СІМ’Я

СÍМ’Я (насінина) (лат. semen) — зародкова стадія насінної рослини, що розвивається з насінного зачатка; головний орган розмноження й розселення голо- та покритонасінних рослин.

На поверхні С. більш-менш помітний невеличкий темний отвір — мікропіле, або сім’явхід; слід від сім’яніжки із залишками провідного пучка — насінний рубчик та сім’яшов — приросла частина сім’яніжки, або фунікулюсу. До складу С. входять (рисунок): насінна шкірка, запасаючі тканини — ендосперм і перисперм, зародок, який має первинний корінець, зародкове стебельце (підсім’ядольне коліно, або гіпокотиль), сім’ядолі й брунечку; часто С. має вирости чи придатки.

simya.tif

Рисунок. Схеми поздовжніх розрізів насіння деяких ЛР: А — насіння з ендоспермом (мигдаль, рицина, калина, лимонник, мак, цибуля, конвалія); Б — сім’я з периспермом (кукіль); В — сім’я з ендоспермом і периспермом (кардамон); Г — сім’я без ендосперму і перисперму (гарбуз); Д — зародкова частина сім’я пшениці; 1 — зародок, 2 — сім’ядолі, 3 — брунечка, 4 — зародковий корінець, 5 — гіпокотиль, 6 — епікотиль, 7 — ендосперм, 8 — перисперм, 9 — насінна шкірка, 10 — арилус, 11 — щиток, 12 — каліоптиль (зелений покрив брунечки), 13 — епібласт (редукована сім’ядоля), 14 — колеориза зі всмоктуючими волосками

Кожна з частин С. може накопичувати БАР. як ЛП, прянощі, сировина для олійно-жирової, харчової, фармацевтичної та інших галузей промисловості широко використовується насіння деяких рослин (персика, мигдалю, соняшника, горіха волоського, арахісу підземного, сої, рицини звичайної, ліщини, кукурудзи, маслини, гарбуза, льону, гірчиці, обліпихи крушиновидної, кунжуту, маку, гуньби сінної, кавуна, розторопші плямистої, гіркокаштану, чилібухи, ріжкового дерева, чорнушки, бавовника, подорожника блошиного, лимонника китайського, кави, какао, перцю чорного тощо), їх зародки або проростки (злаки, бобові). Із довгих міцних волосків С. бавовника (Gossypium) отримують бавовняне волокно, марлю, вату.

У систематиці й діагностиці враховується сукупність морфологічних ознак зрілого С. (форма, розміри, забарвлення та характер поверхні; вигляд, розміри, положення рубчика, шва та мікропіле; наявність виростів, придатків тощо), а також анатомічні ознаки — співвідношення зародка та ендосперму; положення й обрис зародка, гістологічний склад кожної з частин тощо. Насінна шкірка (теста, сперматодерма) походить з одного (у голонасінних та деяких покритонасінних) або двох (у покритонасінних) інтегументів — покривів насінного зачатка, інколи має залишки нуцелусу або ендосперму. Насінна шкірка більше чи менше щільна, багатошарова, товста дерев’яниста (пальми, сосна кедрова, виноград, бавовник) або крихка (холодок), тонка плівчаста (дуб, соняшник, вишня, буряк, злаки), шкіряста (горох, сосна) тощо. Поверхня різноманітна: гладка, шорстка, з потовщеннями, заглибленнями, виступами, горбиками, бородавочками, виїмками, борозенками, ямками, щілинами та ін. Захисну функцію шкірки посилюють зовнішні, а інколи і внутрішні шаруваті плівки кутикули або воску різної товщини і видоспецифічної структури: хвилясті, спіральні, сітчасті, пористі, зубчасті, гребінчасті тощо. Нестигле С. зелене, забарвлене хлорофілами, а стигле — жовте, буре, коричневе, червоне, фіолетове або іншого кольору завдяки антохлору, антоціану, таноїдам тощо. Шкірка містить також блакитний хромопротеїд фітохром, активна форма якого впливає на процеси життєдіяльності. Пігментація С. рівномірна, плямиста, мармурова, штрихувата, крапчаста тощо. Часто насінна шкірка має опушення (верба, тополя, бавовник, катальпа та ін.), вирости, які забезпечують розкриття плоду, захист і розповсюдження С. (крила, вітрила, причіпки, гачки, шипи тощо), м’ясисті придатки специфічної форми і будови, які служать приманкою та поживою для комах і птахів, що розносять насіння. В окремих випадках (пасифлора трилопатева, фіалка, копитняк) частково або повністю С. вкриває принасінник, покрівелька або арилус (лат. arillus — мантія) — соковита, інколи яскраво забарвлена, видозміна сім’яніжки або третього покриву насінного зачатку, що не зрослися з насінною шкіркою. Арилуси представників різних родин містять певні пігменти та ергастичні речовини. У деяких рослин (мускатний горіх, копитняк канадський, бруслина широколиста, клузія жовта та ін.) зовнішній інтегумент видозмінюється на арилоїд або несправжній арилус, який входить до складу шкірки (див. рисунок). Анатомічна будова шкірки С. іноді типова для родини (Fabaceae, Compositae, Umbelliferae та ін.), але нерідко варіює в межах однієї родини (Rosaceae, Papaveraceae, Ranunculaceae та ін.), враховується у систематиці й діагностиці насінних рослин. Серед гістологічних складових тести більш-менш типові — епідерма з кутикулою; м’ясиста саркотеста; палісадний шар товстостінних клітин склеротести; основна тканина — паренхотеста; ослизнені клітини — міксотеста. Нерідко внутрішню частину шкірки складають залишки ендосперму у вигляді алейронового шару (злаки, гречкові). З дозріванням С. внутрішні, а іноді й зовнішні шари паренхіми деформуються, сплющуються або руйнуються.

Класифікують С. за наявністю позазародкових запасних тканин (див. рисунок): насіння з ендоспермом (злаки, пасльонові, селерові, молочайні, жовтецеві та ін.), насіння з периспермом (лободові, щирицеві, гвоздикові, каннові та ін.); насіння з периспермом та ендоспермом або його решткою (розоцвіті, бобові, перцеві, імбирні та ін.); насіння без ендосперму і перисперму (гарбузові, бобові, айстрові). Залежно від складу поживних речовин С. може бути крохмалисте — із крохмальними зернами (рис, гречка), білкове — з алейроновими зернами (горох, соя, квасоля), олійне — з олією (соняшник, арахіс), рогоподібне — з геміцелюлозами (пальмові) та змішаного типуолія разом з білками (соя, рицина) чи вуглеводами (кукурудза). Перисперм утворюється із залишків диплоїдного нуцелусу в окремих групах рослин (гвоздикові, лататтєві, імбирні, перцеві, гнетові, тисові), накопичує крохмаль, рідше — олію. Ендосперм голонасінних гаплоїдний (вегетативна частина жіночого гаметофіту), а покритонасінних — триплоїдний (утворюється з триплоїдної зиготи). Тонкі або потовщені клітинні оболонки найчастіше целюлозні, а інколи (кавове дерево, люпин, первоцвіт, ірис, холодок) складаються з геміцелюлоз, які гідролізуються й споживаються зародком; іноді клітинні оболонки відсутні (деякі злаки). Певні групи рослин мають певний тип ендосперму: неклітинний (ядерний або нуклеарний) з гаусторіями, які просякають сусідні тканини зародка, або без них; клітинний (целюлярний); базальний з гаусторіями або без них; гелобіальний; мозаїчний (неоднорідний). Поверхня ендосперму своєрідна: гладка, звивисто-складчаста чи зморшкувата (маслинові, пальмові). Зневоднений ендосперм окремих рослин (зокрема фінікової пальми) твердий, скловидний або кам’янистий. До морфологічних ознак зародка, який зазвичай один, належать: його обрис, наявність складок, згинів, утворених внаслідок нерівномірного розростання частин; кількість сім’ядоль; ступінь розвинутості, диференціації та спеціалізації складових структур. Кількість розвинених сім’ядоль у хвойних — 6–12; в однодольних — одна (знаходиться на верхівці поздовжньої осі зародка); у дводольних — 2 (розміщені симетрично одна проти одної), а інколи 3–4 чи одна (деякі селерові, пшінка, ряст та ін.). Сім’ядолі вкриті епідермою, запасають поживні речовини, мають 3 (дводольні) чи 2 (однодольні) провідні пучки. При проростанні С. сім’ядолі можуть виноситися на поверхню й зеленіти (первинні асимілюючі листочки); збільшуватися, залишатися в землі та накопичувати поживні речовини; синтезувати гормони; всмоктувати поживні речовини тощо. Зародок у зрілому С. варіює від мікроскопічних (магнолії, орхідеї) до дуже великих (гарбуз, горіх волоський, дуб, мигдаль, яблуня, боби) та гігантських розмірів (кокосова пальма). За формою він може бути прямим (тютюн, мигдаль, огірок), зігнутим (гвоздики, квасоля), спірально закрученим (капуста, редис, повитиця, курай), кільцевидним (кукіль), підковоподібним (грицики), згорнутим, як пружина (хміль) тощо. Положення зародка відносно ендосперму або перисперму різне: центральне (молочай), периферичне (кукіль) чи термінальне (злакові). С. різних таксономічних груп однодольних і дводольних рослин має відмінності у структурі зародка. Своєрідною будовою відрізняється зародок злаків (див. рисунок): єдина сім’ядоля щиток ніби утворює перегородку між зародком і ендоспермом, а під час проростання С. вбирає з ендосперму поживні речовини.

Обов’язковим етапом розвитку рослини є період органічного спокою сухого С., коли його проростання загальмоване. Період вимушеного спокою С. пов’язаний з відсутністю необхідних для проростання умов (температури, світла, вологи тощо). Перешкодою для проростання С. є водонепроникність шкірки; наявність речовин, що гальмують проростання; недорозвинення зародка тощо. Методи порушення періоду спокою: стратифікація, скарифікація, промивання насіння водою, обробка фізіологічно активними речовинами (гібереліном, цитокінінами та ін.).

Жизнь растений: В 6 т. / Гл. ред. А.А. Федоров. Т. 5. Ч. 1. Цветковые растения / Под ред. А.Л. Тахтаджяна. — М., 1980; Лотова Л.И. Морфология и анатомия высших растений. — М., 2000; Тахтаджян А.Л. Система магнолиофитов. — Л., 1987; Эзау К. Анатомия семенных растений. — М., 1980. — Кн. 2.