СТРОЕНИЕ И ПРОРАСТАНИЕ СЕМЕНИ

Семя представляет собой маленькое растение, образовавшееся в материнском организме. Оно возникает из семязачатка (семяпочки), находящегося внутри завязи — части пестика цветка. В семени накоплены содержащие азот соединения (белки), безазотистые соединения-углеводы (крахмал).
Пшеничная мука состоит преимущественно из крахмала. Если щепотку муки положить в марлю и промыть водой, на марле останется клейковина — растительный белок. Зерно пшеницы, раздавленное на чистой белой бумаге, оставляет жирное пятно, так как в семени накоплены и жиры.
Семена растений можно разделить на два типа. К первому из них относятся, например, семена бобовых растений. Каждое семя этого типа состоит из зародыша и покрывающих его оболочек. Зародыш в свою очередь состоит из нескольких частей: почечки (зачаток стебля и листьев), корешка и семядолей. Подобные семена довольно крупны (горох, фасоль), в их семядолях откладываются запасы питательных веществ.
В семенах второго типа — их называют плодами-зерновками,— кроме зародыша, оболочек и одной семядоли (щитка), есть еще запасная ткань — эндосперм. Зародыш у таких семян невелик, например у пшеницы. Щиток играет иную роль, чем семядоли семян первого типа: в нем находятся вещества, способствующие растворению крахмала, накопленного в эндосперме.
Большинство семян прорастает не сразу после своего образования, а только весной. Они должны пройти так называемое послеуборочное дозревание (состояние покоя). У наших хлебных злаков подобное состояние длится всего 20—30 дней, а то и меньше.
У других растений, например у косточковых (слива, вишня, черешня) и семячковых (яблоня, груша), период дозревания продолжительнее. Чтобы весной вызвать дружное прорастание этих семян, их еще зимой подвергают стратификации: закладывают в ящик слоями, пересыпанными влажным песком, и выдерживают несколько месяцев при температуре от 2 до 4° тепла. У семян растений, не подвергнутых стратификации, всхожесть понижена, а проростки хилые.
В сухих зернах пшеницы при хранении влажность не должна превышать 14%. В семенах некоторых других растений влажность еще меньше. (Сравни: в листьях количество воды достигает 85% .) Все жизненные процессы в семенах поэтому протекают крайне медленно. Когда содержание воды в зернах пшеницы увеличивается на 5—10%, в них начинается интенсивное дыхание и при этом выделяется тепло. Зерно нагревается, и если оно лежит в кучах, то его температура может подняться так высоко, что оно даже обуглится.
В сухом семени протоплазма густая, твердая, и жизнь в нем как бы замирает. По виду не отличишь мертвое семя от живого. Но различие между ними быстро обнаружится, если дать семенам воду, повысить температуру до

Стратификация семян улучшает рост растений. На фотографии два проростка яблони одного возраста: налево — из семени, подвергнутого стратификации; направо — из семени, не подвергнутого стратификации.

+20° и открыть доступ кислороду. Тогда живое семя прорастет, а мертвое покроется плесенью и сгниет. Таким способом и проверяют всхожесть семян перед посевом.

У семян различных растений всхожесть сохраняется по-разному. Например, семена тополя, ивы и кофе теряют всхожесть за несколько недель, а семена тыквенных и некоторых бобовых сохраняют ее несколько лет, хотя с каждым годом она становится все меньше и меньше. Объясняется это тем, что жизненные процессы в сухом семени хотя и замедленны, но все же существуют: семена живут, старятся без прорастания и постепенно умирают.
Что же происходит в семенах при прорастании? Проникшая в клетки вода вызывает набухание протоплазмы, ядра, оболочки и других частей клетки. Протоплазма клеток состоит из коллоидов, способных набухать. (К коллоидам, или клееобразующим веществам, относятся, например, желатин, гуммиарабик.) В семенах много коллоидов; впитывая воду, они набухают, увеличиваются в объеме. Протоплазма становится жидкой, и в ней начинается интенсивное дыхание — окисление, выделение углекислого газа и воды, а также образование необходимых растению новых органических веществ.
Чтобы дыхание не прекращалось, семенам нужны органические вещества — углеводы или жиры, состоящие из трех химических элементов: углерода, водорода и кислорода. Сахар растворяется в воде, крахмал же только набухает. А в семенах растений чаще всего отложены запасы крахмальных зерен.
Как же растение использует эти запасы? В протоплазме образуются особые сложные вещества — ферменты. Это катализаторы, ускоряющие ход химических процессов в клетке. Сами ферменты при превращении вещества не растрачиваются, и потому их небольшое количество способствует превращению огромной массы вещества (см. ст. «Биохимия — наука о превращениях»).
В клетках растений много различных ферментов, так как каждый фермент способствует только одной какой-нибудь биохимической реакции. Протоплазма зародыша в семени образует фермент диастазу. Этот фермент проникает в клетки эндосперма и превращает отложенный там крахмал в растворимый сахар. Таким же образом, с помощью ферментов, зародыш переводит запасенные в семени белки и другие вещества в растворимую форму и образует новые массы протоплазмы. Начинается деление клеток и увеличение их размеров. Растение растет.
Пройдет несколько дней, зазеленеют листья, и растение начнет питаться уже не за счет запасов, отложенных в семени, а самостоятельно усваивая нужные ему вещества из почвы и воздуха.