Même à l'école dans le cours de botanique (6e année), la structure de la graine était un sujet assez simple et mémorable. En fait, cet organe génératif de la plante est né à la suite d'un long processus évolutif et possède une structure complexe et unique. Dans notre article, nous examinerons les caractéristiques de ses parties structurelles, la structure d'une graine dicotylédone, et déterminerons également le rôle biologique des graines de plantes.
L'apparition de la graine dans le processus d'évolution
Les plantes n'étaient pas toujours capables de former des graines. On sait que la vie est née dans l'eau et que les algues ont été les premières plantes. Ils avaient une structure primitive et se reproduisaient végétativement - par des parties du thalle et à l'aide de cellules mobiles spécialisées - des zoospores. Les rhinophytes ont été les premiers à se poser sur terre. Eux, comme leurs futurs successeurs - des plantes à spores supérieures, se sont reproduits à l'aide de spores. Mais l'eau était nécessaire au développement de ces cellules spécialisées. Par conséquent, lorsque les conditions environnementales ont changé, leur nombre a également diminué.
La prochaine étape de l'évolution a été l'apparition de la graine. Ce fut un énorme pas en avant pour l'adaptation et la propagation de nombreuses espècesvégétaux. La structure externe et interne de la graine détermine la protection fiable de l'embryon, entouré d'un approvisionnement en eau et en nutriments. Cela signifie qu'ils augmentent la viabilité et la diversité des espèces de la flore de la planète.
Processus de formation des graines
Considérons ce processus sur l'exemple d'un groupe de plantes, qui est dominant dans le monde moderne. Ce sont des représentants du département Angiospermes. Tous forment une fleur - l'organe génératif le plus important. Dans son pistil se trouve l'œuf et les anthères des étamines contiennent du sperme. Après le processus de pollinisation, c'est-à-dire le transfert du pollen de l'anthère des étamines au stigmate du pistil, les spermatozoïdes se déplacent le long du tube germinatif jusqu'à l'ovaire de l'étamine, où se produit le processus de fusion des gamètes - la fécondation. En conséquence, un embryon est formé. Lorsque le deuxième spermatozoïde fusionne avec la cellule germinale centrale, un nutriment de réserve se forme. On l'appelle aussi endosperme. La structure de la graine est complétée par une coque externe solide. Une telle structure est la base du développement du futur organisme végétal.
Structure externe des graines
Comme déjà mentionné, l'extérieur de la graine est recouvert d'une peau. Il est suffisamment dense pour protéger l'embryon à l'intérieur des dommages mécaniques, des changements de température et de la pénétration de micro-organismes nuisibles. Mais la couleur des graines varie considérablement: du noir au rouge vif. Cette structure de la graine est facile à expliquer. Chez certaines plantes, la couleur sert de camouflage. Par exemple, pour que les oiseaux ne puissent pas les voir dans le sol après la plantation. D'autres plantes, par contre,adapté à la dispersion des graines par divers animaux. Avec les résidus alimentaires non digérés, ils les excrètent bien au-delà de l'habitat de la plante mère.
Structure interne d'une graine
La partie principale de toute graine est le germe. C'est le futur organisme. Par conséquent, il se compose des mêmes parties qu'une plante adulte. Ce sont la racine germinale, la tige, la feuille et le bourgeon. La structure de la graine de différentes plantes peut varier considérablement. Dans la plupart d'entre eux, les nutriments de réserve s'accumulent dans l'endosperme. Il s'agit d'une coquille qui entoure l'embryon, le protégeant et le nourrissant tout au long de la période de développement individuel. Mais il y a des cas où, pendant le processus de maturation et de germination de la graine, elle consomme complètement les substances de l'endosperme. Ensuite, ils s'accumulent principalement dans les parties charnues de l'embryon. Ils sont appelés cotylédons. Une telle structure est typique, par exemple, pour les citrouilles ou les haricots. Mais dans la bourse du berger, l'apport de substances est concentré dans le tissu de la racine embryonnaire. Les graines de divers groupes systématiques de plantes diffèrent également.
Caractéristiques des graines de gymnospermes
La structure externe et interne de la graine de ce groupe d'organismes est caractérisée par le fait que le processus de formation et de développement de l'embryon se produit à la surface du tégument. En plus des parties principales, les graines de gymnospermes ont une excroissance membraneuse ptérygoïde. Il aide à répandre les graines de ces plantes avec l'aide du vent.
Plusune caractéristique des graines de gymnospermes est la durée de leur formation. Pour qu'ils deviennent viables, il faut compter de quatre mois à trois ans. Le processus de maturation des graines se déroule dans les cônes. Ce ne sont pas du tout des fruits. Ce sont des modifications spécialisées de l'évasion. Certaines graines de conifères peuvent être stockées dans des cônes pendant des décennies. Pendant tout ce temps, ils conservent leur viabilité. Pour que les graines tombent dans le sol, les écailles du cône s'ouvrent d'elles-mêmes. Ils sont emportés par le vent, les emportant parfois sur des distances considérables. Si les cônes sont mous, ressemblant extérieurement à des noix, ils ne s'ouvrent pas, mais avec l'aide d'oiseaux. Aime particulièrement se régaler de graines, divers types de geais. Cela contribue également à la réinstallation des représentants du département Gymnospermes.
Le nom même de cette unité systématique indique que l'embryon de la future plante est mal protégé. En effet, la présence d'endosperme garantit seul le développement de la graine. Mais les cônes de nombreuses plantes s'ouvrent dans des conditions de développement défavorables. Une fois à la surface du sol, les graines sont exposées à de basses températures et à un manque d'humidité, de sorte qu'elles ne germent pas toutes et ne donnent pas naissance à une nouvelle plante.
Caractéristiques des graines de plantes à fleurs
Par rapport aux gymnospermes, les représentants du département Floraison ont un certain nombre d'avantages significatifs. La formation de leurs graines se produit dans l'ovaire des fleurs. C'est la partie la plus développée du pistil et donne naissance au fruit. En conséquence, les graines se développent à l'intérieur. Ils sont entourés de trois couches de péricarpe, qui diffèrent par leurs propriétés etles fonctions. Considérez leur structure en utilisant l'exemple d'une drupe de prune. La couche extérieure en cuir protège contre les dommages mécaniques, assurant l'intégrité. Le milieu est juteux et charnu. Il nourrit et fournit à l'embryon l'humidité nécessaire. La couche interne ossifiée est une protection supplémentaire. En conséquence, les graines ont toutes les conditions nécessaires au développement et à la germination, même dans des circonstances défavorables.
Graines de Monocot
La structure d'une graine de monocotylédone est très facile à déterminer. Leur embryon est constitué d'un seul cotylédon. Ces parties sont également appelées couches germinales. Toutes les plantes des familles Céréale, Oignon et Lys sont des monocotylédones. Si vous faites germer les graines de maïs ou de blé, bientôt une feuille se formera à partir de chaque grain à la surface du sol. Ce sont les cotylédons. Avez-vous essayé de diviser un grain de riz en plusieurs morceaux ? Naturellement, cela est impossible. En effet, son embryon est formé d'un seul cotylédon.
Graines de dicotylédones
Les graines des rosacées, des solanacées, des astéracées, des légumineuses, du chou et de nombreuses autres familles ont une structure quelque peu différente. Même sur la base du nom, il est facile de deviner que leur embryon est constitué de deux cotylédons. C'est la principale caractéristique systématique. La structure des graines des plantes dicotylédones est facile à voir à l'œil nu. Par exemple, une graine de tournesol se divise facilement en deux parties égales. C'est le cotylédon de son embryon. La structure de la graine dicotylédone est également visible sur les jeunes plants. Essayez de faire germer les graines de haricots communs à la maison. Et vous verrez apparaître deux carpelles au-dessus du sol.
Conditions de germination des graines
La structure des graines de plantes dicotylédones, ainsi que des représentants d'autres unités systématiques de ce royaume de la faune, détermine la présence de toutes les substances nécessaires au développement de l'embryon. Mais d'autres conditions sont nécessaires à la germination. Pour chaque plante, elles sont complètement différentes. Premièrement, c'est une certaine température de l'air. Pour les plantes qui aiment la chaleur, c'est +10 degrés Celsius. Mais le blé d'hiver commence déjà à se développer à + 1. De l'eau est également nécessaire. Grâce à cela, le grain gonfle, ce qui accélère les processus de respiration et de métabolisme. Les nutriments sont convertis en une forme sous laquelle ils peuvent être absorbés par le fœtus. La présence d'air et un ensoleillement suffisant sont deux conditions supplémentaires pour la germination de la graine et le développement de la plante entière, car la photosynthèse est impossible sans eux.
Graines et fruits
Chaque fruit contient des graines. La structure des graines des plantes supérieures est presque identique. Mais les fruits sont plus variés. Attribuez des fruits secs et juteux. Ils diffèrent par la structure des couches situées autour de la graine. Chez les succulentes, une des couches du péricarpe est nécessairement charnue. Prune, pêche, pomme, framboise, fraise… Ces délices sont appréciés de tous précisément parce qu'ils sont juteux et sucrés. Dans les fruits secs, le péricarpe est coriace ou ossifié. Ses couches fusionnent généralement en une seule,protégeant de manière fiable les graines à l'intérieur. Une boîte de coquelicots, une gousse de moutarde, un grain de blé ont une telle structure.
Le rôle biologique des graines
La plupart des plantes de la planète utilisent des graines pour se reproduire. La structure des graines des plantes modernes est le résultat d'une longue évolution. Ces organes génitaux contiennent l'embryon et un approvisionnement en substances qui assurent sa croissance et son développement même dans des conditions défavorables. Les graines ont des adaptations pour la dispersion, ce qui augmente leurs chances de survie et de fixation.
Ainsi, la graine est le résultat du processus de fécondation. C'est une structure constituée d'un embryon, de substances de réserve et d'une peau protectrice. Tous ses éléments remplissent certaines fonctions, grâce auxquelles le groupe de plantes à graines a pris une position dominante sur la planète.
