Στον κόσμο των φυτών, διακρίνονται δύο μορφές αναπαραγωγής: η ασεξουαλική και η σεξουαλική. Ο πρώτος τύπος περιλαμβάνει τέτοιες μεθόδους μετάδοσης κληρονομικών πληροφοριών όπως η άμεση κυτταρική διαίρεση, η βλαστική - με τη βοήθεια μιας ομάδας σωματικών κυττάρων και η αναπαραγωγή από εξειδικευμένα απλοειδή κύτταρα - σπόρια. Η δεύτερη, πιο προηγμένη μορφή είναι η σεξουαλική αναπαραγωγή, που οδηγεί στον σχηματισμό σπόρων. Βρίσκεται στον κύκλο ζωής των γυμνόσπερμων και των ανθοφόρων φυτών, που ονομάζονται επίσης αγγειόσπερμα. Σε αυτή την εργασία, θα εξετάσουμε την εξωτερική δομή του σπόρου του φασολιού, θα ανακαλύψουμε τις απαραίτητες συνθήκες για τη βλάστησή του και επίσης θα προσδιορίσουμε ποια πλεονεκτήματα έχουν τα φυτά που είναι ικανά για αναπαραγωγή σπόρων.
Από τι και πώς σχηματίζονται οι σπόροι;
Τα φασόλια είναι μια θερμόφιλη ετήσια καλλιέργεια της οικογένειας των ψυχανθών, έχει άνθη με χαρακτηριστικό σχήμα που μοιάζουν μεένα ιστιοφόρο ή μια πεταλούδα που κάθεται με διπλωμένα φτερά. Μέσα στο λουλούδι, στο ειδικό τμήμα του, που ονομάζεται ύπερο, υπάρχει ένα φύτρο σπόρων, το οποίο έκρυβε τον εμβρυϊκό σάκο κάτω από τα κελύφη του. Περιέχει το ωάριο και μια διπλοειδή δομή που ονομάζεται κεντρικό κύτταρο. Γονιμοποιούνται διαδοχικά από δύο σπερματοζωάρια, με αποτέλεσμα να εμφανίζεται ο σπόρος του φασολιού. Έχει ένα έμβρυο, ένα απόθεμα οργανικών ενώσεων για ανάπτυξη και ανάπτυξη, δύο κοτυληδόνες και ένα κάλυμμα που ονομάζεται σπόρος.
Τι είναι οι σπόροι δικοτυλήδος
Όλα τα ανθοφόρα φυτά με δύο κοτυληδόνες, ως αποτέλεσμα της γονιμοποίησης, σχηματίζουν καρπούς με σπόρους, στον σχηματισμό των οποίων όλα τα μέρη του άνθους παίζουν τον κύριο ρόλο: κάλυκας, στεφάνη με πέταλα, ανδρόεκιο, που αποτελείται από στήμονες και, φυσικά, ύπερο με σπόρο primordia. Η δομή του σπόρου του φασολιού μελετάται στην 6η τάξη, γνωρίζοντας ένα τέτοιο τμήμα της βιολογίας όπως η βοτανική. Έχει ελλειψοειδές σχήμα, το οποίο συνδυάζει έναν εντυπωσιακό όγκο σπόρων με μια σχετικά μικρή επιφάνεια.
Αυτή η δυνατότητα ελαχιστοποιεί την επαφή του σπόρου με το περιβάλλον. Η εξωτερική δομή του σπόρου του φασολιού μοιάζει με το κύριο όργανο του απεκκριτικού συστήματος των θηλαστικών. Στην ανθρώπινη ανατομία, υπάρχει ακόμη και ένας ορισμός - ένα νεφρό σε σχήμα φασολιού. Στην εσωτερική, κοίλη πλευρά, υπάρχει μια ουλή - το μέρος με το οποίο ο σπόρος του φασολιού συνδέεται στα ξερά φύλλα του καρπού, που ονομάζεται φασόλι. Εξ ου και το όνομα της οικογένειας των φυτών - Όσπρια. Έχει περισσότερα από 12 χιλιάδες είδη. Το περισσοτεροοι εκπρόσωποι είναι ποώδεις μορφές, αλλά υπάρχουν επίσης θάμνοι και δέντρα. Ανάμεσα στα όσπρια, θα ονομάσουμε τους πρωταθλητές στην περιεκτικότητα σε πολύτιμη φυτική πρωτεΐνη: αυτά είναι σόγια, μπιζέλια, φασόλια, φακές.
Δομές σπόρων και η σημασία τους
Ας συνεχίσουμε να εξετάζουμε τη δομή του σπόρου του φασολιού. Το παρακάτω σχήμα δείχνει ξεκάθαρα την παρουσία των μερών που υποδεικνύονταν προηγουμένως, δηλαδή: το περίβλημα του σπόρου, δύο κοτυληδόνες και το έμβρυο που βρίσκεται ανάμεσά τους.
Όπως διαπιστώθηκε, το εξωτερικό μέρος - η φλούδα του σπόρου - είναι παράγωγο των περιβλημάτων του φύτρου του σπόρου (integuments). Εκτελεί τη λειτουργία προστασίας από το στέγνωμα, τις δυσμενείς θερμοκρασίες και άλλους αρνητικούς αβιοτικούς παράγοντες. Φυσικά, η κύρια δομή του σπόρου είναι το έμβρυο. Γιατί συμβαίνει αυτό, ας δούμε την επόμενη ενότητα.
Έμβρυο δικοτυλήδος
Όπως θυμόμαστε, στη διαδικασία της διπλής γονιμοποίησης, που είναι εγγενής μόνο στα ανθοφόρα φυτά, αναπτύσσεται ένας πολυκύτταρος σχηματισμός από ένα γονιμοποιημένο ωάριο - ένα ζυγώτη. Ονομάζεται έμβρυο και έχει τρία μέρη: τη βλαστική ρίζα, το μίσχο και το νεφρό. Ας προσέξουμε την εσωτερική δομή του σπόρου του φασολιού. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει ξεκάθαρα ότι το έμβρυο, που είναι καλά κρυμμένο ανάμεσα στις κοτυληδόνες, δεν είναι μόνο η πιο σημαντική, αλλά και η πιο λεπτή και ευάλωτη δομή. Στη συνέχεια, θα απαντήσουμε στο ερώτημα ποιες λειτουργίες είναι εγγενείς στα κύρια συστατικά του εμβρύου.
Εμβρυϊκή ρίζα
Υπερβολικόο αριθμός των χερσαίων φυτών έχει ένα καλά ανεπτυγμένο ριζικό σύστημα: κύριο, πλευρικό ή τυχαίο. Τα χόρτα, οι θάμνοι και τα ξυλώδη είδη μπορούν να σχηματίσουν δύο τύπους υπόγειων δομών, που στη βοτανική ονομάζονται ριζικά και ινώδη ριζικά συστήματα. Όπως αποδείχθηκε, ξεκινούν την ανάπτυξή τους από το ίδιο τμήμα - τη βλαστική ρίζα. Η έναρξη της κυτταρικής του διαίρεσης στη φυσιολογία των φυτών είναι το κύριο κριτήριο με το οποίο καθορίζεται η έναρξη ενός τέτοιου μηχανισμού όπως η βλάστηση των σπόρων. Τα φασόλια, οι ντομάτες, τα μπιζέλια και άλλες καλλιέργειες που αγαπούν τη θερμότητα και ανταποκρίνονται στη θερμότητα απαιτούν έναν βέλτιστο συνδυασμό διαφόρων περιβαλλοντικών παραγόντων για να ολοκληρωθεί αυτή η διαδικασία με την εμφάνιση ενός νέου νεαρού φυτού.
Κοτυληδόνες και ο ρόλος τους στην υποστήριξη της ζωής του δενδρυλλίου
Για να βλαστήσει ένας σπόρος χρειάζεται μια παροχή θρεπτικών ενώσεων: σάκχαρα, αμινοξέα, λίπη. Στα δικοτυλήδονα φυτά, συσσωρεύεται στις κοτυληδόνες. Στην αρχή της βλάστησης του εμβρύου, οι οργανικές ουσίες περνούν σε διαλυμένη μορφή, την πιο προσιτή για απορρόφηση από τα κύτταρα. Στα σπορόφυτα δικοτυλήδονων φυτών οι κοτυληδόνες αρχίζουν να λειτουργούν ως τα πρώτα χερσαία, τα λεγόμενα εμβρυϊκά φύλλα. Ωστόσο, είναι σε θέση να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση και να παρέχουν στο νεαρό φυτό όλες τις απαραίτητες πλαστικές ουσίες.
Τι είναι η βλάστηση σπόρων;
Πρόκειται για μια φυσιολογική διαδικασία, η οποία βασίζεται στον μηχανισμό μετάβασης από την λανθάνουσα περίοδο της ζωής του σπόρου στο στάδιο της ενεργού ανάπτυξης τμημάτων του εμβρύου: ρίζα και μίσχο με φύλλα. Ως αποτέλεσμα, ένα δενδρύλλιο εμφανίζεται πρώτα καιτότε σχηματίζεται ένα νεαρό φυτό. Ποια είναι η εμφάνιση ενός σπόρου φασολιού που βλασταίνει; Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει ξεκάθαρα ότι η βλαστική ρίζα αρχίζει να αναπτύσσεται πρώτα και μετά ο μίσχος φέρνει τα φύλλα κοτυληδόνας πάνω από το έδαφος. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, από τον κώνο ανάπτυξης του στελέχους, που αποτελείται από τον κορυφαίο εκπαιδευτικό ιστό - το μερίστωμα - σχηματίζονται τα αληθινά φύλλα του φυτού φασολιών.
Περίοδος ανάπαυσης
Μετά την ωρίμανση των καρπών που ονομάζονται φασόλια, οι σπόροι των φασολιών που συλλέγονται από τον κήπο δεν μπορούν να βλαστήσουν αμέσως. Όχι μόνο για τα φυτά της οικογένειας των ψυχανθών, αλλά και για εκπροσώπους άλλων ομάδων, όπως οι ντομάτες, οι μελιτζάνες, τα αγγούρια, χρειάζεται χρόνος για να ωριμάσουν οι σπόροι τους μετά τη συγκομιδή. Χαρακτηρίζεται πρωτίστως από το γεγονός ότι αυτή τη στιγμή στα κύτταρα του εμβρύου ο μεταβολισμός πραγματοποιείται σε πολύ χαμηλό επίπεδο. Η αναπνοή των σπόρων είναι πρακτικά ανύπαρκτη, η περιεκτικότητα σε νερό είναι μικρότερη από το ένα έκτο της συνολικής μάζας.
Ως αποτέλεσμα, οι σπόροι έχουν μια ελάχιστη ενέργεια βλάστησης, ανεπαρκής για τη μετάβαση των οργανικών ουσιών των κοτυληδόνων σε διαλυτή μορφή. Τόσο η εξωτερική όσο και η εσωτερική δομή του σπόρου των φασολιών στην λανθάνουσα περίοδο δεν διαφέρει από εκείνη της καλλιεργητικής περιόδου, όταν προετοιμάζονται για σπορά στο έδαφος. Οι διαφορές σχετίζονται κυρίως με τον ρυθμό μεταβολικών αντιδράσεων στα κύτταρα του εμβρύου, ο οποίος είναι πολύ χαμηλός κατά την περίοδο του λήθαργου των σπόρων.
Τι χρειάζεται για τη βλάστηση του εμβρύου
Στη γεωπονία, μπορείτεεπισημάνετε τις ακόλουθες συνθήκες που εξασφαλίζουν υψηλής ποιότητας βλάστηση του σπόρου και την εμφάνιση φιλικών φυταρίων: παρουσία νερού, ευνοϊκή θερμοκρασία, παρουσία οξυγόνου, βέλτιστο φωτισμό. Ας εξετάσουμε αυτούς τους παράγοντες με περισσότερες λεπτομέρειες. Πρώτο στη λίστα μας με τις αβιοτικές συνθήκες είναι το νερό. Είναι απαραίτητο για τη διόγκωση των κυττάρων, η οποία συνοδεύεται από αύξηση της αναπνοής τους.
Μελετώντας τη δομή του σπόρου του φασολιού, ανακαλύψαμε ότι η θρέψη του εμβρύου είναι δυνατή μόνο εάν οι οργανικές ουσίες στις κοτυληδόνες περάσουν σε διαλυμένη μορφή. Αυτό οφείλεται στο ότι τα μόρια του νερού διεισδύουν στο αποθηκευτικό τους παρέγχυμα. Όντας μια καλλιέργεια που αγαπά τη θερμότητα, τα φασόλια φυτρώνουν καλά σε καλά θερμαινόμενο έδαφος. Αλλά ο φωτισμός δεν επηρεάζει την ενέργεια της βλάστησης. Για να αφαιρεθούν τεχνητά οι σπόροι από μια λανθάνουσα κατάσταση, υποβάλλονται σε επεξεργασία με διεγερτικά, όπως φυτοορμόνες.
Πραγματοποιούν επίσης scarification, δηλαδή παραβιάζουν μηχανικά την ακεραιότητα της φλούδας χωρίς να καταστρέφουν τις δομές που συνθέτουν την εσωτερική δομή του σπόρου του φασολιού, ιδιαίτερα των κοτυληδόνων και του εμβρύου του. Έτσι, όλες οι παραπάνω γεωργικές πρακτικές επιταχύνουν τη διαδικασία βλάστησης των καλλιεργειών.
