародыша и формирования проростка. Проросток – это молодое растение с первой парой настоящих листьев

На ранних стадиях прорастания дыхание может быть полностью анаэробным, но как только семенная кожура лопается, оно становится аэробным и требует доступа кислорода. Если почва пересыщена водой, количество кислорода может оказаться недостаточным для такого дыхания и прорастание окажется невозможным.

Хотя многие семена прорастают в довольно широком диапазоне температур, обычно существуют верхний и нижний пределы, специфичные для вида. Минимум для многих растений соответствует 0-5^оС, максимум – 45-48^оС, а оптимум - 25-30^оС.

Как правило, первым трогается в рост зародышевый корень. Он прорывает покров семени в области семявхода и проникает в почву, обеспечивая поступление в растение воды и минеральных солей. Позднее появляется побег. Характер прорастания семян определяет морфологию проростка. Так, у двудольных различают надземный и подземный тип прорастания. У фасоли, люпина, томата, огурца и др. после появления корня гипокотиль (подсемядольное колено) удлиняется и петлеобразно сгибается. В результате нежная верхушка побега не проталкивается через почву, а вытягивается из нее, избегая повреждений. Когда изогнутый гипокотиль достигает поверхности почвы, он выпрямляется и выносит семядоли над землей, почему и прорастание называется надземным, или эпигейным. Семядоли, которые в семени были сомкнуты, разворачиваются, и заключенная между ними почечка превращается в побег с настоящими зелеными листьями. Участок стебля, расположенный между семядолями и первым настоящим листом называется надсемядольным коленом, или эпикотилем.

Запас питательных веществ, накопленный в семядолях, постепенно истощается, они становятся менее массивными, зеленеют и некоторое время выполняют функцию типичных листьев. Со временем они опадают, а проросток становится независимым фотосинтезирующим автотрофным организмом. У некоторых растений семядольные листья выполняют гормональную функцию, регулируя репродуктивную деятельность растений. Раннее повреждение или удаление семядолей может снизить плодоношение или приводит к полному бесплодию растения.

Подземное, или гипогейное, прорастание связано с активным ростом эпикотиля. Он удлиняется, образуя петельку, и выносит почечку на поверхность. Первые два листочка на стебле обычно недоразвиты, выше располагаются типичные листья растения. Семядоли при этом остаются в почве, где со временем и разрушаются. Такой тип прорастания наблюдается у гороха, конских бобов, нута, чечевицы, дуба и др.

Для большинства двудольных растений характерно надземное прорастание.

У злаков, как и у двудольных растений, первым прорастает зародышевый корешок, прикрытый колеоризой. У проростков ржи, пшеницы, ячменя и овса появляются сразу несколько корешков, которые называются первичными зародышевыми корешками и являются очень рано сформировавшимися придаточными корнями. При прорастании зерновки кукурузы образуется один главный корень. Вслед за появлением корней из почечки развивается надземный побег. Он прикрыт первым замкнутым листом почечки – колеоптилем. Его конусообразная заостренная верхушка легко проникает сквозь частица почвы. Колеоптиль имеет беловатую окраску (у ржи фиолетовую), его часто называют "перышко". Кроме защитной, колеоптиль еще выполняет и гормональную функцию.

У голых зерновок колеоптиль сразу же растет вверх. У пленчатых злаков ячменя и овса колеоптиль вначале растет под пленками вдоль зерновки, а потом выходит наружу с противоположной стороны. После появления на поверхности почвы верхушка колеоптиля вскоре разрывается (на 5-7 день) и появляется первый настоящий лист.

Период от прорастания семени до превращения проростка в самостоятельный организм является самым критическим в онтогенезе растений, т.к. он наиболее чувствителен к различным биотическим и абиотическим факторам среды.

Литература

1. Банникова В.П., Хведынич О.А. Основы эмбриологии растений.
Киев, Наукова думка, 1982, с. 28-144.

2. Батыгина Т.Б., Васильева В.Е. Размножение растений. СПб. Изд-во С-
Петерб. ун-та, 2002, 232 с.

3. Красилов В.А. Происхождение и ранняя эволюция цветковых растений. М., Наука, 1989, 262 с.

4. Кузнецова Т.В., Пряхина М.И., Яковлев Г.П. Соцветия. Морфологиче­
ская классификация. СПб, 1992, 126 с.

5. Кулиев A.M. Морфологическая эволюция нектарников у покрытосе­
менных растений. Кировобад, 1959, 138 с.

6. Левина Р.Е. Способы распространения плодов и семян. М., 1957, 358 с.

7. Левина Р.Е. Морфология и экология плодов. Л., Наука, 1987, 160 с.

8. Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. М., Эдиториал
УРСС, 2001, с. 396-491.

9. Первухина Н.В. Проблемы морфологии и биологии цветка. Л., Наука,
1970,168с.

10.Первухина Н.В. Околоцветник покрытосеменных. Л., Наука, 1979, 109 с.

9. Поддубная-Арнольди В.А. Цитоэмбриология покрытосеменных расте­
ний. М., Наука, 1976, с. 68-356.

10. Сауткина Т.А., Поликсенова В.Д. Размножение растений. Мн., 2001, 48 с.

11. Сравнительная анатомия семян. Т. 3. Двудольные. Сaryophyllidae- Dilleniidae. Л. Наука, 1991, 252 с.

12. Тахтаджян А.Л. Основы эволюционной морфологии. М.-Л., Наука,
1964, с. 64-180.

13. Тахтаджян А.Л. Вопросы эволюционной морфологии растений. Л.,
Изд. Ленинг. ун-та, 1954, с. 196-202.

14. Терехин Э.С. Семя и семенное размножение. СПб. 1996, 376 с.

15. Терехин Э.С., Федоров P.M. Жизнь цветка. М., Просвещение, 1975, 127 с.

16. Федоров Ал.А., Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии
высших растений. Цветок. Л., Наука, 1975, 349 с.

17. Федоров Ал.А., Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии
высших растений. Соцветие. Л., Наука, 1979, 294 с.

18. Артюшенко З.Т., Федоров Ал. А. Атлас по описательной морфологии
высших растений. Плод. Л., Наука, 1986, 392 с.

19. Артюшенко З.Т. Атлас по описательной морфологии высших растений.
Семя. Л., Наука, 1990, 203 с.

20. Чайлохян М.Х. Регуляция цветения высших растений. М., 1988, 560 с.