胚根发育成什么(胚芽发育成什么)
种子萌发过程中,先吸收水分,体积膨大,种皮胀破.同时,胚内的生命活动活跃起来,从子叶得到营养物质和能量后开始分裂和生长:胚根最先突出种皮,胚根发育成根,胚芽发育成茎和叶、胚轴发育成连接茎与根的部分.
人类的生命从第一声啼哭开始,那是世界上最华美的乐章;然而植物生命的起始是无声的,是静美的。它往往起始于一颗小小的神奇的种子,让我们走近这颗萌动的种子,探寻植物生命的起始。
图片来自网络
什么是种子
种子是大部分高等植物特有的有性繁殖器官,由胚珠经过传粉受精而成,好比动物的受精卵。一般由种皮、胚和胚乳组成,胚又分为胚根、胚轴、胚芽和子叶。种皮是保护性结构,胚根发育成植物的根,胚芽发育成茎和叶,胚轴发育成连接根和茎的部分,子叶发育为植物的第一片叶。种子中的营养物质储存在胚乳(单子叶植物)或子叶(双子叶植物)中。
图片来自网络
单子叶,图片来自网络
双子叶,图片来自网络
种子发芽得先“喝水”
种子发芽是种子植物生命的开始,胚根突破种皮即为发芽。种子发芽需要“喝水”(吸水),软化种皮,促进胚根伸长,胚根伸出前称为“吸胀”阶段。整个种子发芽过程种子“喝水”经历三个阶段:快速大量喝水、缓慢少量喝水、快速大量喝水。在缓慢喝水末期胚根伸出,种子即发芽,发芽后种子又开始快速喝水,进入幼苗生长阶段。
翻译自 Bewley,1997
紫花苜蓿发芽过程
每种植物的种子实现发芽的喝水量不同,达不到这个喝水量临界值,就不能发芽。有的能喝自身重量的70%,有的能喝自身重量那么多水,有一类粘液型种子,能喝自身重量两倍以上的水。研究发现,快速大量喝水期结束,种子的喝水量即达到最终喝水量的50%以上。
粘液型种子-香青兰
种子发芽还需要“吃饭”
种子发芽还需要“吃饭”,即营养物质为胚的伸长提供物质和能量,发芽前的营养物质主要靠种子里储存的淀粉、蛋白和脂肪。根据储存的营养物质类型,种子可以分为淀粉类种子如玉米、高粱种子,蛋白类种子如豆类种子,脂肪类种子如油菜籽。近期,中科院东北地理所研究六种野生小种子植物的发芽过程发现,无论哪种营养物质类型的种子,吸胀阶段主要利用淀粉,发芽后更多利用蛋白作为能量物质。
与作物类种子不同,本研究中的野生植物种子在整个发芽过程中脂肪含量没有显著变化。有研究发现野生植物种子储存的脂肪主要用于吸引动物传播或防御,或为发芽后幼苗生长提供能量。
种子也有“不高兴”的时候
提到种子发芽,人们都知道在温度水分适宜的条件下种子就能发芽,因此大家都会生豆芽、种花、种菜。有些不发芽种子是因为没有生活力,种子空瘪(无胚)或胚损坏。实际上,有生活力的种子,也存在发芽条件适宜而不发芽的现象,叫种子“休眠”,如豆科的硬实种子,老百姓叫“生豆”或“哑巴豆”。这就是种子休眠的一种类型——物理休眠,主要是由于种皮阻止水分吸收引起的。另外还包括形态休眠(胚未发育完全)、生理休眠(种子内存在发芽抑制物质等原因)、形态生理休眠(胚发育不完全且具有生理休眠)和复合休眠(种皮不透水且胚具有生理休眠)。形态休眠、生理休眠和形态生理休眠的种子都可以“喝水”,却不发芽。
其实,休眠不是种子“闹脾气”。有的休眠种子是聪明的植物妈妈的刻意安排,有的是聪明的种子宝宝感知到外界的环境不利于生长。休眠的种子等待适宜的时机再发芽,免得遭遇不利条件而造成种群灭绝。
作家亨利·梭罗说过:“没有种子,就没有植物世界。我信仰种子,一粒种子就是一个奇迹。”有的种子发芽长成参天大树,有的种子发育成狗尾巴草,无论高大与微小,都是经历了艰难与险阻的、值得我们敬畏的——生命!