Что такое семядоли? Оказывается, что это не просто анатомическая особенность растений, а важный систематический признак. В науку данное понятие ввел итальянец Марчелло Мальпиги. Вслед за ним англичанин Джон Рей установил, что у одних растений одна семядоля, а у других - две.

Общая характеристика отдела Покрытосеменные

Группа растений, которую мы рассматриваем в нашей статье, занимает господствующее положение в Систематики насчитывают около 250 тысяч их видов. Это или Цветковые. Названия красноречиво говорят об особенностях растений. Все они формируют цветок - в котором происходит половое размножение. Именно благодаря его наличию, покрытосеменные формируют семя, защищенное стенками околоплодника.

Классы цветковых растений

Цветковые растения объединяют в систематические единицы следующего ранга. Что такое семядоли? Это численность зародышевых листков, главный признак, положенный в основу данной классификации.

В зависимости от их числа, различают одно- и двудольные растения. Они также объединяются в семейства. Одну семядолю имеет зародыш злаковых, лилейных и луковых. К двудольным относятся пасленовые, капустные, бобовые, розоцветные и другие растительные семейства.

Что такое семядоли?

Рассмотрим строение зародышевых листков на конкретных примерах. Зародыш, который у цветковых формируется в результате двойного оплодотворения, состоит из корешка, стебелька, почечки и листочка. Семядоля является частью последнего. Во время прорастания они появляются первыми.

Одну семядолю имеет зародыш Столько же листочков можно увидеть у проростка. У однодольных они развиваются из образовательной ткани - меристемы, а сама семядоля остается в семени. Она состоит из щитка - питательной ткани, необходимой для развития проростка, и защитного колпачка - кеоптиля.

Семядоля семени фасоли состоят из двух долей. Многие проращивали это растение самостоятельно. В результате прорастания образуется два зародышевых листочка, выполняющие функцию фотосинтеза. Далее, растение переходит в постэмбриональную фазу. Проросшие семядоли заменяются настоящими листьями, которые развиваются из апикальной меристемы. Это расположенная на верхушке побега и кончике корня.

Сравнительная характеристика

Две или одна семядоля, которую имеет зародыш семени и механизм их развития - это не единственные систематические признаки, используемые систематиками для определения класса растения. Для однодольных характерна которая развивается в виде пучка прямо на побеге. Такие растения не имеют камбия - боковой образовательной ткани. Поэтому среди них не встречаются древесные формы. Листья однодольных простые, с дуговым или Систематики относят к ним приблизительно 50 тысяч видов.

Корневая система двудольных стержневая. Она более глубоко проникает в почву, обеспечивая питание растений в самых засушливых местах. На поперечном разрезе стебля двудольных отчетливо виден камбий. Поэтому среди них встречаются не только травы и кустарники, но и деревья. Листья этих растений могут быть как простыми, так и сложными. Жилкование сетчатое или перистое. К двудольным относится большинство цветковых растений - около 200 тысяч видов.

Семядоли-невидимки

В большинстве случаев зародышевые листья развиваются на поверхности почвы. Они обеспечивают прорастание семени, сбрасывание его оболочки. Зародышевые листья двудольных обеспечивают растение органическими веществами, поскольку осуществляют фотосинтез.

Но в природе есть и такие семядоли, которые развиваются под землей. Растения с таким типом эмбриональных листьев имеют ряд преимуществ. Если срезать их надземную часть, организм не погибнет, а через некоторое время снова восстановится. Это произойдет за счет образовательной ткани зародыша, которая находится под землей.

Семядоли с подземным развитием не осуществляют фотосинтез. Их функциями является защита и обеспечение жизнеспособности зародыша на протяжении продолжительного периода покоя. Примерами таких растений являются желуди, каштаны, орехи.

Итак, в нашей статье мы разобрались, что такое семядоли. Это части зародыша растения, которые прорастают первыми. В зависимости от их численности, покрытосеменные растения объединяют в два класса: одно- и двудольные.

Семядоли представляют собой важный орган, играющий большую роль на самых ранних этапах жизни растений. У ели, независимо от видовой принадлежности, они в норме зеленые и являются, по существу, первичной хвоей в качестве ассимиляционного аппарата. Число семядолей у всходов елей европейской Picea abies (L.) Karst. и сибирской P. obovata Ledeb. на территории России изучалось рядом исследователей , начиная с Ф. Федоровича . Было установлено, что у всходов ели европейской их в среднем около 8 (7.5‒8.5), у ели сибирской близко к 7 (6.5‒7.5) шт. при сравнительно небольшой внутрипопуляционной и географической (межпопуляционной) изменчивости . Этот признак обычно используется при ботанической характеристике вида, а лесоводы связывают с ним различия в росте деревьев и другие хозяйственно полезные признаки . Согласно литературным данным у некоторых хвойных число семядолей связано с абсолютной массой (массой 1000 шт.) семян. Можно предполагать такую связь и у ели. Целью работы является изучение связи массы 1000 шт. семян с числом семядолей у всходов ели в уральском регионе. Число семядолей подсчитывали у проростков при проращивании семян в чашках Петри на фильтровальной бумаге после их полного развертывания, то есть на 10‒12 день от начала прорастания. Перед началом проращивания семена взвешивали на торсионных весах ВТ-500 с точностью 1 мг.

Влияние массы семян в пределах материнского дерева на число семядолей выражено слабо. Имеется лишь тенденция такой связи, характеризующаяся коэффициентом корреляции, равным 0.15‒0.29. Несколько больше выражена связь этих признаков в партии смешанных семян производственной заготовки (табл. 1). Связь числа семядолей в этом случае характеризуется следующими показателями: корреляционное отношение равно 0.340±0.0746 (t = 4.56), коэффициент корреляции – 0.323±0.0750 (t= 4.31).

Таблица 1

Количество семядолей в связи с массой отдельного семени ели (смешанная партия семян, Рудниковское лесничество, Кировская область)

Масса семени,	Число всходов,	Распределение всходов по числу семядолей, шт.						Среднее число семядолей, шт.

Примечание. Здесь и в табл. 2‒3: X±Sx ‒ среднее значение и его ошибка,

Cv ‒ коэффициент вариации.

Таблица 2

Средние показатели массы 1000 семян и числа семядолей на деревьях ели сибирской (Сосьвинское лесничество, Ханты-Мансийский автономный округ)

№ дерева		Число семядолей,		№ дерева		Число семядолей, шт.

В потомстве разных деревьев ели зависимость числа семядолей от массы семян выше (табл. 2). По деревьям, например, ели сибирской имеется значительная изменчивость массы 1000 шт. семян (4.45‒6.44 г.) и числа семядолей у всходов из них (6.9‒8.0 шт.). Коэффициент вариации средних значений массы 1000 шт. семян составляет около 10, а числа семядолей – 3.7 %. В пределах дерева вариация последнего составляет 10‒12 %. Между массой семян и средним числом семядолей по отдельным деревьям корреляционное отношение равно 0.552±0.1667; коэффициент корреляции – 0.456±0.1780.

По выборкам из разных районов Урала коэффициент корреляции находится в пределах 0.425‒0.658 (табл. 3). Различия в величине коэффициента корреляции по популяциям небольшие и в среднем он близок к 0.5. Степень влияние массы 1000 шт. семян на среднее число семядолей (R2) составляет примерно 25‒26 (18‒43) %. Величина этого показателя не очень большая, но вполне достоверная. Корреляция признаков в географической совокупности популяций (табл. 3) значительно выше (η = 0.759±0.2657; R = 0.724±0.2816). Связь во всех случаях прямолинейная.

Таблица 3

Изменчивость числа семядолей и его взаимосвязь с массой семян в потомстве отдельных деревьев ели сибирской на Урале

	деревьев,	Средняя масса 1000 семян, г.	Среднее число семядолей, шт.		Коэффициент корреляции

Колвинский
Красновишерский
Добрянский
Карпинский
Ревдинский
Тавдинский
Нязепетровский
Сосьвинский

Примечание. Колвинский, Красновишерский, Добрянский участки располагаются в Пермском крае,

Карпинский, Ревдинский, Тавдинский – в Свердловский, Нязепетровский – в Челябинской областях, Сосьвинский – в Березовском районе Ханты-Мансийского автономного округа; R±Sr ‒ коэффициент корреляция и его ошибка. R0.05 = при n‒2: 8 ‒ 0.707; 18 ‒ 0.468; 27 ‒ 0.381; 42 ‒ 0.304; 50 ‒ 0.270.

Рассчитанный нами по материалам Н. И. Уваровой с соавт. коэффициент корреляции массы 1000 шт. семян со средним числом семядолей в потомстве 33 географических популяций ели в европейско- уральском регионе оказался равным 0.508±0.1547 (t = 3.28). По данным Б. Н. Куракина (на территории СССР) этот коэффициент равен 0.59.

Имеются работы, выявившие значимые корреляции между количеством семядолей и высотой 1‒2- летних сеянцев. При этом отмечается, что многосемядольные особи растут быстрее малосемядольных. По нашим данным, коэффициент корреляции высоты 2-летних сеянцев (в теплице) с числом семядолей в потомстве 50 деревьев ели сибирской равен 0.352±0.025, для 43 географических популяций от Калининградской области до Якутии он выше (0.653±0.092).

Таким образом, абсолютная масса семян (масса 1000 шт.) ели влияет на количество семядолей у всходов. Масса семян в пределах отдельного материнского дерева слабо связана с числом семядолей: коэффициент корреляции составляет 015‒0.30. В партии смешанных семян коэффициент корреляции между этими признаками несколько выше (R = 0.323±0.0750). Еще выше связь в потомстве отдельных деревьев, коэффициент корреляции между средним значением массы семян (на дереве) и числом семядолей находится в пределах 0.42‒0.66. В межпопуляционной изменчивости признаков он еще выше (0.724±0.2816). Число семядолей связано с ростом молодых растений: в потомстве отдельных деревьев коэффициент корреляции составляет 0.352±0.025, в потомстве географических популяций он выше (0.653±0.092). Число семядолей может использоваться в качестве дополнительного признака, характеризующего селекционную ценность популяции и отдельных деревьев.

Список литературы

1. Гаврись В. П. Многоформенность хвойных пород и практическое использование ценных форм сосны и ели // Лесн. хоз-во. 1938. № 1. С. 78–82.

2. Куракин Б. Н. Изменчивость числа семядолей у проростков ели разного географического происхождения // Лесн. хоз-во. 1990. № 1. С. 39–40.

3. Попов П. П. Изменчивость числа семядолей у ели европейской и сибирской // Лесоведение. 1982. № 5. С. 18‒22.

4. Попов П. П. Закономерности в изменчивости числа семядолей у ели // Биоразнообразие Западной Сибири: результаты исследований. Тюмень. ИПОС СО РАН, 1996. С. 65‒74.

5. Попов П. П. Популяционно-географическая изменчивость числа семядолей у всходов ели европейской и сибирской // Лесоведение. 2013. № 1. С. 9–15.

6. Проказин Е. П., Ключарева Л. Н., Кузина Л. А. Вес 1000 штук семян и число семядолей у проростков как диагностические признаки деревьев сосны обыкновенной // Сборник научных трудов ВНИИЛМ, 1975. С. 243– 250.

7. Уварова Н. И., Филиппова Л. Н., Марисая Г. К. О проявлении географической изменчивости у сеянцев сосны и ели при испытании в Ленинградской области // Восстановление леса на Северо- Западе РСФСР. Л.: ЛенННИИЛХ, 1978. С. 51–60.

8. Федорович Ф. Новые наблюдения над сибирской елью (Picea obovata Ledeb.) // Лесн. журн. 1876. Вып. 1. С. 15–26.

9. Чжан Ши ‒ Цзюй Варьирование числа семядолей у всходов ели в связи с ее географическим происхождением и формовым разнообразием // Лесоведение. 1969. № 2. С. 79‒81.

10. Хохрин А. В. Полиморфизм и изомерия ели по числу семядолей и филлотаксису // Лесная геоботаника и биология древесных растений. Брянск, 1974. Вып. 2. С. 152‒154.

11. Masching E. Die variation der Kotilidonensahl beieinig Pinus contorta – Herkunften // Silvae genet. 1971. Bd. 20. № 1–2. S. 10–14.

12. Sorensen F. C., Franklin J. F. Influence of year of cone collection on seed weight and cotyledon number in Abies procera // Sylvae genet. 1977. V. 7. № 26. P. 41–43.

Строение семян растений

Снаружи у семян имеется плотный покров — кожура (рис. 26). Она защищает семя от повреждений, высыхания, проникновения болезнетворных организмов.

Рис. 26. Строение семян кукурузы (А ) и фасоли (Б ): 1 — кожура семени; 2 — семявход; 3 — рубчик; 4 — зародыш; 5 — зародышевая почка; 6 — покровы плода зерновки; 7 — зародышевый корень; 8 — зародышевый стебель; 9 — эндосперм; 10 — семядоли

У одних растений семенная кожура плотная, но тонкая, у других она деревянистая, толстая и очень твердая (у сливы, миндаля, винограда и др.).

На кожуре семени фасоли есть рубчик — след от места прикрепления семени к стенке плода. Рядом с рубчиком находится маленькое отверстие — семявход . Через семявход внутрь семени проникает вода, после чего семя набухает и прорастает.

Внутри семени находится зародыш нового растения. У одних растений (фасоль, тыква, яблоня и др.) зародыш крупный, и его можно увидеть, если снять кожуру с семени. У других (пшеница, перец, ландыш, лук и др.) зародыш очень мал. В таком семени питательные вещества представлены эндоспермом (от греч. эндон - "внутри", сперма - "семя") - особой тканью, клетки которой содержат много запасных питательных веществ.

Эндосперм представлен крупными клетками, целиком заполненными питательными веществами в виде крахмала, белков и различных масел. Все эти вещества служат зародышу первым источником питания при прорастании семени.

Зародыш нового растения в семени имеет две хорошо различимые части: зародышевый побег и зародышевый корень .

Зародышевый побег представлен зародышевым стеблем, зародышевыми листьями и зародышевой почкой. Зародышевые листья (первые листья растения, появляющиеся еще в семени) называют семядолями . Например, у фасоли, тыквы, яблони и огурца в зародыше всегда имеются две крупные мясистые семядоли, а у пшеницы, кукурузы, тюльпана и ландыша — только одна семядоля в форме тонкой пластинки.

Цветковые растения, имеющие зародыш семени с двумя семядолями, называют двудольными , а с одной семядолей — однодольными (рис. 27).

Рис. 27.

Снаружи у семян имеется плотный покров - кожура . Главная функция семенной кожуры - защита семени от повреждений, высыхания, проникновения болезнетворных организмов и от преждевременного прорастания.

У одних растений семенная кожура плотная, но тонкая, у других она деревянистая, толстая и очень твердая (у сливы, миндаля, винограда и др.).

На кожуре есть рубчик - след от места прикрепления семени к стенке плода. Рядом с рубчиком находится маленькое отверстие - семявход . Через семявход внутрь семени проникает вода, после чего семя набухает и прорастает.

Кожуру трудно снять с сухого семени. Но когда оно наберет через семявход воду и набухнет, кожура лопнет, ее легко снять, и тогда обнаружится внутреннее строение семени. Внутри семени под кожурой находится зародыш - маленькое новое растение.

У одних растений (фасоль, тыква, яблоня и др.) зародыш крупный, и его можно увидеть, если снять кожуру с семени. У других (перец, фиалка трехцветная, ландыш, лук и др.) зародыш очень мал, он лежит в семени, окруженный эндоспермом (от греч. эндон - «внутри», сперма - «семя») - особыми клетками, в которых содержится много запасных питательных веществ. В таких семенах кожура окружает не зародыш, а эндосперм, внутри которого находится зародыш растения.

Эндосперм - запасающая ткань семени.

Эндосперм представлен крупными клетками, целиком заполненными питательными веществами в виде крахмала, белков и различных масел. Все эти вещества служат зародышу первым источником питания при прорастании семени.

Зародыш нового растения в семени имеет две хорошо различимые части: зародышевый побег и зародышевый корень .

Зародышевый побег представлен зародышевым стеблем, семядолями (первые листья) и зародышевой почкой . Например, у фасоли, тыквы, яблони и огурца в зародыше всегда имеются две крупные мясистые семядоли, а у пшеницы, кукурузы, тюльпана и ландыша - только одна семядоля.

Цветковые растения, имеющие зародыш семени с одной семядолей, называют однодольными , а с двумя - двудольными .

Семена однодольных и двудольных растений, получив через семявход воду, набухают и прорастают. При этом через разрывы кожуры из семени выходит сначала зародышевый корень. Он быстро растет вниз, опережая рост других органов зародыша, и закрепляет молодое растеньице в почве. Затем начинает расти вверх зародышевый побег. Его стеблевая часть удлиняется и выносит вверх семядоли и верхушечную почку. Из нее затем развивается надземный побег с настоящими зелеными листьями. При прорастании семени появляется молодое растеньице - проросток. От воды набухают все семена - и живые, и неживые, потерявшие всхожесть.

Проросток вырастает только из семян с живым зародышем.

Проросток любого семенного растения состоит из главного корня и главного побега . Их называют главными потому, что они развились из зародышевого корешка и зародышевого побега.

Позднее главный корень ветвится. Совокупность всех корней растения называют корневой системой (система - целое, состоящее из взаимосвязанных частей).