معلومة

7.6: الحيوانات المنوية - نباتات البذور - علم الأحياء

7.6: الحيوانات المنوية - نباتات البذور - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تتكون نباتات البذور من حوالي 1000 نوع من غير كاسيات البذور (عاريات البذور) وحوالي 250000 نوع من كاسيات البذور. يتم تقليل الطور المشيجي إلى خلايا داخل البويضة أو حبوب اللقاح. الذكور لديهم أقل عدد من الخلايا هو ثلاثة والإناث أربعة. الأثريديا غائبة وفي النباتات المزهرة (Angiospermae) و Gnetopsida يتم تقليل الأركونيا أيضًا. سيبدأ الطور البوغي دائمًا كجنين يقع داخل نسيج التغذية ، السويداء (_ 1 ) وهو الطور المشيجي الأنثوي أو في السويداء (_ 2 ) (انظر الفصل التالي). تحتوي الحيوانات المنوية على براعم إبطية (براعم في محاور الأوراق). مثل السرخس ، فهي ضخمة ومتجانسة ، ولها سماكة ثانوية. فقدت المجموعات الأعلى من نباتات البذور الحيوانات المنوية السوطية وطوّرت أنابيب حبوب اللقاح. فئات Spermatophyta هي Ginkgoopsida و Cycadopsida و Pinopsida و Gnetopsida و Angiospermae.

الجنكة هو مجرد نوع واحد. شجرة الجنكة أو كزبرة البئر (الجنكة بيلوبا). انقرض هذا النبات منذ فترة طويلة في البرية ولكنه يزرع على أراضي المعبد الصيني كشجرة زينة. الجنكة عبارة عن شجرة كبيرة تحمل ورقة مميزة على شكل مثلث مع تعرق ثنائي التفرع. هذا النبات ثنائي المسكن أيضًا (كاستثناء بين النباتات ، الجنكة لها صبغيات جنسية مثل الطيور والثدييات) ويتم نقل حبوب اللقاح عن طريق الرياح إلى الإناث (الإباضة) الأشجار. تنتج حبيبات حبوب اللقاح في نباتات الجنكة نوعين من الحيوانات المنوية متعددة السوط ؛ البذرة الصالحة للأكل تشبه الفاكهة وتنضج بعد الاستلقاء على الأرض لفترة طويلة. شجرة كزبرة البئر لها البكتيريا الزرقاء التكافلية في الخلايا. نظرًا لأن الجنكة مرت على الأرجح باختناق عدد السكان ، فهناك عدد قليل جدًا من الحشرات التي تتغذى على نباتات نباتية ، والتي يمكن أن تلحق الضرر بأوراق الجنكة. الفطريات الوحيدة القادرة على أكلها ، بارتيليتيا، هي أيضًا أحفورة حية.

سيكادوبسيدا- السيكاسيات هي فئة ذات أجناس قليلة وحوالي 300 نوع تنمو في الغالب في المناطق المدارية. نوع واحد فقط ينمو بشكل طبيعي في الولايات المتحدة ، زاميا بوميلأ ، ويمكن العثور عليها في فلوريدا وجورجيا. السيكاسيات هي نباتات شبيهة بالنخيل بأوراق ريشية كبيرة. خشبهم غني بالحمة لأن الجذع له سماكة ثانوية شاذة. كلها ثنائية المسكن ومخروطها كبير ومحمي بواسطة الوخز والألواح الخشبية. ترتبط بويضات هذه النباتات بأوراق معدلة (ميغاسبوروفيلس) التي يتم جمعها في أقماع منتصبة. مثل الجنكة ، لديهم حيوانات منوية متعددة السوط ، أركونيا وبويضات كبيرة. يتم توزيع بذور السيكاد عن طريق الحيوانات. دورة الحياة بطيئة للغاية.

بينوبسيدا- الصنفات هي الأكثر شهرة والأكثر أهمية من الناحية الاقتصادية بين عاريات البذور. تتكون الصنوبريات من حوالي 630 نوعًا. معظمها عبارة عن أشجار معتدلة دائمة الخضرة ، لكن بعضها نفضي ، مثل الصنوبر (لاريكس). يحتوي الجذع على كمية كبيرة من نسيج الخشب ، وفلين صغير ، ولب دقيق. ترتبط البويضات بأوراق متخصصة ، بذرة مقاييس، ويتم ضغطها في أقماع مع بركت مقاييس (الشكل ( PageIndex {1} )). بعض الصنوبريات ، مثل العرعر (العرعر) واليوز (تاكسوس) ، تفتقر إلى الأقماع الخشبية ؛ هذه النباتات لها قشور سمين. يتم توزيع البذور عن طريق الرياح والحيوانات.

بشكل عام ، تستغرق دورة حياة الصنوبر ما يصل إلى عامين. لا تحتوي الصنوبريات على حيوانات منوية سوطية ؛ تتحرك الأمشاج الذكرية غير المتحركة (الحيوانات المنوية) داخل أنبوب حبوب لقاح طويل وسريع النمو. من بين عائلات الصنوبريات ، تحتوي الصنوبر (عائلة الصنوبر) على راتنج وأوراق شبيهة بالإبر ؛ صنوبر اجعلهم في براعم مختصرة ، عضلات، وأقماعها الكبيرة لها قشور خشبية. لا تحتوي Cupressaceae (عائلة السرو) على راتينج ، وتنتج مخاريط صغيرة لها قشور وبذور مدمجة ، ولها أوراق ثنائية الشكل ، وبعض أجناسها (مثل "أحفورة حية" ميتاسيكويا من الصين) نفضية بطريقة غير عادية: فهي تسقط أغصانًا كاملة ، وليس أوراقًا فردية.

نيتوبسيدا- تسمى أحيانًا نباتات النيتوفيت بالكلاميدوسبيرم. إنها فئة صغيرة بها ثلاثة أجناس فقط ليست متشابهة على الإطلاق: الايفيدرا, ويلويتشيا، و جنيتوم. بينما تذكر هذه النباتات شكليًا بكاسيات البذور ، إلا أنها ترتبط جزيئيًا بدرجة أكبر بعاريات البذور الأخرى. الايفيدرا هي شجيرات صحراوية بلا أوراق تشبه ذيل الحصان ، جنيتوم هي الأشجار الاستوائية ، و ويلويتشيا هي نباتات لها شكل حياة يصعب تحديده حقًا (الشكل ( PageIndex {2} )).

الايفيدرا لديها archegonia ، ولكن في جنيتوم و ويلويتشيا يتم تقليلها. من ناحية أخرى، الايفيدرا و جنيتوم عملية الإخصاب المزدوجة عندما يقوم اثنان من الأمشاج الذكر بتخصيب خليتين أنثويتين شقيقتين: كلا النوى الذكورية تندمج مع خلايا واحدة من الطور المشيجي الأنثوي (السويداء (_ 1 )): مع خلية بويضة وخلية أحادية الصيغة الصبغية ، أخت البويضة. ينتج عن الإخصاب المزدوج في النيتوفيت جنينين متنافسين ، واحد منهم فقط سينجو في البذور المستقبلية.

على حد سواء جنيتوم و ويلويتشيا لديها أوعية (مثل كاسيات البذور). جنيتوم يحتوي أيضًا على أوراق متقابلة تشبه كاسيات البذور مع تعرق متباين اللون ، مثل ، على سبيل المثال ، شجرة البن (ومع ذلك ، قد يكون هذا نتيجة لتعديل التعرق ثنائي التفرع). تكون بويضات الكلاميديا ​​منفردة ومغطاة بغلاف خارجي إضافي ؛ الأمشاج الذكرية هي حيوانات منوية تتحرك داخل أنبوب حبوب اللقاح.

ويلويتشيا ربما يكون الأكثر بروزًا بين نباتات النيتوفيت. يوجد نوع واحد فقط موجود في صحراء ناميبيا. أفضل طريقة لوصف هذا النبات هي "شتلة متضخمة". لها جذع صغير ذو ورقتين عريضتين لهما تعرق متوازٍ. السماكة الثانوية شاذة ، والخشب به أواني. يتم تلقيح النبات بواسطة الحشرات ، وتشتت بذوره المجنحة بفعل الرياح. الإخصاب ليس مزدوجًا ، ولكن ، إلى جانب أنابيب حبوب اللقاح ، يتضمن أكثر الهياكل جنونًا: أنابيب بروتالي التي تنمو من الطور المشيجي الأنثوي وتلتقي بأنابيب حبوب اللقاح لتكوين الزيجوت.

تحدد دورات الحياة التنوع الأساسي للنباتات ، فهي تحدد شعبة النبات. دعونا نقارن ثلاثة أنواع من دورات الحياة مرة أخرى (الشكل ( PageIndex {3} )) ومرة ​​أخرى (الشكل ( PageIndex {4} )). ما هو مرئي في كل هذه المخططات ، وكذلك في جميع المخططات المماثلة من الأعلى ، هو التعقيد المتزايد للدورة ، والاختزال المتزايد لمرحلة أحادية الصيغة الصبغية ، وتزايد التشابه الذاتي داخل الدورة.


88 نباتات بدون بذور

مجموعة لا تصدق من النباتات الخالية من البذور تسكن المناظر الطبيعية الأرضية. تنمو الطحالب على جذوع الأشجار ، وتعرض ذيل الحصان (الشكل 1) سيقانها المفصلية والأوراق الشائكة على أرضية الغابة. ومع ذلك ، فإن النباتات الخالية من البذور لا تمثل سوى جزء صغير من النباتات في بيئتنا. قبل ثلاثمائة مليون سنة ، سيطرت النباتات الخالية من البذور على المناظر الطبيعية ونمت في غابات المستنقعات الهائلة في العصر الكربوني. خلقت أجسامهم المتحللة رواسب كبيرة من الفحم الذي نستخرجه اليوم.

شكل 1: تزدهر النباتات الخالية من البذور مثل ذيل الحصان (Equisetum sp.) في البيئات الرطبة المظللة تحت مظلة الشجرة حيث يكون الجفاف نادر الحدوث. (الائتمان: جيري كيرخارت)


محتويات

Pteridophytes (السراخس و lycophytes) هي نباتات وعائية خالية من الأبواغ ولها دورة حياة ذات مراحل متناوبة من المشيمية والطور البوغي تكون مستقلة عند النضج. يتمايز جسم النبات البوغي جيدًا في الجذور والساق والأوراق. نظام الجذر دائمًا عرضي. الجذع إما تحت الأرض أو هوائي. قد تكون الأوراق صغيرة أو صغيرة. وتشمل خصائصها المشتركة الأخرى الأشكال النباتية الوعائية (على سبيل المثال ، الأنسجة الوعائية) وتعدد الأشكال النباتية الأرضية (على سبيل المثال ، تشتت الأبواغ وغياب البذور). [1] [2]

تحرير نسالة

من نباتات البتيريدوفيت ، تمثل السرخس ما يقرب من 90 ٪ من التنوع الموجود. [2] سميث وآخرون. (2006) ، وهو أول تصنيف عالي المستوى للنباتات الزاحفة تم نشره في عصر النشوء والتطور الجزيئي ، ويعتبر السرخس نباتًا أحاديًا ، على النحو التالي: [3]

    Tracheophyta (tracheophytes) - نباتات الأوعية الدموية
    • التقسيم الفرعي Lycopodiophyta (lycophytes) - أقل من 1 ٪ من النباتات الوعائية الموجودة Euphyllophytina (euphyllophytes)
      • Infradivision Moniliformopses (monilophytes)
      • Infradivision Spermatophyta - نباتات البذور ،

      حيث تضم monilophytes حوالي 9000 نوع ، بما في ذلك ذيل الحصان (Equisetaceae) ، السرخس الخفقي (Psilotaceae) ، وجميع أنواع eusporangiate وجميع السرخس leptosporangiate. تاريخيًا ، تم تجميع كل من lycophytes و monilophytes معًا على أنها pteridophytes (السرخس وحلفاء السرخس) على أساس كونها حاملة للأبواغ ("خالية من البذور"). في دراسة علم الوراثة الجزيئي التي أجراها سميث ، تتميز السرخس بأصل الجذر الجانبي في الأدمة الباطنية ، وعادة ما يكون البروتوكسيلم المسارك في البراعم ، والبوغ الزائف ، والتابيتوم البلازميدي ، وخلايا الحيوانات المنوية مع 30-1000 سوط. [3] مصطلح "moniliform" كما في Moniliformopses و monilophytes يعني "شكل حبة" وقد تم تقديمه بواسطة Kenrick and Crane (1997) [4] كبديل علمي لـ "السرخس" (بما في ذلك Equisetaceae) وتم تأسيسه بواسطة Pryer et آل. (2004). [5] كريستينهوسز وتشيس (2014) في مراجعتهما لخطط التصنيف يقدمان نقدًا لهذا الاستخدام ، والذي لا يشجعانه على أنه غير عقلاني. في الواقع ، كان الاسم البديل Filicopsida قيد الاستخدام بالفعل. [6] وبالمقارنة ، فإن مصطلح "ليكوبود" أو ليكوفيت (طحلب النادي) يعني نبات الذئب. يشير مصطلح "حليف السرخس" المتضمن في Pteridophyta عمومًا إلى النباتات الحاملة للأبواغ الوعائية التي ليست سراخس ، بما في ذلك الليكوبود وذيول الحصان والسرخس المخفوق والسرخس المائي (Marsileaceae و Salviniaceae و سيراتوبتريس) ، وحتى مجموعة واسعة من الأصناف. [ التوضيح المطلوب ] هذا ليس تجميعًا طبيعيًا ولكنه بالأحرى مصطلح مناسب لغير السرخس ، كما أنه لا يُنصح به ، كما هو الحال مع eusporangiate للسراخس غير اللولبية. [7]

      ومع ذلك ، فإن كلا من Infradivision و Moniliformopses هما أيضًا اسمان غير صالحين بموجب المدونة الدولية للتسميات النباتية. السرخس ، على الرغم من تشكيل كليد أحادي الفصيلة ، تعتبر رسميًا فقط أربع فئات (Psilotopsida Equisetopsida Marattiopsida Polypodiopsida) ، 11 رتبة و 37 عائلة ، دون تعيين رتبة تصنيفية أعلى. [3]

      علاوة على ذلك ، داخل Polypodiopsida ، أكبر مجموعة ، تم التعرف على عدد من الكتل غير الرسمية ، بما في ذلك leptosporangiates ، و leptosporangiates الأساسية ، و polypods (Polypodiales) ، و eupolypods (بما في ذلك Eupolypods I و Eupolypods II). [3]

      في عام 2014 ، عالج كريستينهوس وتشيس ، اللذين لخصا المعرفة المعروفة في ذلك الوقت ، هذه المجموعة على أنها تصنيفين منفصلين غير مرتبطين في تصنيف إجماعي [7]

        (lycopods) فئة فرعية واحدة ، 3 أوامر ، لكل منها عائلة واحدة ، 5 أجناس ، تقريبًا. 1300 نوع (سرخس) 4 فئات فرعية ، 11 طلبًا ، 21 عائلة ، تقريبًا. 212 جنساً ، تقريباً. 10535 نوعا
        • فئة فرعية Equisetidaeدافئ.
        • فئة فرعية Ophioglossidaeكلينج
        • فئة فرعية Marattiidaeكلينج
        • فئة فرعية Polypodiidaeكرونكويست ، تاخت. & أمبير زيميرم.

        تتوافق هذه الفئات الفرعية مع فئات سميث الأربعة ، مع Ophioglossidae المقابلة لـ Psilotopsida.

        ترتبط المجموعتان الرئيسيتان اللتان تم تضمينهما سابقًا في Pteridophyta من الناحية التطورية على النحو التالي: [7] [8] [9]


        محتويات

        يتم إنتاج البذور في عدة مجموعات من النباتات ذات الصلة ، وطريقة إنتاجها تميز كاسيات البذور ("البذور المغلقة") عن عاريات البذور ("البذور المجردة"). يتم إنتاج بذور كاسيات البذور في بنية صلبة أو سمين تسمى الفاكهة والتي تغلف البذور للحماية من أجل تأمين نمو صحي. تحتوي بعض الفاكهة على طبقات من المواد الصلبة واللحمية. في عاريات البذور ، لا يتطور أي هيكل خاص لإحاطة البذور ، والتي تبدأ في نموها "عارية" على كسوف المخاريط. ومع ذلك ، فإن البذور تصبح مغطاة بالمقاييس المخروطية لأنها تتطور في بعض أنواع الصنوبريات.

        يختلف إنتاج البذور في مجموعات النباتات الطبيعية بشكل كبير من سنة إلى أخرى استجابةً لمتغيرات الطقس والحشرات والأمراض والدورات الداخلية داخل النباتات نفسها. على مدى 20 عامًا ، على سبيل المثال ، أنتجت الغابات المكونة من صنوبر لوبلولي والصنوبر قصير الأوراق من صفر إلى ما يقرب من 5 ملايين بذرة صنوبر سليمة لكل هكتار. [1] خلال هذه الفترة ، كان هناك ستة محاصيل وفيرة ، وخمسة فقيرة ، وتسعة محاصيل بذور جيدة ، عند تقييمها لإنتاج شتلات مناسبة للتكاثر الطبيعي للغابات.

        أنا زيجوت
        II Proembryo
        ثالثا كروي
        رابعا قلب
        الخامس نسف
        السادس الجنين الناضج

        تتكون بذور كاسيات البذور (النباتات المزهرة) من ثلاثة مكونات مميزة وراثيًا: (1) تكوين الجنين من البيضة الملقحة ، (2) السويداء ، وهو عادةً ثلاثي الصبغيات ، (3) غلاف البذرة من الأنسجة المشتقة من نسيج الأم في البويضة . في كاسيات البذور ، تبدأ عملية نمو البذور بالتخصيب المزدوج ، والذي يتضمن اندماج اثنين من الأمشاج الذكورية مع خلية البويضة والخلية المركزية لتشكيل السويداء الأساسي والزيجوت. بعد الإخصاب مباشرة ، تكون البيضة الملقحة غير نشطة في الغالب ، لكن السويداء الأولي تنقسم بسرعة لتشكيل نسيج السويداء. يصبح هذا النسيج هو الغذاء الذي سيستهلكه النبات الصغير حتى تتطور الجذور بعد الإنبات.

        تحرير Ovule

        بعد الإخصاب ، تتطور البويضات إلى بذور. تتكون البويضة من عدد من المكونات:

        • ال جبلي (funiculus ، funiculi) أو ساق البذور الذي يربط البويضة بالمشيمة ومن ثم المبيض أو جدار الفاكهة ، عند القشرة.
        • ال نواة، بقايا megasporangium والمنطقة الرئيسية من البويضة حيث تتطور megagametophyte.
        • ال micropyle، مسام أو فتحة صغيرة في قمة غلاف البويضة حيث يدخل أنبوب حبوب اللقاح عادةً أثناء عملية الإخصاب.
        • ال كلازة، وهي قاعدة البويضة المقابلة للميكروبيلي ، حيث يتم ربط الغلاف والنواة معًا. [2]

        غالبًا ما يؤثر شكل البويضات أثناء تطورها على الشكل النهائي للبذور. تنتج النباتات عمومًا بويضات من أربعة أشكال: يسمى الشكل الأكثر شيوعًا بشريبشكل منحني. متعامد تكون البويضات مستقيمة مع اصطفاف جميع أجزاء البويضة في صف طويل لإنتاج بذرة غير منحنية. كامبيلوتروبوس تحتوي البويضات على ميغاغاميتوفيت منحني غالبًا ما يعطي البذرة شكل "C" محكم. يسمى شكل البويضة الأخير برمائية، حيث تنقلب البويضة جزئيًا وتعود 90 درجة على ساقها (المعلقة أو فونيكولوس).

        في غالبية النباتات المزهرة ، يكون التقسيم الأول للزيجوت موجهًا بشكل عرضي فيما يتعلق بالمحور الطويل ، وهذا يحدد قطبية الجنين. يصبح القطب العلوي أو الشالازال هو المنطقة الرئيسية لنمو الجنين ، بينما ينتج القطب السفلي أو القطب الصغير المعلق الذي يشبه القصبة والذي يتصل بالميكروبيلي. يمتص المعلق ويصنع العناصر الغذائية من السويداء التي يتم استخدامها أثناء نمو الجنين. [3]

        تحرير الأجنة

        المكونات الرئيسية للجنين هي:

        • ال الفلقات، أوراق البذور ، تعلق على المحور الجنيني. قد يكون هناك واحدة (أحادية الفلقة) ، أو اثنتان (ثنائية الفلقة). تعد الفلقات أيضًا مصدرًا للعناصر الغذائية في الفلقين غير السويداء ، وفي هذه الحالة تحل محل السويداء ، وتكون سميكة وجلدية. في بذور السويداء تكون الفلقات رقيقة ورقيقة. تمتلك ذوات الفلقتين نقطة الارتباط مقابل بعضها البعض على المحور.
        • ال إيبيكوتيل، المحور الجنيني فوق نقطة التعلق بالنبتة (الفلقات).
        • ال ريشة، رأس epicotyl ، وله مظهر ريشي بسبب وجود براعم الأوراق الشابة في القمة ، وسوف تصبح النبتة عند الإنبات.
        • ال هيبوكوتيل، المحور الجنيني أسفل نقطة التعلق بالنبتة (الفلقات) ، الذي يربط بين epicotyl والجذر ، كونه منطقة انتقال الجذر الجذري.
        • ال جذر، الطرف القاعدي لل hypocotyl ، ينمو في الجذر الأساسي.

        تحتوي النباتات أحادية الفلقة على هيكلين إضافيين في شكل أغلفة. الريش مغطى ب زهرة القرنفل التي تشكل الورقة الأولى بينما الجذر مغطى بـ كولورهيزا التي تتصل بالجذر الأساسي والجذور العرضية تشكل الجانبين. هنا hypocotyl هو محور بدائي بين الجذر و plumule. يتم إنشاء بذور الذرة بهذه الهياكل القشرة ، والقصبة (نبتة كبيرة واحدة) تمتص العناصر الغذائية من السويداء ، والريش ، والجذر ، والبطانة ، والكلور ، وهذان الهيكلان الأخيران يشبهان الغمد ويحيطان الريش والجذر ، ويعملان بمثابة أغطية واقية.

        تخضع البويضة الناضجة لتغييرات ملحوظة في المكونات ، وعادة ما يكون هناك انخفاض وعدم تنظيم ولكن في بعض الأحيان يكون سميكًا. يتكون غلاف البذرة من تكاملين أو طبقتين خارجيتين لخلايا البويضة ، والتي تشتق من أنسجة من النبات الأم ، وتشكل الطبقة الداخلية tegmen والأشكال الخارجية تستا. (إن معاطف البذور لبعض نباتات أحادية الفلقة ، مثل الأعشاب ، ليست هياكل مميزة ، ولكنها مدمجة بجدار الفاكهة لتشكيل القشرة.) غالبًا ما يتم تمييز الخصيتين لكل من monocots و dicots بأنماط وعلامات منسوجة ، أو لها أجنحة أو خصلات من الشعر. عندما تتشكل طبقة البذرة من طبقة واحدة فقط ، فإنها تسمى أيضًا testa ، على الرغم من أنه ليست كل هذه الخصيتين متجانسة من نوع إلى آخر. إنفصال الحبل الشوكي (ينفصل عند نقطة ثابتة - منطقة الانفصال) ، تشكل الندبة انخفاضًا بيضاويًا ، نقير. تحتوي البويضات Anatropous على جزء من funiculus وهو adnate (مدمج في غلاف البذرة) ، والذي يشكل حافة طولية ، أو رفاء، فوق نقير. في البويضات النقطية (على سبيل المثال جوسيبيوم الموصوفة هنا) تساهم كل من العناصر المدمجة الداخلية والخارجية في تكوين غلاف البذرة. مع استمرار النضج تكبر الخلايا في الغلاف الخارجي. في حين أن البشرة الداخلية قد تظل طبقة واحدة ، إلا أنها قد تنقسم أيضًا لإنتاج طبقتين إلى ثلاث طبقات وتتراكم النشا ، ويشار إليها باسم الطبقة عديمة اللون. على النقيض من ذلك ، تصبح البشرة الخارجية منفردة. قد يتكون التكامل الداخلي من ثماني إلى خمس عشرة طبقة. (كوزلوفسكي 1972)

        عندما تتضخم الخلايا ويترسب النشا في الطبقات الخارجية للمنطقة المصطبغة أسفل البشرة الخارجية ، تبدأ هذه المنطقة في التكاثر ، بينما تتضخم خلايا البشرة الخارجية شعاعيًا وتزداد ثخانة جدرانها ، مع ضغط النواة والسيتوبلازم في الخارج طبقة. تسمى هذه الخلايا التي تكون أوسع على سطحها الداخلي الحاجز الخلايا. في البشرة الداخلية ، تتوسع الخلايا أيضًا بشكل شعاعي مع سماكة الصفيحة مثل الجدران. يحتوي الجزء الداخلي الناضج على طبقة حواجز ، منطقة مصطبغة بها 15-20 طبقة ، بينما تُعرف الطبقة الداخلية بالطبقة الهامشية. (كوزلوفسكي 1972)

        تحرير عاريات البذور

        في عاريات البذور ، التي لا تشكل المبايض ، تتعرض البويضات وبالتالي البذور. هذا هو أساس تسميتها - نباتات بذر عارية. لا تقوم خليتان من الحيوانات المنوية المنقولة من حبوب اللقاح بتطوير البذرة عن طريق الإخصاب المزدوج ، لكن نواة واحدة من الحيوانات المنوية تتحد مع نواة البويضة ولا يتم استخدام الحيوانات المنوية الأخرى. [4] في بعض الأحيان يقوم كل حيوان منوي بتخصيب خلية بويضة ثم يتم إجهاض أو امتصاص زيجوت واحد خلال التطور المبكر. [5] تتكون البذرة من الجنين (نتيجة الإخصاب) وأنسجة من النبات الأم ، والتي تشكل أيضًا مخروطًا حول البذور في النباتات الصنوبرية مثل الصنوبر والتنوب.

        يتم استخدام عدد كبير من المصطلحات لوصف أشكال البذور ، وكثير منها لا تحتاج إلى شرح مثل على شكل حبة الفول (رينيفورم) - تشبه الكلية ، مع نهايات مفصصة على جانبي النقير ، ميدان أو مستطيل - زاوي مع جميع الجوانب متساوية أو أقل عرضًا ، الثلاثي - ثلاثة جوانب ، أوسع تحت الوسط ، بيضاوي الشكل أو بيضوي أو مراوغ - مدورة عند كلا الطرفين ، أو بيضة (بيضاوية أو مائلة ، أوسع في أحد طرفيها) ، مستديرة ولكن إما متناظرة حول الوسط أو أوسع أسفل الوسط أو أوسع فوق الوسط. [6]

        تشمل المصطلحات الأخرى الأقل وضوحًا قرصي (يشبه قرصًا أو لوحة ، له سماكة وأوجه متوازية وبهامش دائري) ، بيضاوي, كروي (كروي) ، أو سوبيلوبوز (منتفخ ، لكن أقل من كروي) ، عدسي, مستطيل, بيضوي الشكل, رينيفورم و مقطعية. ستريت البذور مخططة بخطوط أو حواف متوازية وطولية. الألوان الأكثر شيوعًا هي البني والأسود ، والألوان الأخرى نادرة. يختلف السطح من شديد التلميع إلى شديد الخشونة. قد يحتوي السطح على مجموعة متنوعة من الملاحق (انظر غلاف البذور). يشار إلى معطف البذور مع اتساق الفلين سوبروز. تشمل المصطلحات الأخرى قشري (قاسي أو رقيق أو هش).

        تتكون البذرة النموذجية من جزأين أساسيين:

        بالإضافة إلى ذلك ، فإن السويداء تشكل إمدادًا بالمغذيات للجنين في معظم أحادي الفلقة وثنائيات الفلقة السويدية.

        أنواع البذور تحرير

        تم اعتبار أن البذور موجودة في العديد من الأنواع المختلفة من الناحية الهيكلية (Martin 1946). [7] وتستند هذه على عدد من المعايير ، منها المعيار السائد هو نسبة حجم الجنين إلى حجم البذرة. هذا يعكس الدرجة التي تمتص بها الفلقات النامية مغذيات السويداء ، وبالتالي تطمسها. [7]

        توجد ستة أنواع بين أحادي الفلقة ، وعشرة في النبتات ثنائية الفلقة ، واثنان في عاريات البذور (الخطية والملققة). [8] يعتمد هذا التصنيف على ثلاث خصائص: مورفولوجيا الجنين وكمية السويداء وموضع الجنين بالنسبة إلى السويداء.

        تحرير الأجنة

        في بذور السويداء ، هناك منطقتان متميزتان داخل غلاف البذرة ، السويداء العلوي والأكبر والجنين الأصغر السفلي. الجنين هو البويضة المخصبة ، وهو نبات غير ناضج ينمو منه نبات جديد في ظل ظروف مناسبة. يحتوي الجنين على فلقة واحدة أو ورقة بذرة في أحادي الفلقة ، ونبتتان في جميع الفلقة تقريبًا واثنتين أو أكثر في عاريات البذور. في ثمار الحبوب (caryopses) ، تكون الفلقة الواحدة على شكل درع ومن ثم تسمى scutellum. يتم ضغط كيس الصفن عن كثب على السويداء الذي يمتص منه الطعام ويمرره إلى الأجزاء النامية. تشمل واصفات الأجنة الصغيرة ، والمستقيمة ، والمثنية ، والمنحنية ، والموجودة.

        تحرير تخزين المغذيات

        عادة ما يوجد داخل البذرة مخزون من العناصر الغذائية للشتلات التي ستنمو من الجنين. يختلف شكل التغذية المخزنة حسب نوع النبات. في كاسيات البذور ، يبدأ الطعام المخزن كنسيج يسمى السويداء ، وهو مشتق من النبات الأم وحبوب اللقاح عن طريق الإخصاب المزدوج. عادة ما يكون ثلاثي الصبغيات ، وغني بالزيت أو النشا والبروتين. في عاريات البذور ، مثل الصنوبريات ، يكون نسيج تخزين الطعام (ويسمى أيضًا السويداء) جزءًا من الطور المشيجي الأنثوي ، وهو نسيج أحادي الصبغة. السويداء محاطة بطبقة aleurone (السويداء المحيطية) ، مليئة بحبوب aleurone البروتيني.

        في الأصل ، عن طريق القياس مع البويضة الحيوانية ، تمت الإشارة إلى طبقة النواة الخارجية (perisperm) باسم الزلال ، وطبقة السويداء الداخلية باسم الصفيحة. على الرغم من التضليل ، بدأ المصطلح يطبق على جميع المواد الغذائية. يستمر هذا المصطلح في الإشارة إلى بذور السويداء على أنها "زلالية". يتم استخدام طبيعة هذه المادة في كل من وصف وتصنيف البذور ، بالإضافة إلى نسبة حجم الجنين إلى السويداء. يمكن اعتبار السويداء شاذًا (أو دقيقًا) حيث تمتلئ الخلايا بالنشا ، مثل الحبوب على سبيل المثال ، أو لا (غير نثرية). يمكن أيضًا الإشارة إلى السويداء باسم "سمين" أو "غضروفي" مع وجود خلايا رخوة أكثر سمكًا مثل جوز الهند ، ولكن قد يكون أيضًا دهنيًا كما هو الحال في ريسينوس (زيت الخروع)، كروتون و الخشخاش. يطلق على السويداء اسم "مقرن" عندما تكون جدران الخلايا أكثر سمكًا مثل التمر والقهوة ، أو "اجترار" إذا كانت مرقطة ، كما هو الحال في جوزة الطيب والنخيل والقشدة. [9]

        في معظم أحادي الفلقة (مثل الأعشاب والنخيل) وبعض (السويداء أو زلالي) ذوات الفلقتين (مثل حبوب الخروع) يتم تضمين الجنين في السويداء (والنواة) ، والتي ستستخدمها الشتلات عند الإنبات. في ال غير السويداء ثنائي الفلقة يمتص السويداء من قبل الجنين حيث ينمو الأخير داخل البذرة النامية ، وتمتلئ فلقات الجنين بالأغذية المخزنة. عند النضج ، لا تحتوي بذور هذه الأنواع على السويداء ويشار إليها أيضًا باسم جبين بذور. تشمل البذور الخارجية البقول (مثل الفول والبازلاء) ، والأشجار مثل البلوط والجوز ، والخضروات مثل القرع والفجل ، وعباد الشمس. وفقًا لـ Bewley and Black (1978) ، يتم تخزين الجوز البرازيلي في hypocotyl ، وهذا مكان التخزين غير شائع بين البذور. [10] جميع بذور عاريات البذور زلالية.

        معطف البذور تحرير

        يتطور غلاف البذرة من نسيج الأم ، والتكامل ، الذي كان يحيط بالبويضة في الأصل. يمكن أن يكون غلاف البذرة في البذور الناضجة طبقة رقيقة من الورق (مثل الفول السوداني) أو شيئًا أكثر أهمية (مثل سميكة وصلبة في عسل الجراد وجوز الهند) ، أو سمينًا كما هو الحال في ساركوتيستا الرمان. يساعد غلاف البذرة على حماية الجنين من الإصابات الميكانيكية والحيوانات المفترسة والجفاف. اعتمادًا على تطورها ، يكون معطف البذرة إما بيتجمي أو موحد. تشكل البذور القشرية اختبارًا من الغلاف الخارجي و tegmen من التكامل الداخلي بينما تحتوي البذور أحادية الحجم على تكامل واحد فقط. عادة ما تشكل أجزاء من testa أو tegmen طبقة ميكانيكية واقية صلبة. قد تمنع الطبقة الميكانيكية اختراق الماء والإنبات. من بين العوائق قد يكون وجود الصلبة الصلبة. [11]

        يحتوي الغلاف الخارجي على عدد من الطبقات ، يتراوح عمومًا بين أربع وثماني طبقات منظمة في ثلاث طبقات: (أ) البشرة الخارجية ، (ب) المنطقة المصطبغة الخارجية المكونة من طبقتين إلى خمس طبقات تحتوي على التانين والنشا ، و (ج) البشرة الداخلية. ال الطقم الداخلي مشتق من البشرة الداخلية للتكامل الداخلي ، و exotegmen من السطح الخارجي للتكامل الداخلي. ال endotesta مشتق من البشرة الداخلية للتكامل الخارجي ، ويشار إلى الطبقة الخارجية للخصية من السطح الخارجي للتكامل الخارجي exotesta. إذا كانت الطبقة الخارجية هي أيضًا الطبقة الميكانيكية ، فإن هذا يسمى بذرة خارجية ، ولكن إذا كانت الطبقة الميكانيكية هي الطبقة الداخلية ، فإن البذرة تكون داخلية. قد يتكون exotesta من صف واحد أو أكثر من الخلايا الممدودة والشاحبة مثل (مثل Fabaceae) ، ومن ثم `` palisade exotesta ''. [12] [13]

        بالإضافة إلى الأجزاء الثلاثة الأساسية للبذور ، تحتوي بعض البذور على ملحق ، و أريل، ثمرة سمين للقطعة القطنية (funiculus) ، (كما في الطقسوس وجوزة الطيب) أو ملحق زيتي ، إليوسوم (كما في كورداليس) ، أو الشعر (trichomes). في المثال الأخير هذه الشعيرات هي مصدر القطن المحصول. تشمل ملاحق البذور الأخرى الرفة (سلسلة التلال) ، والأجنحة ، الدمامل (نتيجة إسفنجية ناعمة من الغلاف الخارجي بالقرب من micropyle) أو العمود الفقري أو الدرنات.

        قد تبقى ندبة أيضًا على طبقة البذرة ، تسمى نقير، حيث تم ربط البذرة بجدار المبيض بواسطة الحبل المعلق. يوجد أسفلها مسام صغيرة تمثل micropyle للبويضة.

        الحجم ومجموعة البذور تحرير

        البذور متنوعة جدا في الحجم. بذور الأوركيد الشبيهة بالغبار هي الأصغر ، حيث تحتوي على حوالي مليون بذرة لكل جرام وهي غالبًا بذور جنينية مع أجنة غير ناضجة ولا تحتوي على احتياطيات كبيرة من الطاقة. بساتين الفاكهة وبعض المجموعات الأخرى من النباتات عبارة عن نباتات فطرية تعتمد على الفطريات الجذرية للتغذية أثناء الإنبات والنمو المبكر للشتلات. في الواقع ، تقضي بعض شتلات الأوركيد الأرضية السنوات القليلة الأولى من حياتها في استخلاص الطاقة من الفطريات ولا تنتج أوراقًا خضراء. [14] عند وزن يزيد عن 20 كجم ، تكون البذور الأكبر هي كوكو دي مير. يمكن للنباتات التي تنتج بذورًا أصغر أن تولد عددًا أكبر من البذور لكل زهرة ، بينما تستثمر النباتات ذات البذور الأكبر حجمًا المزيد من الموارد في تلك البذور وتنتج عادةً بذورًا أقل. تنضج البذور الصغيرة بشكل أسرع ويمكن نثرها مبكرًا ، لذلك غالبًا ما تحتوي جميع النباتات المتفتحة في الخريف على بذور صغيرة. تنتج العديد من النباتات السنوية كميات كبيرة من البذور الصغيرة وهذا يساعد على ضمان أن ينتهي عدد قليل منها في مكان مناسب للنمو. غالبًا ما تحتوي النباتات العشبية المعمرة والنباتات الخشبية على بذور أكبر يمكنها إنتاج البذور على مدار سنوات عديدة ، وتحتوي البذور الأكبر حجمًا على احتياطيات طاقة أكبر للإنبات ونمو الشتلات وإنتاج شتلات أكبر وأكثر ثباتًا بعد الإنبات. [15] [16]

        تؤدي البذور وظائف عديدة للنباتات التي تنتجها. المفتاح من بين هذه الوظائف هو تغذية الجنين ، والتشتت إلى مكان جديد ، والسكون أثناء الظروف غير المواتية. تعد البذور أساسًا وسيلة للتكاثر ، ومعظم البذور هي نتاج التكاثر الجنسي الذي ينتج عنه إعادة خلط للمادة الوراثية وتنوع النمط الظاهري الذي يعمل عليه الانتقاء الطبيعي. تحتوي بذور النباتات على كائنات دقيقة ذاتية النمو يمكنها أداء وظائف مختلفة ، وأهمها الحماية من الأمراض. [17]

        تحرير تغذية الجنين

        تحمي البذور وتغذي الجنين أو النبات الصغير. عادة ما تعطي الشتلات بداية أسرع من البوغ من الجراثيم ، بسبب الاحتياطيات الغذائية الأكبر في البذور وتعدد الخلايا للجنين المغلق.

        تفريق تحرير

        على عكس الحيوانات ، فإن النباتات محدودة في قدرتها على البحث عن ظروف مواتية للحياة والنمو. نتيجة لذلك ، طورت النباتات طرقًا عديدة لتفريق نسلها عن طريق تشتيت بذورها (انظر أيضًا التكاثر الخضري). يجب أن "تصل" البذرة بطريقة ما إلى مكان ما وأن تكون هناك في وقت مناسب للإنبات والنمو. عندما تفتح الثمار وتطلق بذورها بطريقة منتظمة ، فإنها تسمى dehiscent ، والتي غالبًا ما تكون مميزة لمجموعات النباتات ذات الصلة ، وتشمل هذه الثمار الكبسولات ، والبصيلات ، والبقوليات ، والسيليكات ، والسيليكات. عندما لا تفتح الثمار وتطلق بذورها بطريقة منتظمة ، فإنها تسمى indehiscent ، والتي تشمل ثمار الثمار ، والكاروبس ، والمكسرات ، والسامارا ، والأوتريكليس. [18]

        عن طريق الرياح (anemochory) تحرير

        • تحتوي بعض البذور (مثل الصنوبر) على جناح يساعد في تشتت الرياح.
        • تحمل الرياح بذور الأوركيد الشبيهة بالغبار بكفاءة.
        • تحتوي بعض البذور (مثل الصقلاب والحور) على شعر يساعد في تشتت الرياح. [19]

        يتم وضع البذور الأخرى في هياكل الفاكهة التي تساعد على تشتت الرياح بطرق مماثلة:

        عن طريق الماء (هيدروكلوري) تحرير

        • بعض النباتات مثل موكونا و ديوكليا، تنتج بذورًا طافية تسمى حبوب البحر أو البذور الطافية لأنها تطفو في الأنهار إلى المحيطات وتغسل على الشواطئ. [20]

        حسب الحيوانات (حديقة الحيوان) تحرير

        • البذور (النتوءات) ذات الأشواك أو الخطافات (على سبيل المثال ، أكينا ، الأرقطيون ، قفص الاتهام) والتي تلتصق بفراء الحيوانات أو ريشها ، ثم تسقط لاحقًا.
        • البذور ذات الغطاء اللحمي (مثل التفاح والكرز والعرعر) تؤكل من قبل الحيوانات (الطيور والثدييات والزواحف والأسماك) ثم تنثر هذه البذور في فضلاتها.
        • البذور (المكسرات) هي موارد غذائية جذابة طويلة الأجل وقابلة للتخزين للحيوانات (مثل الجوز والبندق والجوز) يتم تخزين البذور على بعد مسافة من النبات الأم ، وبعضها يهرب إذا نسيها الحيوان.

        Myrmecochory هو نثر البذور بواسطة النمل. يؤدي البحث عن النمل إلى تشتيت البذور التي لها زوائد تسمى elaiosomes [21] (على سبيل المثال ، جذر الدم ، التريليوم ، الأكاسيا ، والعديد من أنواع البروتيا). Elaiosomes هي هياكل لينة ولحمية تحتوي على العناصر الغذائية للحيوانات التي تأكلها. يحمل النمل مثل هذه البذور إلى عشه ، حيث تؤكل الإليوسومات. ما تبقى من البذرة ، وهي صلبة وغير صالحة للأكل للنمل ، ثم تنبت إما داخل العش أو في موقع الإزالة حيث يتخلص النمل من البذور. [22] علاقة التشتت هذه هي مثال على التبادلية ، حيث تعتمد النباتات على النمل لتفريق البذور ، بينما يعتمد النمل على بذور النباتات في الغذاء. نتيجة لذلك ، يمكن أن يؤدي انخفاض عدد أحد الشركاء إلى تقليل نجاح الآخر. في جنوب إفريقيا ، النملة الأرجنتينية (Linepithema متواضع) قامت بغزو وتهجير أنواع محلية من النمل. على عكس أنواع النمل الأصلي ، لا يجمع النمل الأرجنتيني بذور يقلد كوكولاتوس أو أكل الإيليوسومات. في المناطق التي غزت فيها هذه النمل ، عدد مقلد الشتلات قد انخفضت. [23]

        تحرير السكون

        Seed dormancy has two main functions: the first is synchronizing germination with the optimal conditions for survival of the resulting seedling the second is spreading germination of a batch of seeds over time so a catastrophe (e.g. late frosts, drought, herbivory) does not result in the death of all offspring of a plant (bet-hedging). [24] Seed dormancy is defined as a seed failing to germinate under environmental conditions optimal for germination, normally when the environment is at a suitable temperature with proper soil moisture. This true dormancy or innate dormancy is therefore caused by conditions within the seed that prevent germination. Thus dormancy is a state of the seed, not of the environment. [25] Induced dormancy, enforced dormancy or seed quiescence occurs when a seed fails to germinate because the external environmental conditions are inappropriate for germination, mostly in response to conditions being too dark or light, too cold or hot, or too dry.

        Seed dormancy is not the same as seed persistence in the soil or on the plant, though even in scientific publications dormancy and persistence are often confused or used as synonyms. [26]

        Often, seed dormancy is divided into four major categories: exogenous endogenous combinational and secondary. A more recent system distinguishes five classes: morphological, physiological, morphophysiological, physical, and combinational dormancy. [27]

        Exogenous dormancy is caused by conditions outside the embryo, including:

        • Physical dormancy أو hard seed coats occurs when seeds are impermeable to water. At dormancy break, a specialized structure, the ‘water gap’, is disrupted in response to environmental cues, especially temperature, so water can enter the seed and germination can occur. Plant families where physical dormancy occurs include Anacardiaceae, Cannaceae, Convulvulaceae, Fabaceae and Malvaceae. [28]
        • Chemical dormancy considers species that lack physiological dormancy, but where a chemical prevents germination. This chemical can be leached out of the seed by rainwater or snow melt or be deactivated somehow. [29] Leaching of chemical inhibitors from the seed by rain water is often cited as an important cause of dormancy release in seeds of desert plants, but little evidence exists to support this claim. [30]

        Endogenous dormancy is caused by conditions within the embryo itself, including:

        • في morphological dormancy, germination is prevented due to morphological characteristics of the embryo. In some species, the embryo is just a mass of cells when seeds are dispersed it is not differentiated. Before germination can take place, both differentiation and growth of the embryo have to occur. In other species, the embryo is differentiated but not fully grown (underdeveloped) at dispersal, and embryo growth up to a species specific length is required before germination can occur. Examples of plant families where morphological dormancy occurs are Apiaceae, Cycadaceae, Liliaceae, Magnoliaceae and Ranunculaceae. [31][32]
        • Morphophysiological dormancy includes seeds with underdeveloped embryos, and also have physiological components to dormancy. These seeds, therefore, require a dormancy-breaking treatments, as well as a period of time to develop fully grown embryos. Plant families where morphophysiological dormancy occurs include Apiaceae, Aquifoliaceae, Liliaceae, Magnoliaceae, Papaveraceae and Ranunculaceae. [31] Some plants with morphophysiological dormancy, such as Asarum أو Trillium species, have multiple types of dormancy, one affects radicle (root) growth, while the other affects plumule (shoot) growth. The terms "double dormancy" and "two-year seeds" are used for species whose seeds need two years to complete germination or at least two winters and one summer. Dormancy of the radicle (seedling root) is broken during the first winter after dispersal while dormancy of the shoot bud is broken during the second winter. [31]
        • Physiological dormancy means the embryo, due to physiological causes, cannot generate enough power to break through the seed coat, endosperm or other covering structures. Dormancy is typically broken at cool wet, warm wet or warm dry conditions. Abscisic acid is usually the growth inhibitor in seeds, and its production can be affected by light.
          • تجفيف, in some plants, including a number of grasses and those from seasonally arid regions, is needed before they will germinate. The seeds are released, but need to have a lower moisture content before germination can begin. If the seeds remain moist after dispersal, germination can be delayed for many months or even years. Many herbaceous plants from temperate climate zones have physiological dormancy that disappears with drying of the seeds. Other species will germinate after dispersal only under very narrow temperature ranges, but as the seeds dry, they are able to germinate over a wider temperature range. [33]

          The following types of seed dormancy do not involve seed dormancy, strictly speaking, as lack of germination is prevented by the environment, not by characteristics of the seed itself (see Germination):

          • Photodormancy or light sensitivity affects germination of some seeds. These photoblastic seeds need a period of darkness or light to germinate. In species with thin seed coats, light may be able to penetrate into the dormant embryo. The presence of light or the absence of light may trigger the germination process, inhibiting germination in some seeds buried too deeply or in others not buried in the soil.
          • Thermodormancy is seed sensitivity to heat or cold. Some seeds, including cocklebur and amaranth, germinate only at high temperatures (30 °C or 86 °F) many plants that have seeds that germinate in early to midsummer have thermodormancy, so germinate only when the soil temperature is warm. Other seeds need cool soils to germinate, while others, such as celery, are inhibited when soil temperatures are too warm. Often, thermodormancy requirements disappear as the seed ages or dries.

          Not all seeds undergo a period of dormancy. Seeds of some mangroves are viviparous they begin to germinate while still attached to the parent. The large, heavy root allows the seed to penetrate into the ground when it falls. Many garden plant seeds will germinate readily as soon as they have water and are warm enough though their wild ancestors may have had dormancy, these cultivated plants lack it. After many generations of selective pressure by plant breeders and gardeners, dormancy has been selected out.

          For annuals, seeds are a way for the species to survive dry or cold seasons. Ephemeral plants are usually annuals that can go from seed to seed in as few as six weeks. [35]

          Persistence and seed banks Edit

          Seed germination is a process by which a seed embryo develops into a seedling. It involves the reactivation of the metabolic pathways that lead to growth and the emergence of the radicle or seed root and plumule or shoot. The emergence of the seedling above the soil surface is the next phase of the plant's growth and is called seedling establishment. [36]

          Three fundamental conditions must exist before germination can occur. (1) The embryo must be alive, called seed viability. (2) Any dormancy requirements that prevent germination must be overcome. (3) The proper environmental conditions must exist for germination.

          Far red light can prevent germination. [37]

          Seed viability is the ability of the embryo to germinate and is affected by a number of different conditions. Some plants do not produce seeds that have functional complete embryos, or the seed may have no embryo at all, often called empty seeds. Predators and pathogens can damage or kill the seed while it is still in the fruit or after it is dispersed. Environmental conditions like flooding or heat can kill the seed before or during germination. The age of the seed affects its health and germination ability: since the seed has a living embryo, over time cells die and cannot be replaced. Some seeds can live for a long time before germination, while others can only survive for a short period after dispersal before they die.

          Seed vigor is a measure of the quality of seed, and involves the viability of the seed, the germination percentage, germination rate and the strength of the seedlings produced. [38]

          ال germination percentage is simply the proportion of seeds that germinate from all seeds subject to the right conditions for growth. ال germination rate is the length of time it takes for the seeds to germinate. Germination percentages and rates are affected by seed viability, dormancy and environmental effects that impact on the seed and seedling. In agriculture and horticulture quality seeds have high viability, measured by germination percentage plus the rate of germination. This is given as a percent of germination over a certain amount of time, 90% germination in 20 days, for example. 'Dormancy' is covered above many plants produce seeds with varying degrees of dormancy, and different seeds from the same fruit can have different degrees of dormancy. [39] It's possible to have seeds with no dormancy if they are dispersed right away and do not dry (if the seeds dry they go into physiological dormancy). There is great variation amongst plants and a dormant seed is still a viable seed even though the germination rate might be very low.

          Environmental conditions affecting seed germination include water, oxygen, temperature and light.

          Three distinct phases of seed germination occur: water imbibition lag phase and radicle emergence.

          In order for the seed coat to split, the embryo must imbibe (soak up water), which causes it to swell, splitting the seed coat. However, the nature of the seed coat determines how rapidly water can penetrate and subsequently initiate germination. The rate of imbibition is dependent on the permeability of the seed coat, amount of water in the environment and the area of contact the seed has to the source of water. For some seeds, imbibing too much water too quickly can kill the seed. For some seeds, once water is imbibed the germination process cannot be stopped, and drying then becomes fatal. Other seeds can imbibe and lose water a few times without causing ill effects, but drying can cause secondary dormancy.

          Repair of DNA damage Edit

          During seed dormancy, often associated with unpredictable and stressful environments, DNA damage accumulates as the seeds age. [40] [41] [42] In rye seeds, the reduction of DNA integrity due to damage is associated with loss of seed viability during storage. [40] Upon germination, seeds of Vicia faba undergo DNA repair. [41] A plant DNA ligase that is involved in repair of single- and double-strand breaks during seed germination is an important determinant of seed longevity. [43] Also, in Arabidopsis seeds, the activities of the DNA repair enzymes Poly ADP ribose polymerases (PARP) are likely needed for successful germination. [44] Thus DNA damages that accumulate during dormancy appear to be a problem for seed survival, and the enzymatic repair of DNA damages during germination appears to be important for seed viability.

          Inducing germination Edit

          A number of different strategies are used by gardeners and horticulturists to break seed dormancy.

          تشريط allows water and gases to penetrate into the seed it includes methods to physically break the hard seed coats or soften them by chemicals, such as soaking in hot water or poking holes in the seed with a pin or rubbing them on sandpaper or cracking with a press or hammer. Sometimes fruits are harvested while the seeds are still immature and the seed coat is not fully developed and sown right away before the seed coat become impermeable. Under natural conditions, seed coats are worn down by rodents chewing on the seed, the seeds rubbing against rocks (seeds are moved by the wind or water currents), by undergoing freezing and thawing of surface water, or passing through an animal's digestive tract. In the latter case, the seed coat protects the seed from digestion, while often weakening the seed coat such that the embryo is ready to sprout when it is deposited, along with a bit of fecal matter that acts as fertilizer, far from the parent plant. Microorganisms are often effective in breaking down hard seed coats and are sometimes used by people as a treatment the seeds are stored in a moist warm sandy medium for several months under nonsterile conditions.

          Stratification, also called moist-chilling, breaks down physiological dormancy, and involves the addition of moisture to the seeds so they absorb water, and they are then subjected to a period of moist chilling to after-ripen the embryo. Sowing in late summer and fall and allowing to overwinter under cool conditions is an effective way to stratify seeds some seeds respond more favorably to periods of oscillating temperatures which are a part of the natural environment.

          Leaching or the soaking in water removes chemical inhibitors in some seeds that prevent germination. Rain and melting snow naturally accomplish this task. For seeds planted in gardens, running water is best – if soaked in a container, 12 to 24 hours of soaking is sufficient. Soaking longer, especially in stagnant water, can result in oxygen starvation and seed death. Seeds with hard seed coats can be soaked in hot water to break open the impermeable cell layers that prevent water intake.

          Other methods used to assist in the germination of seeds that have dormancy include prechilling, predrying, daily alternation of temperature, light exposure, potassium nitrate, the use of plant growth regulators, such as gibberellins, cytokinins, ethylene, thiourea, sodium hypochlorite, and others. [45] Some seeds germinate best after a fire. For some seeds, fire cracks hard seed coats, while in others, chemical dormancy is broken in reaction to the presence of smoke. Liquid smoke is often used by gardeners to assist in the germination of these species. [46]

          Sterile seeds Edit

          Seeds may be sterile for few reasons: they may have been irradiated, unpollinated, cells lived past expectancy, or bred for the purpose.

          Evolution and origin of seeds Edit

          The issue of the origin of seed plants remains unsolved. However, more and more data tends to place this origin in the middle Devonian. The description in 2004 of the proto-seed Runcaria heinzelinii in the Givetian of Belgium is an indication of that ancient origin of seed-plants. As with modern ferns, most land plants before this time reproduced by sending into the air spores that would land and become whole new plants.

          Taxonomists have described early "true" seeds from the upper Devonian, which probably became the theater of their true first evolutionary radiation. With this radiation came an evolution of seed size, shape, dispersal and eventually the radiation of gymnosperms and angiosperms and monocotyledons and dicotyledons. Seed plants progressively became one of the major elements of nearly all ecosystems.

          True to the seed Edit

          Also called growing true, refers to plants whose seed will yield the same type of plant as the original plant. Open pollinated plants, which include heirlooms, will almost always grow true to seed if another variety does not cross-pollinate them.


          Brief Idea of Classification of Plants

          In this article, we shall get a general idea of the classification of plants. In the next articles, we shall study the classification of plants in detail.

          Characteristics of Kingdom Plantae:

          • Kingdom Plantae consists of all plants which are multicellular eukaryotes with cell walls.
          • All plants contain plastids. Plastids are a double-membrane organelle that possesses photosynthetic pigments called chlorophyll.
          • They are autotrophs and use chlorophyll for photosynthesis. A few members are partially heterotrophic such as the insectivorous plants or parasites. Bladderwort and Venus flytrap are examples of insectivorous plants and Cuscuta is a parasite.
          • The members of Plantae are the main producers and provide food directly or indirectly to all living organisms. Reserve food material is in the form of starch.
          • Vascular tissues are absent in lower plants i.e. Algae and Bryophytes but present in higher plants i.e. Pteridophytes, Gymnosperms, and Angiosperms.
          • The life cycle of plants has two distinct phases the diploid sporophytic and the haploid gametophytic – that alternate with each other. The lengths of the haploid and diploid phases, and whether these phases are free-living or dependent on others, vary among different groups in plants. This phenomenon is called alternation of generation.
          • Kingdom Plantae includes algae, bryophytes, pteridophytes, gymnosperms, and angiosperms.

          Levels of Classification of Plants:

          There are three levels of classification among plants. The first level of classification among plants depends on whether the plant body has well-differentiated, distinct components. Depending upon this criteria plants are classified as Thallophyta, Bryophyta, and Pteridophyta. The thallophytes, the bryophytes, and the pteridophytes have inconspicuous reproductive organs hence they are therefore called ‘cryptogamae’, or ‘those with hidden reproductive organs’.

          The second level of classification is based on whether the differentiated plant body has special tissues for the transport of water (xylem) and other substances (phloem)within it. Depending upon this criteria plants are classified as vascular (having xylem and phloem) and non-vascular (not having xylem and phloem).

          The third level of classification is based on seed-producing and non-seed producing. If seed-producing then on the basis whether the seed is enclosed or not.

          In 1883, Eichler divided the kingdom Plantae into two sub-kingdoms, Cryptogamae and Phanerogamae

          Sub-kingdom Cryptogamae:

          (Greek – cryptos – hidden, gamos – marriage):

          Characteristics of Sub-kingdom Cryptogamae:

          • These are lower plants and do not bear flowers or seed. Hence they are called non-flowering and seedless plants.
          • The reproductive organs are inconspicuous (not clearly visible).
          • The embryo, if present is naked and is called spores.
          • They include three divisions: Thallophyta, Bryophyta, and Pteridophyta

          Division Thallophyta:

          • Plants belonging to this group do not have well-differentiated body design but has a simple body design.
          • The plants in this group are commonly called algae.
          • These plants are predominantly aquatic. freshwater or marine.
          • It includes only one sub-division Algae
          • Examples are Spirogyra, Ulothrix, Cladophora, and Chara.
          • Various types of fungi like yeasts and moulds which do not have chlorophyll are also included in this group.

          Sub-division Algae:

          • They are autotrophs.
          • The body is simple and not well differentiated.
          • The form and size of algae are variable. Chlamydomonas is microscopic, unicellular algae. Volvox is found in a colonial form. Ulothrix and سبيروجيرا are in filamentous form.
          • Algae are further classified as Green algae, Red algae, and Brown algae. The red colour and brown colour of algae are due to the presence of accessory photosynthetic pigments.

          Division Bryophyta:

          • The plant body is commonly differentiated to form a stem and leaf-like structures.
          • Roots are not present, but a small root-like structure is present called rhizoids.
          • No specialized tissue for the conduction of water and other substances from one part of the plant body to another is present.
          • These are called the amphibians of the plant kingdom because they grow in moist areas.
          • It has an embryo stage in its developmental process.
          • The sex organs are multicellular. The male sex organ is called antheridium and produces antherozoids. Female sex organ is archegonium and produces a single egg.
          • Examples are moss (Funaria) و Marchantia (Liverwort), Anthoceros, Riccia

          Division Pteridophyta:

          • In pteridophytes, the plant body is sporophyte and can be differentiated into roots, stem, and leaves. It is the highest group among cryptogams.
          • They have a specialized tissue for the conduction of water and other substances from one part of the plant body to another. Hence they are also called vascular cryptogams.
          • seeds are absent. They produce naked embryo called spores.
          • Sporophytes bear sporangia which produce spores. On germination, this spore gives rise to a gametophyte called prothallus. Prothallus bear male sex organ antheridia and female sex organ archegonia.
          • Some examples are Marsilea, ferns, selaginella, Equisetum, Pteris, Adiantum, Lycopodium and horsetails.

          Division Spermatophyta:

          • This is a division of seed-producing plants. The seed contains an embryo that contains reserve food for future growth.
          • Its main plant body is sporophyte and can be differentiated into stem, leaves, and roots.
          • Male and female gametophytes are distinct.
          • They have a well developed vascular system throughout the body.
          • Spermatophyta has two sub-divisions – Gymnospermae و Angiospermae

          Sub-kingdom Phanerogamae:

          (Greek – phaneros – visible, gamos – marriage):

          Characteristics of Sub-kingdom Phanerogamae

          • The plants of this group bear flowers and seeds. The plants of this group are also called spermatophytes.
          • The plant body is well-differentiated into a true stem, leaves, and roots.
          • Seeds are the result of the sexual reproductive process.
          • Seeds consist of the embryo along with stored food, which serves for the initial growth of the embryo during germination.
          • This group is further classified, based on whether the seeds are naked or enclosed in fruits, giving us two groups: gymnosperms and angiosperms.

          Sub-division Gymnospermae:

          (Greek- gymno– naked, spermae– seed):

          • The plants of this group bear naked seeds and are usually perennial, evergreen and woody.
          • It includes medium-sized trees and shrubs.
          • Sporangia are formed over a modified leaf-like structure called sporophylls. There are two types of sporophylls. Megasporophyll bears megasporangium (ovule). It produces female gametes. Microsporophyll bears microsporangium (pollen sac). It produces male gametes.
          • Examples are Pinus (pines), Cedrus (deodar), Cycas, Picea (Christmas Tree), Thuja (Morpankhi).

          Sub-division Angiospermae:

          • These are flowering plants.
          • The seeds develop inside an organ which is modified to become a fruit.
          • These are the highly evolved group of plants.
          • The reproductive organs are aggregated into flowers. The male sex organs are called stamens and female sex organs are called a pistil.

          • Plant embryos in seeds have structures called cotyledons. Cotyledons are also called ‘seed leaves’ because in many instances they emerge and become green when the seed germinates. Cotyledons store food for developing embryo.
          • The angiosperms are divided into two groups on the basis of the number of cotyledons present in the seed. Plants with seeds having a single cotyledon are called monocotyledonous or monocots (e.g. Maize, rice, wheat). Plants with seeds having two cotyledons are called dicots (e.g. Bengal gram, garden pea).

          Class Dicotyledonae (Dicots):

          • They have two cotyledons in the seed.
          • Their leaves show reticulate venation with a network of veins.
          • Their root system is a tap root system.
          • The stem is strong and hard.
          • The flowers have five or multiple of five petals.
          • Some examples are Pea, Mango, Bengal gram Banyan, إلخ.

          Class Monocotyledonae (Monocots):

          • They have one cotyledon in the seed.
          • Their leaves show parallel venation.
          • Their root system is the fibrous root system.
          • Stem may be hollow (e.g. Bamboo), False (e.g. Banana) or disc-like (e.g. Onion)
          • The flowers have three or multiple of three petals.
          • Some examples are Wheat, Rice, Maize, Sugarcane, Coconut, إلخ.

          Bryophyta Examples | النباتات

          The Bryophyta is such a distinctive group of plants that it may easily be considered as a definite division of the Plant Kingdom. It is, again, phylogenetically so different from the Thallophytes and the Trachaeophytes that it is considered by some as a definite subkingdom parallel to the two others and named Bryophytae (the ending —phytae distinguishes it from the division endingphyta).

          The Bryophyta then becomes the single division of the subkingdom Bryophytae. As against this, we have the view of Cronquist, Takhtajan, Zimmermann and others that the Bryophytes being possibly reduced from some higher form, should not be separated from the Trachaeophytes. It may at least be said that, representing a line of evolution of the Land Plants like the Pteridophytes, they deserve a parallel position.

          Within the Bryophyta, again, two types of plants, Hepatics or Liverworts (from their imaginary similarity with the liver and the consequent supposed property of curing liver diseases in medieval medicine Greek hepatos— liver) with dorsiventral differen­tiation and Musci or the mosses which usually show radial symmetry.

          In classical taxonomy Hepaticae and Musci are considered as two classes under the Bryophytes. This position has been retained even in the 1954 edition of Jingler’s Syllabus der Pflanzenfamilien.

          Cavers (1910—11) suggested that the Bryophytes be divided into ten groups of equal rank:

          But, this ignores the, difference between the Hepaticae and the Musci which attitude does introduction to the brvophyta not seem to be justified. The differences between the two groups are so great that same modern taxonomists want to raise the two groups to two subdivisions or even divisions. Bold (1956) suggested Hepaticophyta and Bryophyta (Musci) as two divisions.

          Leaving aside this question, most modern Bryologists, beginning from Howe (1899) and Campbell (1918), are almost unanimous that the Anthocerotae, formerly included within the class Hepaticae, are sufficiently distinctive to be raised to the status of a class so that three classes, Hepaticae, Anthocerotae and Musci, are recognized within the divi­sion Bryophyta.

          These class names are changed to Hepaticopsida, Anthocerotopsida and Bryopsida in accordance with the International Code of Nomenclature which recommends that class names should end in the suffixpsida.

          Class Hepaticopsida (Hepaticae):

          Dorsiventrally differentiated (sometimes radial and erect) gametophytes which are either simply thallose or with leaf-like appendages (foliose) and are always nerveless. Internal tissues are homogeneous or differentiated. Sex organs borne terminally or deve­loped from superficial dorsal cells.

          Sporophyte simple or differentiated into foot, seta and capsule—always of limited growth. Sporogenous cells of endothecial origin and without any columella.

          Class Anthocerotopsida (Anthocerotae):

          Gametophyte dorsiventrally differen­tiated, simple and not foliose,. internal tissue homogeneous.

          Sex organs embedded in gametophyte—female formed from superficial and male from -hypodermal dorsal cells. Sporophyte differentiated into capsule and foot. Lower part of capsule remains meristematic so that the growth of the sporophyte is not limited. Sporogenous dells of amphithecial origin (with exceptions in Noto thy las’), all internal cells forming a sterile columella.

          Class Bryopsida (Musci):

          Gametophyte, after a distinct though usually short protonema phase, develops erect shoots, usually of radial symmetry, with leafy appendages (phyllids) on stem-like caulids. Sexual organs develop from superficial cells at the top of apical or axillary meristems.

          Sporophyte of limited growth, usually differentiated into foot, seta and capsule. Sporogenous cells of endothecial or amphithecial origin but always (with rare exceptions) surrounding a columella.


          معلومات الكاتب

          الانتماءات

          The New York Botanical Garden, 200th Street and Kazimiroff, Bronx, NY, 10458-5126, USA

          Eric D Brenner, Dennis W Stevenson, Suzan J Runko & Richard W Twigg

          Genome Research Center, Cold Spring Harbor Laboratory, 500 Sunnyside Blvd, Woodbury, NY, 11797, USA

          Richard W McCombie & Manpreet S Katari

          Institut für Bioinformatik (IBI), GSF National Research Center for Environment and Health, Ingolstädter Landstrasse 1, 85764, Neuherberg, Germany

          Stephen A Rudd & Klaus FX Mayer

          Department of Biology, New York University, 1009 Main Building, New York, NY, 10003, USA

          Peter M Palenchar & Gloria M Coruzzi

          Department of Computer Science, Courant Institute of Mathematical Sciences, New York University, 251 Mercer Street, New York, NY, 10012-1185

          Cold Spring Harbor Laboratory, 1 Bungtown Road, Cold Spring Harbor, NY, 11724, USA


          شاهد الفيديو: مراحل تكوين الحيوانات المنوية 3ث وارسم معايا (أغسطس 2022).