СЕМЯ

СЕМЯ растения (semen), орган семенных растений, выполняющий функции их воспроизведения, расселения и переживания неблагоприятных условий. В ходе эволюции разноспоровых высших растений С. возникло в связи с изменением условий существования (климатических и др.) как фаза в онтогенезе между половым процессом, происходящим внутри мегаспорангия (семязачатка, семяпочки), и взрослым растением. Поэтому С. развивается обычно после оплодотворения (иногда, вторично, без оплодотворения - апомиксис), а число С., образующихся на одном растении, не может превышать число мегаспорангиев, возникших в результате бесполого размножения. У первых семенных растений - семенных папоротников - С. развивалось, вероятно, на концах или в пазухах теломов. У голосеменных растений С. возникают на открытых спорофиллах (семенных чешуях), у покрытосеменных - в плоде, образованном гл. обр. замкнутыми плодолистиками. Тип С. определяется типом семяпочки, из к-рой образуется С., и её ориентировкой, хотя в нек-рых случаях после оплодотворения из-за неравномерного роста молодого С. его тип может отличаться от типа семяпочки. На поверхности С. обычно можно различить семенной рубчик - место отделения зрелого С. от семяножки, след микропиле на корневом конце в виде ямки, след х а л а з ы на семенодольном конце в виде отличающегося по окраске пятна, бугорка или ямки, и семяшов между семенным рубчиком и халазой (у анатропных С.), возникающий в результате прирастания к семяпочке верхней части семяножки. Нередко С. имеет выросты-ариллус (кровельку, присеменник), ариллоиды, строфиоли, обеспечивающие мирмекохорию. Поверхность С. бывает гладкой и блестящей (горох), сетчато-ямчатой (белена), шиповатой (куколь), бугорчатой (ясколка), чешуйчатой (борец) и т. д. У нек-рых С. образуются крылья (эремурус, бигнония), волоски по всей поверхности (хлопчатник).

С. состоит из семенной кож уры (спермодермы), зародыша (молодого спорофита) и у мн. растений из тканей с запасными питательными веществами, развивающихся вне зародыша,- перисперма или эндосперма (рис. 1). Кожура С. образуется из покровов семяпочки (интегументов), служит для защиты зародыша и часто содействует расселению С. При развитии двух интегументов в семенной кожуре часто различают наружную (у граната и крыжовника - сочная) и внутреннюю семенные оболочки; при одном интегументе или разрушении второго в процессе развития С. она одинарная, но состоит обычно из неск. слоев клеток. Твёрдость кожуры повышается вследствие склерификации тканей. Тонкая кожура характерна для С. паразитных растений (заразиховые) и орхидных, а также для С., заключённых в односемянные невскрывающиеся плоды (напр., орехи). С. без кожуры встречаются у санталовых, ремнецветных и др. т. н. полупаразитов.

Рпс. 1. Строение семян: / - чёрного перца (с эндоспермом и периспермом); 2 -куколя (с периспермом); 3 - мака (с эндоспермом); 4 - гороха (без эндосперма и без перисперма); з - зародыш; п -перисперм; э - эндосперм; к - кожура семени; с - семядоля.

Зародыш образуется обычно из зиготы - оплодотворённой яйцеклетки, иногда также из др. клеток зародышевого мешка или даже клеток нуцеллуса семяпочки (полиэмбриония). По положению относительно кожуры, перисперма и эндосперма, а также по форме зародыши могут быть различными (рис. 2). Развитие зародыша в С. происходит за счёт питат. веществ, к-рые накапливаются в эндосперме и перисперме или в семядолях. Эндосперм у голосеменных представляет собой вегетативную часть жен. заростка, а у покрытосеменных - новообразование, возникающее в результате слияния второго спермия со вторичным ядром зародышевого мешка (двойное оплодотворение); перисперм - остатки ткани нуцеллуса или ядра семяпочки. В С. могут находиться и эндосперм, и перисперм (перечные, кувшинковые), только эндосперм (лютиковые) или только перисперм (гвоздичные), или же в С. нет ни того, ни другого (бобовые). В последнем случае перисперм не развивается, эндосперм целиком поглощается развивающимся зародышем, питательные вещества запасаются в клетках семядолей. С. с эндоспермом часто неправильно наз. "белковым". Наличие в С. эндосперма и перисперма считается примитивным признаком. Прогрессивным является отложение питат. веществ в теле зародыша. Запасные вещества С.- белки, жиры, крахмал, сахара, витамины, гемицеллюлозы; из форменных включений - протеиновые зёрна, нередко с кристаллами белка и глобоидами двойной соли инозитгексафосфорной к-ты, кристаллы окса-лата кальция и др. (см. Кристаллы в клетках растений).

Рис. 2. Форма и положение зародыша в семенах: / - сосны; 2 -смородины; 3 - фасоли; 4 - льна; 5 - хлопчатника; 6 - молочая; 7 -клещевины; 8 - винограда; 9 - ясколки; 10-тополя; // - свёклы; 12 - камыша; 13 - фиалки; 14 - хинного дерева; /5 - коровяка; 16-вьюнка; 17 - ивы; 18-белены.

Признаки внеш. формы и внутр. строения С. наследственно постоянны и используются в систематике растений (рис. 3). Размеры и масса С. различны -от мелких, как пыль, у орхидей (напр., у Goodyera repens С. весит 0,002 мг, у Dendrobium attenuatum - 0,005 мг) до огромных у пальм (С. сейшельской пальмы, напр., весит до 9 кг). Число С. в одном плоде варьирует от сотен тыс. и даже миллионов (у нек-рых орхидных) до одного (злаки, сложноцветные). Число С. у одной особи бывает огромным (у ширицы до полумиллиона, у гулявника до 750 тыс.).

Рис. 3. Форма семян: 1 - сосны; 2 - ваточника; 3 - хлопчатника; 4 - строфанта; 5 - гороха; 6 - фасоли; 7 -хохлатки; 8 - ясколки; 9 - бересклета; 10 -грецкого ореха; 11 ~ равеналы; 12 - фиалки; 13 - чистотела; 14 -клещевины; а - крылышко; б - волоски; в - летучка; г - ариллус; д - карункула.

Длительность сохранения всхожести С. различна у разных видов и зависит от условий хранения. Так, С. ивы могут прорастать только в течение неск. суток, но в замкнутых сосудах при 12-13 °С не теряют всхожести до 150-320 суток. Твёрдые С. некоторых бобовых могут прорастать через 100 лет, а у лотоса оказались всхожими С., пролежавшие в слое торфа неск. сотен лет. С. используются человеком для посева при культуре растений, в пищу или как приправа к пище, для получения масел, крахмала, красящих, лекарственных и др. веществ. С. мн. растений, мука из них, а также жмых, состоящий из остатков С.,- корм для скота и птиц. Волоски С. хлопчатника используют как текстильное сырьё, в медицине (гигроскопическая вата) и т. д.

Часто С. неправильно наз. сухие невскрывающиеся односемянные плоды (злаков, гречихи, конопли и др.), целые соплодия (свёкла), служащие посевным материалом, и даже клубни (картофеля), используемые для посадки. Науку о С. наз. семеноведением.

Лит.: Мальцев А. И., Руководство по изучению и определению семян и плодов сорных растений, ч. 1, Л., 1925 (Труды по прикладной ботанике и селекции. Приложение 25): Тахтаджян А. Л., Морфологическая эволюция покрытосеменных, М., 1948; Ц и н г е р Н. В., Семя, его развитие и физиологические свойства, М., 1958: И м с А., Морфология цветковых растений, пер. с англ., М., 1964; Александров В. Г., Анатомия растений, 4 изд., М., 1966; Ботаника, т. 1, 7 изд., М., 1966, Эсау К., Анатомия растений, пер. с англ., М., 1969; Gaettner j., De fructibus et seminibus plantarum, Stutgardiae, 1788; Martin A. C., The comparative internal morphology of seeds, "The American Midland Naturalist", 1946, v. 36, № 3, p. 513-660. Н. Н. Каден.