Augu pasaulē var izšķirt divus vairošanās veidus: aseksuālo un seksuālo. Pirmais veids ietver tādas iedzimtas informācijas pārsūtīšanas metodes kā tieša šūnu dalīšanās, veģetatīvā - ar somatisko šūnu grupas palīdzību un pavairošana ar specializētām haploīdām šūnām - sporām. Otra, progresīvāka forma ir seksuālā pavairošana, kas noved pie sēklu veidošanās. Tas ir atrodams ģimnosēkļu un ziedaugu, sauktu arī par segsēkļiem, dzīves ciklā. Šajā darbā aplūkosim pupiņu sēklu ārējo uzbūvi, noskaidrosim tās dīgšanai nepieciešamos apstākļus, kā arī noteiksim, kādas priekšrocības ir augiem, kas spēj vairoties ar sēklām.
No kā un kā veidojas sēklas?
Pupiņas ir siltumu mīloša viengadīga pākšaugu dzimtas kultūra, tai ir raksturīgas formas ziedi, kas atgādinaburu laiva vai tauriņš, kas sēž ar saliktiem spārniem. Zieda iekšpusē, tā īpašajā daļā, ko sauc par piestiņu, atrodas sēklas dīglis, kas zem čaumalām paslēpa embrija maisiņu. Tas satur olu un diploīdu struktūru, ko sauc par centrālo šūnu. Tos secīgi apaugļo divi spermatozoīdi, kā rezultātā parādās pupiņu sēklas. Tam ir embrijs, organisko savienojumu krājums augšanai un attīstībai, divas dīgļlapas un apvalks, ko sauc par sēklas apvalku.
Kas ir divdīgļlapu sēklas
Visi ziedošie augi ar divām dīgļlapām apaugļošanas rezultātā veido augļus ar sēklām, kuru veidošanā galvenā loma ir visām zieda daļām: kausiņam, vainagu ar ziedlapiņām, androecium, kas sastāv no putekšņlapām un, protams, pistole ar sēklu primordijām. Pupiņas sēklas uzbūve tiek pētīta 6. klasē, iepazīstoties ar tādu bioloģijas sadaļu kā botānika. Tam ir elipsoīda forma, kas apvieno iespaidīgu sēklu daudzumu ar salīdzinoši mazu virsmas laukumu.
Šī funkcija samazina sēklu saskari ar vidi. Pupiņu sēklu ārējā struktūra atgādina zīdītāju ekskrēcijas sistēmas galveno orgānu. Cilvēka anatomijā ir pat definīcija - pupas formas nieres. Iekšējā, ieliektajā pusē ir rēta - vieta, ar kuru pupiņu sēkla ir piestiprināta pie augļa sausajām lapām, ko sauc par pupu. Līdz ar to augu dzimtas nosaukums - Pākšaugi. Tajā ir vairāk nekā 12 tūkstoši sugu. Lielākā daļa no tāpārstāvji ir zālaugu formas, bet ir arī krūmi un koki. No pākšaugiem nosauksim čempionus vērtīgo augu olb altumvielu saturā: tās ir sojas pupiņas, zirņi, pupiņas, lēcas.
Sēklu struktūras un to nozīme
Turpināsim apsvērt pupiņu sēklu struktūru. Zemāk esošajā attēlā skaidri redzama iepriekš norādīto daļu klātbūtne, proti: sēklas apvalks, divas dīgļlapas un embrijs, kas atrodas starp tām.
Kā tika konstatēts, ārējā daļa – sēklu miza – ir sēklu dīgļu (sēklu) apvalku atvasinājums. Tas veic aizsardzības funkciju pret izžūšanu, nelabvēlīgu temperatūru un citiem negatīviem abiotiskiem faktoriem. Protams, galvenā sēklu struktūra ir embrijs. Kāpēc tas tā ir, apskatīsim nākamo sadaļu.
Diktādu embrijs
Kā atceramies, dubultās apaugļošanas procesā, kas raksturīgs tikai ziedošiem augiem, no apaugļotas olšūnas veidojas daudzšūnu veidojums - zigota. To sauc par embriju, un tam ir trīs daļas: dīgļu sakne, kāts un nieres. Pievērsīsim uzmanību pupiņu sēklu iekšējai struktūrai. Zemāk redzamā diagramma skaidri parāda, ka embrijs, kas droši paslēpts starp dīgļlapām, ir ne tikai vissvarīgākā, bet arī visdelikātākā un neaizsargātākā struktūra. Tālāk mēs atbildēsim uz jautājumu par to, kādas funkcijas ir raksturīgas galvenajām embrija sastāvdaļām.
Augļa sakne
Nepārspējamisauszemes augu skaitam ir labi attīstīta sakņu sistēma: galvenā, sānu vai nejauša. Zāles, krūmi un koksnes sugas var veidot divu veidu pazemes struktūras, kuras botānikā sauc par mietsakņu un šķiedru sakņu sistēmām. Kā izrādījās, viņi sāk savu attīstību no vienas un tās pašas daļas - dīgļu saknes. Tā šūnu dalīšanās sākums augu fizioloģijā ir galvenais kritērijs, pēc kura tiek noteikta tāda mehānisma kā sēklu dīgtspēja iedarbināšana. Pupām, tomātiem, zirņiem un citām siltumu mīlošām un atsaucīgām kultūrām nepieciešama optimāla dažādu vides faktoru kombinācija, lai pabeigtu šo procesu ar jauna jauna auga parādīšanos.
Dīgļlapas un to nozīme stāda dzīvības nodrošināšanā
Lai sēkla dīgtu, nepieciešams barības vielu krājums: cukuri, aminoskābes, tauki. Divdīgļlapju augos tas uzkrājas dīgļlapās. Embriju dīgšanas sākumā organiskās vielas pāriet izšķīdinātā formā, kas ir vispieejamākā šūnu absorbcijai. Divdīgļlapu augu stādos dīgļlapas sāk darboties kā pirmās sauszemes, tā sauktās embrionālās lapas. Tomēr tie spēj veikt fotosintēzi un nodrošināt jauno augu ar visām nepieciešamajām plastmasas vielām.
Kas ir sēklu dīgšana?
Šis ir fizioloģisks process, kura pamatā ir pārejas mehānisms no sēklu dzīves latentā perioda uz embrija daļu aktīvās augšanas stadiju: sakne un kātiņš ar lapām. Tā rezultātā vispirms parādās stāds, untad veidojas jaunaudze. Kāds ir dīgstu pupiņu sēklu izskats? Zemāk esošajā fotoattēlā skaidri redzams, ka vispirms sāk attīstīties dīgļlapu sakne, pēc tam kātiņš nogādā dīgļlapu lapas virs zemes. Pēc kāda laika no stublāja augšanas konusa, kas sastāv no apikālajiem audzinošajiem audiem - meristēmas, veidojas pupiņu auga īstās lapas.
Atpūtas periods
Pēc to augļu nogatavošanās, ko sauc par pupiņām, dārzā savāktās pupiņu sēklas nespēj uzreiz dīgt. Ne tikai pākšaugu dzimtas augiem, bet arī citu grupu pārstāvjiem, piemēram, tomātiem, baklažāniem, gurķiem, ir vajadzīgs laiks, līdz to sēklas pēc ražas novākšanas nogatavojas. To galvenokārt raksturo fakts, ka šajā laikā embrija šūnās metabolisms notiek ļoti zemā līmenī. Sēklu elpošana praktiski nenotiek, ūdens saturs ir mazāks par sesto daļu no kopējās masas.
Tā rezultātā sēklām ir minimāla dīgšanas enerģija, kas ir nepietiekama dīgļlapu organisko vielu pārejai šķīstošā formā. Gan ārējā, gan iekšējā pupiņu sēklu struktūra latentā periodā neatšķiras no augšanas sezonas, kad tās tiek sagatavotas sēšanai zemē. Atšķirības galvenokārt ir saistītas ar vielmaiņas reakciju ātrumu embrija šūnās, kas ir ļoti zems sēklu miera periodā.
Kas nepieciešams embrija dīgšanai
Agronomijā varizcelt šādus apstākļus, kas nodrošina kvalitatīvu sēklu dīgtspēju un draudzīgu stādu izskatu: ūdens klātbūtne, labvēlīga temperatūra, skābekļa klātbūtne, optimāls apgaismojums. Apsvērsim šos faktorus sīkāk. Pirmais mūsu abiotisko apstākļu sarakstā ir ūdens. Tas ir nepieciešams šūnu pietūkumam, ko pavada to elpošanas palielināšanās.
Pētot pupiņu sēklu uzbūvi, noskaidrojām, ka embrija barošana iespējama tikai tad, ja dīgļlapās esošās organiskās vielas pāriet izšķīdinātā veidā. Tas ir saistīts ar ūdens molekulu iekļūšanu to uzglabāšanas parenhīmā. Tā kā pupiņas ir siltumu mīlošas kultūras, tās labi sadīgst labi sasildītā augsnē. Bet apgaismojums neietekmē dīgšanas enerģiju. Lai mākslīgi izņemtu sēklas no latentā stāvokļa, tās apstrādā ar stimulatoriem, piemēram, fitohormoniem.
Tie veic arī skarifikāciju, tas ir, mehāniski pārkāpj mizas integritāti, nesabojājot struktūras, kas veido pupiņu sēklu iekšējo struktūru, īpaši tās dīgļlapas un embriju. Tādējādi visas iepriekš minētās lauksaimniecības metodes paātrina kultūraugu dīgtspēju.
