Példa erre a mag megjelenése. A növényi magvak általános szerkezete és a csírázáshoz szükséges feltételek. Ismertesse a magcsírázás főbb típusait!
.(Forrás: „Biológiai enciklopédikus szótár”. M. S. Gilyarov főszerkesztő; Szerkesztőbizottság: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin és mások - 2. kiadás, javítva. - M.: Sov.
mag.(Forrás: „Biológia. Modern illusztrált enciklopédia.” Főszerkesztő A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)
Szinonimák:
Nézze meg, mi a „SEED” más szótárakban:
Házasodik. állati vagy növényi csírát tartalmazó anyag. A magból származik a fa, a fából a gyümölcs, a gyümölcsből a mag. Amilyen a mag, olyan a törzs, és fordítva. Minden múlt meghozza a maga magját. | Leszármazottak, leszálló nemzedék. Mindenkinek, mint a magnak...... Dahl magyarázó szótára
A cikád magvak nagyok. Elliptikus, hosszúkás tojásdad vagy gömb alakúak, hossza általában 3-4 cm, vastagsága pedig 2-3 cm, de egyes fajok kisebb vagy nagyobb magvakkal rendelkeznek. Szóval, zamia magok...... Biológiai enciklopédia
MAG, gen. és dátumok mag, mag, mag, pl. magvak, magvak, vö. 1. A növény szaporítószerve, az a gabona, amelyből új növény fejlődik. A mag a petesejtből fejlődik ki. A mag magja tartalmazza az embriót. A növény magokat termelt. Tenyésztés...... Ushakov magyarázó szótára
Gabona, vetőmag. cm… Szinonimák szótára
Modern enciklopédia
A botanikában a vetőmagnövények szaporodásának, szétszóródásának és a kedvezőtlen körülmények túlélésének szerve. Petesejtekből fejlődik ki, általában a megtermékenyítés után. A magban van egy embrió, egy héj (héj) és sok növényben szövetek tartalékkal... ... Nagy enciklopédikus szótár
Mag... Összetett szavak kezdő része, a szó jelentésének bemutatása: mag 1., 4. (sziklevél, ondófolyadék, petesejt stb.). Efraim magyarázó szótára. T. F. Efremova. 2000... Az orosz nyelv modern magyarázó szótára, Efremova
Mag- (botanikai), magnövények szaporodási és elterjedési szerve. Petesejtekből fejlődik ki, általában a megtermékenyítés után. A zárvatermőben a mag a termésbe záródik, a gyomnospermekben a magpikkelyen nyíltan képződik és... ... Illusztrált enciklopédikus szótár
MAG, a virágos növények (Angiosperms) egy része, amely az embriót és a tápláléktartalékokat tartalmazza. Az OVY-ban alakult ki a nőstény ivarsejt megtermékenyítésével. A tápanyagokat az ENDOSPERM nevű speciális szövetben tárolhatjuk, vagy... ... Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár
MAG, én, többes szám. mena, myan, menam, vö. 1. Szaporítószerv növényekben, gabonában. Kender falu 2. pl. Vetésre szánt szemek. Kerti magvak. Hagyja magolni a növényt (hogy magot nyerjen belőle a vetéshez). 3. ford., mi...... Ozsegov magyarázó szótára
Még az iskolai botanika tanfolyamon (6. osztály) is meglehetősen egyszerű és emlékezetes téma volt a mag felépítése. Valójában ez egy hosszú evolúciós folyamat eredményeként jött létre, és összetett és egyedi szerkezettel rendelkezik. Cikkünkben megvizsgáljuk szerkezeti részeinek jellemzőit, a kétszikű mag felépítését, és meghatározzuk a növényi magvak biológiai szerepét is.
A mag megjelenése az evolúció folyamatában
A növények nem mindig voltak képesek magot képezni. Ismeretes, hogy az élet a vízben keletkezett, és az első növények az algák voltak. Primitív felépítésűek, vegetatív módon - a tallus egyes részeivel és speciális mozgékony sejtek segítségével - zoospórák szaporodtak. Az első emberek, akik szárazföldre szálltak, a rhyniophyták voltak. Ők, akárcsak jövőbeli utódaik - a magasabb spórás növények, spórák segítségével szaporodnak. De vízre volt szükség e speciális sejtek fejlődéséhez. Ezért a környezeti feltételek változásával számuk is csökkent.
A következő evolúciós szakasz a mag megjelenése volt. Ez óriási előrelépés volt számos növényfaj alkalmazkodása és elterjedése szempontjából. A mag külső és belső szerkezete határozza meg az embrió megbízható védelmét, amelyet víz- és tápanyagellátás vesz körül. Ez azt jelenti, hogy növelik a bolygó flórájának vitalitását és fajdiverzitását.
A magképződés folyamata
Vizsgáljuk meg ezt a folyamatot a modern világban domináns növénycsoport példáján. Ezek mindegyikének képviselői virágot alkotnak - a legfontosabb generatív szervet. A bibe tartalmazza a tojást, a porzók portokja pedig a spermát. A beporzási folyamat után, i.e. a porzópor pollen átjutása a bibe stigmájába, a spermiumok a csíracsövön keresztül a porzó petefészkébe vándorolnak, ahol megtörténik az ivarsejtek fúziós folyamata - megtermékenyítés. Ennek eredményeként embrió képződik. Amikor a második spermium egyesül a központi csírasejttel, tartalék tápanyag képződik. Endospermiumnak is nevezik. A mag szerkezetét erős külső héj teszi teljessé. Ez a szerkezet a jövő növényi szervezetének fejlődésének alapja.
A magvak külső szerkezete
Mint már említettük, a mag külsejét héj borítja. Elég sűrű ahhoz, hogy megvédje az embriót a mechanikai sérülésektől, a hőmérséklet-változásoktól és a káros mikroorganizmusok behatolásától. A magvak színe azonban nagyon változó: a feketétől az élénkvörösig. A magnak ez a szerkezete könnyen megmagyarázható. Egyes növényekben a szín álcázásként szolgál. Például, hogy a madarak ne lássák őket a talajban az ültetés után. Más növények éppen ellenkezőleg, alkalmazkodtak a magvak szétszórásához különféle állatok segítségével. Az emésztetlen táplálékmaradványokkal együtt messze az anyanövény termőterületén túlra választják ki őket.
A mag belső szerkezete
Minden mag fő része az embrió. Ez a jövő szervezete. Ezért ugyanazokból a részekből áll, mint egy felnőtt növény. Ezek az embrionális gyökér, szár, levél és rügy. A különböző növények magjának szerkezete jelentősen eltérhet. Legtöbbjüknél tartalék tápanyagok halmozódnak fel az endospermiumban. Ez az a héj, amely körülveszi az embriót, védi és táplálja azt az egyedfejlődés teljes időszakában. De vannak olyan esetek, amikor a magok érési és csírázási folyamata során teljesen felemészti az endospermium anyagokat. Ezután főleg az embrió húsos részeiben halmozódnak fel. Ezeket szikleveleknek nevezik. Ez a szerkezet jellemző például a sütőtökre vagy a babra. De a pásztortáskában az anyagellátás az embrionális gyökér szövetében összpontosul. A különböző szisztematikus növénycsoportok magvai is különböznek.
A gymnosperm magvak jellemzői
E szervezetcsoport magjának külső és belső szerkezetére jellemző, hogy az embrió kialakulásának és fejlődésének folyamata a maghéj felületén megy végbe. A Gymnosperms magjai a fő részeken kívül szárnyszerű hártyás kinövéssel rendelkeznek. Ezeknek a növényeknek a magjainak a szél segítségével terjedését segíti.
A gymnosperm magvak másik jellemzője a képződésük időtartama. Négy hónap-három év kell ahhoz, hogy életképessé váljanak. A magok érésének folyamata a kúpokban történik. Ezek egyáltalán nem gyümölcsök. Ezek a hajtás speciális módosításai. Egyes tűlevelű magvak tobozban évtizedekig tárolhatók. Ez idő alatt megőrzik életképességüket. Annak érdekében, hogy a magvak a földbe hulljanak, a kúp pikkelyei maguktól kinyílnak. Felkapja őket a szél, néha jelentős távolságokra is elviszi őket. Ha a kúpok puhák, megjelenésükben diófélékre emlékeztetnek, akkor nem maguk nyílnak ki, hanem madarak segítségével. Különféle szajkók különösen szeretnek magvakkal lakmározni. Ez megkönnyíti a Gymnosperms osztály képviselőinek letelepedését is.
Ennek a szisztematikus egységnek a neve azt jelzi, hogy a jövőbeli növény embriója rosszul védett. Valójában az endospermium jelenléte csak a mag fejlődését garantálja. De sok növény kúpja kedvezőtlen fejlődési viszonyok között kinyílik. A talajfelszínre kerülve a magok alacsony hőmérsékletnek és nedvességhiánynak vannak kitéve, így nem mindegyik csírázik ki, és nem hoz létre új növényt.
A virágos növények magjainak jellemzői
A Gymnosperms-hez képest a Virágzási osztály képviselői számos jelentős előnnyel rendelkeznek. Magjaik képződése a virágok petefészkében történik. Ez a bibe legkiterjedtebb része, amely a termést adja. Ennek eredményeként magok fejlődnek ki bennük. Három réteg perikarp veszi körül, amelyek tulajdonságaikban és funkcióiban különböznek egymástól. Nézzük meg szerkezetüket, példaként a szilva csonthéjjal. A külső bőrréteg véd a mechanikai sérülésektől, így biztosítja az integritást. A középső lédús, húsos. Táplálja és ellátja az embriót a szükséges nedvességgel. A belső elcsontosodott réteg további védelmet nyújt. Ennek eredményeként a magok minden szükséges feltétellel rendelkeznek a fejlődéshez és a csírázáshoz, még kedvezőtlen körülmények között is.
Egyszikű magvak
Az egyszikű mag szerkezetét nagyon könnyű meghatározni. Embriójuk csak egy sziklevélből áll. Ezeket a részeket csírarétegeknek is nevezik. Minden Allium és Liliaceae növény egyszikű. Ha kukorica- vagy búzamagot csíráztat, hamarosan minden szemből egy levél képződik a talaj felszínén. Ezek a sziklevelek. Próbáltál már egy rizsszemet több részre osztani? Ez természetesen lehetetlen. Ennek az az oka, hogy embrióját egyetlen sziklevél alkotja.
Kétszikű növényi magvak
A Solanaceae, Asteraceae, hüvelyesek, káposzta és még sokan mások magjai szerkezetükben némileg eltérőek. Már a név alapján is könnyen sejthető, hogy embriójuk két sziklevélből áll. Ez a fő szisztematikus jellemző. A kétszikű növények magjának szerkezete szabad szemmel is jól látható. Például könnyen két egyenlő részre osztható. Ezek embriójának sziklevelei. A kétszikű mag szerkezete fiatal hajtásokon is látható. Próbálja meg csíráztatni a magokat otthon, és két szálkás fogat fog látni, amelyek a talaj felszíne felett fognak megjelenni.
A vetőmag csírázásának feltételei
A kétszikű növények magjainak szerkezete, valamint az élő természet ezen birodalmának más szisztematikus egységének képviselői meghatározzák az embrió fejlődéséhez szükséges összes anyag jelenlétét. De más feltételek is szükségesek a csírázáshoz. Mindegyik növénynél teljesen eltérőek. Először is ez egy bizonyos levegő hőmérséklet. A melegkedvelő növényeknél ez +10 Celsius-fok. De az őszi búza már + 1-nél elkezd fejlődni. Víz is szükséges. Ennek köszönhetően a gabona megduzzad, ami felgyorsítja a légzési és anyagcsere folyamatokat. A tápanyagok olyan formává alakulnak, amelyben az embrió képes felszívódni. A levegő jelenléte és a megfelelő mennyiségű napfény további két feltétele a vetőmag csírázásának és az egész növény fejlődésének, mivel ezek nélkül a fotoszintézis lehetetlen.
Magok és gyümölcsök
Mindegyik gyümölcs szinte azonosan tartalmaz magasabb rendű növényeket. De a gyümölcsök változatosabbak. Vannak száraz és lédús gyümölcsök. Különböznek a mag körül elhelyezkedő rétegek szerkezetében. A lédúsaknál a maghéj egyik rétege szükségszerűen húsos. Szilva, barack, alma, málna, eper... Ezeket a finomságokat pont azért szereti mindenki, mert szaftosak és édesek. A szárított gyümölcsökben a maghéj bőrszerű vagy csontos. Rétegei általában egybe nőnek, megbízhatóan védve a benne lévő magvakat. Pontosan ilyen szerkezetű egy mákhüvely, egy mustárhüvely és egy búzaszem.
A magvak biológiai szerepe
A bolygó legtöbb növénye magokat használ a szaporodáshoz. A modern növények magjainak szerkezete hosszú evolúció eredménye. Ezek tartalmazzák az embriót és olyan anyagokat, amelyek kedvezőtlen körülmények között is biztosítják növekedését és fejlődését. A magvak elterjedéséhez alkalmazkodnak, ami növeli túlélési és elterjedési esélyüket.
Tehát a vetőmag a megtermékenyítési folyamat eredménye. Ez egy embrióból, tároló anyagokból és védőbőrből álló szerkezet. Minden eleme ellát bizonyos funkciókat, aminek köszönhetően a magnövények csoportja domináns pozícióba került a bolygón.
MAG
magnövény embrionális stádiuma, amely az ivaros szaporodási folyamat során képződik, és szétszóródásra szolgál. A mag belsejében csíragyökérből, szárból és egy vagy két levélből vagy sziklevelekből álló embrió található. A virágos növényeket a sziklevelek száma alapján kétszikűekre és egyszikűekre osztják. Egyes fajoknál, például az orchideáknál, az embrió egyes részei nem differenciálódnak, és a csírázás után azonnal elkezdenek kialakulni bizonyos sejtekből. Egy tipikus mag tartalmaz tápanyagot az embrió számára, amelynek egy ideig növekednie kell a fotoszintézishez szükséges fény nélkül. Ez a tartalék a mag nagy részét elfoglalhatja, és néha magában az embrióban található - szikleveleiben (például borsóban vagy babban); akkor nagyok, húsosak és meghatározzák a mag általános alakját. Amikor a mag kicsírázik, egy megnyúló száron kiemelhető a földből, és a fiatal növény első fotoszintetikus leveleivé válik. Az egyszikűek (például búza és kukorica) táplálékkészlettel rendelkeznek - az ún. az endospermium mindig elválik az embriótól. A szemes növények őrölt endospermiumja a jól ismert liszt. A zárvatermőkben a mag a petesejtből fejlődik ki - egy apró megvastagodás a petefészek belső falán, i.e. a bibe alja, amely a virág közepén helyezkedik el. A petefészek egytől több ezer petesejteket tartalmazhat. Mindegyik tartalmaz egy tojást. Ha a beporzás eredményeként egy pollenszemből a petefészkébe behatoló spermium megtermékenyíti, akkor a petesejtek magvakká fejlődnek. Növekszik, héja sűrűvé válik, és kétrétegű magházzá alakul. Belső rétege színtelen, nyálkás, erősen megduzzad, vizet szív fel. Ez később hasznos lesz, amikor a növekvő embriónak át kell törnie a magházat. A külső réteg lehet olajos, puha, filmes, szívós, papírszerű és akár fás is. Általában észrevehető az úgynevezett maghéj. hilum - az a terület, amelyen keresztül a mag összekapcsolódott az achene-vel, amely a szülő szervezethez kapcsolta. A mag a modern növény- és állatvilág létezésének alapja. A magban lévő miniatűr növényembrió nagy távolságokat képes megtenni; nem kötődik gyökerekkel a földhöz, mint a szülei; nem igényel sem vizet, sem oxigént; szárnyakban vár, hogy megfelelő helyen találva és a kedvező feltételekre várva meginduljon a fejlődés, amit a mag csírázásának neveznek.
A MAGOK TÍPUSAI. A kukorica egyszikű virágos növény, melynek magja a magnak nevezett gyümölcsben található. Mint minden egyszikűnek, a magnak is egy sziklevele van. A gabona nagy része endospermiummal van feltöltve – olyan tápanyagellátással, amelyet a növényi embrió a csírázás során használ fel. A fenyő gymnosperm növény. Női kúpjainak minden skáláján két mag található nyíltan. A bőr alatt endospermium és több sziklevelű embrió található.
BAB egy kétszikű virágos növény, melynek magjai a bab belsejében érnek. A mag belsejében endospermium nincs, az embrió fejlődéséhez szükséges teljes tápanyagkészlet két nagy húsos sziklevélben raktározódik. Kívül a magon egy heg és egy mikropila különböztethető meg.
A magvak evolúciója.Évszázadokon keresztül a Földön az élet magok nélkül működött, ahogyan a bolygó felszínének kétharmadán, vízzel borított élet most is nélkülözi őket. Az élet a tengerben keletkezett, és az első növények, amelyek meghódították a szárazföldet, még magtalanok voltak, de csak a magok megjelenése tette lehetővé a fotoszintetikus szervezetek számára, hogy teljesen elsajátítsák ezt az új élőhelyet.
Az első szárazföldi növények. A nagy élőlények közül az első kísérletet, hogy megvegyék a lábukat a szárazföldön, valószínűleg a tengeri makrofiták – algák, amelyek apálykor a nap által hevített sziklákon találták magukat. Spórákkal szaporodnak - egysejtű struktúrák, amelyeket a szülőszervezet szétszórt, és képesek új növényké fejlődni. Az algaspórákat vékony héj veszi körül, így nem tűrik a kiszáradást. A víz alatti védelem elégséges. A spórákat ott az áramlatok terjesztik, és mivel a víz hőmérséklete viszonylag keveset ingadozik, nem kell sokat várni a csírázáshoz kedvező feltételekre. Az első szárazföldi növények is spórákkal szaporodtak, de életciklusukban már kialakult a kötelező generációváltás. A benne foglalt szexuális folyamat biztosította a szülők örökletes jellemzőinek ötvözését, melynek eredményeként az utódok mindegyikük előnyeit egyesítették, nagyobbak, ellenállóbbak és tökéletesebb szerkezetűek lettek. Egy bizonyos szakaszban az ilyen progresszív evolúció májmohák, mohák, mohák, páfrányok és zsurlófélék megjelenéséhez vezetett, amelyek már teljesen elhagyták a tározókat a szárazföldön. A spórák szaporodása azonban még nem tette lehetővé, hogy a nedves és meleg levegőjű, mocsaras területeken túlra terjedjenek.
A karbon időszak spórás növényei. A Föld fejlődésének ebben a szakaszában (kb. 250 millió évvel ezelőtt) a páfrányok és a lycofiták között megjelentek a részben lignifikált törzsű óriásformák. Az ekvizetoidok, amelyek üreges szárát szilícium-dioxiddal impregnált zöld kéreg borították, nem voltak alacsonyabbak náluk. Ahol a növények megjelentek, állatok követték őket, új típusú élőhelyeket kutatva. A széndzsungel párás szürkületében sok nagy rovar (akár 30 cm hosszúságig), óriás százlábúak, pókok és skorpiók, hatalmas krokodiloknak látszó kétéltűek és szalamandra éltek. Voltak 74 cm-es szárnyfesztávolságú szitakötők és 10 cm-es csótányok. Gyökereik hatékonyan szívták fel a vizet és az ásványi sókat, a törzsek érrendszere megbízhatóan juttatta el minden szervhez az élethez szükséges anyagokat, a levelek pedig aktívan szintetizáltak szerves anyagokat. Még a spórák is javultak, és tartós cellulózhéjat kaptak. A kiszáradástól való félelem nélkül a szél jelentős távolságokra vitte őket, és nem tudtak azonnal kicsírázni, hanem bizonyos nyugalmi időszak után (az úgynevezett nyugalmi spórák). Azonban a legtökéletesebb spóra is egysejtű képződmény; A magvakkal ellentétben gyorsan kiszárad és nem tartalmaz tápanyag-utánpótlást, ezért nem tud sokáig várni a fejlődésnek kedvező feltételekre. A pihenő spórák kialakulása mégis fontos mérföldkő volt a magnövények felé vezető úton. Bolygónk éghajlata sok millió éven át meleg és párás maradt, de a szénmocsarak termékeny vadonában az evolúció nem állt meg. A faszerű spóranövényekben először az igazi magvak primitív formái jelentek meg. Megjelentek a magpáfrányok, a likofiták (a Lepidodendron nemzetség híres képviselői - görögül ez a név "pikkelyes fát" jelent) és tömör fás törzsű cordaites. Noha ezeknek a több száz millió évvel ezelőtt élt organizmusoknak a fosszilis maradványai alig találhatók, ismert, hogy a famagvú páfrányok a karbon időszakot megelőzték. 1869 tavaszán a Schoharie Creek folyó a Catskill-hegységben (New York) erősen elöntött. Az árvíz hidakat rombolt le, fákat döntött ki, és súlyosan elmosta a partot Gilboa falu közelében. Ez az eset már régen feledésbe merült volna, ha a zuhanó víz nem tárta volna fel a megfigyelők elé a különös tuskók lenyűgöző gyűjteményét. Alapjaik nagymértékben bővültek, mint a mocsári fáké, átmérőjük elérte az 1,2 m-t, életkoruk 300 millió. év. A kéreg szerkezetének részletei jól megőrződnek a közelben ágak és levelek töredékei. Természetesen mindez, beleértve az iszap is, amelyből a tuskók emelkedtek, megkövesedett. A geológusok a kövületeket a felső-devonra – a karbon korszakot megelőző időszakra – keltezték, és megállapították, hogy a páfrányoknak felelnek meg. A következő ötven évben csak a paleobotanikusok emlékeztek a felfedezésre, majd Gilboa falu újabb meglepetéssel szolgált. Az ősi páfrányok megkövesedett törzsei mellett ezúttal valódi magokat tartalmazó ágakat fedeztek fel. Ezeket a kihalt fákat ma az Eospermatopteris nemzetségbe sorolják, ami azt jelenti, hogy „hajnali páfrány”. („hajnal”, mert a Föld legkorábbi magnövényeiről beszélünk). A legendás karbon-korszak akkor ért véget, amikor a geológiai folyamatok bonyolították a bolygó domborzatát, felszínét ráncokká zúzták és hegyvonulatokkal tagolták. Az alacsonyan fekvő mocsarak a lejtőkről lemosott, vastag üledékes kőzetréteg alá temetkeztek. A kontinensek megváltoztatták alakjukat, kiszorították a tengert és eltérítették az óceáni áramlatokat korábbi pályájukról, helyenként jégsapkák kezdtek nőni, vörös homok borította be a hatalmas kiterjedésű szárazföldeket. Az óriáspáfrányok, mohák és zsurlófélék kipusztultak: spóráik nem alkalmazkodtak a zordabb éghajlathoz, a vetőmagszaporításra való átállási kísérlet pedig túlságosan gyengének és bizonytalannak bizonyult.
Az első igazi vetőmag növények. A szénerdők elpusztultak, és új homok- és agyagrétegekkel borították be őket, de néhány fa fennmaradt, mivel szárnyas magokat képeztek, tartós héjjal. Az ilyen magvak gyorsabban, hosszabb ideig terjedhetnek, és így nagyobb távolságokra is. Mindez növelte esélyüket arra, hogy kedvező feltételeket találjanak a csírázáshoz, vagy megvárják, amíg megérkeznek. A magvak a mezozoikum korszak kezdetén forradalmasították a földi életet. Ekkor már kétféle fa – cikád és ginkgo – megúszta a többi karbon növényzet szomorú sorsát. Ezek a csoportok elkezdték együtt benépesíteni a mezozoos kontinenseket. Anélkül, hogy versengésbe ütköztek volna, Grönlandról az Antarktiszra terjedtek, így bolygónk növénytakarója szinte homogénné vált. Szárnyas magjaik hegyi völgyekben jártak, élettelen sziklákon repültek, és kövek közötti homokos területeken és hordalékkavicsok között keltek ki. Valószínűleg kis mohák és páfrányok, amelyek túlélték a bolygó éghajlatváltozását a szakadékok alján, a sziklák árnyékában és a tavak partján, segítették őket új helyek felfedezésében. Szerves maradványaikkal trágyázták meg a talajt, előkészítve annak termőrétegét a nagyobb fajok megtelepedésére. A hegyláncok és a hatalmas síkságok csupasz maradtak. A bolygón elterjedt kétféle, szárnyas magvú „úttörő” fát nyirkos helyekre kötöttek, mivel petéiket a mohákhoz és a páfrányokhoz hasonlóan, lobogó, aktívan úszó spermiumok termékenyítették meg. Sok spórás növény különböző méretű spórákat termel - nagy megaspórákat, amelyek női ivarsejteket hoznak létre, és kis mikrospórákat, amelyek osztódása mozgékony spermiumokat termel. A tojás megtermékenyítéséhez vízen kell hozzá úszni - elég egy csepp eső és harmat. Cikádokban és ginkgókban a megaspórákat az anyanövény nem terjeszti szét, hanem rajta maradnak, magokká alakulnak, de a spermiumok mozgékonyak, ezért a megtermékenyítéshez nedvesség szükséges. Ezeknek a növényeknek a külső szerkezete, különösen a leveleik is közelebb hozzák őket páfrányszerű őseikhez. A vízben lebegő spermiumokkal történő megtermékenyítés ősi módszerének megőrzése oda vezetett, hogy a viszonylag szívós magvak ellenére a hosszan tartó szárazság továbbra is leküzdhetetlen probléma maradt ezeknél a növényeknél, és a földfoglalás leállt. A szárazföldi növényzet jövőjét más típusú, cikádok és ginkgók között termő, de lobogó spermájukat elvesztő fák biztosították. Ezek a mai napig fennmaradt araucariák (Araucaria nemzetség), a karbon cordaites tűlevelű leszármazottai voltak. A cikádok korában az Araucaria hatalmas mennyiségű mikroszkopikus pollenszemcsét kezdett termelni, amely mikrospóráknak felel meg, de száraz és sűrű. A szél a megaspórákba, pontosabban a belőlük képződött petékkel a petesejtekbe vitte, és virágporcsövekkel hajtották ki, amelyek mozdulatlan spermiumokat juttattak a női ivarsejtekbe. Így a pollen megjelent a világon. Megszűnt a műtrágyázáshoz szükséges víz, és a növények új evolúciós szintre emelkedtek. A pollentermelés az egyes fán fejlődő magvak számának kolosszális növekedéséhez, következésképpen ezeknek a növényeknek a gyors elterjedéséhez vezetett. Az ókori araucariáknak is volt egy olyan elterjedési módja, amelyet a modern tűlevelűekben megőriztek, kemény szárnyú magvak segítségével, amelyeket a szél könnyen hordoz. Tehát megjelentek az első tűlevelűek, és idővel a fenyőcsalád jól ismert fajai. A fenyő kétféle kúpot termel. Férfi hossza kb. A 2,5 cm és 6 mm átmérőjűek a legfelső ágak végén csoportosulnak, gyakran egy tucatnyi vagy több csokorba, így egy nagy fában több ezer is lehet. Kiszórják a virágport, és mindent sárga porral borítanak körül. A nőstény tobozok nagyobbak és alacsonyabban nőnek a fán, mint a hímek. Mindegyik pikkelyük gombóc alakú – kívül széles és az alap felé keskenyedő, amellyel a kúp fás tengelyéhez csatlakozik. A pikkelyek felső oldalán, közelebb ehhez a tengelyhez, két megaspóra nyíltan helyezkedik el, amelyek beporzásra és megtermékenyítésre várnak. A szél által szállított pollenszemek a nőstény tobozok belsejében repülnek, legördülnek a pikkelyeken a petesejtekig, és érintkezésbe kerülnek velük, ami a megtermékenyítéshez szükséges. A cikádok és a ginkgok nem bírták a versenyt a fejlettebb tűlevelűekkel, amelyek a virágport és a szárnyas magvakat hatékonyan szétszórva nemcsak félreszorították őket, hanem új, korábban elérhetetlen zugait is kialakították a földnek. Az első uralkodó tűlevelűek a taxodiaceae voltak (ma különösen a szekvóiák és a mocsári ciprusok). Az egész világon elterjedt gyönyörű fák utoljára egységes növényzettel borították be a világ minden részét: maradványaik Európában, Észak-Amerikában, Szibériában, Kínában, Grönlandon, Alaszkában és Japánban találhatók.
Virágos növények és magjaik. A tűlevelűek, cikádok és ginkgok az ún. gymnosperms. Ez azt jelenti, hogy petesejtjeik nyíltan helyezkednek el a magpikkelyen. A virágos növények alkotják a zárvatermők osztódását: petesejtjeik és a belőlük fejlődő magvak a külső környezet elől a bibe kitágult alapjában, az úgynevezett petefészekben rejtőznek. Ennek eredményeként a pollenszem nem tud közvetlenül eljutni a petesejthez. Az ivarsejtek fúziójához és a mag fejlődéséhez teljesen új növényi szerkezetre van szükség - egy virágra. Hím részét porzók, nőstény részét bibe képviselik. Lehetnek ugyanabban a virágban vagy különböző virágokban, akár különböző növényeken is, amelyeket az utóbbi esetben kétlakinak nevezünk. A kétlaki fajok közé tartoznak például a kőrisek, magyalfák, nyárfák, fűzfák és datolyapálmák. A megtermékenyítéshez a pollenszemnek a bibe tetejére kell szállnia – a ragacsos, néha tollas stigmára –, és hozzá kell tapadnia. A stigma olyan kémiai anyagokat választ ki, amelyek hatására a pollenszem kicsírázik: a kemény héja alól előbújó élő protoplazma hosszú pollencsövet alkot, amely áthatol a stigmán, és annak megnyúlt része (stílusa) mentén tovább terjed a bibebe, és végül eléri. a petefészek petesejtekkel. Kémiai attraktánsok hatására a hím ivarsejt magja a pollencső mentén a petesejtekbe vándorol, egy apró lyukon (mikropilon) áthatol rajta, és egyesül a tojás magjával. Így történik a megtermékenyítés. Ezt követően a mag fejlődésnek indul - nedves környezetben, tápanyagokkal bőségesen ellátva, a petefészek falaival védve a külső hatásoktól. Párhuzamos evolúciós átalakulások az állatvilágban is ismertek: a szárazföldön, mondjuk a halakra jellemző külső megtermékenyítést belső váltja fel, és az emlős embrió nem a külső környezetben lerakott petékben jön létre, mint például a tipikusan. hüllők, hanem a méhen belül. A fejlődő mag elszigetelése az idegen hatásoktól lehetővé tette a virágos növények számára, hogy bátran „kísérletezzenek” alakjával és szerkezetével, és ez a szárazföldi növények új formáinak lavinaszerű megjelenéséhez vezetett, amelyek változatossága ütemesen növekedni kezdett. példátlan az előző korokban. Nyilvánvaló a kontraszt a gymnospermekkel. A pikkelyek felszínén heverő „csupasz” magjaik növényfajtától függetlenül megközelítőleg egyformák: csepp alakúak, kemény héjjal borítják, amelyhez időnként a magot körülvevő sejtekből kialakított lapos szárny tapad. . Nem meglepő, hogy sok millió éven keresztül a gymnosperm formája nagyon konzervatív maradt: a fenyők, lucfenyők, fenyők, cédrusok, tiszafa és ciprusok nagyon hasonlítanak egymásra. Igaz, a borókában, a tiszafában és a ginkgoban a magok összetéveszthetők a bogyókkal, de ez nem változtat az összképen - a tornatermő növények általános szerkezetének rendkívüli egységessége, magjaik mérete, típusa és színe a hatalmashoz képest. virágzó formák gazdagsága. Annak ellenére, hogy a zárvatermők evolúciójának első szakaszairól kevés információ áll rendelkezésre, úgy vélik, hogy a mezozoikum korszak vége felé jelentek meg, amely körülbelül 65 millió évvel ezelőtt ért véget, és a kainozoikum korszak elején már meghódították a világ. A tudomány által ismert legrégebbi virágzó nemzetség a Claytonia. Kövületi maradványait Grönlandon és Szardínián találták meg, vagyis valószínű, hogy 155 millió évvel ezelőtt olyan elterjedt volt, mint a cikádok. A Claytonia levelei tenyéresen összetettek, mint a modern vadgesztenye és csillagfürt, termései bogyószerűek, vékony szár végén 0,5 cm átmérőjűek. Talán ezek a növények barna vagy zöld színűek voltak. A zárvatermők virágainak és gyümölcseinek élénk színei később jelentek meg – párhuzamosan a rovarok és más állatok evolúciójával, amelyek vonzására tervezték őket. A Claytonia bogyója négymagvú; rajta valami stigma maradványra emlékeztető dolgot lehet észrevenni. A rendkívül ritka fosszilis maradványok mellett a Gnetales rendbe sorolt szokatlan modern növények is betekintést nyújtanak az első virágzó növényekbe. Egyik képviselőjük az ephedra (Ephedra nemzetség), amely különösen az Egyesült Államok délnyugati részének sivatagaiban található; kívülről több, vastag szárból kinyúló levél nélküli rúdnak tűnik. Egy másik nemzetség, a Welwitschia Afrika délnyugati partjainál a sivatagban nő, a harmadik pedig, a Gnetum, az indiai és maláj trópusok alacsony cserje. Ez a három nemzetség "élő kövületnek" tekinthető, amelyek bemutatják a gymnospermek zárvatermővé történő átalakulásának lehetséges útjait. A tűlevelű tobozok úgy néznek ki, mint a virágok: pikkelyeik két részre oszlanak, amelyek szirmokra emlékeztetnek. A Velvichia-nak csak két széles, legfeljebb 3 m hosszú, szalagszerű levele van, amelyek teljesen különböznek a tűlevelűektől. A Gnetum magvak további héjjal vannak felszerelve, így hasonlóak a zárvatermő csonthéjasokhoz. Ismeretes, hogy a zárvatermők faanyaguk szerkezetében különböznek a gymnospermektől. A Gnetovok közül mindkét csoport jellemzőit egyesíti.
A vetőmag szétszóródása. A növényvilág vitalitása és sokfélesége a fajok elterjedési képességétől függ. Az anyanövény egész életében gyökerei által egy helyhez kötődik, ezért utódainak másikat kell találniuk. Az új tér kialakításának ezt a feladatát a magokra bízták. Először is a virágpornak az azonos fajhoz tartozó virág bibéjére kell szállnia, pl. beporzásnak meg kell történnie. Másodszor, a pollencsőnek el kell jutnia a petesejthez, ahol a hím és női ivarsejtek magjai egyesülnek. Végül az érett magnak el kell hagynia a szülőnövényt. Annak a valószínűsége, hogy egy mag kicsírázik, és a palánta sikeresen gyökeret ereszt egy új helyen, a százalék töredéke, ezért a növények kénytelenek a nagy számok törvényére hagyatkozni, és minél több magot szétszórni. Ez utóbbi paraméter általában fordítottan arányos a túlélési esélyeikkel. Hasonlítsuk össze például a kókuszfát és az orchideákat. A kókuszpálmának vannak a legnagyobb magjai a növényvilágban. A végtelenségig képesek úszni az óceánokban, amíg a hullámok a puha parti homokra nem dobják őket, ahol a palánták versenye más növényekkel sokkal gyengébb lesz, mint az erdő sűrűjében. Ennek eredményeképpen mindegyikük gyökeresedésének esélye meglehetősen nagy, és egy kifejlett pálmafa, a faj kockázata nélkül, általában csak néhány tucat magot hoz évente. Az orchideáknak viszont vannak a legkisebb magjai a világon; trópusi erdőkben gyenge légáramlatok szállítják magas koronák közé, és a faágakon a kéreg nedves repedéseiben csíráznak ki. A helyzetet bonyolítja, hogy ezeken az ágakon egy speciális gombafajtát kell találniuk, amely nélkül a csírázás nem lehetséges: a kis orchidea magvak nem tartalmaznak tápanyagtartalékot, és a palánta fejlődésének első szakaszában a gombától kapják. Nem meglepő, hogy egy miniatűr orchidea egy termése több ezer ilyen magot tartalmaz. Az angiospermák nem korlátozódnak arra, hogy megtermékenyítéssel különféle magvakat termeljenek: a petefészkek és néha a virágok más részei egyedi magot tartalmazó struktúrákká fejlődnek, amelyeket gyümölcsöknek neveznek. A petefészek zöldbabbá válhat, megvédi a magokat érésig, tartós, hosszú tengeri utakra képes kókuszdióvá alakulhat, lédús almává, amelyet az állat félreeső helyen, a pépet felhasználva megeszik, de nem magvak. A bogyók és a csonthéjasok a madarak kedvenc csemegéje: ezeknek a gyümölcsöknek a magjai nem emésztődnek meg a beleikben, és az ürülékkel együtt a talajba kerülnek, néha több kilométerre az anyanövénytől. Termései szárnyasak, bolyhosak, illékonyan növelő függelékeik alakja jóval változatosabb, mint a fenyőmagoké. A kőris termésének szárnya evezőre, a szilére a kalap karimájára, a juharra a páros termései - biptera - szárnyaló madarakra hasonlítanak, az ailanthus termésé pedig szöget zár be. más, propellert alkotva. Ezek az adaptációk lehetővé teszik a virágos növények számára, hogy nagyon hatékonyan használják fel a külső tényezőket a magvak terjesztésére. Egyes fajok azonban nem számítanak külső segítségre. Így az impatiens gyümölcsei egyfajta katapultot jelentenek. A muskátlik is hasonló mechanizmust alkalmaznak. Hosszú termésük belsejében egy rúd található, amelyre egyelőre négy, egyenes és összefüggő szelep van rögzítve - felül erősen, alul gyengén tartják. Érett állapotban a szelepek alsó vége elszakad a tövétől, élesen felkunkorodik a szár teteje felé, és kiszórja a magokat. Az Amerikában jól ismert ceanothus cserjében a petefészek bogyóvá változik, szerkezetében az időzített bombához hasonló. A benne lévő lé nyomása olyan nagy, hogy érés után egy meleg napsugár is elegendő ahhoz, hogy magjai élő repeszekként szóródjanak minden irányba. A közönséges ibolyadobozok, ha megszáradnak, szétrepednek és magokat szórnak maguk körül. A varázsmogyoró gyümölcsei a tarack elvén működnek: hogy a magvak távolabb eshessenek, nagy szögben lövik ki őket a horizonthoz képest. A virginiai csomósfűben azon a helyen, ahol a magok a növényhez tapadnak, egy rugószerű szerkezet alakul ki, amely kidobja az érett magokat. Az oxalisban a gyümölcshéjak először megduzzadnak, majd megrepednek és olyan erősen zsugorodnak, hogy a magok a repedéseken keresztül kirepülnek. Az arceutóbium apró, a bogyók belsejében lévő hidraulikus nyomás segítségével miniatűr torpedóként nyomja ki belőlük a magokat.
A mag a fogantatás pillanatától egészen a teljes érésig, amikor képes lesz normális csírát hozni, egy sor összetett átalakuláson megy keresztül egyik állapotból a másikba, tökéletesebb állapotba, vagyis az történik, amit a magvak fogalma határoz meg. „vetőmag fejlődése”.
Ez az egész összetett folyamat több periódusra és fázisra osztható, amelyek a magvak életének egyes szakaszait jellemzik.
Minden fázist a mag egy nagyon specifikus állapota jellemez, ezért a fázis diagnózisának rendkívül világosnak és egyszerűnek kell lennie. Ma azonban csak elszórtan írják le az egyes fázisokat, leggyakrabban egy-egy jellemző alapján.
Különösen fontos a magfejlődés időszakainak és fázisainak osztályozása. Egy adott jelenség osztályozásának megalkotásához össze kell foglalni a felhalmozott kísérleti anyagot és a kutatás eredményeit, és javaslatot kell tenni a jelenség továbbfejlesztésére. Természetesen egy ilyen osztályozás csak a kutatók kollektív erőfeszítésével alakítható ki.
A magfejlődési periódusok és fázisok osztályozásának a jellemzők komplexumán kell alapulnia: morfológiai, morfogenetikai és biokémiai.
A fázisokat a legrészletesebben tanulmányozták, és a gabonanövényekre osztályozásokat dolgoztak ki. A gabonanövények legjobb osztályozását N. N. Kuleshov, a hüvelyesek esetében - V. A. Vishnevsky, a napraforgót - V. K. Morozov javasolta.
A vetőmag fejlődési időszakai
A magfejlődés időszakát minden jelentős minőségi változás, valamint annak időtartama jellemzi.
A gabonanövények esetében hat jellemző, egyértelműen meghatározott időszak különíthető el: magképződés(embrionális), képződés, öntés, érlelés, betakarítás utáni érés, teljes érettség. Ahogy a későbbiekben látni fogjuk, ezek az időszakok általános formában minden más kultúra velejárói, bár természetesen minden kultúra sajátos eltéréseket mutat az időszak jellegében, fázisaiban.
N. N. Kuleshov a gabonafejlődés folyamatát a három periódus (fázis): képződés, öntésÉs érlelés. Az utolsó két időszakot N. N. Kuleshov értelmezésében érzékeljük, és az első időszakot két minőségileg eltérő időszakra bontjuk: magképződésés őt képződés. Emellett az egységes vetőmag-fejlesztési folyamatba bevonjuk az időszakot betakarítás utáni érésés időszak teljes érettség.
Mindezek az időszakok röviden a következőképpen jellemezhetők (az őszi búza példáján).
A magképződés időszaka a megtermékenyítés után kezdődik (a posztgám fázis elejétől), és egészen addig a pillanatig tart, amíg az anyanövényről levált mag kikelni tud. Ez azt jelzi, hogy a mag már kialakult, és a jövőben megerősödésének és kialakulásának időszaka kezdődik. Ez az embrionális időszak a zigóta kialakulásával kezdődik és az embrió növekedési pontjának kialakulásával ér véget. Ebben az állapotban az embrió optimális körülmények között gyenge, de még életképes hajtást képes hozni.
Ez az időszak az őszi búzánál 7-9 napig, a puha tavaszi búzánál 7 napig, a kemény tavaszi búzánál 10 napig, a kukoricánál 10-15 napig tart stb.
Kialakulási időszak a fajtára jellemző végső szemhosszúság eléréséig folytatódik. A periódus végére az embrió differenciálódása lényegében véget ér. Ezalatt a szem tartalma vizesből tejszerűvé válik (keményítőszemcsék jelennek meg az endospermium szövetében), a héj színe fehérről zöldre változik (a klorofill halmozódik fel). A szem nedvességtartalma 65–80%, az 1000 szem száraz tömege eléri a 8–12 g-ot. Ezt a szemfejlődési időszakot a magas víztartalom (főleg a szabadvíz) és az alacsony szárazanyag-tartalom jellemzi. Az időszak 5-8 napig tart.
Kitöltési időszak a keményítő lerakódásával kezdődik az endospermium sejtekben, és addig tart, amíg a keményítő lerakódás meg nem szűnik. Az időszakot a szemcseszélesség és -vastagság maximális méretre emelkedése, az endospermium szövet képződésének teljes befejeződése jellemzi, amely először tejszerű, majd tésztaszerű, majd az időszak végére viaszos állagúvá válik. A szem víztömege állandó marad, de a szem nedvességtartalma 38–40%-ra csökken (a szárazanyag állandó növekedése miatt). Ez az időszak átlagosan 20-25 napig tart, de nedves és hűvös időben akár 30 napig is eltarthat, száraz és meleg időben 15-18 napra vagy kevesebbre is lerövidülhet.
A magok érésének időszaka az anyanövénytől való elválasztásával kezdődik, amikor a képlékeny anyagok, enzimek, sőt vízellátás is leáll. A gabona polimerizációs és szárítási folyamatokon megy keresztül. A páratartalom ekkor 12-18%-ra, néha 8%-ra csökken. A szabad víz mennyisége meredeken csökken, és az időszak végére teljesen eltűnhet.
Ez az időszaki felosztás a kereskedelmi gabona szempontjából helytálló - az utóbbi beérik és műszaki felhasználásra alkalmasnak minősül, vagyis az ipar alapanyagává válik.
A vetőmagtermesztő szemszögéből a magfejlődés ebben az időszakban még nem teljes. Mint később látni fogjuk, egy új minőségi időszak következik, amely a vegyszerek további átalakulásával és a magvak egy új és legfontosabb tulajdonságának megjelenésével jár - teljes normál csírázás. Bár a magok morfológiai képződése a harmadik periódusban véget ér, a későbbi időszakban élettani folyamatok is végbemennek, ezért szükségesnek tartjuk a magképződés folyamatát kiegészíteni egy ötödik periódussal - a periódussal. betakarítás utáni érés.
IN időszak betakarítás utáni érés A magvakban különböző kémiai vegyületek komplex biokémiai átalakulásai mennek végbe, bár a morfológiai jellemzők ugyanazok, mint az előző fázisban.
Ebben az időszakban folytatódik és fejeződik be a nagy molekulatömegű fehérjevegyületek szintézise, a szabad zsírsavak zsírokká alakulása, a szénhidrátvegyületek molekulái megnagyobbodnak, zajlanak az anyagok - csírázást gátló anyagok más formákká történő átalakulási folyamatai, az aktivitás. Az enzimek elhalványulnak, és nő a maghéj levegő- és vízáteresztő képessége.
A vetőmag nedvessége egyensúlyban van a levegő relatív páratartalmával. A magvak légzése elhalványul. Az időszak elején a magvak nem csíráznak, vagy csírázási arányuk nagyon alacsony, de a végén már normálissá válik. Az időszak a kultúrától és a külső körülményektől függően egy naptól több hónapig tart.
A teljes érettség időszaka attól a pillanattól kezdődik, amikor a magok teljesen kicsíráznak, vagyis a magok készen állnak arra, hogy új ciklust kezdjenek a növény életében. A kolloidok lassú öregedése következik be, amit gyenge légzés kísér. A magvak addig maradnak ebben az állapotban, amíg el nem kezdenek csírázni, vagy amíg a hosszú távú tárolás során az öregedés következtében teljesen megsemmisülnek.
Ezeket az időszakokat egyes esetekben a magfejlődés kisebb szakaszaira osztják - fázisok . A fázisokat különböző jellemzők szerint különböztetjük meg, amelyek a legvilágosabban tükrözik sajátosságaikat. Egy esetben ez lehet az endospermium speciális állapota, a másikban - a fiziológiai folyamatok természete stb.
A kitöltési időszak az endospermium állapotától függően a következő fejlődési fázisokra oszlik: vizes, előtej, tejtermékek, tésztás. Az érési időszakban az érési fázisokat megkülönböztetik: viaszos(gyakran megkülönböztetik a viaszos érettség kezdetét, teljes és végét), kemény(néha az érés szilárd fázisának kezdetét jelzi).
Vizes fázis– az endospermium sejtek képződésének kezdete. A gabonát vizes folyadékkal töltik meg. A héj fehér vagy fehéres. A szemnedvesség 75-80%, a szabad nedvesség 5-6-szorosa a kötött nedvességnek, a szárazanyag a maximális mennyiség 2-3%-a. A fázis átlagos időtartama körülbelül 6 nap.
Emlő előtti fázis– a szem folyékony, vizes tartalma tejes árnyalatot kap, ahogy megindul a keményítőszemcsék lerakódásának folyamata az endospermiumban. A héj zöldes. A szem nedvességtartalma 70-75%-ra csökken, a szabad nedvesség 3-4-szerese a kötött nedvességnek, és az érett szem tömegének körülbelül 10%-a halmoz fel szárazanyagot a fázis végére. A fázis időtartama 6-7 nap.
Tejérettségi fázis– a szem tejfehér massza állagú, héja zöld. A szemnedvesség a fázis végére 50%-ra csökken, a szabad és kötött víz aránya körülbelül 1,5:1. Az 1000 nyers szemre jutó víz mennyisége megközelítőleg állandó marad. Ebben a fázisban a szárazanyag intenzíven halmozódik fel, mennyisége az érett mag tömegének körülbelül 50%-a. A fázis időtartama 7-10 nap, esetenként 10-15 nap.
Pasztás érettségi fázis– az endospermium tészta állagot kap, összetörve a szálak megnyúlnak. A klorofill fokozatosan eltűnik a héjban (megőrződik a horonyban). A szemnedvesség 35-42%-ra csökken, a szabad és a kötött víz aránya 1:1. A szárazanyag-tartalom eléri a maximum 85-90%-át. A fázis időtartama 4-5 nap.
Viasz érettségi fázis– az endospermium viaszossá és rugalmassá válik. A héjak megsárgulnak. A klorofill eltűnik a barázdában. A víz mennyisége 30%-ra csökken. A gabona eléri maximális térfogatát. A fázis elején a szem szárazanyag-tartalmának enyhe növekedése folytatódik, majd a végére teljesen leáll. A fázis időtartama 3-6 nap.
– az endospermium törésekor kemény, lisztes vagy üveges lesz. A héj is sűrű, bőrszerű megjelenést kölcsönöz. A szín erre a termésre és fajtára jellemző. A víztartalom zónától és viszonyoktól függően 8-22%, ebből szabad állapotban 1-8%. A fázis időtartama 3-5 nap, majd megkezdődik az anyagvesztés fokozatos folyamata (lejárat stb.).
Az egyes időszakok és fázisok időtartamát nem csak a faji jellemzők határozzák meg, hanem a mag fejlődésének körülményei is. A környezet nemcsak az időszak vagy fázis időtartamát változtathatja meg, hanem azok jellegét is (az élettani folyamatok intenzíven játszódhatnak le, vagy jelentősen visszaszorulhatnak), ami befolyásolja a magvak vetési és termőképességét.
Ha a magképződés időszakában az időjárás meleg és száraz, vagy a talaj nem elég nedves, vagyis a gabona aláhullik. biztosíték vagy elfog, akkor a periódus időtartama lecsökken, a magvaknak nincs idejük elérni a normál hosszúságot és lerövidülnek (nagyon ritka jelenség).
Egyes esetekben a növény és a mag elnyomásának folyamata tovább tud húzódni (magas hőmérséklet és nedvességhiány esetén): a magvak súlyos kiszáradása, a sejtek normális élettani állapota, a magban zajló biokémiai folyamatok felborul. változás. Az eredmény apró, 1000 szem tömegű magvak, gyakran magas nitrogénvegyület-tartalommal.
A nedves időjárás kedvező hőmérséklettel és tápanyag-utánpótlással segít meghosszabbítani a hosszú magvak képződési és képződési idejét, amelyek kedvező későbbi körülmények között nagy magvakká alakulnak.
A magvak tömege és mérete a magtöltési időszak körülményeitől függ. Normál táplálkozási, vízellátási és a magvak fizikai szárításának hiányában a töltési folyamat hosszabb ideig tart, és sok szerves anyag rakódik le a szemekben. Ilyen körülmények között a magvak nagy súlyt, nagy méretet, sima felületet, élénk, friss színt kapnak, magas vetési és termőképességgel rendelkeznek.
Esős időjárási körülmények között a töltés késik, a szintetikus folyamatok gyengülnek, a kémiai összetétel megváltozik, mert egyes anyagok nem alakulnak át végtermékké. Az ilyen magvak csökkent terméshozamúak, hosszú a betakarítás utáni érési periódusuk, és rosszul tárolhatók.
A magas hőmérséklet kellően teljes vízellátás mellett lerövidíti a feltöltési időt és felgyorsítja a biokémiai folyamatok ütemét. A magvak kiváló minőségűek. Ha a vízellátás nem elegendő, akkor ennek az időszaknak a lerövidülése miatt a magvak különböző fokúak lehetnek. Ez a csonkítás azonban kevésbé befolyásolja negatívan a magvak minőségét, mint a fejlődésük időszakában keletkezett, amikor a kedvezőtlen körülmények az embrió fejlődését is befolyásolják.
A magérés időszakában kialakuló körülmények kevésbé befolyásolják minőségüket, mint a korábbi időszakok körülményei, de fontosak a jó minőségű vetőmag előállítása szempontjából is. Ebben az időszakban a magvak állandó, egyenletes szárítását kell végezni, ami hozzájárul a tartalék tápanyagok végső formákká történő átalakulásához. A viaszos érettség fázisában lévő szárazság, ha a magvak gyors kiszáradását okozza, a könnyen mozgó szénhidrátok (cukor stb.) megnövekedéséhez vezet, amelyeknek nincs idejük keményítővé alakulni. Az ilyen magvak magas vetési tulajdonságokkal, különösen magas csírázási energiával rendelkeznek, de a tárolás során különös figyelmet igényelnek. A megnövekedett cukortartalom még a páratartalom enyhe növekedése mellett is intenzív légzést, majd a magvak megromlását okozhatja.
Az érési időszak csapadékos és hideg időjárása lelassítja ezt a folyamatot, és a magvak rossz vetési tulajdonságokkal és csírázással készülnek. A hideg, de száraz időjárás, bár az időszak meghosszabbodását okozza, megfelelő minőségű magokat hoz.
A figyelembe vett magfejlődési periódusok a szemes növényekre vonatkoznak, de teljes mértékben alkalmazhatók más kultúrákra, bár egyes fázisok eltérőek lehetnek.
V. A. Vishnevsky részletesen tanulmányozta a csillagfürt magvak fejlődési folyamatát és megállapította hat érési fázis: A) sziklevelek sötétzöld, gyökérzöld; b) a sziklevelek zöldek, az embrió gyökér fehéredésének kezdete; V) sziklevelek világoszöldek, az embrió gyökének teljes kifehéredése; G) a sziklevelek fehéresek, az embrió gyökerének sárgulásának kezdete; d) a sziklevelek megsárgultak, az embrió gyökérje sárga; e) sziklevelei sárgák, az embrió gyökérje világossárga. A szerző szerint a betöltési időszak az embrió gyökerének teljes sárgulásának fázisában ér véget, amikor a magok nedvességtartalma 50% alá csökken, és a magvakba történő plasztikus anyagok áramlása leáll. Ez a töltési és érési időszakokra való felosztás más hüvelyesek esetében is lehetséges, bár lesznek eltérések.
A napraforgómag fejlődési folyamata jelentősen eltér a szarvasmarhák fejlődési folyamatától. V. K. Morozov napraforgó-sémája szerint A következő fázisok jönnek létre:
Az achene térfogat kialakulásának fázisa(pericarp) jóval virágzás előtt kezdődik és 6-14 nappal a megtermékenyítés után ér véget. Az achene perikarpusz hossza körülbelül 6 nappal a megtermékenyítés után, szélessége és vastagsága 8-14 nappal nő.
A magtérfogat kialakulásának fázisa megtermékenyítés után kezdődik. Az észrevehető növekedés mindhárom dimenzióban a negyedik nap után kezdődik, és a 12. és 14. nap között ér véget.
Kitöltési fázis az előző végén kezdődik, és akkor ér véget, amikor leáll a szárazanyag-utánpótlás és a zsír felhalmozódása az achene-ben. Ez általában akkor következik be, amikor a rák páratartalma 38-40%-ra csökken.
IN érési szakasz A szárítás és a nedvesség eltávolítása folyamatban van. A magvak a betakarítás utáni érés állapotába kerülnek.
Az érési szakaszon belül is megkülönbözteti a szerző érettségi fok (érés): takarító helyiség– a magok nedvességtartalma 18-20% gazdasági– a kaszák páratartalma 12–14% és Stop– az achenes nedvességtartalma 12% alatti.
Amint látjuk, az achenes fejlődési folyamatának ez a felosztása a nedvességtartalmukon alapul, és csak az első két fázisban vesznek más jellemzőket.
Folytatni lehetne más kultúrák fejlődési fázisainak elemzését, de mindegyik csak sajátosságait tükrözi, és az általános mintázat változatlan marad.
Miután a virágzási szakaszban örömet szereztünk a tónusok, árnyalatok, formák gazdag palettájával, csodálatos képeket idézve a képzeletben, a növények a fejlődés következő szakaszába lépnek - a magvak kialakulásához, amelyek folytatják az életet a következő generációkban.
Nevezhető-e a mag növényi szervnek? Kiderült, hogy nem. Már az első sejt, amely egy pollenszem és egy petesejtek magjának fúziója eredményeként keletkezett, már új organizmus, bár fejlődésének kezdeti szakaszában az anyanövénytől függ.
A mag szerkezetét és tulajdonságait a természet által rájuk rendelt fő funkciók határozzák meg: a növények szaporodása, elterjedése és a kedvezőtlen körülmények túlélése. A mag azon képessége, hogy ezeket a funkciókat optimálisan megvalósítsa, mind a szülők genetikai potenciáljától, mind az anyanövény növekedési körülményeitől függ. Az agronómusok még a magvak csírázási energiájáról (az erőteljes palánták előállításának képessége) és a csírázási sebességre (a csíráztatott magvak aránya az összes elültetett számból) fogalmak is vannak. Ezek a tulajdonságok a magok minőségéről, „erősségéről” beszélnek.
A magvak meglepően változatosak külső szerkezetükben, méretükben, tömegükben, a tartalék tápanyagok összetételében, sőt az embrióképződés mértékében is, mire elhagyják az anyanövényt. Minden magban az a közös, hogy maghéjból, endospermiumból (tápanyagtároló) és embrióból állnak.
A maghéj védelmet nyújt az embrió számára. Vízálló; az ilyen magvak a csírázás előtt sokáig fekhetnek a talajban. Ezenkívül a mag beérésekor abszcizinsav halmozódik fel a héjában, ami elnyomja az anyagcsere folyamatokat.
Érett embrióban a szárszerű tengely egy vagy két sziklevelet visel (a leendő növény első „levelei” az embrionális tengely végén a gyökér és a hajtás csúcsi merisztémái).
Az endospermium fő funkciója a csírázó embrió táplálása.
Az embrióhoz hasonlóan az endospermium is élő sejtekből áll. De miért van szüksége egy növénynek élő tárolószövetre?
Az endospermium nem csak raktár. Itt van megírva a csírázó embrió tápanyagellátásának programja: milyen vegyületeket és milyen sorrendben kell ellátni.
A különböző növények magjában az endospermium eltérő mértékben fejlődik. Ez alkotja a búza, a paradicsom és a sárgarépa érett magjainak nagy részét. De a cseresznyében, borsóban és napraforgóban szinte nem fejlődött ki; a tartalékok magában az embrióban koncentrálódnak, leggyakrabban a sziklevél leveleiben (hüvelyesekben).
Az orchideáknak egyáltalán nincs endospermiumuk, és a mikroszkopikus embrió sem tartalmaz tartalék anyagokat. A csírázáshoz az orchidea magját dús, nedves talajba kell helyezni, amely rhizoctonia gomba micéliummal van átitatva. E szimbionta segítségével a csemete mindent megkap, amire szüksége van, amíg képessé nem válik az önálló létezésre.
Mit tárolnak a növények a magokban? A gabonafélék például keményítőt halmoznak fel az endospermiumban. Elég sok van belőle - a gabona száraz tömegének 60-70%-a. A fehérje ezekben a magvakban csak 10-16%, zsír - 2%. A hüvelyesek főként fehérjéket tárolnak: szójabab - akár 40%, borsó, bab, bükköny - akár 30%, bab - 23%. Az olajos magvak sok zsírt tartalmaznak: ricinusolaj - 60%, napraforgó - 56%, szezám - 53%, mák - 45%. A különböző vetőmag-összetételek a tartalékok további átalakításának különböző módjait is magukban foglalják.
Ha hibát talál, jelöljön ki egy szövegrészt, és kattintson rá Ctrl+Enter.