Anche a scuola nel corso di botanica (voto 6), la struttura del seme era un argomento abbastanza semplice e memorabile. Infatti, questo organo generativo della pianta è nato a seguito di un lungo processo evolutivo e ha una struttura complessa e unica. Nel nostro articolo considereremo le caratteristiche delle sue parti strutturali, la struttura di un seme dicotiledoni e determineremo anche il ruolo biologico dei semi delle piante.
L'apparizione del seme nel processo di evoluzione
Le piante non erano sempre in grado di formare semi. È noto che la vita è nata nell'acqua e le alghe sono state le prime piante. Avevano una struttura primitiva e si riproducevano vegetativamente - da parti del tallo e con l'aiuto di cellule mobili specializzate - zoospore. I rinofiti furono i primi ad atterrare sulla terraferma. Loro, come i loro futuri successori - piante di spore superiori, riprodotte con l'aiuto delle spore. Ma l'acqua era necessaria per lo sviluppo di queste cellule specializzate. Pertanto, quando le condizioni ambientali sono cambiate, anche il loro numero è diminuito.
Il passo evolutivo successivo fu l'apparizione del seme. Questo è stato un enorme passo avanti per l'adattamento e la diffusione di molte specieimpianti. La struttura esterna ed interna del seme determina l'affidabile protezione dell'embrione, circondato da un apporto di acqua e sostanze nutritive. Ciò significa che aumentano la vitalità e la diversità delle specie della flora del pianeta.
Processo di formazione dei semi
Consideriamo questo processo sull'esempio di un gruppo di piante, che è dominante nel mondo moderno. Questi sono i rappresentanti del dipartimento delle Angiosperme. Tutti formano un fiore, l'organo genitale più importante. Nel suo pistillo c'è l'uovo e le antere degli stami contengono lo sperma. Dopo il processo di impollinazione, ad es. il trasferimento del polline dall'antera degli stami allo stigma del pistillo, gli spermatozoi si spostano lungo il tubo germinale fino all'ovaio dello stame, dove avviene il processo di fusione dei gameti: la fecondazione. Di conseguenza, si forma un embrione. Quando il secondo spermatozoo si fonde con la cellula germinale centrale, si forma un nutriente di riserva. È anche chiamato endosperma. La struttura del seme è completata da un robusto guscio esterno. Tale struttura è la base per lo sviluppo del futuro organismo vegetale.
Struttura esterna dei semi
Come già accennato, la parte esterna del seme è ricoperta da una buccia. È abbastanza denso da proteggere l'embrione all'interno da danni meccanici, sbalzi di temperatura e penetrazione di microrganismi dannosi. Ma il colore dei semi varia ampiamente: dal nero al rosso vivo. Questa struttura del seme è facile da spiegare. In alcune piante, il colore funge da camuffamento. Ad esempio, in modo che gli uccelli non possano vederli nel terreno dopo la semina. Altre piante, invece,adattato alla dispersione dei semi da parte di vari animali. Insieme ai residui di cibo non digerito, li espellono ben oltre l'habitat della pianta madre.
Struttura interna di un seme
La parte principale di ogni seme è il germe. Questo è l'organismo futuro. Pertanto, è costituito dalle stesse parti di una pianta adulta. Questi sono la radice germinale, il gambo, la foglia e il germoglio. La struttura del seme di diverse piante può variare in modo significativo. Nella maggior parte di essi, i nutrienti di riserva si accumulano nell'endosperma. Questo è un guscio che circonda l'embrione, proteggendolo e nutrendolo durante l'intero periodo di sviluppo individuale. Ma ci sono casi in cui, durante il processo di maturazione e germinazione del seme, consuma completamente le sostanze dell'endosperma. Quindi si accumulano principalmente nelle parti carnose dell'embrione. Si chiamano cotiledoni. Una tale struttura è tipica, ad esempio, di zucche o fagioli. Ma nella borsa del pastore l'apporto di sostanze è concentrato nel tessuto della radice embrionale. Anche i semi di vari gruppi sistematici di piante differiscono.
Caratteristiche dei semi delle Gimnosperme
La struttura esterna ed interna del seme di questo gruppo di organismi è caratterizzata dal fatto che il processo di formazione e sviluppo dell'embrione avviene sulla superficie del mantello del seme. Oltre alle parti principali, i semi delle gimnosperme hanno un'escrescenza membranosa pterigoidea. Aiuta a diffondere i semi di queste piante con l'aiuto del vento.
Altrouna caratteristica dei semi di gimnosperme è la durata della loro formazione. Perché diventino vitali, dovrebbero volerci dai quattro mesi ai tre anni. Il processo di maturazione dei semi avviene in coni. Non è affatto frutta. Sono modifiche specializzate della fuga. Alcuni semi di conifere possono essere conservati in coni per decenni. Per tutto questo tempo mantengono la loro vitalità. Affinché i semi cadano nel terreno, le squame del cono si aprono da sole. Vengono raccolti dal vento, portandoli a volte a distanze considerevoli. Se i coni sono morbidi, esteriormente simili alle noci, non si aprono da soli, ma con l'aiuto degli uccelli. Particolarmente piace banchettare con semi, vari tipi di ghiandaie. Ciò contribuisce anche al reinsediamento dei rappresentanti del dipartimento delle Gimnosperme.
Il nome stesso di questa unità sistematica indica che l'embrione della futura pianta è scarsamente protetto. La presenza dell'endosperma, infatti, garantisce solo lo sviluppo del seme. Ma i coni di molte piante si aprono durante condizioni di sviluppo avverse. Una volta sulla superficie del terreno, i semi sono esposti a basse temperature e mancanza di umidità, quindi non tutti germinano e danno origine a una nuova pianta.
Caratteristiche dei semi di piante da fiore
Rispetto alle gimnosperme, i rappresentanti del reparto Fioritura hanno una serie di vantaggi significativi. La formazione dei loro semi avviene nell'ovaio dei fiori. Questa è la parte più espansa del pistillo e dà origine al frutto. Di conseguenza, i semi si sviluppano al loro interno. Sono circondati da tre strati di pericarpo, che differiscono nelle loro proprietà efunzioni. Considera la loro struttura usando l'esempio di una drupa di prugne. Lo strato esterno coriaceo protegge dai danni meccanici, garantendo l'integrità. Il medio è succoso e carnoso. Nutre e fornisce all'embrione l'umidità necessaria. Lo strato ossificato interno è una protezione aggiuntiva. Di conseguenza, i semi hanno tutte le condizioni necessarie per lo sviluppo e la germinazione, anche in circostanze avverse.
Semi Monocot
La struttura di un seme di monocotiledone è molto facile da determinare. Il loro embrione è costituito da un solo cotiledone. Queste parti sono anche chiamate strati germinali. Tutte le piante delle famiglie Cereal, Onion e Lily sono monocotiledoni. Se fai germogliare i semi di mais o di grano, presto si formerà un foglio da ogni chicco sulla superficie del terreno. Questi sono i cotiledoni. Hai provato a dividere un chicco di riso in più pezzi? Naturalmente, questo è impossibile. Questo perché il suo embrione è formato da un unico cotiledone.
Semi Dicot
I semi di Rosacee, Solanacee, Asteraceae, Legumi, Cavoli e molte altre famiglie hanno una struttura alquanto diversa. Anche in base al nome, è facile intuire che il loro embrione sia costituito da due cotiledoni. Questa è la principale caratteristica sistematica. La struttura dei semi delle piante dicotiledoni è facile da vedere ad occhio nudo. Ad esempio, un seme di girasole si divide facilmente in due parti uguali. Questo è il cotiledone del suo embrione. La struttura del seme dicotiledoni può essere vista anche da giovani piantine. Prova a far germogliare i semi dei fagioli comuni a casa. E vedrai apparire due carpelli da terra.
Condizioni per la germinazione dei semi
La struttura dei semi delle piante dicotiledoni, così come i rappresentanti di altre unità sistematiche di questo regno della fauna, determina la presenza di tutte le sostanze necessarie per lo sviluppo dell'embrione. Ma altre condizioni sono necessarie per la germinazione. Per ogni pianta, sono completamente diversi. Innanzitutto, è una certa temperatura dell'aria. Per le piante amanti del calore, questo è +10 gradi Celsius. Ma il grano invernale inizia a svilupparsi già a + 1. È necessaria anche l'acqua. Grazie ad esso, il grano si gonfia, accelerando i processi di respirazione e metabolismo. I nutrienti vengono convertiti in una forma in cui possono essere assorbiti dal feto. La presenza di aria e sufficiente luce solare sono altre due condizioni per la germinazione del seme e lo sviluppo dell'intera pianta, poiché senza di esse la fotosintesi è impossibile.
Semi e frutti
Ogni frutto contiene semi. La struttura dei semi delle piante superiori è quasi identica. Ma i frutti sono più diversi. Assegna frutti secchi e succosi. Differiscono nella struttura degli strati che si trovano attorno al seme. Nelle succulente, uno degli strati del pericarpo è necessariamente carnoso. Prugna, pesca, mela, lampone, fragola… Queste prelibatezze sono amate da tutti proprio perché sono succose e dolci. Nella frutta secca, il pericarpo è coriaceo o ossidato. I suoi strati di solito si fondono in uno,proteggendo in modo affidabile i semi all'interno. Una scatola di papaveri, un baccello di senape, un chicco di grano hanno proprio una tale struttura.
Il ruolo biologico dei semi
La maggior parte delle piante del pianeta usa i semi per la riproduzione. La struttura dei semi delle piante moderne è il risultato di una lunga evoluzione. Questi genitali contengono l'embrione e un apporto di sostanze che ne assicurano la crescita e lo sviluppo anche in condizioni avverse. I semi hanno adattamenti per la dispersione, il che aumenta le loro possibilità di sopravvivenza e di stabilizzazione.
Quindi il seme è il risultato del processo di fecondazione. È una struttura costituita da un embrione, sostanze di riserva e una buccia protettiva. Tutti i suoi elementi svolgono determinate funzioni, grazie alle quali il gruppo di piante da seme ha assunto una posizione dominante sul pianeta.
