Taimemaailmas võib eristada kahte paljunemisvormi: aseksuaalne ja seksuaalne. Esimene tüüp hõlmab selliseid päriliku teabe edastamise meetodeid nagu rakkude otsene jagunemine, vegetatiivne - somaatiliste rakkude rühma abil ja paljundamine spetsiaalsete haploidsete rakkude - eostega. Teine, arenenum vorm on seksuaalne paljunemine, mis viib seemnete moodustumiseni. Seda leidub katteseemnetaimede ja õistaimede, mida nimetatakse ka katteseemnetaimedeks, elutsüklis. Selles töös vaatleme oa seemne välisstruktuuri, selgitame välja selle idanemiseks vajalikud tingimused ning teeme ka kindlaks, millised eelised on seemnete paljunemisvõimelistel taimedel.
Millest ja kuidas moodustuvad seemned?
Oad on liblikõieliste perekonna soojust armastav üheaastane kultuur, millel on iseloomuliku kujuga õied, mis meenutavadkokkupandud tiibadega istuv purjekas või liblikas. Lille sees, selle erilises osas, mida nimetatakse pistiks, on seemneidu, mis peitis embrüokoti oma kestade alla. See sisaldab munarakku ja diploidset struktuuri, mida nimetatakse keskrakuks. Neid viljastatakse järjestikku kahe spermatosoidiga, mille tulemusena ilmub oa seeme. Sellel on embrüo, kasvu ja arengu jaoks vajalike orgaaniliste ühendite varu, kaks idulehte ja kest, mida nimetatakse seemnekestaks.
Mis on kaheidulehelised seemned
Kõik kahe idulehega õistaimed moodustavad viljastamise tulemusena seemnetega vilju, mille moodustamisel mängivad peamist rolli kõik õie osad: tupp, kroonlehtedega õis, tolmukatest ja tolmukatest koosnev androetsium muidugi seemneprimordiaga pesa. Oa seemne ehitust õpitakse 6. klassis, tutvudes sellise bioloogia osaga nagu botaanika. Sellel on ellipsoidne kuju, mis ühendab muljetavaldava seemnemahu suhteliselt väikese pinnaga.
See funktsioon minimeerib seemne kokkupuudet keskkonnaga. Oa seemne välisstruktuur meenutab imetajate eritussüsteemi peamist organit. Inimese anatoomias on isegi definitsioon – oakujuline neer. Sisemisel, nõgusal küljel on arm – koht, mille kaudu oa seeme kinnitub vilja kuivade lehtede külge, mida nimetatakse oaks. Sellest ka taimeperekonna nimi – Kaunviljad. Sellel on rohkem kui 12 tuhat liiki. Enamus sellestesindajad on rohtsed vormid, kuid leidub ka põõsaid ja puid. Kaunviljadest nimetame meistrid väärtusliku taimse valgu sisalduse osas: need on sojaoad, herned, oad, läätsed.
Seemnestruktuurid ja nende tähendus
Jätkame oaseemne struktuuri käsitlemist. Alloleval joonisel on selgelt näha eelnev alt näidatud osade olemasolu, nimelt: seemnekest, kaks idulehte ja nende vahel paiknev embrüo.
Nagu tehti kindlaks, on välimine osa – seemne kest – tuletis seemneidu (integument) osadest. See täidab kaitsefunktsiooni kuivamise, ebasoodsate temperatuuride ja muude negatiivsete abiootiliste tegurite eest. Loomulikult on peamine seemne struktuur embrüo. Miks see nii on, vaatame järgmist jaotist.
Dicoo embrüo
Nagu mäletame, areneb ainult õistaimedele omase topeltviljastamise protsessis viljastatud munarakust paljurakuline moodustis – sigoot. Seda nimetatakse embrüoks ja sellel on kolm osa: idujuur, vars ja neer. Pöörame tähelepanu oa seemne sisemisele struktuurile. Allolev diagramm näitab selgelt, et kindl alt idulehtede vahele peidetud embrüo pole mitte ainult kõige olulisem, vaid ka kõige õrnem ja haavatavam struktuur. Järgmisena vastame küsimusele, millised funktsioonid on omased embrüo põhikomponentidele.
Lootejuur
Valdavmitmel maismaataimedel on hästi arenenud juurestik: põhi-, külg- või juhuslik. Kõrrelised, põõsad ja puitunud liigid võivad moodustada kahte tüüpi maa-aluseid struktuure, mida botaanikas nimetatakse tajuure- ja kiudjuuresüsteemiks. Nagu selgus, alustavad nad oma arengut samast osast - idujuurest. Selle rakkude jagunemise algus taimefüsioloogias on peamine kriteerium, mille järgi määratakse sellise mehhanismi käivitamine nagu seemnete idanemine. Oad, tomatid, herned ja muud soojust armastavad ja reageerimisvõimelised põllukultuurid nõuavad erinevate keskkonnategurite optimaalset kombinatsiooni, et viia see protsess lõpule uue noore taime tärkamisega.
Idulehed ja nende roll seemiku elu toetamisel
Seemne idanemiseks on vaja toitaineid: suhkruid, aminohappeid, rasvu. Kaheidulehelistel taimedel koguneb see idulehtedesse. Embrüo idanemise alguses lähevad orgaanilised ained lahustunud kujule, mis on rakkude poolt imendumiseks kõige kättesaadavam. Kaheiduleheliste taimede istikutel hakkavad idulehed toimima esimeste maapealsete, nn embrüonaalsete lehtedena. Sellegipoolest suudavad nad läbi viia fotosünteesi ja varustada noort taime kõigi vajalike plastiliste ainetega.
Mis on seemnete idanemine?
See on füsioloogiline protsess, mis põhineb üleminekumehhanismil seemnete varjatud perioodist embrüo osade aktiivse kasvu faasi: juur ja vars koos lehtedega. Selle tulemusena ilmub kõigepe alt seemik jasiis moodustub noor taim. Milline on idaneva oa seemne välimus? Alloleval fotol on selgelt näha, et esm alt hakkab arenema idujuur, seejärel toob vars idulehtede lehed maapinnast kõrgemale. Mõne aja pärast moodustuvad varre kasvukoonusest, mis koosneb apikaalsest kasvatuskoest – meristeemist – oataime pärislehed.
Puhkeperiood
Pärast ubadeks nimetatud viljade valmimist ei suuda aiast korjatud oaseemned kohe idaneda. Mitte ainult liblikõieliste perekonna taimede, vaid ka teiste rühmade esindajate puhul, nagu tomatid, baklažaanid, kurgid, kulub nende seemnete koristusjärgseks valmimiseks aega. Seda iseloomustab eelkõige asjaolu, et sel ajal toimub embrüo rakkudes ainevahetus väga madalal tasemel. Seemnete hingamine praktiliselt puudub, veesisaldus on alla kuuendiku kogumassist.
Selle tulemusena on seemnetel minimaalne idanemisenergia, mis on ebapiisav idulehtede orgaaniliste ainete üleminekuks lahustuvale vormile. Nii oa seemne välis- kui sisestruktuur varjatud perioodil ei erine kasvuperioodi omast, mil oaseemned valmistatakse ette külvamiseks maasse. Erinevused on peamiselt seotud metaboolsete reaktsioonide kiirusega embrüo rakkudes, mis on seemnete puhkeperioodil väga madal.
Mida on vaja embrüo idanemiseks
Agronoomias saatetõsta esile järgmised tingimused, mis tagavad seemne kvaliteetse idanemise ja sõbralike seemikute väljanägemise: vee olemasolu, soodne temperatuur, hapniku olemasolu, optimaalne valgustus. Vaatleme neid tegureid üksikasjalikum alt. Esimene abiootiliste tingimuste loendis on vesi. See on vajalik rakkude turse jaoks, millega kaasneb nende hingamise kiirenemine.
Oa seemne ehitust uurides saime teada, et embrüo toitumine on võimalik ainult siis, kui idulehtedes olevad orgaanilised ained lähevad lahustunud kujule. Selle põhjuseks on veemolekulide tungimine nende hoiuparenhüümi. Kuna oad on soojust armastav kultuur, tärkavad nad hästi soojas mullas. Kuid valgustus ei mõjuta idanemise energiat. Seemnete varjatud seisundist kunstlikuks eemaldamiseks töödeldakse neid stimulantidega, näiteks fütohormoonidega.
Nad viivad läbi ka skarifikatsiooni, see tähendab, et nad rikuvad mehaaniliselt koore terviklikkust, kahjustamata oa seemne sisestruktuuri moodustavaid struktuure, eriti selle idulehti ja embrüot. Seega kiirendavad kõik ül altoodud põllumajandustavad põllukultuuride idanemise protsessi.
