Семядоля: часть зародыша растения¶

Семядоля — это часть зародыша семени растения, выполняющая функции запасания питательных веществ, их передачи проростку или первичного фотосинтеза. Семядоли (иначе — зародышевые листья, или эмбриональные листья) закладываются у цветковых растений ещё на стадии эмбриогенеза и являются первыми листьями, которые появляются у проростка при прорастании семени. Количество, форма и функция семядолей — ключевой признак для классификации покрытосеменных растений.

¶Строение и происхождение

Семядоля формируется в семязачатке вместе с другими частями зародыша: зародышевым корешком, стебельком (гипокотилем) и почечкой (эпикотилем). В зависимости от числа семядолей все цветковые растения делят на две крупные группы: однодольные (одна семядоля) и двудольные (две семядоли). Это деление было предложено ещё Джоном Реем в XVII веке и закреплено в систематике Карлом Линнеем.

У двудольных семядоли обычно расположены супротивно на верхушке гипокотиля. У однодольных единственная семядоля (щиток) сдвинута вбок и часто выполняет функцию гаустории — органа, всасывающего питательные вещества из эндосперма. У голосеменных растений (хвойных, саговников) число семядолей варьирует от 2 до 15 и более, но в зародыше они всегда расположены мутовчато.

¶Функции семядолей

Выделяют три основные функции семядолей:

• Запасающая — у многих двудольных (бобовые, тыквенные, капустные) семядоли сильно разрастаются и накапливают крахмал, белки и масла, заменяя эндосперм. У таких растений семядоли занимают почти весь объём семени.
• Всасывающая (гаусториальная) — у однодольных и некоторых паразитических растений семядоля не запасает вещества, а извлекает их из эндосперма, действуя как насос.
• Ассимиляционная (фотосинтезирующая) — у растений с надземным прорастанием семядоли выносятся на свет, зеленеют и первое время работают как настоящие листья, обеспечивая проросток органическими веществами до развития первых настоящих листьев.

У некоторых растений семядоли выполняют смешанные функции: например, у фасоли они запасают питательные вещества, а после прорастания кратковременно зеленеют.

¶Типы прорастания

По положению семядолей относительно почвы выделяют два типа прорастания семян:

• Надземное (эпигейное) — семядоли выносятся на поверхность почвы за счёт удлинения гипокотиля. Характерно для фасоли, тыквы, клёна, подсолнечника. Семядоли при этом зеленеют и выполняют фотосинтез.
• Подземное (гипогейное) — семядоли остаются в почве, внутри семенной кожуры, и служат только резервуаром питательных веществ. Характерно для гороха, дуба, пшеницы, ореха. Гипокотиль при этом почти не удлиняется, а наружу выносится только эпикотиль с почечкой.

Тип прорастания не связан строго с числом семядолей: среди двудольных встречаются оба типа, а среди однодольных преобладает подземное прорастание.

¶Значение в систематике и селекции

Число семядолей — важнейший диагностический признак при определении принадлежности растения к однодольным или двудольным. Однако существуют исключения: некоторые двудольные (например, виды рода Paeonia) имеют одну семядолю, что затрудняет классификацию. В таких случаях учитывают совокупность признаков: жилкование листьев, строение корневой системы, расположение проводящих пучков.

В сельском хозяйстве состояние семядолей используется для оценки всхожести и энергии прорастания семян. Повреждение семядолей у проростков часто ведёт к задержке роста или гибели растения, особенно на ранних стадиях развития. В селекции семядоли используются как объект для генетических исследований: многие гены, контролирующие развитие семядолей, гомологичны генам, отвечающим за формирование настоящих листьев.

¶Особенности у разных групп растений

У злаков (пшеница, кукуруза) единственная семядоля называется щитком. Она не выполняет фотосинтез, а прилегает к эндосперму и передаёт из него питательные вещества зародышу. У орхидных семядоля редуцирована и не дифференцирована, поскольку семена этих растений лишены эндосперма и развиваются только при симбиозе с грибами. У паразитических растений (заразиха, повилика) семядоли редуцированы до чешуек, так как проросток питается за счёт растения-хозяина.

У хвойных (сосна, ель) семядоли многочисленные (от 4 до 15), игольчатые, выполняют фотосинтез в первый год жизни сеянца. У саговников семядоли крупные, срастаются основаниями и образуют воронку для сбора воды.

¶Интересные факты

• Семядоли являются гомологами настоящих листьев: в экспериментах показано, что при определённых условиях (например, при обработке гормонами) семядоли могут превращаться в настоящие листья.
• У некоторых растений (например, у видов Cyclamen) семядоля сохраняется на растении несколько лет и выполняет функции запасающего органа.
• В археологических находках семян культурных растений учёные часто определяют вид растения именно по форме и размеру семядолей, что позволяет реконструировать историю земледелия.

¶Источники

• Лотова Л. И. Морфология и анатомия высших растений. — М.: Эдиториал УРСС, 2000.
• Андреева И. И., Родман Л. С. Ботаника. — М.: КолосС, 2005.
• Еленевский А. Г., Соловьёва М. П., Тихомиров В. Н. Ботаника. Систематика высших, или наземных, растений. — М.: Академия, 2006.
• Эсау К. Анатомия растений. — М.: Мир, 1969.