КЪЛНЯЕМОСТ: СТРУКТУРА НА СЕМЕ, ПРОЦЕС, ВИДОВЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

На покълването е процес, чрез който съдържанието на ембриони в семената на семенни растения растения се развива да доведе до нова инсталация, и се характеризира с издатината на корена навън TESTA или seedcoat.

В зеленчуковото царство сперматофитите са група от растения, известни като "висши растения", които имат определяща характеристика производството на семена в резултат на сексуалното им размножаване, от което произлиза и името му, тъй като "сперма" на гръцки означава семена.

Покълване на двудолно растение (Източник: MAKY.OREL през Wikimedia Commons)

Групата на сперматофитите е съставена от цъфтящи растения или покритосеменни растения и нецъфтящи растения или gymnosperms, които произвеждат семена, затворени съответно в структура, наречена "яйчник" или голи семена.

Кълняемостта на едно семе, независимо от вида му, може да се разбира като съвкупността от последователни стъпки, които правят тихо или спящо семе с ниско водно съдържание, показват повишаване на общата му метаболитна активност и започват формирането на разсад от ембриона вътре.

Точният момент, в който кълняемостта завършва и растежът е много трудно да се определи, тъй като покълването е конкретно определено като разкъсване на семенната покривка, което само по себе си вече е резултат от растежа (клетъчно делене и удължаване),

Има множество фактори, които влияят върху процеса на покълване, много от тях са ендогенни (жизнеспособност, степен на развитие на ембриона и др.) И екзогенни (например наличието на вода, температура и атмосферен състав).

Структура на семената

Ангиоспермните растения имат семена със сравнително проста структура, тъй като се състоят от ембрион (продукт на оплождането на яйцеклетката от поленовото зърно), който е заобиколен от покритие, известно като „ембрионален сак“, което също произлиза от процеса на оплождане.

Семенната козина е известна като теста и е продукт на развитието на вътрешните обвивки на овула. Ембрионът се храни с вещество, в което е потопен, ендосперма, който също може да се превърне в рудиментарна тъкан при тези растения с котиледони.

Семействата са първични листа, които могат да изпълняват хранителни функции за ембриона и могат да се грижат за фотосинтезата на разсада, който се образува, когато семената покълнат.

Количеството резервно вещество е силно променливо сред семената, особено по отношение на състава на протеини, мазнини и въглехидрати, които имат. Въпреки това, основното вещество за съхранение в семената, в по-голяма или по-малка степен, обикновено е нишесте.

Ембрионът е основната структура на семето. Може да се разглежда като „миниатюрно растение“ и се състои от радикула, плюмула или епикотил (отгоре, където са котиледоните), един или повече котиледони и хипокотил (под котиледоните).

От радикулата впоследствие се формира коренът, който е подземната част на растението; по-късно епикотилът ще бъде основната ос на стъблото, във въздушната част; докато хипокотилът е частта от ембриона, която обединява радикулата с плюмулата или епикотила, тоест обединява стъблото с корена в растението за възрастни.

Важно е да се отбележи, че в природата има голямо разнообразие от семена, особено по отношение на размера, формата, цвета и общата структура, без да се отчитат присъщите им физиологични характеристики.

Процес (етапи)

Всички зрели семена са в състояние, известно като тишина, при което тези размножителни структури могат да издържат на продължителни периоди, при които не са налице благоприятните условия, необходими за покълването.

Затихването на семето се обръща в присъствието на вода, с подходящ атмосферен състав и температура (в зависимост от вида на семето, разбира се).

Кълняемостта, след като преминат спокойствието, включва процеси, които са често срещани във физиологията на растенията:

- дишането

- водна абсорбция

- превръщането на "храната" в разтворими вещества

- синтеза на ензими и хормони

- метаболизъм на азот и фосфор

- преместване на въглехидрати, хормони, вода и минерали към меристемите и

- образуването на тъкани.

Въпреки това, растителните физиолози са разграничили три специфични етапа, които са: имбибиция, удължаване на клетките и увеличаване на броя на клетките (клетъчно деление), като последните зависят от различни генетични и молекулярни събития.

имбибиране

Съдържанието на вода в зрели семена е значително ниско, което благоприятства метаболитната летаргия на тъканите вътре. По този начин първата стъпка в покълването на семе е усвояването на вода, което е известно като имбибиция.

Имбибицията възстановява тургора на ембрионалните клетки, които преди това са били плазмолизирани поради малкия размер на почти празните им вакуоли.

През първите часове на този етап не се наблюдават химически промени в семената, както и всякакъв вид активност, свързана с удължаването или удължаването на клетъчните стени и др.

Малко след това хидратацията на тъканите (при благоприятни условия на атмосфера и температура) позволява активиране на органели и клетъчни ензими, особено на митохондриите. Това активиране също насърчава синтеза на хормони и протеини, необходими за последващи събития.

Удължаване и увеличаване на броя на клетките (деление)

След няколко часа имбибиция (в зависимост от степента на изсушаване на семената) може да се оцени удължението на клетките, принадлежащи към радикулата, които позволяват тази структура да се разшири и да излезе от повърхността, която я покрива.

Първите клетъчни деления се появяват в кореновата меристема, точно в момента, в който радикула „разрушава“ тъканта, която го покрива. По това време се наблюдават някои цитологични промени, като например по-изявения вид на ядрото на всяка клетка.

Етапи в покълването на семена от A. thaliana (Източник: Alena Kravchenko via Wikimedia Commons)

Семенната козина или теста се пресича или разчупва от първичния корен, който е представен от радикулата, след което хипокотиледоновата ос продължава процеса на удължаване. Семействата остават вътре в тестата по време на този процес, независимо от вида на покълването.

Докато този процес продължава, храненето на ембрионалните клетки зависи от активността на ензимите, отговорни за разграждането на въглехидратите и резервните мазнини в ендосперма и / или котиледоните, активност изцяло зависима от предишния процес на имбибиция.

Видове покълване

Видовете покълване са дефинирани според съдбата на семейство котиледони, когато разсадът се формира от ембриона. Двата най-известни типа са епигеална кълняемост и хипогеална кълняемост.

Диаграма на процеса на покълване на грахово семе (Източник: Gerification.svg: * Gerification.png: Kat1992 Производна работа: Begoonderivative work: Begoon via Wikimedia commons)

Епигеална кълняемост

Среща се при много дървесни растения, включително фитосперми, и се характеризира с котиледоните, излизащи от почвата, като „избутани“ от продълговатия епикотил.

Хипогеална кълняемост

Той възниква, когато котиледоните останат в подземната част, междувременно епикотилът расте изправен и от него се развиват фотосинтетични листа. Той е често срещан за много видове растения, като пример за клен, кестен и каучук.

Препратки

1. Bewley, JD (1997). Покълване и покой на семената. Растителната клетка, 9 (7), 1055.
2. Copeland, LO, & McDonald, MF (2012). Принципи на науката и технологията за семената. Springer Science & Business Media.
3. Nabors, MW (2004). Въведение в ботаниката (№ 580 N117i). Пиърсън.
4. Srivastava, LM (2002). Покълването на семената, мобилизирането на хранителни резерви и запазването на семената. Растеж и развитие на растенията: хормони и околна среда. Academic Press: Cambridge, MA, 447-471.
5. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Физиология и развитие на растенията.
6. Toole, EH, Hendricks, SB, Borthwick, HA, & Toole, VK (1956). Физиология на покълването на семената. Годишен преглед на физиологията на растенията, 7 (1), 299-324.
7. Tuan, PA, Sun, M., Nguyen, TN, Park, S., & Ayele, BT (2019). Молекулярни механизми на покълването на семената. В покълнали зърна (с. 1-24). AACC International Press.