Bahkan di sekolah dalam kursus botani (kelas 6), struktur benih adalah topik yang cukup sederhana dan mudah diingat. Padahal, organ generatif tumbuhan ini muncul sebagai hasil dari proses evolusi yang panjang dan memiliki struktur yang kompleks dan unik. Dalam artikel kami, kami akan mempertimbangkan fitur bagian strukturalnya, struktur biji dikotil, dan juga menentukan peran biologis biji tanaman.
Kemunculan benih dalam proses evolusi
Tanaman tidak selalu dapat membentuk biji. Diketahui bahwa kehidupan muncul di air, dan ganggang adalah tanaman pertama. Mereka memiliki struktur primitif dan direproduksi secara vegetatif - oleh bagian thallus dan dengan bantuan sel seluler khusus - zoospora. Rhinophytes adalah yang pertama mendarat di darat. Mereka, seperti penerus masa depan mereka - tanaman spora yang lebih tinggi, direproduksi dengan bantuan spora. Tetapi air diperlukan untuk perkembangan sel-sel khusus ini. Oleh karena itu, ketika kondisi lingkungan berubah, jumlahnya juga berkurang.
Langkah evolusi berikutnya adalah munculnya benih. Ini adalah langkah maju yang besar untuk adaptasi dan penyebaran banyak spesiestanaman. Struktur eksternal dan internal benih menentukan perlindungan yang andal bagi embrio, dikelilingi oleh pasokan air dan nutrisi. Ini berarti bahwa mereka meningkatkan kelangsungan hidup dan keanekaragaman spesies flora planet ini.
Proses pembentukan benih
Mari kita perhatikan proses ini pada contoh sekelompok tumbuhan, yang dominan di dunia modern. Ini adalah perwakilan dari departemen Angiospermae. Semuanya membentuk bunga - organ generatif yang paling penting. Di putiknya ada sel telur, dan kepala sari benang sari mengandung sperma. Setelah proses penyerbukan, yaitu transfer serbuk sari dari kepala sari benang sari ke kepala putik, spermatozoa bergerak di sepanjang tabung benih ke ovarium benang sari, di mana proses fusi gamet terjadi - pembuahan. Akibatnya, embrio terbentuk. Ketika sperma kedua menyatu dengan sel germinal pusat, nutrisi cadangan terbentuk. Ini juga disebut endosperma. Struktur benih dilengkapi dengan kulit luar yang kuat. Struktur seperti itu adalah dasar untuk pengembangan organisme tumbuhan masa depan.
Struktur eksternal benih
Seperti yang telah disebutkan, bagian luar biji ditutupi dengan kulit. Itu cukup padat untuk melindungi embrio di dalam dari kerusakan mekanis, perubahan suhu dan penetrasi mikroorganisme berbahaya. Tetapi warna bijinya sangat bervariasi: dari hitam hingga merah cerah. Struktur benih ini mudah dijelaskan. Pada beberapa tumbuhan, warna berfungsi sebagai kamuflase. Misalnya, agar burung tidak bisa melihatnya di tanah setelah tanam. Tanaman lain, sebaliknya,beradaptasi dengan penyebaran benih oleh berbagai hewan. Bersama dengan sisa makanan yang tidak tercerna, mereka mengeluarkannya jauh di luar habitat tanaman induk.
Struktur internal benih
Bagian utama dari benih apa pun adalah benihnya. Ini adalah organisme masa depan. Karena itu, ia terdiri dari bagian yang sama dengan tanaman dewasa. Ini adalah akar germinal, tangkai, daun dan kuncup. Struktur benih tanaman yang berbeda dapat sangat bervariasi. Di sebagian besar dari mereka, nutrisi cadangan menumpuk di endosperma. Ini adalah cangkang yang mengelilingi embrio, melindungi dan memeliharanya selama seluruh periode perkembangan individu. Tetapi ada kasus-kasus ketika, selama proses pematangan dan perkecambahan benih, ia benar-benar mengkonsumsi zat-zat endosperma. Kemudian mereka menumpuk terutama di bagian embrio yang berdaging. Mereka disebut kotiledon. Struktur seperti itu khas, misalnya, untuk labu atau kacang. Tetapi di dompet gembala, pasokan zat terkonsentrasi di jaringan akar embrionik. Benih dari berbagai kelompok tumbuhan yang sistematis juga berbeda.
Ciri Benih Gymnospermae
Struktur eksternal dan internal benih kelompok organisme ini dicirikan oleh fakta bahwa proses pembentukan dan perkembangan embrio terjadi pada permukaan kulit benih. Selain bagian utama, biji gymnospermae memiliki hasil membran pterigoid. Ini membantu menyebarkan benih tanaman ini dengan bantuan angin.
Lainnyasalah satu ciri biji gymnospermae adalah durasi pembentukannya. Agar mereka menjadi layak, itu harus memakan waktu dari empat bulan hingga tiga tahun. Proses pematangan biji terjadi di kerucut. Itu sama sekali bukan buah. Mereka adalah modifikasi khusus dari pelarian. Beberapa biji jenis konifera dapat disimpan dalam kerucut selama beberapa dekade. Selama ini mereka mempertahankan kelangsungan hidup mereka. Agar benih jatuh ke tanah, sisik kerucut terbuka dengan sendirinya. Mereka terbawa oleh angin, terkadang membawa mereka dalam jarak yang cukup jauh. Jika kerucutnya lunak, secara lahiriah menyerupai kacang, mereka tidak membuka diri, tetapi dengan bantuan burung. Terutama suka berpesta biji-bijian, berbagai jenis jay. Ini juga berkontribusi pada pemukiman kembali perwakilan departemen Gymnospermae.
Nama unit sistematis ini menunjukkan bahwa embrio tanaman masa depan tidak terlindungi dengan baik. Memang, keberadaan endosperma hanya menjamin perkembangan benih. Tetapi kerucut banyak tanaman terbuka selama kondisi perkembangan yang merugikan. Setelah berada di permukaan tanah, benih terkena suhu rendah dan kekurangan kelembaban, sehingga tidak semuanya berkecambah dan menghasilkan tanaman baru.
Ciri Bibit Tumbuhan Berbunga
Dibandingkan dengan gymnospermae, perwakilan dari departemen Berbunga memiliki sejumlah keunggulan signifikan. Pembentukan benih mereka terjadi di ovarium bunga. Ini adalah bagian putik yang paling melebar dan memunculkan buah. Akibatnya, benih berkembang di dalamnya. Mereka dilingkari dengan tiga lapisan pericarp, yang berbeda dalam sifat danfungsi. Pertimbangkan strukturnya menggunakan contoh buah plum. Lapisan luar yang kasar melindungi dari kerusakan mekanis, memastikan integritas. Medium juicy dan gemuk. Ini memelihara dan memberikan embrio dengan kelembaban yang diperlukan. Lapisan dalam yang mengeras adalah perlindungan tambahan. Akibatnya, benih memiliki semua kondisi yang diperlukan untuk perkembangan dan perkecambahan, bahkan dalam keadaan yang tidak menguntungkan.
Biji Monokotil
Struktur biji monokotil sangat mudah ditentukan. Embrio mereka hanya terdiri dari satu kotiledon. Bagian ini juga disebut lapisan germinal. Semua tanaman dari keluarga Sereal, Bawang dan Lily adalah monokotil. Jika Anda berkecambah benih jagung atau gandum, segera satu selebaran akan terbentuk dari setiap butir di permukaan tanah. Ini adalah kotiledon. Pernahkah Anda mencoba membelah sebutir beras menjadi beberapa bagian? Secara alami, ini tidak mungkin. Ini karena embrionya dibentuk oleh kotiledon tunggal.
Biji Dikotil
Benih dari Rosaceae, Solanaceae, Asteraceae, Legum, Kubis dan banyak famili lainnya memiliki struktur yang agak berbeda. Bahkan berdasarkan namanya, mudah ditebak bahwa embrio mereka terdiri dari dua kotiledon. Ini adalah fitur sistematis utama. Struktur biji tumbuhan dikotil mudah dilihat dengan mata telanjang. Misalnya, biji bunga matahari mudah dibagi menjadi dua bagian yang sama. Ini adalah kotiledon embrionya. Struktur biji dikotil juga dapat dilihat dari bibit muda. Cobalah untuk berkecambah biji kacang biasa di rumah. Dan Anda akan melihat dua karpel muncul di atas tanah.
Syarat perkecambahan biji
Struktur benih tanaman dikotil, serta perwakilan dari unit sistematis lain dari kerajaan satwa liar ini, menentukan keberadaan semua zat yang diperlukan untuk perkembangan embrio. Tetapi kondisi lain diperlukan untuk perkecambahan. Untuk setiap tanaman, mereka sangat berbeda. Pertama, itu adalah suhu udara tertentu. Untuk tanaman yang menyukai panas, ini +10 derajat Celcius. Tetapi gandum musim dingin mulai berkembang pada +1. Air juga dibutuhkan. Berkat itu, biji-bijian membengkak, yang mempercepat proses respirasi dan metabolisme. Nutrisi diubah menjadi bentuk yang dapat diserap oleh janin. Kehadiran udara dan sinar matahari yang cukup adalah dua syarat lagi untuk perkecambahan benih dan perkembangan seluruh tanaman, karena fotosintesis tidak mungkin terjadi tanpa mereka.
Biji dan buah
Setiap buah mengandung biji. Struktur biji tumbuhan tingkat tinggi hampir sama. Tapi buahnya lebih beragam. Alokasikan buah-buahan kering dan berair. Mereka berbeda dalam struktur lapisan yang terletak di sekitar benih. Dalam sukulen, salah satu lapisan pericarp harus berdaging. Plum, persik, apel, raspberry, stroberi… Makanan lezat ini disukai semua orang justru karena berair dan manis. Pada buah kering, pericarpnya kasar atau mengeras. Lapisan-lapisannya biasanya menyatu menjadi satu,andal melindungi benih di dalamnya. Sekotak bunga poppy, sekotak mustard, sebutir gandum memiliki struktur seperti itu.
Peran biologis benih
Sebagian besar tumbuhan di planet ini menggunakan biji untuk reproduksi. Struktur benih tanaman modern merupakan hasil evolusi yang panjang. Organ generatif ini mengandung embrio dan pasokan zat yang memastikan pertumbuhan dan perkembangannya bahkan dalam kondisi yang merugikan. Benih memiliki adaptasi untuk penyebaran, yang meningkatkan peluang mereka untuk bertahan hidup dan menetap.
Jadi benih itu adalah hasil dari proses pembuahan. Ini adalah struktur yang terdiri dari embrio, zat cadangan dan kulit pelindung. Semua elemennya melakukan fungsi tertentu, berkat kelompok tumbuhan berbiji yang telah mengambil posisi dominan di planet ini.
