Schon in der Schule im Botanikkurs (6. Klasse) war der Aufbau des Samens ein recht einfaches und einprägsames Thema. Tatsächlich ist dieses generative Organ der Pflanze das Ergebnis eines langen Evolutionsprozesses und hat eine komplexe und einzigartige Struktur. In unserem Artikel werden wir die Merkmale seiner strukturellen Teile, die Struktur eines zweikeimblättrigen Samens betrachten und auch die biologische Rolle von Pflanzensamen bestimmen.
Das Erscheinen des Samens im Prozess der Evolution
Pflanzen konnten nicht immer Samen bilden. Es ist bekannt, dass das Leben im Wasser entstand und Algen die ersten Pflanzen waren. Sie hatten eine primitive Struktur und reproduzierten vegetativ - durch Teile des Thallus und mit Hilfe spezialisierter mobiler Zellen - Zoosporen. Rhinophyten waren die ersten, die an Land landeten. Sie reproduzierten sich wie ihre zukünftigen Nachfolger - höhere Sporenpflanzen - mit Hilfe von Sporen. Aber für die Entwicklung dieser spezialisierten Zellen war Wasser notwendig. Daher nahm auch ihre Anzahl ab, wenn sich die Umgebungsbedingungen änderten.
Der nächste evolutionäre Schritt war das Erscheinen des Samens. Dies war ein großer Fortschritt für die Anpassung und Verbreitung vieler ArtenPflanzen. Die äußere und innere Struktur des Samens bestimmt den zuverlässigen Schutz des Embryos, umgeben von einer Versorgung mit Wasser und Nährstoffen. Das bedeutet, dass sie die Lebensfähigkeit und Artenvielf alt der Flora des Planeten erhöhen.
Keimbildungsprozess
Betrachten wir diesen Vorgang am Beispiel einer Pflanzengruppe, die in der modernen Welt vorherrschend ist. Dies sind Vertreter der Abteilung Angiospermen. Alle bilden eine Blume - das wichtigste Geschlechtsorgan. In seinem Stempel befindet sich das Ei, und die Staubbeutel der Staubblätter enth alten Spermien. Nach dem Bestäubungsprozess, d.h. die Übertragung von Pollen vom Staubbeutel auf das Stigma des Stempels, die Spermien bewegen sich entlang des Keimschlauchs zum Eierstock des Staubblatts, wo der Prozess der Gametenfusion stattfindet - Befruchtung. Als Ergebnis wird ein Embryo gebildet. Wenn das zweite Spermium mit der zentralen Keimzelle verschmilzt, wird ein Reservenährstoff gebildet. Es wird auch Endosperm genannt. Die Struktur des Samens wird durch eine starke Außenhülle vervollständigt. Eine solche Struktur ist die Grundlage für die Entwicklung des zukünftigen Pflanzenorganismus.
Äußere Struktur der Samen
Wie bereits erwähnt, ist die Außenseite des Samens mit einer Schale bedeckt. Es ist dicht genug, um den Embryo im Inneren vor mechanischen Beschädigungen, Temperaturänderungen und dem Eindringen schädlicher Mikroorganismen zu schützen. Aber die Farbe der Samen ist sehr unterschiedlich: von schwarz bis leuchtend rot. Diese Struktur des Samens ist leicht zu erklären. Bei manchen Pflanzen dient die Farbe als Tarnung. Zum Beispiel, damit Vögel sie nach dem Pflanzen im Boden nicht sehen können. Andere Pflanzen dagegenan die Samenverbreitung durch verschiedene Tiere angepasst. Zusammen mit unverdauten Nahrungsresten scheiden sie diese weit über den Lebensraum der Mutterpflanze hinaus aus.
Innere Struktur eines Samens
Der Hauptteil jedes Samens ist der Keim. Das ist der zukünftige Organismus. Daher besteht sie aus den gleichen Teilen wie eine erwachsene Pflanze. Dies sind die Keimwurzel, der Stängel, das Blatt und die Knospe. Die Struktur des Samens verschiedener Pflanzen kann erheblich variieren. Bei den meisten reichern sich Reservenährstoffe im Endosperm an. Dies ist eine Hülle, die den Embryo umgibt und ihn während der gesamten Zeit der individuellen Entwicklung schützt und nährt. Es gibt jedoch Fälle, in denen während des Reifungsprozesses und der Keimung des Samens die Substanzen des Endosperms vollständig verbraucht werden. Dann reichern sie sich hauptsächlich in den fleischigen Teilen des Embryos an. Sie werden Keimblätter genannt. Eine solche Struktur ist beispielsweise typisch für Kürbisse oder Bohnen. Beim Hirtentäschel hingegen konzentriert sich der Stoffvorrat auf das Gewebe der embryonalen Wurzel. Auch die Samen verschiedener systematischer Pflanzengruppen unterscheiden sich.
Eigenschaften von Samen von Gymnospermen
Die äußere und innere Struktur des Samens dieser Organismengruppe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess der Bildung und Entwicklung des Embryos auf der Oberfläche der Samenschale stattfindet. Zusätzlich zu den Hauptteilen haben die Samen von Gymnospermen einen pterygoiden membranösen Auswuchs. Es hilft, die Samen dieser Pflanzen mit Hilfe des Windes zu verbreiten.
MehrEin Merkmal von Gymnosperm-Samen ist die Dauer ihrer Bildung. Bis sie rentabel werden, soll es zwischen vier Monaten und drei Jahren dauern. Der Prozess der Samenreifung findet in Zapfen statt. Es ist überhaupt kein Obst. Sie sind spezialisierte Modifikationen der Flucht. Einige Nadelbaumsamen können jahrzehntelang in Zapfen gelagert werden. Während dieser ganzen Zeit beh alten sie ihre Lebensfähigkeit. Damit die Samen in den Boden fallen, öffnen sich die Schuppen des Kegels von selbst. Sie werden vom Wind erfasst und tragen sie manchmal über beträchtliche Entfernungen. Wenn die Zapfen weich sind und äußerlich Nüssen ähneln, öffnen sie sich nicht selbst, sondern mit Hilfe von Vögeln. Besonders gerne Samen, verschiedene Arten von Eichelhähern. Dies trägt auch zur Umsiedlung von Vertretern der Abteilung Gymnospermen bei.
Schon der Name dieser systematischen Einheit weist darauf hin, dass der Embryo der zukünftigen Pflanze schlecht geschützt ist. Tatsächlich garantiert das Vorhandensein von Endosperm nur die Entwicklung des Samens. Aber die Zapfen vieler Pflanzen öffnen sich unter ungünstigen Entwicklungsbedingungen. An der Erdoberfläche sind die Samen niedrigen Temperaturen und Feuchtigkeitsmangel ausgesetzt, sodass nicht alle keimen und eine neue Pflanze entstehen.
Eigenschaften von Blütenpflanzensamen
Im Vergleich zu Gymnospermen haben Vertreter der Blüteabteilung eine Reihe entscheidender Vorteile. Die Bildung ihrer Samen erfolgt im Eierstock der Blüten. Dies ist der am weitesten ausgedehnte Teil des Stempels und bringt die Frucht hervor. Dadurch entwickeln sich die Samen in ihnen. Sie sind mit drei Lagen Perikarp umgeben, die sich in ihren Eigenschaften unterscheiden undFunktionen. Betrachten Sie ihre Struktur am Beispiel einer Pflaumensteinfrucht. Die äußere Lederschicht schützt vor mechanischer Beschädigung und gewährleistet die Unversehrtheit. Medium ist saftig und fleischig. Es nährt und versorgt den Embryo mit der nötigen Feuchtigkeit. Die innere Knochenschicht ist ein zusätzlicher Schutz. Dadurch haben die Samen auch unter widrigen Umständen alle notwendigen Voraussetzungen für Entwicklung und Keimung.
Monocot Seeds
Die Struktur eines monokotylen Samens ist sehr einfach zu bestimmen. Ihr Embryo besteht nur aus einem Keimblatt. Diese Teile werden auch Keimblätter genannt. Alle Pflanzen der Getreide-, Zwiebel- und Lilienfamilien sind Monokotyledonen. Wenn Sie die Samen von Mais oder Weizen keimen lassen, bildet sich bald aus jedem Korn ein Blatt auf der Erdoberfläche. Das sind die Keimblätter. Haben Sie schon einmal versucht, ein Reiskorn in mehrere Stücke zu teilen? Das ist natürlich unmöglich. Das liegt daran, dass sein Embryo aus einem einzigen Keimblatt besteht.
Zweikernsamen
Samen der Rosaceae, Nachtschattengewächse, Asteraceae, Hülsenfrüchte, Kohl und vieler anderer Familien sind in ihrer Struktur etwas anders. Schon anhand des Namens lässt sich leicht erraten, dass ihr Embryo aus zwei Keimblättern besteht. Dies ist das wichtigste systematische Merkmal. Die Struktur der Samen von zweikeimblättrigen Pflanzen ist mit bloßem Auge leicht zu erkennen. Zum Beispiel lässt sich ein Sonnenblumenkern leicht in zwei gleiche Teile teilen. Dies ist das Keimblatt seines Embryos. Die Struktur des zweikeimblättrigen Samens ist auch an jungen Sämlingen zu erkennen. Versuchen Sie, die Samen von Gartenbohnen zu Hause zu keimen. Und du wirst sehen, wie zwei Fruchtblätter über dem Boden erscheinen.
Bedingungen für die Samenkeimung
Die Struktur der Samen von zweikeimblättrigen Pflanzen sowie von Vertretern anderer systematischer Einheiten dieses Reiches der Tierwelt bestimmt das Vorhandensein aller notwendigen Substanzen für die Entwicklung des Embryos. Für die Keimung sind jedoch andere Bedingungen erforderlich. Bei jeder Pflanze sind sie völlig unterschiedlich. Erstens ist es eine bestimmte Lufttemperatur. Bei wärmeliebenden Pflanzen sind das +10 Grad Celsius. Aber Winterweizen beginnt sich schon bei +1 zu entwickeln. Wasser wird auch benötigt. Dadurch schwillt das Getreide an, was die Atmungs- und Stoffwechselprozesse beschleunigt. Nährstoffe werden in eine Form umgewandelt, in der sie vom Fötus aufgenommen werden können. Das Vorhandensein von Luft und ausreichend Sonnenlicht sind zwei weitere Bedingungen für die Keimung des Samens und die Entwicklung der ganzen Pflanze, da ohne sie keine Photosynthese möglich ist.
Samen und Früchte
Jede Frucht enthält Samen. Die Struktur der Samen höherer Pflanzen ist nahezu identisch. Aber die Früchte sind vielfältiger. Trockene und saftige Früchte zuweisen. Sie unterscheiden sich in der Struktur der Schichten, die sich um den Samen herum befinden. Bei Sukkulenten ist eine der Schichten des Perikarps notwendigerweise fleischig. Pflaume, Pfirsich, Apfel, Himbeere, Erdbeere… Diese Köstlichkeiten werden von allen geliebt, gerade weil sie saftig und süß sind. Bei Trockenfrüchten ist die Fruchtwand ledrig oder verknöchert. Seine Schichten verschmelzen normalerweise zu einer,schützt die darin befindlichen Samen zuverlässig. Eine Kiste Mohn, eine Senfschote, ein Weizenkorn haben genau so eine Struktur.
Die biologische Rolle von Samen
Die meisten Pflanzen auf dem Planeten verwenden Samen zur Fortpflanzung. Die Struktur der Samen moderner Pflanzen ist das Ergebnis einer langen Evolution. Diese Geschlechtsorgane enth alten den Embryo und einen Stoffvorrat, der sein Wachstum und seine Entwicklung auch unter widrigen Bedingungen sicherstellt. Samen haben Anpassungen für die Ausbreitung, was ihre Überlebens- und Ansiedlungschancen erhöht.
Der Samen ist also das Ergebnis des Befruchtungsprozesses. Es ist eine Struktur, die aus einem Embryo, Reservestoffen und einer schützenden Schale besteht. Alle seine Elemente erfüllen bestimmte Funktionen, dank denen die Gruppe der Samenpflanzen eine beherrschende Stellung auf dem Planeten eingenommen hat.
