Дорожная котомка зародыша

Запас питательных веществ, которые нужны зародышу как для становления его в недрах семени, так и на первых этапах самостоятельной жизни прорастающего из него растения, накапливается в эндосперме. Его можно, пожалуй, сравнить с наполненной провизией дорожной котомкой, припасенной для своего питомца материнским растением.

Эндосперм - своеобразное, характерное лишь для высших растений образование. Что же представляет он в эволюционном смысле? Каково его происхождение?

Приходится признать, что в нашей небольшой книжке загадок и предположений чуть ли не больше, чем окончательных и категорических ответов. Но такова наука: непрестанный поиск истины, первые догадки и опровергающие их опыты, потом новые гипотезы, построенные на основе самых последних экспериментальных данных. Чем больше неизвестного, тем увлекательнее работать в такой области науки. И потому авторы надеются, что кого-то из читателей этой книги непременно увлечет дальнейший поиск ответов на загадки, которые то и дело задают нам растения...

Вот и о происхождении эндосперма высказываются лишь гипотезы. Одна из них опирается на тот факт, что у некоторых растений в зародышевом мешке одновременно развивается не один, а несколько зародышей: первый, как и положено, из яйцеклетки, а другие - из синергид - сестринских по отношению к ней клеток, располагающихся в микропилярном конце зародышевого мешка.

Естественно предположить, что эндосперм - это и: есть дополнительный зародыш, но видоизмененный, преобразованный в процессе эволюции. Как мы уже знаем, "настоящий" зародыш получается при слиянии двух ядер, принадлежащих спермию и яйцеклетке. В центральной же клетке, дающей начало эндосперму, соединяются три ядра. Хромосомный аппарат ее отличен от того, что присущ данному виду растения. Потому-то она становится именно эндоспермом - своеобразной опухолевой тканью, которая служит складом питательных веществ для зародыша, а в дальнейшем очень часто - и для проростка нового растения.

Рис. 26. Так формируется эндосперм в семени подъельника

Мы начали рассказ о семени с эндосперма, потому что обычно после оплодотворения ядро, дающее ему начало, начинает развиваться раньше, чем яйцеклетка.

Существуют два основных способа развития эндосперма. Первый называется клеточным. При нем каждое деление ядер в эндосперме сопровождается образованием клеточных перегородок. Второй способ называется ядерным. При нем ядра делятся и свободно располагаются в общей цитоплазме. Клеточные перегородки вокруг ядер образуются лишь впоследствии, к моменту окончания созревания семени. Впрочем, бывает и так, что эти перегородки вообще не образуются.

Рис. 27. В семени орхидей ядро эндосперма скоро разрушается и запас питания для зародыша не образуется. Поэтому семена орхидных прорастают лишь тогда, когда встретятся с гифами гриба, питающими на первых порах росток

Развитие эндосперма заключается не только в делении его ядер. Параллельно с этим за счет усиленной аккумуляции питательных веществ из окружающих тканей активно нарастает его масса.

Количество эндосперма в зрелом семени у разных видов растения неодинаково. Наибольшее относительное количество его скапливается в семенах злаков, магнолий и некоторых других растений. У мальвовых и крестоцветных эндосперм сохранился лишь в виде нескольких клеточных слоев по периферии семени, а у орхидных он в зрелом семени может и вовсе отсутствовать.

Кроме эндосперма, у некоторых видов покрытосеменных растений развивается и другая питательная ткань - перисперм. Это разросшаяся и преобразованная ткань той части семяпочки, которая называется нуцеллусом. Перисперм подчас целиком заменяет и вытесняет из семени эндосперм, как это можно видеть, например, в семенах гвоздики или сахарной свеклы.

Жиры, крахмал, белки - вот основные питательные вещества, накапливаемые семенем в эндосперме. Помимо них, здесь присутствуют физиологически активные вещества, такие, как аскорбиновая кислота, гетероауксия, провитамины А и Д, витамины B1, B2 и B6, никотиновая кислота, биотин, протеазы, липазы, пектиназы и амилаза. Откладываются в нем также дубильные вещества, смолы, алкалоиды и кристаллы минеральных солей.

Все это небезынтересно знать, ибо именно эндосперм зерновых и крупяных культур - существенная часть нашего питания. И когда мы подытоживаем урожай зерновых культур, то подсчитываем в основном именно массу эндосперма семян.

Не оставит нас поэтому безразличными и влияние на темп накопления эндосперма в семени тех или иных погодных условий. Естественно, для каждого вида растений, для каждой сельскохозяйственной культуры они свои. Но есть некоторые общие закономерности. Известно, например, что рост эндосперма резко замедляется при температуре ниже 10°С, так же как и при жаре, превышающей 35°С.

Длительность развития эндосперма также различна у разных растений. У некоторых сложноцветных, например, он "созревает" всего за 4 - 5 дней, у злаков - за 20 - 25 дней, а у семян большинства древесных растений - за 2 - 3 месяца.