Семена цветковых растений разнообразны по форме и размерам: могут достигать нескольких десятков сантиметров (пальмы) и быть почти неразличимы (орхидные, заразиха).

По форме - шаровидные, удлиненно-шаровидные, цилиндрические. Благодаря такой форме обеспечивается минимальный контакт поверхности семени с окружающей средой. Это позволяет семенам легче переносить неблагоприятные условия.

Строение семени

Снаружи семя покрыто семенной кожурой. Поверхность семян обычно гладкая, но может быть и шероховатая, с шипами, ребрами, волосками, сосочками и другими выростами семенной кожуры. Все эти образования - приспособление к распространению семени.

На поверхности семян заметны рубчик и пыльцевход. Рубчик - след от семяножки, с помощью которой семя прикреплялось к стенке завязи, пыльцевход сохраняется в виде маленького отверстия в кожуре семени.

Под кожурой располагается главная часть семени - зародыш. У многих растений в семенах есть специализированная запасающая ткань - эндосперм. У тех семян, где нет эндосперма, питательные вещества откладываются в семядолях зародыша.

Cтроение семян однодольных и двудольных растений не одинаково. Типичным двудольным растением является фасоль, однодольным - рожь.

Главным отличием в строении семян однодольных и двудольных растений является наличие двух семядолей в зародыше у двудольных и одной - у однодольных растений.

Функции их различны: в семенах двудольных семядоли содержат питательные вещества, они толстые, мясистые (фасоль).

У однодольных единственная семядоля - щиток - тоненькая пластиночка, расположенная между зародышем и эндоспермом семени и плотно прилегающая к эндосперму (рожь). При прорастании семени клетки щитка всасывают питательные вещества из эндосперма и подают их зародышу. Вторая семядоля редуцирована либо отсутствует.

Условия прорастания семян

Семена цветковых растений могут длительное время переносить неблагоприятные условия, сохраняя зародыш. Прорасти и дать начало новому растению могут семена с живым зародышем, их называют всхожими. Семена с погибшим зародышем становятся невсхожими, прорастать они не могут.

Для прорастания семян необходима совокупность благоприятных условий: наличие определенной температуры, воды, доступа воздуха.

Температура . Диапазон колебаний температуры, при которой могут прорастать семена, зависит от их географического происхождения. Для «северян» нужна более низкая температура, чем для выходцев из южных стран. Так, семена пшеницы прорастают при температуре от 0° до +1°С, а кукурузы - при + 12°С. Это необходимо учитывать при установлении сроков посева.

Вторым условием для прорастания семян является наличие воды . Прорасти могут только хорошо увлажненные семена. Потребность в воде для набухания семян зависит от состава питательных веществ. Наибольшее количество воды поглощают семена, богатые белками (горох, фасоль), наименьшее - богатые жирами (подсолнечник).

Вода, проникнув через семявход (пыльцевход) и через семенную кожуру, выводит семя из состояния покоя. В нем прежде всего резко усиливается дыхание и активизируются ферменты. Под влиянием ферментов запасные питательные вещества превращаются в подвижную, легко усвояемую форму. Жиры и крахмал превращаются в органические кислоты и сахара, а белки - в аминокислоты.

Дыхание семян

Для активного дыхания набухающих семян необходим доступ кислорода. Во время дыхания выделяется тепло. У сырых семян дыхание более активное, чем у сухих. Если сырые семена сложены толстым слоем, они быстро разогреваются, их зародыши погибают. Поэтому на хранение засыпают только сухие семена и хранят их в хорошо проветриваемых помещениях. Для посева следует отбирать более крупные и полноценные семена без примеси семян сорных растений.

Очистку и сортировку семян производят на сортировочных и зерноочистительных машинах. Перед посевом проверяют качество семян: всхожесть, жизнеспособность, влажность, зараженность вредителями и болезнями.

При посеве необходимо учитывать глубину заделки семян в почву. Мелкие семена надо сеять на глубину 1-2см (лук, морковь, укроп), крупные - на 4-5см (фасоль, тыква). Глубина заделки семян зависит и от типа почв. В песчаные почвы сеют несколько глубже, а в глинистые - мельче. При наличии комплекса благоприятных условий всхожие семена начинают прорастать и дают начало новым растениям. Молодые растения, которые развиваются из зародыша семени, называются проростками.

У семян любых растений прорастание начинается удлинением зародышевого корешка и его выходом через пыльцевход. В момент прорастания зародыш питается гетеротрофно, используя заключенные в семени запасы питательных веществ.

У одних растений при прорастании семядоли выносятся над поверхностью почвы и становятся первыми ассимиляционными листьями. Это надземный тип прорастания (тыква, клен). У других семядоли остаются под землей и являются источником питания проростка (горох) . Аутотрофное питание начинается после появления побегов с зелеными листьями над землей. Это подземный тип прорастания.

Оплодотворение у растений

Оплодотворение – процесс слияния двух половых клеток (мужской и женской). Вследствие оплодотворения образуется зигота , которая дает начало новому организму. Пыльцевое зерно, попав на рыльце пестика, прорастает и с помощью пыльцевой трубки достигает завязи и семенного зачатка. При этом оболочка зародышевого мешка растворяется посте контакта с кончиком пыльцевой трубки, которая тоже разрывается, и из нее выходят два спермия . Один спермий сливается с яйцеклеткой – и образуется диплоидная зигота , из которой затем развивается зародыш семени. Другой, сливаясь со вторичным ядром центральной клетки, образует триплоидную клетку , из которой развивается эндосперм семени (его, в отличие от эндосперма голосеменных, называют вторичным). Происходит так называемое двойное оплодотворение . Именно такое оплодотворение является характерной особенностью покрытосеменных растений. Открыто профессором С.Г. Навашиным в 1898 г. У голосеменных оплодотворяется только одна яйцеклетка и эндосперм имеет гаплоидный набор хромосом.

СЕМЯ

Семя формируется из семенного зачатка в результате процесса двойного оплодотворения. Оно состоит из зародыша и запасных питательных веществ, защищенных семенной кожурой. Зародыш развивается из зиготы и является продуктом полового процесса. По форме он может быть прямым, согнутым, спиральным, подковообразным. В основном зародыш состоит из образовательных тканей. В нем различают зародышевый корешок и стебелек, к которому прикрепляются семядоли - первые зародышевые листья. Верхушка стебелька заканчивается почечкой. Запасные питательные вещества откладываются в разных частях семени, например, у злаков – в эндосперме, у бобовых – в семядолях. Семенная кожура формируется из интегументов (часть семяпочки у семенных растений, окружающая нуцеллус (центральная часть семяпочки)) семенного зачатка, бывает – одно- , дву- и многослойной. Главная функция семенной кожуры – защита зародыша от повреждений, проникновения микроорганизмов, чрезмерного высыхания и преждевременного прорастания. Снаружи на семени заметны рубчик (место отсоединения семени от семенной ножки) и семявход (микропилярное отверстие).

Семя цветковых растений различается по форме, характеру поверхности, окраске, размерам.

Строение семени одно- и двудольных растений неодинаково. Главным отличием является наличие двух семядолей в зародыше двудольных растений и одной – у однодольных.

Химический состав семени:

Вода – 12-14% массы сухого вещества; в процессе созревания семени содержание воды постепенно уменьшается;

Органические вещества – 82-84%; белки, жиры, углеводы (в семени злаков преобладают углеводы, у бобовых больше белков, а семена подсолнечника, льна или мака характеризуются высоким содержанием масла);

Минеральные вещества- 1,5-5,5%;

Химический состав семени зависит от условий среды: плодородия почвы, увлажнения, количества тепла.

ПЛОД

Плод имеет околоплодник, в котором могут быть одно или несколько семян. Он защищает семя от механических повреждений, высыхания, действия высоких и низких температур. После созревания плода у большинства растений околоплодник раскрывается и семена разбрасываются. По этому признаку различают раскрывающиеся и нераскрывающиеся плоды.

Околоплодник состоит из трех слоев. Внешний слой – экзокарпий , образуется из эпидермы завязи. Его поверхность часто покрыта кутикулой, волосками разных типов. Внутренний слой околоплодника – эндокарпий у косточковых пород (слива, персик, вишня и др.) превращается в массивное толстостенное образование (косточку). Средний слой – мезокарпий – часто разрастается, становится мясистым и сочным, и формируются сочные плоды, мякоть которых содержит много растворимых сахаров (слива, виноград) или масла (маслина). Все три слоя иногда вместе называют перикарпием . У сухих плодов слои околоплодника в основном срастаются в одно целое.

Характерным признаком хлорофиллоносных клеток экзокарпия сочных плодов является постепенное превращение одних типов пластид в другие, что можно наблюдать, например, у помидоров, рябины и у плодов других растений, когда они из зеленых становятся сначала беловатыми (хлоропласты превращаются в лейкопласты) и при созревании приобретают оранжевый или красный цвет (образуются хромопласты). У других растений цвет плодов изменяется вследствие синтеза других пигментов (антоцианы, флавоноиды).

Разнообразие плодов: плоды сочные и сухие, простые и сборные, соплодия.

По содержанию воды в околоплоднике различают плоды сухие и сочные, а по количеству семян в них – односемянные и многосемянные. Кроме того, плоды различаются по их происхождению. Простым является плод, который развивается из цветка с одним пестиком. Сборный (сложный) плод формируется из цветка с несколькими пестиками. Соплодие образуется из соцветия.

Многосемянные сухие плоды (боб, стручок, стручочек, коробочка) при созревании раскрываются – раскрывающиеся , чем обеспечивают лучшее разбрасывание семян.

Боб (фасоль, горох, дереза) – одногнездный плод, раскрывается от вершка до основания двумя корками по двум швам. Семена в нем прикрепляются к чешуйкам возле брюшного шва.

Стручок (капуста, хрен) и стручочек (пастушья сумка) – двугнездный плод, раскрывается от основания до вершка двумя корками, между которыми есть пленчатая перегородка с семенами. Короткий стручок, длина которого не больше ширины или превышает ее немного, называется стручочек.

Коробочка – плод, имеющий вид коробочки, которая закрывается крышечкой (белена), отверстиями (мак), зубцами (гвоздичные), створками (дурман). Коробочка может быть одно- и многогнездной. У некоторых видов какао коробочки совсем не раскрываются, семена из них высвобождаются, когда сгнивает околоплодник. Такие нераскрывающиеся коробочки называют сухими ягодами.

К нераскрывающимся плодам принадлежат орех или орешек с твердым деревенистым околоплодником (лещина), семянка – с кожистым околоплодником (астровые), зерновка – с кожистым околоплодником, который плотно сросся с семенем (злаки). Семянки и орешки с околоплодником в виде расширенного перепончатого приложения называют крылатками (вяз, ясень, граб, береза). Желудь (дуб) имеет твердый одревесневевший околоплодник, который сросся с семенем и покрыт плюской, которая происходит от бесплодных цветков соцветия.

Сочные плоды – ягода, костянка, яблоко, тыква, померанец. Ягода – это сочны околоплодник, внешняя часть которого у некоторых растений может быть кожистой или даже жесткой. Семян в ягодах бывает от одного (виноград, смородина, брусника, черника) до нескольких. Костянка – это односемянный сочный нераскрывающийся плод с твердым эндокарпием (терн, черемуха, вишня, абрикос). У некоторых видов (миндаль) мезокарпий сухой, кожистый. Такие костянки называются сухими . Яблоко – плод, у которого мезокарпий образуется из тканей разросшегося цветоложа, а семя окружено хрящевым эндокарпием (яблоко, груша, рябина). Тыква – плод, внешний слой околоплодника которого твердый, а семена находятся в сочном мякише (дыня, тыква, арбуз). Лимон, апельсин, грейпфрут имеют плод, который называется померанцем , или гесперидием , и образуется вследствие срастания нескольких плодолистиков. Внешний сплошной слой околоплодника утолщен. В нем есть железистые образования, которые вырабатывают эфирные масла. Средний слой околоплодника белый, волокнистый, внутренний – раздельный, сочный, мясистый.

К сборным плодам принадлежит сборная семянка , характерная для клубники. На сочном разросшемся выпуклом цветоложе содержатся многочисленные мелкие семянки. Сборным плодом является также гипантий , или сборный орешек , – внутри сочного разросшегося бокаловидного цветоложа лежит много сухих плодов-орешков (шиповник). Сборная костянка у малины, ежевики – на белом сухом разросшемся выпуклом коническом цветоложе находятся сочные плоды костянки. Соплодия – это совокупность плодов одного соцветия, которые срослись околоплодниками сочными (шелковица, ананас) или сухими (свекла).

Распространение плодов и семян

Распространение плодов и семян – одна из важных приспособительных особенностей растений, приобретенная в процессе их эволюционного развития.

Анемохория (воздушными потоками) – один из самых распространенных способов расселения растений. Приспособления у растений: незначительная масса плодов и семян 9у орхидей), наличие на них волосков (у тополя, одуванчика), крылатые выросты (у ясеня, березы, клена), жизненная форма «перекати-поле».

Гидрохория (водой) – у водных, прибрежных и болотных растений (стрелолист, некоторые пальмы, осока) плоды и семена переносятся морскими течениями, реками, ручьями, дождевыми потоками. Приспособления: несмачиваемость семени водой, наличие раздутых выростов, заполненных воздухом.

Зоохория (животными) – орнитохория (птицами), заурохория (пресмыкающимися), ихтиохория (рыбами), энтомохория (насекомыми) и, мирмекохория (муравьями). Приспособления: липкие плоды и семена (у омелы, лилии), наличие прищепок в виде шипов или крючочков(у лопуха, дикой моркови), сочность, яркая окраска плодов (у черешни, рябины), питательные придатка, привлекающие муравьев (у чистотела, фиалки).

Антропохория (человеком) – выполняет одну из ведущих ролей в расселении растений на планете (сельскохозяйственная деятельность).

Автохория (самостоятельно). Приспособления: растрескивание плодов (у люпина, чины), «выстреливания» слизистой жидкости с семенами (у «бешеного» огурца), наличие длинных остистых придатков, благодаря которым плоды как будто ввинчиваются в землю (у ковыля).

Прорастание семян

Прорастанием называют переход семени из состояния покоя к вегетативному росту зародыша и формированию из него проростка. Семена некоторых растений прорастают сразу или вскоре после созревания. У многих древесных пород и лесных травянистых растений оно имеет длительный период глубокого покоя и прорастает только через год, два или более после опадания. Период покоя семени очень важен для выживания растений, т.к. является механизмом, обеспечивающим прорастание только при благоприятных для дальнейшего развития растения условий. Например, у многих растений умеренной зоны прорастание стимулируется низкими зимними температурами. У одних растений смена быстро теряют всхожесть (у верб и тополя), а у других сохраняет ее на протяжении нескольких лет (у овощных культур, хлебных злаков), очень долго сохраняют всхожесть семена многих бурьянов.

Для прорастания семян необходимо оптимальное соединение температуры, влажности и свободного доступа кислорода. Большинство растений прорастает в темноте, на свету.

Оптимальная температура – для каждого вида растений характерен свой температурный оптимум, при котором прорастает семя.

Влажность – процесс прорастания начинается с поглощения семенем большого количества воды. Вода проникает через пыльцевход и семенную кожуру и обусловливает набухание семени. Одновременно с поглощением воды усиливается дыхание и активизируются ферменты, под влиянием которых начинается перевод питательных веществ в растворимое состояние. Они используются для роста зародыша.

Свободный доступ воздуха – необходим для обеспечения процесса интенсивного дыхания увлажненного семени.

Во время прорастания первым появляется зародышевый корешок, который закрепляет растение в почве и начинает самостоятельно всасывать воду и растворенные в ней минеральные вещества, необходимые для дальнейшего развития зародыша 9гетеротрофный тип питания). За счет усиленного роста и деления клеток зародыш превращается в проросток. Некоторое время он развивается, поглощая питательные вещества из эндосперма или семядолей, а затем переходит к самостоятельному питанию (автотрофный тип питания). Если во время прорастания семядоли выносятся на поверхность, то это надземный тип прорастания (у фасоли, тыквы, клена), а если остается в почве – подземный (у гороха, дуба, пшеницы).

Рост и развитие растений

Процессы роста и развития отражают наследственные особенности и всю совокупность процессов взаимодействия растительного организма с факторами среды. Они связаны между собой и обуславливают друг друга. Рост высшего многоклеточного растения состоит из процессов деления клеток, их роста и дифференциации, образования новых органов и тканей. У очень молодых растений способны расти все клетки. Позднее ростовые процессы локализуются в определенных частях тела растения и в основном в верхушках стеблей и корней – апикальный (верхушечной) тип роста, а в органах, которые растут в толщину, – еще и в цилиндрической зоне (камбий). Кроме верхушечного некоторые растения, например злаковые, имеют вставочный (интеркалярный) тип роста. Зоны этого типа роста есть над каждым узлом – местом прикрепления листьев. К неограниченному росту способны стебли и корни многих растений. Рост листа всегда ограничен: сначала растут все клетки, а затем – только основания (базальный тип роста). Рост разных частей цветка, видоизмененных листьев также ограничен.

Биологическое значение цветка, семени, плодов и их роль в жизни человека

С помощью цветов происходит половое размножение растений, и в этом заключается их основное биологическое значение. Цветки используют в медицине, пищевой промышленности, парфюмерии. Из лепестков роз и цветков лаванды, например, изготавливают эфирные масла с характерными бактерицидными свойствами. Эфирные масла многих растений используют в парфюмерии для производства разнообразной ароматической продукции. Из лепестков роз готовят варенье, добавляют их в чай. Сухие бутоны гвоздичного дерева используют как пряности. Лепестки календулы лекарственной имеют ранозаживляющие, желчегонные, бактерицидные, противовоспалительные свойства. Из них, а также из сафлора красильного и рылец шафрана изготавливают пищевые красители. Бутоны некоторых видов бананов используют в качестве овощей. У цветках образуется нектар, из которого пчелы делают мед. В медицине используют и пыльцу растений. Из софоры японской получают витамин Р (рутин).

Цветки имеют эстетическое значение, украшая дома, интерьеры офисов. Изображения некоторых цветков используют в геральдике.

Плоды в жизни растений защищают семена и обеспечивают их распространение.

Плоды и семена широко использует человек в разных отраслях производства. Они являются основными продуктами питания (хлебные, крупяные, овощные, фруктово-ягодные), широко используются в медицине (семена каштана конского, льна, плоды дынного дерева, рябины, черники, малины, дурмана), для изготовления бытовых украшений (ожерелья), предметов одежды (пуговицы), посуды, игрушек.

1. Пестик (зв - завязь, ст - столбик, рц - рыльце, плц - плацента, смч - семязачаток); 2. Тычинка (тн - тычиночная нить, св - связник, плн - пыльник, пц - пыльца, нк - нектарник, стм - стаминодий); 3. Венчик; 4. Лепесток (плл - пластинка лепестка, нгл - ноготок лепестка, ч - чашечка); 5. Подчашие; 6. Цветоложе; 7. Узлы; 8. Междоузлия; 9. Цветоножка (прц - прицветник, прцп - прицветничек)

Типы соцветий

1. Кисть; 2. Щиток; 3. Метелка; 4. Простой колос; 5. Сложный колос; 6. Початок; 7. Простой зонтик; 8. Сложный зонтик; 9. Головка; 10. Корзинка; 11. Развилина; 12. Извилина; 13. Завиток

Порядок Пальмы (Bincipes)

Семейство пальмы (Palmae, или Arecaceae)

Деревья, иногда лианы с неветвящимися стволами, без вторичного утолщения и кроной пальчато- или перисто-рассеченных листьев. Цветки мелкие, обоеполые, правильные, в простых или сложных, нередко очень крупных соцветиях, сидячие или, часто, погруженные в мясистые оси. Околоцветник простой, 3-членный, в 2 кругах, иногда спиральный, раздельно или несколько сростнолистный. Тычинок 6 в 2 кругах, нередко 9 и более. Тычиночные нити свободные или при основании сросшиеся в кольцо или трубку. Завязь верхняя, 1-3-гнездная с 1 анатропным семязачатком с 2 интегументами. Столбик. Плацентация центрально-угловая. Плод - ягода или костянка. Семена крупные, с эндоспермом, часто тесно сросшиеся с эндокарпием.

235 родов и около 3400 видов в тропиках и субтропиках, особенно Азии и Америки.

Представление о тропиках справедливо связывается с пальмами. Ими часто определяются тропические ландшафты. Говорят даже о "пальмовом поясе", имея в виду зону возделывания кокоса, между 20° широты к северу и югу от экватора. Эти широты приблизительно отграничивают тропики от субтропиков. Особенно богаты пальмами дождевые леса на аллювиальных почвах таких крупных рек, как Амазонка и Ориноко. Но пальм много и в саваннах, и в горных субтропических лесах, где они могут достигать границы заморозков. Единственный европейский вид хамеропс низкий (Chamaerops humilis), обитающий на юге Испании и Италии, выдерживает даже температуру в -7 °С. Географическое распространение пальм вообще замечательно. В Америке известно 92 рода и 1140 видов. В австралийско-азиатском пространстве видов лишь несколько больше - 1150, но родов 167, что объясняется высоким количеством родов, эндемичных для отдельных островов. Зато Африка обладает всего 50 видами из 15 родов.

Для многих пальм характерны высокие колоннообразные стволы высотой до 20-30 м, но обладающие на всем протяжении одной и той же толщиной, а иногда ствол в верхней части даже толще, чем у основания за счет остающихся черешков листьев. Вторичное утолщение у пальм, как практически у всех однодольных, отсутствует, однако первичное утолщение протекает весьма интенсивно. Ниже точки роста образуется большое количество быстро делящихся клеток и закладывается довольно много неправильно расположенных сосудистых пучков с мощными склеренхимными обкладками. По мере роста пальмы первичное утолщение может прогрессировать, а затем вновь затухать. Это приводит у некоторых видов к вздутию ствола в средней части (напоминающего удава, заглотившего крупную добычу).

Стволы пальм не ветвятся, за исключением рода хифене (Hyphaene), у которого предполагается настоящее дихотомическое ветвление. Наряду с высокоствольными видами существует много короткоствольных и почти бесстебельных видов, у которых розетка листьев выходит как бы из-под земли. Очень своеобразны лазающие так называемые "ротанговые" пальмы рода каламус (Calamus), обитающие в тропиках Старого Света. У ротангов сравнительно тонкие гибкие стволы усажены крепкими загнутыми колючками. Перистые листья в явно очередном расположении (не типично для пальм!), имеют несколько пар боковых сегментов, а также густо усеянный колючками рахис, которым и представлена верхняя часть листа. Длина стволов ротангов достигает 100-200 м.

Листья пальм двух основных типов. Исходным является перистый тип (рис. 204). Перисто-рассеченные листья пальм достигают максимальных для листьев размеров в 10 м и более, но обычные размеры - 3-5 м. Опадающий с шумом лист такой пальмы может серьезно ушибить. Пальчато-рассеченный лист в филогенетическом отношении вторичен и возник в результате затормаживания роста рахиса. Сегменты пальчатого листа в большей или меньшей степени сросшиеся при основании. Стволы многих пальм (и еще чаще черешки листьев) бывают сильноколючие.

Интересна проблема гербаризации пальм. Конечно, можно собрать для гербария цветки, часто плоды или части соцветий. А как быть с листьями, соцветием в целом виде или со стволом? Здесь гербарий в значительной степени заменяется зарисовкой, сопровождающейся необходимыми количественными измерениями, например ширины черешка, числа сегментов и др.

Соцветия многих видов часто интенсивно ветвятся и достигают значительных размеров, иногда до 1,5 м и более. Оси их нередко бывают утолщены и ярко окрашены. Удивительно, что всегда мелкие цветки пальм образуют

Рис. 204. Пальмы. Кокос (Cocos nucifera): 1 - общий вид; 2 - соцветие с мужскими (а) и женскими (б) цветками; 3 - мужской цветок (чл - чашелистики); 4 - плод (кокосовый орех) в разрезе. Калиптрокаликс (Calyptrocalyx spicatus): 5 - верхняя часть растения с плодами. Сабаль (Sabal mauritiiformis): 6 - общий вид с соцветиями. Бактрис (Bactris guineensis): 7 - часть растения с плодами. Сейшельская пальма (Lodoicea maldivica): 8 - часть женского растения с плодами; 9 - двулопастный эндокарпий с семенем. Каламус (Calamus longisetus): 10 - поперечный разрез завязи

иногда такие крупные плоды, как у кокоса (Cocos nucifera) или сейшельской пальмы (Lodoicea maldivica). Плоды последней - самые крупные среди древесных растений, а семена вообще самые крупные. Так что и в этих отношениях пальмы выступают как рекордсмены.

Значение пальм в жизни населения тропических стран трудно переоценить. Пальчато-рассеченные листья многих видов - обычный материал, идущий на крыши так называемых пальмовых хижин. Из стволов саговой пальмы (Metroxylon) добывают крахмал, содержащийся в паренхимных клетках и идущий для изготовления настоящего саго. Одно из важнейших в мировом масштабе масличных растений - несомненно, масличная пальма (Elaeis guineensis). Жиры в исключительно высокой концентрации откладываются у этой пальмы не в эндосперме, а в перикарпии, так что они не могут использоваться проростком, но, несомненно, привлекают животных, распространяющих плоды. Эта перистая пальма африканского происхождения возделывается во многих районах тропиков. В биологическом отношении она интересна тем, что обладает раздельнополыми соцветиями, распускающимися неодновременно. В мужских соцветиях насчитывают до 140 000 цветков, в женских - не более 5000. Встречаются и чисто двудомные сорта.

К перистолистным видам относится, пожалуй, самая известная среди пальм кокосовая пальма , или кокос , особенно обильная в прибрежных районах. Ландшафт прибрежных районов Индии, Южного Вьетнама, Кубы, Цейлона во многом определяется кокосовой пальмой. Предполагается, что родина растения - острова Полинезии, откуда она распространялась не только при посредстве человека, но и путем переноса плодов по воде. Средний слой перикарпия представлен воздухоносным слоем. Семена способны к прорастанию через 3 и даже 4 месяца плавания. Плод кокоса не совсем обычен. Внутри мощного, 3-слойного перикарпия находится "оболочка" из эндосперма толщиной в 1 см, к которой примыкает крошечный зародыш. Середина плода заполнена богатой белками мутной жидкостью - "кокосовым молоком" (вкус ее, однако, с молоком ничего общего не имеет). При полном созревании "орехов", через 9-11 месяцев после цветения, жидкость затвердевает. Одно соцветие приносит 8-10 "орехов", причем дерево дает урожай не менее 25-30 лет. Эндосперм кокоса (так называемая копра) - ценный продукт, идущий для изготовления кокосового масла, а также кондитерских изделий. Обработка кокосовых "орехов" плохо поддается механизании и идет до сих пор вручную, квалифицированный рабочий вскрывает за день 2000 "орехов".

В огромном семействе пальм лишь немногие виды образуют подобно кокосу съедобные плоды. К числу последних относятся также финики - плоды финиковой пальмы (Phoenix dactylifera). Происхождение ее неясно, но несомненно, что она относится к числу древнейших культурных растений. По облику финиковая пальма немножко похожа на кокос, но у последнего ствол гладкий, а у финиковой пальмы он густо покрыт остатками черешков отмерших листьев. Кокосовая пальма разводится в условиях влажного приморского климата, финиковая пальма, напротив, может расти в засушливых местах, вплоть до оазисов пустынь. Ее корневая система может достигать глубоко залегающих грунтовых вод. Финиковая пальма двудомна. На плантациях высаживают преимущественно женские деревья, а соцветия от мужских пальм, служащие предметом торговли, привязывают в кронах женских особей. Плоды - финики - односеменные ягоды с сочным сахаристым мезокарпием.

Особое употребление имеют плоды пальмы ареки (Areca catechu). Они продаются на любом рынке Южной Азии в изобилии и идут на приготовление

наркотического жевательного состава - бетеля, в состав которого входят также листья одного вида черного перца и известь. Содержащиеся в плодах ареки алкалоиды сильно возбуждают центральную нервную систему и затормаживают деятельность сердца.

Мы видим, таким образом, что пальмы находят самое различное применение. Приведем еще некоторые примеры. Из молодых соцветий винной пальмы (Raphia vinifera) получают сладкий сок, идущий на изготовление пальмового вина. Кстати, листья у одного из видов этого рода достигают 15 и даже 20 м длины, из черешков листьев многих видов пальм добывают волокно, идущее на изготовление веревок, сетей и др.

Пальмы исключительно декоративны. Они украшают бульвары и набережные городов, вплоть до побережий Средиземного и Черного морей (впрочем, здесь могут расти лишь наиболее холодостойкие виды). Некоторые виды пальм можно видеть на национальных гербах и флагах. Королевская пальма (Roystonea regia), украшающая центральные площади Гаваны, - национальное дерево Кубы, а высочайшая из пальм - цероксилон андийский (Ceroxylon andicola), достигающая 60 м высоты, - национальная эмблема Колумбии.

Пальмы - несомненно, древнее семейство, что подтверждает и палеоботаника. Большинство ученых считают, что пальмы имеют общее происхождение с лилейными. Однако кроме некоторых общих признаков, характерных для однодольных, пальмы, по крайней мере с современными лилейными, имеют мало общего. Важные особенности пальм, как и следующего семейства, - тенденция к агрегации цветков в сложные соцветия и полное отсутствие коробочек. Во всяком случае, положение пальм в системе достаточно обособленное.

Прежде всего после двойного оплодотворения начинает делиться ядро центральной клетки зародышевого мешка. У растений с крупным, широким зародышевым мешком, преимущественно у раздельнолепестных и однодольных, путем деления этого ядра образуется много ядер, располагающихся в постенной протоплазме. Затем между ними одновременно возникают перегородки (так называемое свободное образование клеток); образовавшиеся клетки размножаются еще делением, заполняют весь зародышевый мешок, и получается многоклеточная ткань - эндосперм (белок1), идущий на питание зародыша и развивающегося из него при прорастании нового растения. Этот тип развития эндосперма называют ядерным или нуклеарным
В узких зародышевых мешках (у некоторых растений и в широких), преимущественно у спайнолепестных, при развитии эндосперма деление ядер сейчас же сопровождается образованием перегородок. Этот тип образования эндосперма называют клеточным или целлюлярным. У немногих растений (например, у орхидных) эндосперма совсем не образуется.

Схема последовательного развития зародыша и эндосперма у двудольных (1-5):
с - синергиды; пд - подвесок; з - зародыш; ант - антиподы; энд - эндосперм; энп - эндосперм, которым питается зародыш.

Эндосперм покрытосеменных по его биологической роли - служить для питания нового растения - может считаться до известной степени аналогичным эндосперму голосеменных, но его нельзя гомологизировать с последним. Эндосперм голосеменных есть гаметофит, заросток с гаплоидным числом хромосом в клетках. Эндосперм покрытосеменных, клеточные ядра которого развиваются из вторичного ядра центральной клетки: зародышевого мешка после слияния его с вторым спермием, представляет совершенно своеобразное образование с триплоидным набором хромосом, подобного которому нет у прочих растений. Для отличия от эндосперма голосеменных эндосперм покрытосеменных часто называют вторичным.
Развитие эндосперма после оплодотворения биологически понятно; поскольку он идет на питание зародыша, преждевременное образование его могло бы быть бесполезной тратой пластического материала, если бы оплодотворения почему-либо не произошло. Слияние спермия с центральной клеткой зародышевого мешка есть сигнал к развитию эндосперма, а не настоящее оплодотворение. Поэтому термин "двойное оплодотворение" является не вполне выражающим суть дела и не совсем удачным.
Слияние второго спермия с центральной клеткой зародышевого мешка; по-видимому, обеспечивает зародышу более полноценное питание, поскольку на эндосперме скажется влияние и отцовского растения. В случаях оплодотворения в пределах того же вида или сорта это будет способствовать лучшему сохранению всех видовых или сортовых признаков растения. В случаях половой гибридизации на эндосперме, так же как и на зародыше, скажется влияние отцовского растения и доставляемое проростку питание будет более соответствовать его потребностям, чем, например, у голосеменных, где при половой гибридизации эндосперм, образованный только материнским растением, стоит в меньшем соответствии с зародышем.

Оплодотворенная яйцеклетка сейчас же одевается оболочкой и делится поперечной перегородкой на две клетки: верхнюю, или, лучше, базальную, обращенную к пыльцевходу, и нижнюю, или, лучше, терминальную. Базальная, обращенная к пыльцевходу, делясь поперечными, а у некоторых и продольными перегородками, дает подвесок; он выдвигает терминальную (нижнюю) клетку, из которой образуется зародыш, в полость зародышевого мешка, заполняемую эндоспермом, запасные питательные вещества которого идут на развитие зародыша. Терминальная клетка на конце подвеска, дающая зародыш, делится тремя взаимно перпендикулярными перегородками на 8 клеток; в каждой из них образуется затем тангентальная перегородка. Получается шарообразное тело, увеличивающееся в размерах благодаря энергичным делениям клеток. Вскоре вершина его становится плоской; на двух противоположных сторонах ее у двудольных растений появляются два бугорка, все увеличивающиеся и дающие два первых листа - две семядоли.

Между семядолями и подвеском образуется подсемядольное колено и ближе к подвеску (и пыльцевходу) - первичный корень. В промежутке между семядолями формируется зачаточный стебелек; он или имеет вид голого выступа, или сильнее разрастается и образует несколько тесно скученных зачаточных листьев, прикрывающих его и образующих так называемую почечку.
У однодольных в зрелом зародыше имеется лишь одна семядоля на вершине зародыша (рис. 319), а почечка находится сбоку. Вторая семядоля у большинства однодольных очень рано замирает, а сохраняющаяся, разрастаясь, занимает верхушечное положение и сдвигает точку роста стебля вбок.
В виде исключения у некоторых однодольных бывают две семядоли (Agapanthus, Dioscorea и др.). У ряда однодольных на ранних стадиях развития зародыша заметно боковое (латеральное) положение семядоли и верхушечное (терминальное) положение точки роста стебля (у телореза,Ottelia, стрелолиста и др.). Таким образом, одна семядоля и ее терминальное положение - вторичный признак. Это является одним из многих доказательств происхождения однодольных растений из двудольных.
У некоторых двудольных бывает несколько семядолей: или две неравные семядоли - одна большая, другая маленькая, или только одна, получающаяся из срастания двух или вследствие недоразвития одной.

Схематическое изображение зародыша однодольных (1) и двудольных (2):

к - место развития первичного корешка; пк - подсемядольное колено; пч - место развития почечки; с - семядоли.

От описанного общего типа развития зародыша бывает много отклонений и притом не случайных, а характерных для тех или иных растений.

Развитие зародыша идет за счет питательных веществ эндосперма: выделяя ферменты, он переводит их в растворимое состояние и поглощает всей своей поверхностью.

У некоторых, в общем немногих растений для питания зародыша образуются еще особые многоклеточные, большей частью нитевидные выросты, или гаустории, вырастающие из подвеска, антипод, эндосперма; они выходят из зародышевого мешка, разрастаются в ткани покровов семяпочек, нуцеллуса, семяносов и доставляют зародышу их питательные вещества.

Вся семяпочка постепенно превращается в семя. Кожура, одевающая его, образуется из покровов семяпочки, у некоторых отчасти и из нуцеллуса.

Стенка завязи после оплодотворения также разрастается, видоизменяется и образует так называемый околоплодник, окружающий семена, развивающиеся в завязи. Вся завязь превращается в плод. У многих растений в образовании плода принимают участие и другие части цветка.

По составу эндосперм содержит главным образом крахмал или жиры и меньше белков.

Литература

· Арциховский В. М.. Эндосперм // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб., 1890-1907.

Семена представляют собой орган полового размножения и расселения двух групп высших растений – покрытосеменных и голосеменных. Развивается семя из семязачатка (семяпочки), который у покрытосеменных (цветковых) растений располагается внутри пестика (в завязи ) . Поскольку после опыления и оплодотворения завязь превращается в плод , у покрытосеменных растений семя (или семена, если их несколько) оказываются внутри плода. У голосеменных растений семязачаток, а затем и семя располагаются открыто (голо) на поверхности чешуи (мегаспорофилла) шишки (стробилы).

Размеры, форма и окраска семян растений очень разнообразны. Чаще всего семена имеют шаровидную или удлиненно-шаровидную форму, иногда цилиндрическую. На их поверхности встречаются разнообразные выросты, которые играют важную роль в распространении семян. У пальм бывают очень крупные семена, самые мелкие семена встречаются у орхидных (обычно весом около тысячных долей миллиграмма).

Строение семени

Снаружи семя покрыто покровами (кожурой), которая выполняет главным образом защитную функцию. Внутри семени находится зародыш , развивающийся из зиготы – оплодотворенной яйцеклетки. Клетки зародыша имеют диплоидный набор хромосом (2n). Кроме того, в семенах около 85% покрытосеменных растений есть эндосперм – специальная ткань, имеющая триплоидный набор хромосом. Эндосперм обеспечивает зародыш и формирующийся из него проросток растения питательными веществами. У голосеменных растений эндосперм имеет иное происхождение, чем у покрытосеменных: он образуется до оплодотворения из зародышевого мешка (женский гаметофит). Набор хромосом в его клетках сначала 1n, а затем, после слияния клеток, эндосперм голосеменных становится полиплоидным. Тем не менее, он выполняет ту же функцию, что и эндосперм цветковых растений: обеспечивает развивающийся зародыш питательными веществами. У некоторых растений (голосеменные, лилейные, орхидные, сложноцветные) образуется несколько зародышей (полиэмбриония).

Кожура семени, которая имеется у всех семян, многослойна. Ее функция – защита семени от высыхания, иногда от преждевременного прорастания и во многих случаях от света. Окраска кожуры семени часто темная, что зависит от присутствия в ней тех или иных пигментов, чаще всего антоцианов. Поскольку семена покрытосеменных растений обеспечены дополнительной защитной оболочкой – стенкой плода (околоплодником), то плотность и окраска кожуры семени зависит от характера околоплодника: если околоплодник прочный (дуб, подсолнечник), то семенная кожура тонкая, в противном случае кожура толстая и деревянистая. Семена сухих вскрывающихся плодов имеют более прочную и дифференцированную кожуру. В распространении семян важную роль играют выросты, образующиеся на семени. Они могут быть в виде волосков, что облегчает перенос семян ветром (тополь, ива). У семян некоторых растений имеются мясистые придатки, обычно ярко окрашенные и богатые жирными маслами, белками, крахмалом (бересклет, фиалка, копытень), что привлекает птиц и насекомых, облегчая распространение семян.

При детальном рассмотрении семени на его поверхности можно заметить рубчик . Это место, где к семени прикреплялась семяножка , соединявшая сначала семязачаток, а потом семя с плодом (точнее с плацентой плода). Рядом с ним находится небольшое отверстие – семявход (микропиле). Оно необходимо для поступления воды в семя при его набухании, кроме того, корешок зародыша в большинстве случаев направлен к семявходу, и если при набухании семени кожура не лопается, то корешок прорастает из семени наружу через семявход.

Зрелые семена цветковых растений различаются главным образом по соотношению размеров зародыша и эндосперма, форме зародыша и его положению в семени.

Зародыш растений может быть дифференцирован в различной степени. Дифференцированный зародыш зрелого семени обычно состоит из зародышевого корешка; зародышевого стебелька (гипокотиля); зародышевых листьев – семядолей и почечки, где находится точка роста побега. Таким образом, дифференцированный зародыш имеет зачатки всех вегетативных органов будущего растения.

У двудольных растений чаще бывает две семядоли, расположенные по бокам от зародышевого стебелька (зародыш с билатеральной симметрией). Почечка обычно находится на верхушке зародышевого стебелька. Иногда у зародышей двудольных встречается более двух или, наоборот, одна семядоля. У зародышей клена, яблони, люпина может быть 3–4 семядоли, которые развиваются из рано расщепляющихся зачатков. У зонтичных, лютиковых (двудольные растения) зародыш может быть и с одной семядолей, что происходит обычно в результате срастания семядолей. Иногда одна семядоля у зародыша двудольных возникает вследствие недоразвитости одной из семядолей (чистяк).

Для однодольных растений характерна одна семядоля, которая находится на верхушке стебелька, почечка обычно смещена вбок.

Зародыши двудольных могут иметь различную форму, они бывают прямыми (табак, клещевина), спирально закрученными (некоторые крестоцветные), согнутыми (куколь), подковообразными (пастушья сумка). У однодольных своеобразную форму имеет зародыш злаков. Он занимает боковое положение в нижней части семени, имеет почечку с несколькими зачатками листьев. Единственная семядоля зародыша злаков превращена в щиток , который при прорастании семени обеспечивает всасывание и передачу зародышу питательных веществ эндосперма.

Семена как двудольных, так и однодольных растений можно разделить на три типа:

1) семена с хорошо развитым эндоспермом;
2) семена без эндосперма;
3) семена с эндоспермом и периспермом.

Цикламен – двудольное растение с одной семядолей

Эндосперм покрытосеменных растений развивается после оплодотворения мужской половой клеткой, спермием (набор хромосом 1 n), центральной клетки зародышевого мешка, которая имеет двойной набор хромосом. Именно поэтому эндосперм имеет тройной набор хромосом. Сначала при развитии семени эндосперм характеризуется активной метаболической деятельностью, он перерабатывает и передает зародышу вещества, поступающие из материнского организма. По мере роста семени эта деятельность затухает, и в эндосперме начинают откладываться запасные вещества. Далее отношения между зародышем и эндоспермом складываются по-разному, иногда для них характерно равновесие, а иногда антагонизм. Поэтому в зрелых семенах цветковых растений соотношение размеров зародыша и эндосперма сильно варьирует.

В семенах магнолиевых, лилейных, пальм зародыш мал, ткань эндосперма занимает почти все семя. В других семенах зародыш ко времени созревания разрастается и поглощает эндосперм, от него остается только слой клеток под семенной кожурой (яблоня, миндаль) или вообще ничего не остается, т.е. семя состоит из кожуры и зародыша (тыквенные, бобовые, сложноцветные). В случае полного поглощения зародышем эндосперма, питательные вещества откладываются обычно в семядолях зародыша. Одна из основных тенденций эволюции семени – редукция эндосперма и переход к увеличенному в размерах зародышу, в котором откладываются питательные вещества.

Когда говорят о химическом составе семян, то в первую очередь это относится к химическому составу эндосперма, поскольку у покрытосеменных растений около 85% семян имеет эндосперм. Характерной особенностью семян является необычно низкое содержание в них воды: созревание семян сопровождается выходом воды через семенную кожуру. Содержание воды в семенах составляет 5–10% по весу, вместо 70–85%, которые характерны для большинства растений. Эндосперм семян состоит из крупных клеток запасающей ткани. Выделяют мучнистый эндосперм , в котором много крахмала, и маслянистый , в котором обычно много жирных масел, часто в сочетании с белком в виде алейроновых зерен (семена клещевины, ириса). Благодаря сильному обезвоживанию эндосперм бывает стекловидным . Для цветковых растений характерен главным образом маслянистый эндосперм. У некоторых покрытосеменных содержание жиров в семенах составляет 40–50% (подсолнечник). Семена, где нет эндосперма, содержат обычно больше белка (бобовые).

Типичным примером семени двудольного растения с эндоспермом является семя клещевины из семейства молочайных. Внутри семени располагается маслянистый белый эндосперм, окружающий зародыш с двумя семядолями. В семени ясеня зародыш с двумя семядолями также погружен в эндосперм. Но у ясеня перед прорастанием семени семядоли зародыша сильно разрастаются, поглощая питательные вещества эндосперма.

Типичным примером семени двудольных без эндосперма является семя тыквы, где под плотной кожурой находится зародыш с крупными семядолями. Эндосперм в этом случае отсутствует, он «съеден» в процессе созревания семени.

В качестве примера семени однодольного растения с эндоспермом можно привести семя ириса (касатика). Под плотной кожурой семени находится стекловидный эндосперм, который занимает бoльшую часть объема семени. Палочкообразный прямой зародыш в этом семени погружен в эндосперм. Выше уже упоминалось, что семя злаков имеет очень характерный зародыш с одной семядолей, расположенный в нижней части семени. Большая верхняя часть семени злаков занята стекловидным эндоспермом.

Среди однодольных, которые имеют семена без эндосперма, можно назвать представителей порядка болотниковых, среди которых широко известные стрелолист и частуха. Семя частухи заключено в односеменной плодик и имеет форму подковы. Под плотной кожурой семени находится зародыш в единственной семядоле которого находятся все запасы, перешедшие туда из эндосперма при созревании семени.

Иногда в семенах растений возникает дополнительная запасающая ткань – перисперм , которая лежит под кожурой и образуется из нуцеллуса семязачатка. Типичный пример семени с периспермом и эндоспермом – семя черного перца, где двусемядольный зародыш погружен в небольшой эндосперм, а вокруг него располагается мощный перисперм. Примерно такое же семя у кувшинки. В некоторых случаях эндосперм вообще исчезает, и в семени остается только перисперм. Такие семена характерны для гвоздичных.

Прорастание семян

Прорастание семян – это переход от состояния покоя к вегетативному росту зародыша и образующегося из него проростка. Основные вегетативные органы есть уже у зародыша растений. У проростка, который образуется из зародыша, не только разрастаются зародышевые органы, но и закладываются новые листья, боковые побеги, почки. По мере дальнейшего развития образуются цветы, органы размножения, зачатков которых у зародыша не бывает.

Лишь у некоторых растений после опадания с материнского растения семя прорастает сразу – это характерно, например, для тополя, ивы. Если семена этих растений не прорастают в течение 6–8 дней, они не прорастают вообще. Большинство семян, покинувших материнское растение, переходит в состояние покоя, которое длится у них различное время, иногда очень значительное. Например, семена лотоса могут сохранять всхожесть 70–100 лет. Известен уникальный случай прорастания семян люпина, которые хранились во льдах Аляски. По данным радиоизотопного анализа, этим семенам было около
10 000 лет.Лопух

Досрочному прорастанию семян препятствует накопление в них фитогормона – абсцизовой кислоты . Глубокий покой часто характерен для семян с твердыми покровами: такие семена обычно прорастают лишь после того, как под влиянием внешних воздействий, их кожура размягчается. Кроме структуры кожуры на всхожесть влияют также содержание в семени воды и жиров: чем меньше жиров и воды в семенах, тем дольше они сохраняют всхожесть. У некоторых семян глубокий покой связан с недоразвитием семени. Это характерно, например, для женьшеня, у которого семя прорастает только на третий год.

Для некоторых семян характерна гетероспермия – разносемянность. Такие растения образуют семена, прорастающие в разное время. Обычно эти семена различаются и внешне. Например, у белой мари существуют три вида семян: крупные (до 2 мм) с острым краем, коричневые, прорастающие в первый год; более мелкие, черные, прорастающие на второй год; очень мелкие, черные и блестящие, прорастающие на третий год. Обычно кожура мелких семян в несколько раз толще, чем кожура крупных.

Гетероспермия обеспечивает наличие в почве запаса семян, что способствует более длительному сохранению вида на данной территории.

Для прорастания семян нужна в первую очередь вода, доступ кислорода и оптимальное значение температур. Поскольку семена сильно обезвожены, они должны впитать столько воды, чтобы в них начались процессы жизнедеятельности. Впитывая воду, семя набухает, причем его вес может увеличиться на 50–200%.

При набухании семени в нем активируются ферменты, обеспечивающие гидролиз полимерных молекул, в виде которых в эндосперме или семядоле хранятся питательные вещества. При этом крахмал семени превращается в глюкозу, жиры – в глицерин и жирные кислоты, белки – в аминокислоты. Затем полученные соединения окисляются с образованием энергии, которая необходима для синтеза белков и других соединений, без чего невозможен рост и развитие проростка. Поэтому второе необходимое условие для прорастания семени – наличие кислорода. Это вызвано тем, что наиболее эффективное окисление полученных соединений происходит только при участии кислорода в митохондриях, т.е. в процессе дыхания. Количество кислорода, которое необходимо семени для прорастания, индивидуально. Так, например, семена риса и тимофеевки могут прорастать под водой, так как им достаточно того кислорода, который растворен в воде.

Еще одним условием прорастания является достаточно высокая температура окружающей среды. Максимальные значения оптимальной температуры – это 25–35 °С, при этой температуре все семена хорошо прорастают. Минимальное значение температуры, при которой происходит прорастание, зависит от происхождения растения. Растения северных стран с более холодным климатом прорастают при более низких температурах: так, красный клевер начинает прорастать при температуре +0,5 °С, рожь – при +1 °С, лен – при +2 °С, а пшеница – при +4 °С. В то же время растения, происходящие из зон с теплым климатом, прорастают при более высокой температуре, например дыни и огурцы прорастают при +10 °С. Семена некоторых растений северных зон прорастают лишь после того, как определенное время выдерживаются при низкой температуре. Для некоторых растений благоприятны перепады температур (сельдерей, барбарис).

Есть растения, которые не прорастают при отсутствии света (салат, табак), другие прорастают только в темноте (вероника), хотя на прорастание большинства семян свет не оказывает никакого воздействия.

Прорастание семян характеризуется всхожестью , т.е. процентом семян, давших нормальные проростки при оптимальных условиях за определенное время (для зерновых это 6–10 суток, для древесных растений – 10–60 суток), а также способностью к дружному прорастанию, т.е. процентом прорастания за определенный для каждой культуры срок (у зерновых – 3–5 суток).

Существует два способа прорастания семян: надземный и подземный. При надземном прорастании гипокотиль разрастается неравномерно, образуя петлеобразный изгиб, который пробивает слой почвы. Это связано с ускоренным делением клеток на верхней стороне гипокотиля. После выхода из земли он выпрямляется благодаря неравномерному росту нижней стороны (рост верхних клеток тормозится светом). Выпрямляясь, гипокотиль выносит на поверхность семядоли, которые на солнце зеленеют. К растениям с надземным прорастанием относится, например, фасоль. При подземном прорастании зародышевый стебелек выходит из лопнувшей при набухании кожуры и растет непосредственно вверх конусом нарастания. При этом семядоли, в которых еще остаются питательные вещества, остаются под землей и какое то время наряду с фотосинтезом, который начинается в зеленеющем проростке, служат источником питания проростка. Такое прорастание характерно, например, для гороха.