§ 5. Пробудившись, семя становится проростком

Определения и обозначения

Прорастание семени — переход семени из состояния покоя к росту зародыша. Для этого нужны подходящие условия: обычно вода, воздух и тепло. В состоянии покоя семя может долго сохраняться, а при появлении необходимых условий зародыш начинает развиваться. Так семя даёт начало новому растению.

Проросток — молодое растение, которое развилось из зародыша семени. Вначале у него появляются корешок и побег, а также семядоли — первые части зародыша, которые могут быть заметны над землёй или оставаться в почве. Позже развиваются настоящие листья. Проросток — это начальная стадия жизни растения, когда оно ещё зависит от запаса семени.

Семядоли — части зародыша, в которых у многих семян находится запас питательных веществ. Этот запас нужен, потому что у совсем молодого растения ещё нет развитых листьев, способных обеспечить его органическими веществами. Семядоли помогают проростку расти в первые дни. По мере развития растения их запас постепенно расходуется.

Корешок — первая часть зародыша, которая обычно начинает расти при прорастании. Постепенно он развивается в корень, а из него формируется корневая система растения. Корень закрепляет проросток в почве и поглощает из неё воду и минеральные вещества. Поэтому рост корешка помогает молодому растению не только удерживаться, но и получать нужные вещества.

Как это устроено

Сухое семя может долго сохранять состояние покоя, потому что для роста зародыша в нём недостаточно воды и процессы жизнедеятельности идут очень медленно. Когда семя попадает во влажную среду, вода поступает внутрь, и оно набухает. Но одной воды недостаточно: зародышу необходим также воздух, а слишком низкая или высокая температура мешает нормальному развитию. Подходящее сочетание воды, воздуха и температуры запускает прорастание.

При набухании семя поглощает воду и увеличивается в размере, его оболочка размягчается. Вода помогает активизировать процессы, благодаря которым зародыш может расти и использовать запас питательных веществ. Этот запас находится в семени, часто в семядолях, и служит источником веществ для молодых органов. Само набухание ещё не означает, что рост уже начался: важно, чтобы зародыш продолжил развиваться.

Первым обычно появляется корешок. Он растёт вниз, потому что молодому растению нужно закрепиться в почве и начать получать из неё воду и минеральные вещества. Без корешка проросток не мог бы надёжно удерживаться и обеспечивать себя необходимой влагой. Позже корешок развивается в корень, который становится частью корневой системы.

После корешка начинает расти побег — часть растения, из которой развиваются стебель и листья. Одновременно проросток использует питательные вещества, запасённые в семени; у многих растений их содержат семядоли. Запас особенно важен, пока побег ещё не поднялся к свету и у растения нет развитых листьев. По мере роста семядоли могут раскрываться, а их содержимое постепенно расходуется.

Когда появляются зелёные листья, в них начинается фотосинтез — процесс, при котором растение на свету образует органические вещества из воды и углекислого газа. Благодаря этому проросток получает возможность постепенно обеспечивать себя сам, а не только расходовать запас семени. Для фотосинтеза нужны свет и вода, поэтому развитие листьев меняет способ питания молодого растения. Так проросток становится всё более самостоятельным.

Изменения семени при прорастании

Таблица показывает последовательность: каждый этап опирается на изменения, произошедшие раньше. Используй её, чтобы восстановить порядок развития или объяснить, зачем проростку нужны разные части. Набухание и рост зародыша — не одно и то же: после поступления воды должны начаться дальнейшие изменения.

Разбор задач

Задача 1. Семена положили на влажную вату в тёплом месте, но накрыли так, что к ним почти не поступает воздух. Объясните, почему прорастание может идти плохо. Нужно проверить, все ли необходимые условия присутствуют: вода и тепло есть, но доступ воздуха ограничен. Затем связываем это с тем, что зародышу для роста недостаточно только влаги.

1. Отметим, что влажная вата даёт семенам воду, а тёплое место обеспечивает подходящую температуру.
2. Проверим доступ воздуха: плотное накрытие мешает ему поступать к семенам.
3. Сделаем вывод: без достаточного доступа воздуха процессы, нужные для развития зародыша, затрудняются.

Ответ: семена могут прорастать медленно или плохо, потому что для прорастания нужны не только вода и подходящая температура, но и воздух. Чтобы проверить это, можно обеспечить семенам доступ воздуха, не допуская при этом пересыхания ваты. Тогда условия будут подходить для прорастания лучше.

Задача 2. У двух одинаковых групп семян были вода и воздух, но одну группу держали в холодном месте. Предположите, в какой группе семена прорастут быстрее и почему. Сначала сравним условия: количество воды и доступ воздуха одинаковы, различается только температура. Значит, именно её влияние поможет объяснить разницу в скорости прорастания.

1. Выделим общие условия: обе группы получают воду и воздух.
2. Сравним температуру: в холодном месте она может быть ниже подходящей для роста зародыша.
3. Предположим, что при подходящем тепле процессы прорастания идут активнее.

Ответ: быстрее, вероятнее всего, прорастут семена, которые находятся в тёплом месте с подходящей температурой. Холод может замедлить развитие зародыша, даже если вода и воздух есть. Слишком высокая температура тоже не является подходящей, поэтому важен не просто нагрев, а подходящие условия.

Задача 3. На рисунке показаны семя с появившимся корешком, затем проросток с побегом и семядолями. Расположите стадии по порядку и объясните роль корешка и семядолей. Чтобы решить задачу, нужно представить, какая часть зародыша обычно начинает расти первой. Затем определим, что помогает проростку после появления корешка.

1. Сначала у прорастающего семени появляется корешок.
2. Затем растёт побег и становятся заметны семядоли.
3. Корешок закрепляет растение и начинает поглощать воду и минеральные вещества, а семядоли помогают ему запасом питательных веществ.

Ответ: порядок такой: семя с появившимся корешком, затем проросток с побегом и семядолями. Корешок помогает молодому растению закрепиться и получать вещества из почвы. Семядоли обеспечивают проросток запасом семени на ранней стадии роста.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что для прорастания достаточно одной воды. Так думают, потому что семя набухает именно после поглощения воды. Но зародышу обычно нужны также воздух и подходящая температура. Проверь себя: перечисли все три условия и оцени, есть ли они в описанной ситуации.

Ошибка: путать набухание с начавшимся ростом зародыша. Семя действительно увеличивается после поступления воды, поэтому эти изменения легко принять за одно событие. Однако набухание само по себе ещё не показывает, что зародыш начал расти. Проверь себя: появились ли новые части растения, например корешок, или семя только стало крупнее?

Ошибка: считать, что первым обычно появляется побег. Побег заметен над землёй, поэтому может казаться, что именно он начинает развитие. Обычно первым растёт корешок, который закрепляет растение и начинает поглощать воду. Проверь себя: вспомни последовательность и назови часть зародыша, которая появляется первой.

Ошибка: думать, что семядоли сразу получают питание из почвы. Их можно спутать с органами, которые поглощают вещества, потому что они участвуют в питании проростка. На раннем этапе семядоли обычно помогают запасом питательных веществ самого семени, а из почвы воду и минеральные вещества получает корень. Проверь себя: различай запас семени и поглощение веществ корнем.

Связь с другими темами

Чтобы понять прорастание, нужно знать строение семени и зародыша: тогда можно проследить, из каких частей развивается проросток. Позже корень и листья выполняют функции, которые начинаются ещё на ранних стадиях роста: корень закрепляет растение и поглощает вещества, а листья участвуют в фотосинтезе. На развитие семени влияют условия среды, поэтому прорастание помогает увидеть, как вода, воздух и температура связаны с ростом растений.

Что запомнить

• Прорастание начинается, когда семя получает воду и находится в подходящих условиях.
• Для прорастания семенам обычно необходимы вода, воздух и подходящая температура.
• При набухании семя поглощает воду.
• Первым обычно появляется корешок.
• Запас питательных веществ семени помогает проростку расти на первых этапах.
• После появления листьев растение начинает самостоятельно образовывать органические вещества при фотосинтезе.