Définition du terme "graine" en botanique
Bien que la graine soit souvent décrite (y compris dans des sources faisant autorité) comme "l'organe de reproduction des graines des plantes" (moins souvent - l'"organe de reproduction sexuée des plantes"), la graine n'est pas un organe au sens habituel de ce terme , car il combine les structures de deux (chez les gymnospermes - trois) générations différentes du cycle de vie. Les organes de la reproduction sexuée (organes génitaux, gamétanges) chez les gymnospermes sont représentés par des archégones et chez les plantes à fleurs, ils sont réduits. Plus justifiée est la définition d'une graine comme "plante rudimentaire" (elle est donnée par de nombreux manuels scolaires de botanique) ; cette définition souligne qu'une nouvelle génération (sporophyte) de la plante se développera à partir de la graine. Dans le même temps, les parties restantes de la graine, à l'exception de l'embryon, peuvent être considérées comme des structures supplémentaires (organes) qui assurent le développement de l'embryon.
Structure de la graine
La structure des gymnospermes
La graine se développe à la surface de l'écaille de la graine. C'est une structure multicellulaire qui combine un tissu de stockage - endosperme, embryon et une enveloppe protectrice spéciale (écorce de graine). Avant la fécondation, la partie centrale de l'ovule contient le nucelle, qui est progressivement remplacé par l'endosperme. L'endosperme est haploïde et est formé à partir des tissus du gamétophyte femelle.
Endosperme
L'endosperme est le tissu contenu dans la graine, entourant généralement l'embryon et lui fournissant des nutriments pendant le développement. Chez les gymnospermes, l'endosperme est le tissu du gamétophyte femelle. Souvent dans les premiers stades de développement, il a une structure syncytiale, plus tard des parois cellulaires s'y forment. Les cellules de l'endosperme sont initialement haploïdes mais peuvent devenir polyploïdes. Chez les plantes à fleurs, l'endosperme se forme généralement lors de la double fécondation à la suite de la fusion de la cellule centrale (noyau central) du sac embryonnaire avec l'un des spermatozoïdes. Dans de nombreuses cellules florifères, l'endosperme est triploïde. Dans un nénuphar, l'endosperme est formé par la fusion du sperme avec une cellule haploïde du sac embryonnaire, de sorte que ses noyaux sont diploïdes. Dans de nombreux noyaux floraux, l'endosperme a un ensemble de chromosomes de plus de 3n (jusqu'à 15n).
périsperme
Article principal : périsperme
Le périsperme a une fonction similaire à l'endosperme, mais possède un ensemble diploïde de chromosomes, contient une petite quantité de protéines, principalement de l'amidon, et parfois des graisses. Il peut jouer le rôle de tissu de stockage principal à la fois indépendamment et avec l'endosperme.
germe
État de repos
Germination des graines
Oxygène
Humidité
Stratification
Scarification
On suppose que les graines de certaines plantes (par exemple, calvaria Sideroxylon grandiflorum) ne peut pas germer dans la nature sans passer par les intestins des oiseaux. Ainsi, les graines de calvaria ne pouvaient germer qu'après avoir traversé les intestins de dindes domestiques ou avoir été traitées avec de la pâte à polir.
Certaines graines nécessitent à la fois une scarification et une stratification. Et parfois (aubépine) la plupart des graines germent après scarification et double stratification, c'est-à-dire après deux périodes de dormance hivernale.
Lumière
Propagation des graines
Auto-dissémination des graines (autochorie)
Les graines de nombreuses plantes tombent au sol à côté de la plante mère après l'ouverture du fruit. Parfois, lorsque le fruit est ouvert, les graines sont éjectées avec force, se dispersant sur une certaine distance. L'auto-diffusion des graines est typique des plantes telles que les oxalis communs délicats à petites fleurs.
propagation du vent
Les graines de nombreuses plantes sont dispersées par le vent (anémochorie). Ce sont, par exemple, des graines de pin ordinaires, équipées d'une aile, des graines de plantes des genres peuplier et saule, couvertes de poils ("duvet de peuplier"), de petites graines d'orchidées poussiéreuses.
Propagation par l'eau (hydrochorie)
Les fruits et les graines non seulement aquatiques, mais aussi certaines plantes terrestres sont distribués par l'eau. L'aulne pousse souvent le long des rives des rivières; ses fruits, tombant dans l'eau, ne coulent pas. Le courant les emporte loin des plantes mères. Les fruits du cocotier sont transportés d'une île à l'autre par les courants marins.
Propagation par les animaux
La distribution par les animaux est la zoochorie. Les graines de plantes peuvent être dispersées par les animaux sur le corps (généralement avec des fruits), par passage dans le tractus intestinal et par dispersion avec perte de graines.
Sur le corps, les graines et les fruits à une seule graine sont généralement portés par les oiseaux et les mammifères. Ainsi, les mammifères peuvent porter sur la laine les fruits de gravilat, succession, aigremoine et bien d'autres plantes à crochets, poils et remorques. Les graines collantes de gui, de nénuphars, etc. peuvent également se répandre sur le corps des oiseaux et des mammifères.
À travers les intestins des oiseaux et des mammifères, après avoir mangé les fruits, ils passent, sans perdre leur germination, les graines de plantes telles que l'euonymus verruqueux, l'aubépine, les framboises et bien d'autres.
En faisant des stocks dans les garde-manger, les écureuils, les tamias, les geais et les casse-noix perdent une partie des graines ou ne trouvent pas une partie des garde-manger, contribuant à la propagation des graines de pin et de chêne de Sibérie.
Un mode particulier de dispersion des graines par les animaux est la myrmécochorie. La myrmécochorie est la dispersion des graines par les fourmis. Les graines de certaines plantes ont des appendices nutritionnels attrayants pour les fourmis - élaïosomes. Plantes myrmécochores du centre de la Russie - violette parfumée, sabot européen, ozhika poilue et bien d'autres; certains d'entre eux sont distribués exclusivement par les fourmis.
Le rôle des graines dans la nature et la vie humaine
De nombreux organismes (des champignons et des bactéries aux oiseaux et aux mammifères) se nourrissent fortement, et parfois exclusivement, de graines. Les graines constituent la base de la nourriture d'animaux tels que certains insectes et leurs larves (par exemple, les fourmis moissonneuses), les oiseaux granivores, les rongeurs (tamias, écureuils, hamsters, etc.).
Depuis le début de l'agriculture dans la plupart des régions du monde, la base de l'alimentation humaine est également constituée de graines, principalement de céréales cultivées (blé, riz, maïs, etc.). Le principal nutriment avec lequel l'humanité reçoit le plus de calories est l'amidon, présent dans les graines de céréales. Les graines de légumineuses - soja, haricots, etc. sont également une source importante de protéines pour l'humanité. Les graines sont la principale source d'huiles végétales, qui sont extraites des graines de tournesol, de colza, de maïs, de lin et de nombreuses autres graines oléagineuses.
Littérature
- Melikyan A.P., Nikolaeva M.G., Komar G.A. Graine // Vie végétale : en 6 vol. / Éd. A. L. Takhtadzhyan. - M.: Education, 1980. - V. 5. Partie 1. Plantes à fleurs. Dicotylédones : magnoliidés, renonculides, hamamélidés, caryophyllides. - S. 84-91.
- Danovich K.N., Sobolev A.M., Zhdanova L.P., Illi I.E., Nikolaeva M.G., Askochenskaya N.A., Obrucheva N.V., Khavkin E.E. Physiologie des graines / Académie des sciences de l'URSS ; Scientifique conseil sur les problèmes de physiologie et de biochimie des plantes ; Ordre du Drapeau Rouge du Travail Institut de Physiologie Végétale. K. A. Timiryazev ; représentant éd. b. n.m. A. A. Prokofiev. - M. : Nauka, 1982. - 318 p.
Remarques
Liens
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- graines de plantes- article de la Grande Encyclopédie soviétique
- Seed Science Research est une revue internationale consacrée à l'étude des semences. (Consulté le 29 janvier 2011)
Une plante à fleurs commence sa vie sous forme de graine. Les graines de plantes diffèrent par leur forme, leur couleur, leur taille, leur poids, mais elles ont toutes une structure similaire.
Un grain de blé n'est pas une graine, mais un fruit. Les tissus du fœtus dans le caryopse ne sont représentés que par une couche externe membraneuse, appelée membrane du fruit. Le reste du grain est la semence.
La structure de la graine de monocotylédone est bien visible sur l'exemple du blé. Dans le blé, les céréales sont des fruits - des céréales contenant une seule graine. La majeure partie du grain est occupée par l'endosperme - un tissu de stockage spécial contenant des substances organiques. L'embryon est situé sur le côté de l'endosperme. Il distingue la racine germinale, la tige germinale, le bourgeon germinal et le cotylédon modifié situé à la frontière avec l'endosperme. Ce cotylédon facilite le flux de nutriments de l'endosperme à l'embryon lors de la germination des graines.
La structure de la graine d'une plante monocotylédone (blé)
La structure de la graine d'une plante dicotylédone
La structure de la graine d'une plante dicotylédone est plus facile à considérer en prenant l'exemple d'un haricot, composé d'un embryon et d'une peau de graine. Après avoir retiré le tégument, l'embryon est exposé, composé d'une racine embryonnaire, d'une tige embryonnaire, de deux cotylédons massifs et d'un rein enfermés entre eux. Les cotylédons sont les premières feuilles modifiées de l'embryon. Dans les haricots et de nombreuses autres plantes, ils contiennent un apport de nutriments, qui sont ensuite utilisés pour nourrir le semis, et remplissent également une fonction de protection vis-à-vis du rein.
La structure de la graine d'une plante dicotylédone (haricots)
Détermination des substances inorganiques dans la semence
Cible: identifier les substances inorganiques dans la graine.
Ce que nous faisons : placez des graines sèches (blé) au fond du tube à essai et faites-les chauffer sur le feu. Condition : maintenir l'éprouvette au-dessus du feu horizontalement afin que sa partie supérieure reste froide.
Ce que nous observons : bientôt sur les parois intérieures de la partie froide du tube à essai, vous pouvez voir des gouttes d'eau.
Résultat: les gouttes d'eau sont le résultat du refroidissement de la vapeur d'eau dégagée par les graines.
Ce que nous faisons : continuer à chauffer le tube à essai.
Ce que nous observons : des gaz bruns apparaissent. Les graines étaient carbonisées.
Résultat: lorsque les graines sont complètement brûlées, il ne reste qu'un peu de cendre. Il n'y en a pas beaucoup dans les graines - de 1,5 à 5% de la masse sèche.
Conclusion: les graines contiennent des matières organiques combustibles et des minéraux non combustibles (cendres).
Détermination de la matière organique dans la graine
On sait que la farine est obtenue en broyant des grains de blé dans un moulin.
Cible: Découvrons la composition des substances organiques incluses dans les graines de blé.
Ce que nous faisons : prenez de la farine de blé, ajoutez-y de l'eau et faites un petit morceau de pâte. Envelopper une boule de pâte dans de la gaze et rincer abondamment dans un récipient avec de l'eau.
Ce que nous observons : l'eau dans le récipient est devenue trouble et un petit morceau collant est resté dans la gaze.
Ce que nous faisons : déposer 1 à 2 gouttes de solution d'iode dans un verre d'eau.
Ce que nous observons : le liquide dans le récipient est devenu bleu.
Résultat: l'eau du test est devenue bleue - cela signifie qu'il y a de l'amidon.
Sur la gaze, dans laquelle il y avait de la pâte, il y avait une masse collante visqueuse - gluten ou protéine végétale.
Conclusion: les graines contiennent des protéines végétales et de l'amidon - ce sont des substances organiques. Les graines contiennent principalement de la matière organique. Différentes plantes en ont en différentes quantités.
Détermination des graisses végétales dans les graines de plantes
En plus des protéines et de l'amidon provenant de substances organiques, les graines contiennent également des graisses végétales.
Cible: prouver que les graines contiennent des graisses végétales.
Ce que nous faisons : mettre une graine de tournesol entre deux feuilles de papier blanc (Fig. 1). Appuyez ensuite l'extrémité émoussée du crayon sur la graine (Fig. 2).
Ce que nous observons : une tache graisseuse est apparue sur le papier (Fig. 3).
conclusion générale : des substances organiques se forment dans le corps et, lorsqu'elles sont chauffées, se carbonisent, puis brûlent, se transformant en substances gazeuses. Les substances inorganiques qui composent la graine ne brûlent pas et ne se carbonisent pas.
Processus vitaux d'une graine en germination
Germination des graines
La germination des graines est un indicateur important de la qualité des graines elles-mêmes. Il n'est pas difficile de le définir.
Cible: apprendre à déterminer la germination des graines.
Ce qu'ils font: comptez, à partir du matériel de semence, 100 graines d'affilée, sans choix, étalez-les sur du papier filtre humide ou sur du sable humidifié (c'est possible sur un chiffon humide).
Ce que nous observons : après 3-4 jours, le nombre de graines germées est compté et ils voient à quel point les graines germent à l'amiable.
Après 7 à 10 jours, le nombre de graines germées est à nouveau compté et la germination finale est observée.
La germination est évaluée en pourcentage, en comptant le nombre de pourcentage germé sur 100 semés.
Conclusion: plus le nombre de graines germées est élevé, meilleur est le matériel de semence.
germination des graines
Il y a des graines qui, lors de la germination, amènent des feuilles de cotylédons à la surface du sol (haricots, concombre, citrouille, betteraves, bouleau, érable, aster, soucis) - c'est la germination des graines au-dessus du sol.
Chez d'autres plantes, lors de la germination, les cotylédons ne remontent pas à la surface du sol (pois, capucine, féverole, chêne, châtaignier), ils sont classés comme plantes à germination souterraine.
Conditions nécessaires à la germination des graines
Pour ce faire, vous pouvez mener une petite expérience.
Cible: Quelles sont les conditions nécessaires pour que les graines germent ?
Ce que nous faisons : prenez trois verres et mettez quelques grains de blé au fond de chacun. Dans le premier - laissez les graines telles quelles (il n'y aura que de l'air dedans). Dans le second - versez suffisamment d'eau pour qu'elle ne fasse que mouiller les graines, mais ne les recouvre pas complètement. Remplissez le troisième verre à moitié. Couvrir les trois verres avec du verre et laisser à la lumière. C'est le début de notre expérience.
Après environ 4-5 jours, nous analyserons le résultat.
Ce que nous observons : dans le premier, les graines sont restées inchangées ; dans le second, elles ont gonflé et germé ; et dans le troisième, elles ont seulement gonflé mais n'ont pas germé.
Résultat: l'expérience montre que les graines absorbent facilement l'eau et gonflent, augmentant de volume. Dans ce cas, les substances organiques (protéines et amidon) deviennent solubles. Ainsi, la graine d'un état dormant commence une vie active. Cependant, si, comme dans le troisième verre, l'air n'a pas accès aux graines, alors bien qu'elles aient gonflé, elles n'ont pas germé. Les graines ont germé uniquement dans le deuxième verre, où elles avaient accès à la fois à l'eau et à l'air. Il n'y a eu aucun changement dans le premier verre, car l'humidité n'a pas été fournie aux graines.
Conclusion: Les graines ont besoin d'humidité et d'air pour germer.
Effet de la température sur la germination des graines
Cible: Confirmons expérimentalement qu'en plus de l'humidité et de l'oxygène, les conditions de température affectent également la germination des graines.
Ce que nous faisons : mettez quelques graines de haricot dans deux verres (une quantité égale) et versez de l'eau de manière à ce qu'elle ne fasse que mouiller les graines, mais ne les recouvre pas complètement. Couvrir les verres avec du verre. Nous laisserons un verre dans la pièce à une température de + 18-19ºС et mettrons l'autre au froid (réfrigérateur), où la température ne dépasse pas + 3-4ºС.
Après 4-5 jours, nous vérifierons les résultats.
Résultat: les graines ne germaient que dans le verre qui se trouvait dans la pièce.
Conclusion: par conséquent, une certaine température ambiante est également nécessaire pour la germination des graines.
haleine de graine
Le besoin d'air s'explique par le fait que les graines respirent, c'est-à-dire qu'elles absorbent l'oxygène de l'air et libèrent du dioxyde de carbone dans l'environnement.
Cible: prouver expérimentalement que les plantes absorbent l'oxygène de l'air et émettent du dioxyde de carbone.
Ce que nous faisons : Prenez deux flacons en verre. Nous mettons une petite quantité de graines de pois gonflées dans l'une et laissons l'autre vide. Nous couvrons les deux flacons de verre.
Dans une journée, prenez un éclat brûlant et mettez-le dans un flacon vide.
Ce que nous observons : la torche continue de brûler. Tremper dans un flacon avec les graines. La lanterne s'est éteinte.
Il a été scientifiquement prouvé que l'oxygène de l'air favorise la combustion et est absorbé par la respiration. Le dioxyde de carbone, en revanche, n'entretient pas la combustion et est libéré lors de la respiration.
Conclusion: l'expérience a montré que les graines en germination (en tant qu'organisme vivant) absorbaient l'oxygène (O 2) de l'air qui se trouvait dans le flacon et émettaient du dioxyde de carbone (CO 2). Nous nous sommes assurés que les graines respirent.
Les graines sèches, si elles sont vivantes, respirent aussi, mais ce processus est très faible en elles.
La transformation des substances dans une graine en germination
La germination des graines s'accompagne de processus biochimiques, anatomiques et physiologiques complexes. Dès que l'eau commence à s'écouler dans les graines, la respiration y augmente fortement et les enzymes sont activées. Sous leur influence, les nutriments de réserve sont hydrolysés, se transformant en une forme mobile et facilement digestible. Les graisses et l'amidon sont convertis en acides organiques et en sucres, les protéines en acides aminés. En pénétrant dans l'embryon à partir des organes de stockage, les nutriments deviennent un substrat pour les processus de synthèse qui y commencent, principalement de nouveaux acides nucléiques et des protéines enzymatiques nécessaires au début de la croissance. La quantité totale de substances azotées reste au même niveau même lorsque la dégradation énergétique des protéines se produit, car les acides aminés et l'asparagine s'accumulent dans ce cas.
La teneur en amidon diminue fortement, mais la quantité de sucres solubles n'augmente pas. Le sucre est consommé dans le processus de respiration, qui, dans la graine en germination, se déroule très énergiquement. À la suite de la respiration, des composés riches en énergie sont formés - ADP et ATP, dioxyde de carbone, eau et énergie thermique sont libérés. Une partie des sucres est consacrée à la formation de fibres et d'hémicelluloses, nécessaires à la construction de nouvelles membranes cellulaires.
Une quantité importante de minéraux présents dans la graine reste constante pendant la germination. Les cations présents dans les graines régulent les processus chimiques colloïdaux et la pression osmotique dans les nouvelles cellules.
Influence des réserves nutritives de la graine sur le développement des plantules
La croissance de l'embryon et sa transformation en plantule se produisent en raison de la division et de la croissance de ses cellules. Plus les graines sont grosses, plus elles contiennent de substances de réserve et mieux les semis poussent.
Cible: déterminer empiriquement si la taille des graines affecte la croissance des semis.
Ce que nous faisons : semez les plus grosses graines de pois dans un récipient avec le sol, et les plus petites dans l'autre. Au bout d'un moment, comparez les semis.
Le résultat est évident.
Conclusion: les graines plus grosses développent des plantes plus fortes qui produisent les rendements les plus élevés. Les cellules deviennent de plus en plus grosses au fur et à mesure qu'elles absorbent des nutriments, grandissent et se divisent à nouveau.
Cible: Vérifions expérimentalement l'affirmation selon laquelle pour la croissance, surtout au début, les semis utilisent des substances stockées dans les graines elles-mêmes.
Ce que nous faisons : nous prenons des graines de haricot gonflées de la même taille et retirons un cotylédon (1) d'une graine, 1,5 cotylédons (2) de l'autre, et laissons les deux cotylédons (3) de la troisième pour le contrôle.
Tous sont placés dans des conteneurs, comme indiqué sur la figure.
Après 8-10 jours.
Ce que nous observons : on remarque que la plantule à deux cotylédons s'est avérée plus grande et plus forte que la plantule à un cotylédon ou la plantule à demi-cotylédon.
Conclusion: ainsi, une qualité élevée des semences est une condition préalable à une bonne récolte.
période de dormance de la plante
Une période de dormance est une condition nécessaire à la germination des graines. La dormance peut être forcée, liée au manque de conditions nécessaires à la germination (température, humidité). Un exemple de dormance des graines est les graines sèches.
Le repos organique est déterminé par les propriétés de la graine elle-même. Le terme « paix » a un sens conditionnel. Dans la plupart des cas, des processus métaboliques se produisent dans ces graines (respiration, parfois croissance de l'embryon), mais la germination est inhibée. Les graines qui sont en dormance organique, même dans des conditions favorables à la germination, ne germent pas du tout ou germent mal.
La capacité des graines à être en dormance forcée ou organique s'est développée chez les plantes en cours d'évolution comme un moyen de vivre la saison défavorable à la croissance de la plantule. De cette façon, une réserve de graines est créée dans le sol.
Les principales raisons empêchant la germination des graines:
- résistance à l'eau de la peau, due à la présence dans celle-ci d'une couche de palissade de cellules à paroi épaisse, d'une cuticule (un film cireux imperméable);
- la présence dans le péricarpe de substances qui inhibent (inhibent) la germination;
- sous-développement de l'embryon;
- mécanisme physiologique d'inhibition de la germination.
Temps de semis et profondeur de semis
La profondeur de semis des graines dépend de leur taille. Plus les graines sont grosses, plus elles sont semées profondément. Les grosses graines ont plus d'éléments nutritifs de réserve et suffisamment pour le développement et la croissance des semis pendant qu'elles traversent de grandes profondeurs.
Les petites graines sont semées à une profondeur de - à 2 cm, moyennes - de 2 à 4 cm et les grosses graines - de 4 à 6 cm.
La profondeur de placement des graines dépend également des propriétés du sol. Les graines sont plantées plus profondément dans les sols sablonneux que dans les sols argileux. Les couches supérieures des sols sablonneux meubles se dessèchent rapidement et, lorsqu'elles sont plantées peu profondes, les graines ne reçoivent pas suffisamment d'humidité. Sur les sols argileux denses, il y a suffisamment d'humidité dans les couches supérieures, mais il y a peu d'air dans les couches inférieures. Lorsqu'elles sont plantées en profondeur, les graines suffoquent car elles manquent d'oxygène.
De retour à l'école en cours de botanique (6e année), la structure de la graine était un sujet assez simple et mémorable. En fait, celui-ci est né 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 de 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 grand pas en avant pour l'adaptation et la diffusion de nombreuses espèces végétales. 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.
Le processus de formation des graines
Considérez ce processus sur l'exemple d'un groupe de plantes, qui est dominant dans le monde moderne. Ce sont des représentants qui forment tous 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. Cette structure est à 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, au contraire, sont adaptées pour disperser les graines à l'aide de divers animaux. Avec les résidus alimentaires non digérés, ils les excrètent bien au-delà de l'habitat de la plante mère.
La structure interne de la graine
La partie principale de toute graine est l'embryon. 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 différents 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 les graines de ces plantes à se propager avec l'aide du vent.
Une autre 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 présentent 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 et leurs 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 monocotylédone
La structure de la graine d'une plante monocotylédone est très facile à déterminer. Leur embryon est constitué d'un seul cotylédon. Ces parties sont également appelées couches germinales. Toutes les plantes d'oignon et de 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 de morelle, d'aster, de haricot, de chou et de bien d'autres diffèrent quelque peu par leur structure. 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, il est facilement divisé 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 des graines chez vous et vous verrez deux carpelles qui apparaîtront au-dessus de la surface de la terre.
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 une quantité suffisante de lumière solaire 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 plantes supérieures presque à l'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. Ceux-ci contiennent le germe et un apport de 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 dispersion.
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.
.(Source: "Biological Encyclopedic Dictionary". Rédacteur en chef M. S. Gilyarov; Comité de rédaction: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin et autres - 2e éd., corrigée. - M.: Encyclopédie Sov., 1986.)
planter.(Source : "Biologie. Encyclopédie illustrée moderne." Rédacteur en chef A.P. Gorkin ; Moscou : Rosmen, 2006.)
Synonymes:
Voyez ce que "SEED" est dans d'autres dictionnaires :
Épouser une substance contenant un germe animal ou végétal. De la graine l'arbre, de l'arbre le fruit, du fruit la graine. Telle est la semence, telle est la tribu, et vice versa. Chaque graine apporte son passé. | Descendants, génération descendante. Tout le monde, comme une graine ... ... Dictionnaire explicatif de Dahl
Les graines de cycas sont grosses. De forme elliptique, ovoïde oblongue ou sphérique, elles mesurent généralement 3 à 4 cm de long et 2 à 3 cm d'épaisseur, mais certaines espèces ont des graines plus petites ou plus grosses. Alors, graines de zamia ... ... Encyclopédie biologique
GRAINE, genre. et dates. graine, graine, graine, pl. graines, graines, cf. 1. L'organe reproducteur d'une plante, le grain à partir duquel une nouvelle plante se développe. La graine se développe à partir de l'ovule. Le noyau de la graine contient l'embryon. La plante a produit des graines. Sélectif ... ... Dictionnaire explicatif d'Ouchakov
Céréale, os. Cm … Dictionnaire des synonymes
Encyclopédie moderne
En botanique, l'organe de reproduction, s'installant et subissant des conditions défavorables chez les plantes à graines. Il se développe à partir de l'ovule, généralement après la fécondation. Dans la graine, l'embryon, la peau (coquille) et, dans de nombreuses plantes, des tissus avec de rechange ... ... Grand dictionnaire encyclopédique
Graine ... La partie initiale des mots composés, introduisant le sens du mot: graine 1., 4. (cotylédons, éjaculation, ovule, etc.). Dictionnaire explicatif d'Ephraïm. T.F. Efremova. 2000... Dictionnaire explicatif moderne de la langue russe Efremova
Planter- (botanique), l'organe de reproduction et de fixation des plantes à graines. Il se développe à partir de l'ovule, généralement après la fécondation. Chez les angiospermes, la graine est enfermée dans le fruit, chez les gymnospermes, elle se forme ouvertement sur les écailles des graines et ... ... Dictionnaire encyclopédique illustré
GRAINE, partie des plantes à fleurs (angiospermes) contenant le GEM et les réserves alimentaires. Il est formé dans l'OVAIRE par la FÉCONDATION du GAMÈTE femelle. Les nutriments peuvent être stockés dans un tissu spécial appelé ENDOSPERM, ou ... ... Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique
GRAINE, moi, pl. mena, myan, menam, cf. 1. Organe de reproduction chez les plantes, les céréales. Chanvre s. 2. pl. Grains destinés à l'ensemencement. Graines de jardin. Laisser la plante ensemencer (pour en tirer des graines à semer). 3. trans., quoi. ... ... Dictionnaire explicatif d'Ozhegov
La graine se compose de trois parties principales : l'embryon, l'endosperme - un réceptacle pour les nutriments de réserve et le tégument. Si des substances de réserve sont nécessaires à la nutrition de l'embryon pendant la germination et le développement de la plantule, et que la coque remplit principalement les fonctions de protection de la graine, alors l'embryon est le germe de la future plante (Fig. 3)
Le germe de la graine.
Après la fécondation de l'œuf, un zygote se forme - une cellule dans laquelle se concentrent les rudiments de tous les signes et propriétés d'un organisme adulte. L'embryon, en développement, utilise partiellement ou totalement les substances de l'endosperme pour sa nutrition et sa formation. Chez les plantes monocotylédones, un cotylédon est formé et le point de croissance est sur le côté. La partie principale du grain de céréale est constituée d'endosperme. Les dicotylédones développent deux cotylédons, où les nutriments de réserve sont déposés, et l'embryon remplit toute la graine. Leur point de croissance se situe entre les cotylédons.
Si l'embryon a deux cotylédons qui sont amenés à la surface, les semis sont plus susceptibles de passer à une nutrition autotrophe supplémentaire, de dépendre moins de la graine parentale et de mieux s'adapter aux conditions environnementales.
L'endosperme est le tissu qui se développe autour de l'embryon après la fusion des gamètes lors de la fécondation. L'endosperme n'est pas seulement un tissu nutritif, il joue un rôle plus important dans la formation des graines et des jeunes plantes.
Couvertures de graines.
Le tégument se développe à partir du tégument externe de l'ovule. Dans les graines de céréales, le tégument est étroitement fusionné avec les parois de l'ovaire.
Après la fécondation, lors du développement de la graine, les parois de l'ovaire subissent des modifications morphologiques et biochimiques, à la suite desquelles apparaît l'enveloppe du fruit.
Le couvercle protège les parties internes de la graine des dommages mécaniques, des effets néfastes de l'environnement extérieur et régule l'entrée et la sortie de l'eau, les échanges gazeux, etc.
La base de la peau des graines est la fibre - un squelette de cellulose imprégné de lignine, qui contribue à sa lignification.
Dans les fruits, la couche externe de la couverture est la coque du fruit, sous la couverture de laquelle se trouvent le reste de la graine, y compris la peau de la graine. Dans ce cas, le tégument du fruit constitue la partie la plus développée du tégument de la graine, tandis que le tégument de la graine est considérablement réduit et que de nombreuses fonctions de ce dernier sont transférées au tégument du fruit (Fig. 4).
De par la nature de la surface, la coque est brillante, mate, lisse, cellulaire, piquante, munie de volutes ou autres excroissances.
Dans les pains filmés (avoine, orge, etc.), les grains après battage restent enfermés dans des lemmes, ce qui réduit considérablement les dommages aux graines et améliore leur sécurité. L'intégrité de leurs couvertures est d'une grande importance pour le maintien de la viabilité des graines. À travers les fissures et autres dommages aux coquilles, de nombreux parasites et micro-organismes pénètrent dans la partie interne de la graine, ce qui réduit considérablement le rendement potentiel en raison de l'action destructrice des micro-organismes.
La coque, ainsi que la couche d'aleurone, retardent l'entrée d'humidité dans la graine et l'empêchent de s'humidifier lors de pluies légères et de se dessécher par temps sec. Les dommages aux membranes contribuent à un trempage plus rapide et même à une lixiviation des substances du contenu de la graine et, dans certains cas, provoquent une germination intempestive de la graine.
Dans les légumineuses, le lupin et certaines autres cultures, le taux d'entrée d'humidité dans les graines est lié à la couche de palissade présente dans leur peau. Lorsque son état change, le flux d'humidité ralentit et même les graines dites dures se forment, dont la peau devient imperméable. Cependant, si l'intégrité des couvertures est violée, l'eau commence immédiatement à s'écouler vers les tissus internes de la graine. Toute la surface de la graine n'est pas également accessible à l'eau. Ainsi, dans les cultures céréalières, l'humidité pénètre plus rapidement dans la partie germinale de la graine et dans les légumineuses - dans la zone du hile.
Les coques des graines ont la propriété de semi-perméabilité vis-à-vis de certaines substances en solution. La semi-perméabilité du tégument est d'une grande importance biologique et économique. Il affecte de manière significative le comportement des graines lors de la préparation, lorsqu'elles entrent en contact avec des engrais, sur la germination des graines avec une teneur accrue en sel dans le sol, etc.
Le rapport des différentes parties de la graine varie en fonction des caractéristiques variétales, de la taille, du degré de maturation, etc. En moyenne, il peut être caractérisé par les valeurs suivantes, % de la masse du grain :
Blé Maïs
Carters 8,9 7,4
Endosperme 87,9 82,5
Embryon 3.2 10.1
La part des nutriments de réserve représente la majeure partie de la graine, et plus les graines sont grosses et lourdes, plus elles contiennent de nutriments de réserve et plus leur embryon est gros. Avec de fortes couvertures de telles graines, des semis plus forts et plus résistants à diverses conditions défavorables se développent, offrant une productivité accrue des plantes.
Périodes et phases de développement des graines.
Du moment de la fécondation à la pleine maturité, un certain nombre de transformations complexes sont observées dans la graine, c'est-à-dire son développement a lieu. Chez le blé, on distingue six périodes de développement des graines.
1. Education - de la fécondation à la formation d'un point de croissance. La graine a été formée, c'est-à-dire lorsqu'il est séparé de la plante, il est capable de produire une pousse viable. La masse de 1000 graines est de 1 g et la durée de la période est de 7 à 9 jours.
2. Formation - de la formation à l'établissement de la longueur finale du grain. La différenciation de l'embryon se termine, la couleur du grain est verte, des grains d'amidon commencent à apparaître. Les grains contiennent beaucoup d'eau libre et peu de matière sèche. La masse de 1000 graines est de 8 à 12 g.L'essentiel pendant cette période n'est pas l'accumulation de substances de réserve, mais la formation de toutes les parties du grain. La durée de la période est de 5 à 8 jours.
3. Remplissage - du début du dépôt d'amidon dans l'endosperme jusqu'à son arrêt. Pendant cette période, la largeur et l'épaisseur du grain augmentent au maximum, le tissu de l'endosperme est complètement formé. La teneur en humidité du grain tombe à 38-40 % à mesure que la matière sèche s'accumule. La durée de la période est en moyenne de 20 à 25 jours.
4. Maturation - commence par la cessation de l'apport de nutriments. A cette époque, les procédés de polymérisation et de séchage prédominent. L'humidité est réduite à 18-12%. Le grain est mûr et adapté à un usage technique, mais le développement de la graine n'est pas encore terminé, des processus physiologiques s'y déroulent.
5. Pendant la maturation post-récolte, la synthèse des composés protéiques de haut poids moléculaire se termine, les acides gras libres sont convertis en graisses, l'activité des enzymes diminue et la résistance à l'air et à l'eau des téguments augmente. La teneur en humidité des graines s'équilibre avec l'humidité relative de l'air. Le souffle s'estompe. Au début de la période, la germination des graines est faible et à la fin, elle devient normale. La durée de la période dépend des caractéristiques de la culture et des conditions extérieures.
6. Pleine maturité - commence avec le début de la germination complète, les graines sont prêtes à commencer un nouveau cycle de vie végétale, les colloïdes vieillissent lentement, ce qui s'accompagne d'une respiration faible. Dans cet état, elles le sont jusqu'à la germination ou jusqu'à la mort complète due au vieillissement lors d'un stockage de longue durée.
Les périodes sont divisées en étapes plus petites du développement des graines - phases. La période de remplissage est divisée en quatre phases et la période de maturation est divisée en deux.
La phase aqueuse est le début de la formation des cellules de l'endosperme. Le grain est rempli d'un liquide aqueux, sa teneur en humidité est de 80 à 75%, l'eau libre est 5 à 6 fois plus que l'eau liée. La matière sèche est de 2 à 3% du maximum. La durée de la phase est de 6 jours.
La phase pré-lait - le contenu est aqueux avec une teinte laiteuse, puisque l'amidon se dépose dans l'endosperme, la coquille est verdâtre, l'humidité est de 75-70%, la matière sèche est de 10%. La durée de la phase est de 6-7 jours.
Phase laiteuse - le grain contient un liquide blanc laiteux. Son humidité est jusqu'à 50%; matière sèche accumulée 50% de la masse de graines matures. La durée de la phase est de 10 à 15 jours.
Phase pâteuse - l'endosperme a la consistance d'une pâte. La chlorophylle est détruite et ne reste que dans le sillon. L'humidité est réduite à 42%, la matière sèche accumulée à 85-90%, la durée de la phase est de 4-5 jours.
La phase de maturation de la cire - l'endosperme est cireux, élastique, les coquilles sont jaunes, l'humidité diminue à 30%, la croissance de la matière sèche s'arrête. La durée de la phase est de 3 à 6 jours.
La phase de maturité dure - l'endosperme est dur, poudreux ou vitreux à la rupture, la coquille est dense, coriace, la couleur est typique, l'humidité est de 8-22%, la durée de la phase est de 3-5 jours. Par phases, des changements significatifs dans les qualités de semis et les propriétés de rendement des graines se produisent. Ainsi, les graines laiteuses ont une énergie de germination, une vigueur de croissance, une germination au champ inférieures et sont inférieures en productivité aux graines à maturité cireuse et dure.
Les graines ont souvent des propriétés de rendement réduites, ont une longue période de maturation post-récolte et sont mal stockées. Une température élevée à une humidité normale réduit le remplissage et accélère les processus biochimiques. Dans ce cas, les graines sont formées de haute qualité.
Les gelées printanières ont un effet négatif sur les graines de céréales au début de la maturation de la cire. Le grain de givre se gâte beaucoup plus pendant le stockage et produit un pourcentage élevé de germes anormaux et affaiblis.
L'accumulation de matière sèche dans le grain se termine au milieu de la maturité de la cire à une teneur en humidité de 35 à 40 %. À ce moment, les plantes peuvent être fauchées et disposées en andains.