Биологическая роль семян

Семя — это ключевая “единица” размножения и расселения у семенных растений (голосеменных и покрытосеменных). Биологическая роль семян многогранна: они одновременно обеспечивают появление нового организма, его выживание в неблагоприятный период и распространение вида на новые территории.

1) Размножение и сохранение вида

Главная роль семени — половое размножение и передача генетической информации следующему поколению. В семени содержится зародыш (будущее растение), который образовался после оплодотворения. Благодаря этому семена:

• поддерживают непрерывность поколений;

• обеспечивают генетическое разнообразие потомства (важно для устойчивости популяций к болезням, вредителям и изменению условий среды).

2) Защита зародыша

Семя устроено так, чтобы сохранить зародыш живым до момента прорастания. У большинства семян есть семенная кожура (покровы), выполняющая защитные функции:

• механическая защита от повреждений;

• уменьшение потери воды (предотвращение высыхания);

• защита от микроорганизмов и частично — от поедания животными;

• иногда — барьер, который “не пускает” семя прорастать раньше времени (помогает переждать неподходящий сезон).

3) Питание зародыша на старте жизни

Пока проросток ещё не способен полноценно фотосинтезировать и добывать ресурсы корнями, ему нужно “стартовое питание”. Поэтому семя обычно содержит запасные вещества:

• в эндосперме (часто у покрытосеменных) или

• в семядолях (например, у многих двудольных).
  Эти запасы (крахмал, масла, белки) обеспечивают:

• энергию для прорастания;

• материал для построения тканей проростка;

• быстрый старт роста, повышающий шансы выживания.

4) Переживание неблагоприятных условий (покой)

Очень важная биологическая роль семян — способность входить в состояние покоя и сохранять жизнеспособность, когда условия неподходящие (зима, засуха, нехватка света, солёность, отсутствие влаги). Это даёт виду преимущества:

• переждать период, когда взрослому растению или проростку выжить трудно;

• “синхронизировать” прорастание с наиболее благоприятным временем (весна, сезон дождей и т. п.);

• формировать в почве семенной банк — запас семян, который поддерживает популяцию даже после пожаров, вытаптывания или других катастроф.

5) Расселение и освоение новых территорий

Семена — главный инструмент расселения семенных растений. Благодаря различным приспособлениям они могут переноситься:

• ветром (крылатки, “парашютики”);

• водой (плавающие плоды и семена);

• животными (на шерсти, в пищеварительном тракте после поедания плодов, в запасниках грызунов);

• саморассеиванием (растрескивание плодов, “выстреливание” семян).
  Это приводит к:

• расширению ареала вида;

• снижению конкуренции между родительским растением и потомством;

• заселению новых местообитаний и восстановлению растительности.

6) Приспособление к сезонности и условиям среды

Семена позволяют растениям тонко “подстраивать” жизненный цикл под среду. Разные виды имеют разные механизмы, которые определяют, когда семя прорастёт:

• требование холода (стратификация) — чтобы не прорасти осенью перед зимой;

• требование света или, наоборот, темноты;

• необходимость нарушения кожуры (скарификация) — например, после прохождения через желудок животного или после естественного разрушения покровов.
  Такой “контроль” прорастания повышает вероятность, что проросток появится в момент, когда у него максимальные шансы выжить.

7) Эволюционное преимущество семенных растений

Если сравнить с размножением спорами, семена дали растениям ряд преимуществ:

• зародыш защищён и снабжён питанием;

• размножение менее зависит от наличия воды (в отличие от многих споровых, которым нужна вода для оплодотворения);

• семена более пригодны для дальнего расселения и длительного “ожидания” благоприятных условий.
  Поэтому появление семени стало одним из ключевых шагов, позволивших семенным растениям широко распространиться на суше.

Итог: биологическая роль семян заключается в обеспечении размножения и генетического обновления, защите и питании зародыша, переживании неблагоприятных периодов, эффективном расселении и повышении приспособляемости и устойчивости вида.