Ngay cả ở trường trong khóa học thực vật học (lớp 6), cấu trúc của hạt giống là một chủ đề khá đơn giản và dễ nhớ. Trên thực tế, cơ quan phát sinh này của thực vật hình thành do kết quả của một quá trình tiến hóa lâu dài và có cấu trúc phức tạp và độc đáo. Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ xem xét các đặc điểm của các bộ phận cấu trúc của nó, cấu trúc của hạt hai lá mầm và cũng xác định vai trò sinh học của hạt giống cây trồng.
Sự xuất hiện của hạt giống trong quá trình tiến hóa
Thực vật không phải lúc nào cũng có thể hình thành hạt giống. Người ta biết rằng sự sống nảy sinh trong nước, và tảo là những loài thực vật đầu tiên. Chúng có cấu trúc nguyên thủy và sinh sản sinh dưỡng - bằng các bộ phận của lớp vỏ ngoài và với sự trợ giúp của các tế bào di động chuyên biệt - bào tử động vật. Rhinophytes là những người đầu tiên đổ bộ vào đất liền. Chúng, giống như những người kế vị trong tương lai - những cây có bào tử cao hơn, được sinh sản với sự trợ giúp của bào tử. Nhưng nước cần thiết cho sự phát triển của các tế bào chuyên biệt này. Do đó, khi điều kiện môi trường thay đổi, số lượng của chúng cũng giảm xuống.
Bước tiến hóa tiếp theo là sự xuất hiện của hạt giống. Đây là một bước tiến vượt bậc cho sự thích nghi và lan rộng của nhiều loàicây. Cấu trúc bên ngoài và bên trong của hạt quyết định sự bảo vệ đáng tin cậy của phôi, được bao quanh bởi nguồn cung cấp nước và chất dinh dưỡng. Điều này có nghĩa là chúng làm tăng khả năng tồn tại và đa dạng loài của hệ thực vật trên hành tinh.
Quá trình hình thành hạt giống
Chúng ta hãy xem xét quá trình này trên ví dụ về một nhóm thực vật chiếm ưu thế trong thế giới hiện đại. Đây là những đại diện của bộ Hạt kín. Tất cả chúng tạo thành một bông hoa - cơ quan sinh sản quan trọng nhất. Trong nhụy của nó là trứng, bao phấn của nhị chứa tinh trùng. Sau quá trình thụ phấn, tức là sự chuyển giao phấn từ bao phấn của nhị đến đầu nhụy, tinh trùng di chuyển theo ống mầm đến bầu nhụy, tại đây xảy ra quá trình giao tử - thụ tinh. Kết quả là, một phôi thai được hình thành. Khi tinh trùng thứ hai kết hợp với tế bào mầm trung tâm, một chất dinh dưỡng dự trữ được hình thành. Nó còn được gọi là nội nhũ. Cấu trúc của hạt được hoàn thiện bởi một lớp vỏ bên ngoài chắc chắn. Cấu trúc như vậy là cơ sở cho sự phát triển của sinh vật thực vật trong tương lai.
Cấu tạo bên ngoài của hạt
Như đã đề cập, bên ngoài hạt được bao phủ bởi một lớp vỏ. Nó đủ dày đặc để bảo vệ phôi bên trong khỏi bị hư hỏng cơ học, sự thay đổi nhiệt độ và sự xâm nhập của vi sinh vật có hại. Nhưng màu sắc của hạt rất khác nhau: từ đen đến đỏ tươi. Cấu trúc này của hạt rất dễ giải thích. Ở một số loài thực vật, màu sắc dùng để ngụy trang. Ví dụ, để chim không thể nhìn thấy chúng trong đất sau khi trồng. Mặt khác, các loại cây khác,thích nghi với sự phát tán hạt của các loài động vật khác nhau. Cùng với cặn thức ăn không tiêu hóa được, chúng đào thải chúng ra ngoài môi trường sống của cây mẹ.
Cấu trúc bên trong của hạt giống
Phần chính của bất kỳ hạt giống nào là mầm. Đây là sinh vật tương lai. Do đó, nó bao gồm các bộ phận giống như một cây trưởng thành. Đó là rễ mầm, thân, lá và chồi. Cấu trúc hạt của các cây khác nhau có thể khác nhau đáng kể. Trong hầu hết chúng, chất dinh dưỡng dự trữ tích tụ trong nội nhũ. Đây là lớp vỏ bao bọc lấy phôi thai xung quanh, bảo vệ và nuôi dưỡng nó trong suốt thời kỳ phát triển của cá thể. Nhưng cũng có trường hợp trong quá trình trưởng thành và nảy mầm của hạt, nó tiêu hao hoàn toàn các chất của nội nhũ. Sau đó, chúng tích tụ chủ yếu trong các phần thịt của phôi. Chúng được gọi là lá mầm. Cấu trúc như vậy là điển hình, ví dụ, đối với bí ngô hoặc đậu. Nhưng trong ví của người chăn cừu, nguồn cung cấp các chất tập trung ở mô của rễ phôi. Hạt của các nhóm thực vật có hệ thống khác nhau cũng khác nhau.
Đặc điểm của hạt Hạt trần
Cấu tạo bên ngoài và bên trong của hạt của nhóm sinh vật này được đặc trưng bởi quá trình hình thành và phát triển của phôi xảy ra trên bề mặt của vỏ hạt. Ngoài các bộ phận chính, hạt của cây hạt trần còn có màng ngoài của hạt trần. Nó giúp lan truyền hạt giống của những cây này với sự giúp đỡ của gió.
Thêmmột đặc điểm của hạt trần là thời gian hình thành của chúng. Để chúng trở nên khả thi, cần từ bốn tháng đến ba năm. Quá trình trưởng thành của hạt diễn ra ở tế bào hình nón. Nó không phải là trái cây ở tất cả. Chúng là những sửa đổi chuyên biệt của lối thoát. Một số hạt giống cây lá kim có thể được lưu trữ trong hình nón trong nhiều thập kỷ. Tất cả thời gian này họ vẫn giữ được khả năng tồn tại của mình. Để hạt rơi xuống đất, vảy nón tự mở ra. Chúng được đón bởi gió, đôi khi mang chúng đi trên một khoảng cách đáng kể. Nếu nón mềm, bề ngoài giống quả hạch, chúng không tự mở ra mà nhờ sự trợ giúp của chim. Đặc biệt thích ăn hạt, các loại giẻ cùi. Điều này cũng góp phần vào việc tái định cư các đại diện của bộ Hạt trần.
Chính cái tên của đơn vị hệ thống này chỉ ra rằng phôi của cây tương lai được bảo vệ kém. Thật vậy, sự hiện diện của nội nhũ chỉ đảm bảo sự phát triển của hạt. Nhưng nón của nhiều loài thực vật mở ra trong các điều kiện phát triển bất lợi. Khi ở trên bề mặt của đất, hạt giống tiếp xúc với nhiệt độ thấp và thiếu độ ẩm, vì vậy không phải tất cả chúng đều nảy mầm và phát sinh ra cây mới.
Tính năng của Hạt giống Cây có hoa
So với cây Hạt trần, đại diện của bộ Có hoa có một số ưu điểm đáng kể. Sự hình thành hạt của chúng xảy ra trong bầu nhụy của hoa. Đây là phần nhụy nở ra nhiều nhất và làm phát sinh quả. Kết quả là hạt phát triển bên trong chúng. Chúng được bao quanh với ba lớp pericarp, khác nhau về đặc tính của chúng vàchức năng. Hãy xem xét cấu trúc của chúng bằng cách sử dụng ví dụ về thuốc mận. Lớp da bên ngoài bảo vệ khỏi hư hỏng cơ học, đảm bảo tính toàn vẹn. Trung bình là ngon ngọt và nhiều thịt. Nó nuôi dưỡng và cung cấp độ ẩm cần thiết cho phôi. Lớp hóa lỏng bên trong là một lớp bảo vệ bổ sung. Nhờ đó, hạt có đủ các điều kiện cần thiết để phát triển và nảy mầm, ngay cả trong những trường hợp bất lợi.
Hạt Monocot
Cấu trúc của hạt một lá mầm rất dễ xác định. Phôi của chúng chỉ gồm một lá mầm. Những phần này còn được gọi là lớp mầm. Tất cả các cây thuộc họ Ngũ cốc, Hành tây và Hoa huệ đều là cây đơn tính. Nếu bạn cho hạt ngô hoặc lúa mì nảy mầm, chẳng bao lâu sau mỗi hạt sẽ hình thành từ mỗi hạt trên bề mặt đất. Đây là lá mầm. Bạn đã thử tách một hạt gạo thành nhiều mảnh chưa? Đương nhiên, điều này là không thể. Điều này là do phôi của nó được hình thành bởi một lá mầm.
Dicot Seeds
Hạt của các họ Hoa hồng, họ Solanaceae, họ Cúc, họ Đậu, Cải bắp và nhiều họ khác có cấu tạo hơi khác nhau. Thậm chí, dựa vào tên gọi, người ta dễ dàng đoán được phôi của chúng gồm hai lá mầm. Đây là tính năng hệ thống chính. Cấu tạo hạt của cây hai lá mầm rất dễ nhìn thấy bằng mắt thường. Ví dụ, một hạt hướng dương có thể dễ dàng chia thành hai phần bằng nhau. Đây là lá mầm của phôi thai của nó. Cấu trúc của hạt hai lá mầm cũng có thể được nhìn thấy từ cây con. Cố gắng ươm hạt của các loại đậu thông thường tại nhà. Và bạn sẽ thấy hai lá noãn xuất hiện trên mặt đất.
Điều kiện để hạt nảy mầm
Cấu trúc hạt của cây hai lá mầm, cũng như các đại diện của các đơn vị có hệ thống khác của vương quốc động vật hoang dã này, xác định sự hiện diện của tất cả các chất cần thiết cho sự phát triển của phôi. Nhưng các điều kiện khác là cần thiết cho sự nảy mầm. Đối với mỗi loại cây, chúng hoàn toàn khác nhau. Đầu tiên, đó là nhiệt độ không khí nhất định. Đối với cây ưa nhiệt, nhiệt độ là +10 độ C. Nhưng lúa mì mùa đông bắt đầu phát triển ở mức + 1. Cũng cần nước. Nhờ đó, hạt nở ra, giúp đẩy nhanh quá trình hô hấp và trao đổi chất. Các chất dinh dưỡng được chuyển đổi thành dạng mà chúng có thể được thai nhi hấp thụ. Sự hiện diện của không khí và đủ ánh sáng mặt trời là hai điều kiện nữa cho sự nảy mầm của hạt giống và sự phát triển của toàn cây, vì không thể quang hợp nếu không có chúng.
Hạt và trái cây
Mỗi quả chứa hạt. Cấu trúc hạt của thực vật bậc cao gần như giống hệt nhau. Nhưng các loại trái cây đa dạng hơn. Phân bổ các loại trái cây khô và ngon ngọt. Chúng khác nhau về cấu trúc của các lớp nằm xung quanh hạt. Trong quả mọng nước, một trong những lớp của pericarp nhất thiết phải có thịt. Mận, đào, táo, mâm xôi, dâu tây … Những món ngon này được mọi người yêu thích vì ngon ngọt. Ở các loại trái cây khô, vỏ quả có nhiều da hoặc đóng rắn. Các lớp của nó thường kết hợp thành một,bảo vệ hạt bên trong một cách đáng tin cậy. Một hộp anh túc, một vỏ mù tạt, một hạt lúa mì đều có cấu trúc như vậy.
Vai trò sinh học của hạt
Hầu hết các loài thực vật trên hành tinh đều sử dụng hạt để sinh sản. Cấu trúc hạt của các loài thực vật hiện đại là kết quả của một quá trình tiến hóa lâu dài. Các cơ quan sinh sản này chứa phôi và nguồn cung cấp các chất đảm bảo sự tăng trưởng và phát triển của nó ngay cả trong những điều kiện bất lợi. Hạt giống có khả năng thích nghi để phân tán, giúp tăng cơ hội sống sót và định cư.
Vì vậy, hạt giống là kết quả của quá trình thụ tinh. Nó là một cấu trúc bao gồm một phôi, các chất dự trữ và một lớp vỏ bảo vệ. Tất cả các yếu tố của nó thực hiện một số chức năng nhất định, nhờ đó nhóm thực vật có hạt đã chiếm vị trí thống trị trên hành tinh.
