Что такое семязачаток: ответы на вопросы

Семязачаток - удивительный орган растений, хранящий множество загадок. Давайте попробуем разобраться, что же это такое.

Определение и состав семязачатка

Итак, что такое семязачаток? По сути, это зачаток будущего семени цветковых растений. Он закладывается внутри завязи цветка и состоит из нескольких частей:

• Нуцеллус - центральная часть, собственно мегаспорангий
• Интегумент(ы) - покровы, окружающие нуцеллус
• Семяножка - структура, прикрепляющая семязачаток к плаценте

По числу покровов различают семязачатки цветковых растений:

1. Однопокровные
2. Двупокровные
3. Трехпокровные
4. Голые (без покровов)

Кроме того, существует классификация семязачатков по положению их частей относительно семяножки. Например, выделяют прямые, обратные, полуобратные и другие типы.

Функции семязачатка

Зачем же нужен этот орган? Какие функции он выполняет?

Во-первых, в нуцеллусе семязачатка происходит мейоз и формируются мегаспоры - женские репродуктивные клетки растений. Из одной из мегаспор в дальнейшем разовьется женский гаметофит.

Во-вторых, семязачаток играет ключевую роль в опылении и оплодотворении цветковых растений. Через канал микропиле в семязачаток попадает пыльцевая трубка с мужскими гаметами, происходит оплодотворение.

Из оплодотворенной яйцеклетки внутри семязачатка развивается зародыш будущего растения.

Таким образом, в семязачатке закладываются основы формирования семян цветковых растений. Постепенно он преобразуется в зрелое семя, способное дать начало новому растению.

Развитие семязачатка

Как же происходит развитие семязачатка? Этот процесс можно разбить на несколько этапов.

1. Закладка семязачатка внутри завязи цветка
2. Деление клеток и дифференциация тканей
3. Мейоз и образование мегаспор

Далее из одной мегаспоры формируется женский гаметофит - как правило, это зародышевый мешок. После оплодотворения яйцеклетки начинают делиться, образуя зародыш будущего семени.

Так, постепенно, из семязачатка развивается полноценное семя, способное дать жизнь новому растению после прорастания.

Особенности семязачатков голосеменных растений

Рассмотрим подробнее семязачатки у голосеменных растений, к которым относятся хвойные, гинкго, саговники и другие.

У них семязачатки формируются открыто на поверхности семенных чешуй. Как правило, это крупные образования с массивными интегументами и хорошо развитой семяножкой.

Типичны прямые (ортотропные) и обратные (анатропные) семязачатки. У голосеменных также встречаются промежуточные формы с разной степенью изгиба оси.

Что происходит с семязачатком после опыления

Итак, мы разобрали, что такое семязачаток и как он устроен. Что же происходит с этим органом после того, как на рыльце пестика оседает пыльца?

Когда пыльцевая трубка достигает семязачатка, происходит оплодотворение. Затем начинается активный рост и деление клеток зародыша, развивающегося из оплодотворенной яйцеклетки.

Роль семязачатка в эволюции цветковых растений

Формирование семязачатка стало важным этапом в эволюции растений. Благодаря защищенному развитию семени внутри плода стало возможным расселение видов на большие расстояния.

Морфология и анатомия семязачатка претерпели значительные изменения по сравнению с примитивными семенными папоротниками.

Такое строение обеспечивает эффективный мейоз

Замкнутое строение семязачатка со смыкающимися интегументами создает благоприятные условия для формирования гаплоидных мегаспор в результате мейоза.

Такое строение нуцеллуса и питающих тканей позволяет провести редукционное деление и последующее развитие мегагаметофита внутри изолированной среды семязачатка.

Эволюция семязачатка у покрытосеменных растений

У покрытосеменных растений семязачатки приобрели ряд отличительных черт в ходе эволюции.

В отличие от голосеменных, у цветковых семязачатки формируются в закрытой среде завязи пестика. Это обусловило их более компактные размеры и утончение покровных структур.

Строение семязачатка цветковых

Типичный семязачаток цветкового растения двупокровный. Он состоит из центрального нуцеллуса и двух сомкнутых интегументов с узким каналом микропиле.

Семяножка, как правило, хорошо развита для прочного крепления к плаценте завязи. Наблюдается тенденция к редукции тканей у основания семязачатка (области халазы).

Разнообразие типов семязачатков

Помимо двупокровных, у покрытосеменных встречаются одно- и трехпокровные, а также голые семязачатки без покровов.

Существует множество переходных вариантов строения семязачатка в зависимости от типа редукции или, наоборот, усложнения его частей в процессе эволюции.

Адаптивные изменения

У представителей отдельных семейств покрытосеменных форма и структура семязачатка претерпели адаптивные изменения.

Например, у орхидных наблюдается множество необычных вариаций в строении и развитии семязачатка, что позволяет этим растениям размножаться и распространяться в самых разных условиях.

Применение знаний о семязачатках на практике

Понимание процессов, протекающих в семязачатке, имеет большое практическое значение для селекции и семеноводства.

Селекция растений

При скрещивании разных сортов растений важно учитывать совместимость их пыльцы и семязачатков. Несовместимость часто связана с биохимическими и физиологическими барьерами на уровне взаимодействия пыльцевой трубки и тканей семязачатка.

Оптимизация условий роста

Контроль температурного и светового режимов на определенных фазах развития семязачатка позволяет оптимизировать процессы оплодотворения и формирования полноценных семян.

Клональное микроразмножение

Семязачатки могут использоваться для клонального микроразмножения ценных сортов растений в культуре тканей. Из неоплодотворенных семязачатков в стерильных условиях выращивают растения, генетически идентичные материнскому организму.

Сохранение генофонда

Криоконсервация семязачатков позволяет сохранять ценный генетический материал вида, сорта или отдельного организма с минимальными потерями биоразнообразия.