Seme – definicija, zgradba, vrste in pomen za rastline

Seme je del rastline, ki lahko zraste v novo rastlino. Je razmnoževalna struktura, ki se širi in lahko preživi nekaj časa. Tipično seme vsebuje tri osnovne dele: (1) zarodek, (2) zalogo hranilnih snovi za zarodek in (3) semensko ovojnico.

Obstaja veliko različnih vrst semen. Nekatere rastline naredijo veliko semen, druge le nekaj. Semena so pogosto trda in zelo majhna, nekatera pa so večja. Kokos je velik kot otroška glava, vendar vsebuje več kot le seme. Na začetku so semena nekaj časa v mirovanju (počivajo v svoji prevleki). Ko je seme pripravljeno na razvoj, potrebuje vodo, zrak in toploto, vendar ne sončne svetlobe, da postane sadik.

Semena nosijo hrano, ki pomaga novi rastlini pri rasti. Ta hrana je v endospermu in/ali v lističih. Številne vrste semen so dobra hrana za živali in ljudi. Številne vrste žit, ki jih gojimo ljudje, kot so riž, pšenica in koruza, so semena. Semena so pogosto v plodovih.

Zgradba semena

Klasično seme sestavljajo trije glavni deli:

Zarodek – mlad rastlinski organ, iz katerega se razvije korenina (radikula), poganjek (plumula) in prva lističa.
Zaloga hranil – tkivo (endosperm ali lističa), ki hrani zarodek med kalitvijo in prvo fazo rasti. V nekaterih semenih (npr. pri žitih) prevladuje endosperm, pri drugih (npr. pri mnogih dvokaličnicah) pa so hranila v debelejših lističih.
Semenska ovojnica (testa) – zunanja plast, ki varuje seme pred poškodbami, izsušitvijo in napadi mikrobov.

Dodatne strukture so tudi hilum (sled na mestu pritrditve semena v plodu), micropylar odprtina (mikropil), skozi katero običajno vstopi voda pri kalitvi, in v nekaterih primerih dodatne prevleke ali krilca za raznašanje.

Vrste semen

Semena so zelo raznolika. Razvrščamo jih lahko glede na:

Velikost: od mikroskopskih semen orhidej do velikih, plavajočih semen kokosa.
Notranjo zgradbo: seme z razvitim endospermom (endospermično) in seme, kjer so hranila v lističih (exalbuminous).
Kemične lastnosti: nekatera so bogata z olji (npr. oljne rastline), druga z ogljikovimi hidrati (žitna semena).
Reproduktivne adaptacije: semena z zaščitno trdo lupino, semena z beljakovinskimi strukturnimi defenzivi, ali semena, ki zahtevajo posebne pogoje za razkroj prevleke.

Počivanje (dormanca) in kalitev

Mnoge vrste semen vstopijo v stanje počivanja (dormance), da se kalitev ne začne takoj po zorenju. Počivanje različno odpravijo z različnimi naravnimi signali:

Imbibicija vode: prvo vpijanje vode povzroči širitev tkiv in sproži presnovo.
Toplota: za kalitev je pogosto potrebna določena temperaturna stopnja; nekatera semena pa potrebujejo spremembo temperature (stratifikacija).
Fizikalne ali kemične poškodbe lupine: nekatera semena potrebujejo mehansko poškodbo (scarifikacija) ali izpostavljenost kislinam/ognju, da lupina postane prepustna.
Svetloba: medtem ko večina semen za kalitev ne potrebuje neposredne sončne svetlobe (kot že omenjeno), nekatera majhna semena zahtevajo svetlobo kot signal za kalitev.

Oblike kalitve: epigealna (prvi lističi izstopijo nad površino) in hipogealna (lističi ostanejo pod zemljo), odvisno od vrste rastline.

Razširjanje semen (dispersija)

Semena imajo različne mehanizme za premik stran od starševske rastline, kar zmanjšuje konkurenco in povečuje zmožnost širitve vrste:

Veter (anemohorija): krilca, perje ali zelo lahka semena (npr. regrat).
Voda (hidrohorija): plavajoča semena, kot pri kokosih.
Živali (zoochorija): semena, pritrjena na dlako ali perje, ali semena, ki jih živali pojedo in nato razširijo s iztrebki.
Samodejno izmetanje (ballistika): nekatere rastline izstrelijo semena iz plodov.

Pomen za ekosisteme in ljudi

Semena so temelj prehrambnih verig in ekosistemov. So glavni vir energije in hranil za številne živali in so tudi osnovni vir hrane za ljudi: mnoga žit in stročnice so pravzaprav semena. Poleg prehrane so semena vir olj, začimb, zdravilnih snovi in surovin za industrijo.

Semena omogočajo tudi obnavljanje gozdov in rastlinskih skupnosti ter shranjevanje genetske raznovrstnosti. V projektih ohranitev so semenske banke ključne za dolgoživost vrst in obnovo habitatov.

Shramba in življenjska sposobnost

Življenjska sposobnost semena (koliko časa ostane sposobno vzkliti) je odvisna od vrste in pogojev shranjevanja. Splošno veljajo pravila:

Suh zrak in nizka temperatura podaljšata obstojnost večine semen (t. i. ortodoksna semena).
Obstajajo pa tudi reklaktrantna semena (npr. nekatera tropska semena), ki ne prenašajo izsušitve in jih ni mogoče dolgo hraniti v suhih pogojih.
Stalna izpostavljenost vlagi, visokim temperaturam ali škodljivcem hitro zmanjša kaljivost.

Zaradi tega so pravilno sušenje, pakiranje in hlajenje ključni pri komercialni trgovini s semeni in pri dolgoročnem shranjevanju v semenskih bankah.

Za praktično vrtnarjenje ali kmetovanje je koristno vedeti posebne zahteve posameznih semen (npr. potreba po svetlobi, hladni obdelavi ali scarifikaciji), saj to močno vpliva na uspešnost kalitve in rast mladih rastlin.

Lanena semena

Semena različnih rastlin. 1. vrstica: mak, rdeča paprika, jagode, jablana, robida, riž, carum, 2. vrstica: gorčica, jajčevec, physalis, grozdje, maline, rdeči riž, pačuli, 3. vrstica: fige, lycium barbarum, pesa, borovnice, zlati kivi, šipek, bazilika, 4. vrstica: vrstica: rožnati poper, paradižnik, redkev, korenček, matthiola, koper, koriander, vrstica 5: črni poper, belo zelje, napa zelje, rakitovec, peteršilj, regrat, capsella bursa-pastoris, vrstica 6: cvetača, redkev, kivi, grenadilla, pasijonka, melisa, tagetes erecta

Razvoj iz semena

Čeprav seme ni aktivno, je majhno živo bitje. V njem je zarodek bodoče rastline, ki se ne spreminja ali razvija: je v mirovanju. Običajno se misli, da seme "spi", dokler ne dobi tistega, kar potrebuje, da se prebudi. To ni pravilno. Različna semena imajo različne navade, ki so nedvomno prilagojene njihovemu življenjskemu okolju. Semena so v različnih fazah mirovanja:

1. Mirujoči proces: pomeni, da se seme nekaj časa ne razvije, tudi če so pogoji primerni.^p98 Zamujeno kaljenje (razvoj) omogoča čas za širjenje. V semenu se zgodijo spremembe, zaradi katerih seme prej ali slej vzklije. Podrobnosti se med vrstami zelo razlikujejo.

2. Hibernacija semen: semena ne vzklijejo, ker pogoji niso primerni. Rast sprožijo posebni dogodki v okolju. Podrobnosti o sprožilcih so znane za nekatera semena, vendar ne za vsa. Primeri so dež, požar, temperatura tal. Veliko semen vzklije šele po tem, ko jih žival poje in prebavi skozi svoj prebavni sistem. Tudi to je način širjenja.

Ko seme vzklije ("prebudi se"), začne rasti v majhno rastlino, imenovano sadik. Ta uporablja mehko mesnato snov v semenu za hranila (hrano), dokler ni pripravljena, da si sama ustvari hrano s pomočjo sončne svetlobe, vode in zraka.

Večina semen kali pod zemljo, kjer ni sončne svetlobe. Rastlina nekaj dni ali tednov ne potrebuje hranil iz zemlje, saj ima seme vse, kar potrebuje za rast. Pozneje pa bo začelo potrebovati sončno svetlobo. Če je na voljo sončna svetloba, jo bo rastlina uporabila za zdravo rast. Če svetlobe ni, bo rastlina še nekaj časa rasla, vendar njeni plastidi ne bodo dozoreli: klorofil ne bo postal zelen. Če rastlina nima dovolj svetlobe, bo sčasoma umrla. Svetlobo potrebuje, da si lahko sama pripravi hrano, ko se zaloge v semenu izčrpajo.

Najstarejše seme, datirano z ogljikovim atomom 14, ki je zraslo v rastlino, je bilo približno 2000 let staro seme judovske datljeve palme, najdeno pri izkopavanjih v palači Heroda Velikega na Masadi v Izraelu. Kalilo je leta 2005.
Največje seme ima kokosova palma Lodoicea maldivica (Coco de mer ali "dvojna kokosova palma"). Celoten sadež lahko tehta do 23 kilogramov in običajno vsebuje eno samo seme.

Izvor in razvoj

Semena so pomembna za razmnoževanje in širjenje iglavcev in cvetočih rastlin. Rastline, kot so mahovi, jetrnice in praproti, nimajo semen, za razmnoževanje pa uporabljajo nezaščitene spore in druge metode. Pred obdobjem zgornjega devona so se kopenske rastline, kot so sodobne praproti, razmnoževale s pošiljanjem spor v zrak. Spore so pristale in postale nove rastline le v ugodnih razmerah. Spore imajo malo shranjene hrane in so lahko le posamezne celice in ne zarodki.

Razvoj semen je spremenil življenjski cikel rastlin, saj so se rastline osvobodile potrebe po zunanji vodi za spolno razmnoževanje ter zagotovile zaščito in hranila za razvijajoči se zarodek. Ti funkciji sta rastlinam omogočili, da so se razširile zunaj neposredne bližine vodnih virov. Lahko so izkoristile bolj suha in gorska okolja. ^p92To je razvidno iz uspeha semenskih rastlin v pomembnih bioloških nišah na kopnem, od gozdov do travnikov tako v vročem kot hladnem podnebju. Današnje semenske rastline so gymnospermi z golimi semeni in angiospermi s pokritimi semeni, običajno plodovi.

Prva prava semena so iz zgornjega devona pred 370-354 milijoni let, kar je verjetno prizorišče njihove prve evolucijske radiacije. Prva drevesa, ki so proizvajala semena, so bila v gozdovih karbonskega obdobja. ^p112Semenovke so postopoma postale eden najpomembnejših elementov skoraj vseh ekosistemov.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je seme?

O: Seme je del rastline, ki lahko zraste v novo rastlino. Je razmnoževalna struktura, ki se širi in lahko preživi nekaj časa.

V: Kateri so trije osnovni deli tipičnega semena?

O: Trije osnovni deli tipičnega semena so zarodek, zaloga hranilnih snovi za zarodek in semenska prevleka.

V: Ali vse rastline naredijo enako število semen?

O: Ne, nekatere rastline naredijo veliko semen, druge pa le nekaj.

V: Kaj je endosperm?

O: Endosperm je zaloga hrane v semenu, ki pomaga novi rastlini pri začetku rasti.

V: Ali so semena dobra hrana za živali in ljudi?

O: Da, veliko vrst semen je dobra hrana za živali in ljudi. Številne vrste žit, ki jih gojimo ljudje, kot so riž, pšenica in koruza, so semena.

V: Kaj potrebujejo semena, da se začnejo razvijati?

O: Ko je seme pripravljeno na razvoj, potrebuje vodo, zrak in toploto, vendar ne sončne svetlobe, da postane sadik.

V: Ali lahko najdemo semena tudi zunaj plodov?

O: Da, čeprav so semena pogosto v plodovih, jih lahko najdemo tudi v drugih delih rastline.