8Плід

Запасна тканина насінини перисперм (від грец. peri – навколо і sperma) утворюється з нуцелуса, а інколи навіть з інтегументів. Є рослини, в насінні яких міститься і ендосперм і перисперм.

За співвідношенням зародка і запасних тканин розрізняють чотири типи насіння:

1). Насіння з ендоспермом ( родини Злакові – Poaceae, Макові – Papaveraceae, Букові – Fagaceae) тощо;

2). Насіння без ендосперму ( родини Бобові – Fabaceae, Айстрові – Asteraceae, Гарбузові – Cucurbitaceae) тощо;

3). Насіння з ендоспермом і периспермом ( буряк – Beta vulgaris, перець чорний – Piper niger тощо);

4). Насіння з периспермом (латаття – Nymphaea, гвоздика – Dianthus тощо).

Переважають два типи насіння – з ендоспермом і без ендосперму. Традиційно будову цих типів насіння вивчають на прикладі пшениці (Triticum) і квасолі (Phaseolus) або гороху (Pisum).

Спільним у будові цих типів насіння є наявність у них насінної шкірки (спермодерми), зародка і запасних речовин. А чим же вони відрізняються? У квасолі насінна шкірка не зростається з оплоднем, запасні речовини містяться у сім’ядолях зародка. У пшениці насінна шкірка зростається з оплоднем, запасні речовини містяться у спеціалізованій тканині. У зародку квасолі є зародковий пагін, зародковий корінь і дві сім’ядолі. У зародку пшениці є зародковий пагін, зародкових коренів може бути більше одного, типові сім’ядолі відсутні; є щиток, який виконує функцію всмоктування поживних речовин з ендосперму і який вважається видозміненою сім’ядолею; з протилежного від щитка боку є виріст (епібласт), що його дехто розглядає як другу видозмінену сім’ядолю.

Найважливішою функцією насіння є розмноження. Які ж умови потрібні для того, щоб з насінини утворилася нова рослина? Так, живий зародок і наявність певних екологічних чинників, зокрема, води, тепла і кисню. Тривалість збереження життєздатності насіння у різних рослин неоднакова. Так, насіння хлібних злаків зберігає схожість 7-12 (18) років, а овочевих культур – 7-13 років. Відомі випадки, коли насіння покритонасінних у специфічних умовах вічної мерзлоти та покладів торфу зберігало життєздатність протягом сотень і навіть тисяч років. Збереження життєздатності насіння протягом довгого періоду – це ще одне пристосування покритонасінних, що надає їм переваг перед іншими рослинами.

Здатність зберігати зародок насінини живим протягом довгого часу називають спокоєм насінини. Розрізняють вимушений і глибокий або органічний спокій. Вимушений спокій зумовлюється несприятливими зовнішніми умовами, передусім відсутністю одного з основних чинників (вода, тепло, кисень), необхідних для проростання насінини. Глибокий або органічний спокій насінини зумовлюється внутрішніми причинами. Одні вчені вважають, що глибокий спокій насінини забезпечується накопиченням у цитоплазмі речовин, що гальмують активні процеси життєдіяльності, але які через певний час руйнуються, після чого метаболізм відновлюється. На думку інших, глибокий спокій викликають фізико-хімічні зміни, що відбуваються у цитоплазмі під впливом зовнішніх умов. Проте, якими б причинами не забезпечувався глибокий спокій насінини, це пристосування має дуже важливе значення для життя рослин на суходолі, дозволяючи рослинам переживати такі несприятливі для них умови наземного середовища як сухість або холод тощо. Тривалість глибокого спокою насіння у різних рослин неоднакова.

Насінина у стані спокою містить у собі воду, яка зв’язана фізично і хімічно. Саме тому при висушуванні насіння вода з нього не виділяється. Для прискорення проростання насіння, тобто виведення його зі стану глибокого спокою розроблено спеціальні методи, найвідомішими серед яких є скарифікація (від лат. scarificatio – надрізування, подряпування) та стратифікація (від лат. stratum- шар і facere - робити).Стратифікація – це витримування насіння у вологому піску, торфі чи мохові при температурі 1-5⁰С або під снігом для прискорення його проростання. Скарифікація – механічне пошкодження спермодерми (насінної шкірки) перед висіванням насіння у ґрунт. Насіння перед висіванням треба обов’язково перевірити на життєздатність. З цією метою його пророщують. Для цього беруть певну кількість насінин і створюють необхідні для його проростання умови (зволоження, температура і доступ повітря). Потім підраховують кількість насінин, що проросли, і вираховують відсоток схожості.

Лише з того моменту, як суха жива насінина поглине необхідну кількість води, починається її проростання. Надходження води у насінину зумовлене гідрофільністю колоїдів цитоплазми. Тиск, під дією якого перша вода надходить у насінину, величезний (до 1000 атмосфер). Ось чому іноді здається дивним, що земля зовсім суха, а насіння проросло. Набубнявіння насінини супроводжується інтенсивною діяльністю ферментів. Відбуваються переважно гідролітичні реакції, які переводять тверді запасні речовини у розчинний стан, після чого рослина може засвоїти їх. Води поглинається до 80% на суху вагу насінини. Поступово енергія надходження води у насінину знижується. Детально спокій і умови проростання насіння вивчаються у курсі фізіології рослин.

Паралельно з набубнявінням насінини починається розвиток зародка. Внаслідок набубнявіння насінна шкірка розривається і зародковий корінь проникає у ґрунт. У якому б положенні не знаходилася насінина у ґрунті, зародковий корінь загинається донизу. А чому? Так, внаслідок своєї позитивної геотропічної реакції. Корінь, що розвивається із зародкового, закріплює рослину у ґрунті і забезпечує надходження води і необхідних для живлення рослини мінеральних речовин. Енергія, що вивільняється при розкладанні запасних органічних речовин насінини, використовується на підсилення фізіологічних функцій проростка.

Через деякий час з насінини з’являється і зародковий пагін, в якому розрізняють зародкове стебло і зародкові листки. Конус наростання зародкового пагона називають зародковою брунькою, що є помилковим, оскільки бруньки є складовими надземного пагона.

З пророслої насінини формується рослина, яку називають проростком. Наскільки дорослі рослини відрізняються між собою, настільки проростки схожі. У цьому проявляється біогенетичний закон.

Проростки у різних рослин мають різну кількість коренів. Так наприклад, кукурудза (Zea mays), просо (Panicum miliaceum), переважна більшість дводольних мають 1 корінь, пшениця (Triticum) – 3, жито (Secale) – 4, ячмінь (Hordeum) – 5-7. Корінь проростка розвивається з зародкового кореня насінини, проте у багатьох злакових зародковий корінь припиняє розвиток ще в насінині і там же формуються додаткові корені.

Яку ж будову має проросток? Він складається з кореня (коренів) і пагона. Межа переходу від кореня до пагона називається кореневою шийкою. Стеблова частина пагона від кореневої шийки до сім’ядольних листків називається гіпокотилем (від грец. hypo – внизу, під і kotyle – заглиблення), а від сім’ядолей до перших листків – епікотилем (від грец. epi – над і kotyle). У однодольних підсім’ядольне і надсім’ядольне коліна дуже укорочені, тому їх у проростка дуже важко розрізнити.

Сім’ядолі насінини при проростанні можуть залишатися під землею або виноситися над поверхнею ґрунту. Якщо сім’ядолі виносяться над землею, проростання називається надземним (наприклад, бобові), якщо ні – підземним (дуб – Quercus).

Проростання насінини є початковою стадією онтогенезу (від грец. on (ontos) – сутнє і genesis – походження, виникнення). Закінчується онтогенез у багатьох рослин утворенням знову насіння.

Насінина є яскравим прикладом прояву законів діалектики природи, зокрема таких як перехід кількості у якість та єдності і боротьби протилежностей. Зменшення води у насінині і перехід її у зв’язаний стан створюють умови, що дозволяють насінню рослин перебувати у стані спокою і переносити несприятливі умови довкілля.

Можливість насіння поглинати воду за сприятливих умов стає поштовхом до його проростання. Спираючись на знання з філософії, спробуйте самостійно навести ще приклади прояву законів діалектики на прикладі насінини.

Поширення плодів і насіння. Вивченням поширення плодів і насіння займається хорологія ( від грец. chorоs – простір і logos). У покритонасінних є багато різноманітних пристосувань до поширення плодів і насіння. За способом поширення розрізняють рослини автохорні, анемохорні, зоохорні, гідрохорні, антропохорні тощо.

При автохорії (від грец. autos – caм і choros) плоди і насіння поширюються недалеко від рослин, на яких вони утворилися. До автохорних рослин належать тюльпан, лілія, дуб, горіх, гіркокаштан, герань та багато інших.

Найчастіше плоди і насіння поширюються вітром. Анемохорні (від грец. anemos – вітер і choros) рослини мають багато пристосувань, що полегшують поширення їхніх плодів і насіння. Це різноманітні летючки, чубки (кульбаба, скереда, осот, козельці та багато інших таксонів родини Айстрові, пухівка з родини Осокові, рогіз тощо), крилатки (береза, в’яз, клен, ясен, липа, скабіоза, щавель тощо), пухирчасті здуття (осока здута, міхурник тощо).

Зоохорні рослини мають або соковитий перикарп або різноманітні вирости (причіпки, шипи тощо) на поверхні плодів, нерідко поверхня плода буває залозистою або клейкою. Соковиті плоди і насіння поширюються птахами (орнітохорія), мурашками (мірмекохорія), рідше іншими тваринами. Пройшовши через травну систему тварин, насіння не втрачає своєї життєздатності.

Причіпки мають різне походження. Так, у гравілата, реп’яшка, роговика причіпки є видозміненим стилодієм або стовпчиком маточки, а у підмаренника, череди, лопуха, нетреби, чорнокореня – виростами перикарпа.

У гідрохорних (від. грец. hydor – вода і choros) рослин плоди мають щільний, мало проникливий для води ендокарп і волокнистий мезокарп з повітроносними порожнинами, що є пристосуванням до утримування плодів на поверхні води. До гідрохорних рослин відносять кокосову пальму, сейшельську пальму, частуху, рдесник, цикуту, омег, осоки тощо.

В наші дні важливим чинником у поширенні плодів і насіння стала людина. Цей спосіб називають антропохорією. Під антропохорією розуміють лише ті форми поширення, які є результатом трудової діяльності людини: використання землеобробних механізмів, розширення сфери використання транспортних засобів (залізничного, автомобільного, водного, повітряного), розвиток тваринництва тощо. Власне тільки завдяки людині рослини можуть поширюватися з одного континенту на інший.