Покълване: процес и условия за прорастване на семена и спори

Покълването е процесът, при който спората или семето започват да растат и дават началото на нов организъм. Терминът се използва в ботаниката и обхваща различни биологични механизми: от образуването на стрък или разсад при семенните растения до появата на (при гъбите) хифа. Биологията на спорите е различна от тази на семената и затова условията и поведението при покълване също варират.

Какво представлява покълването при семената и спорите

Семената съдържат млад (предиразвит) организъм — ембрион, запас от храна (често наричан ендосперм) и защитна обвивка. Семенните растения обхващат групи като гимносиперми (като иглолистните) и ангиосперми (като цъфтящите растения). Благодарение на запасите и защитната си обвивка, семената могат да оцелеят значително по-дълго от повечето спори — понякога десетки или стотици години, в зависимост от вида и условията на съхранение. Стратегията на семенните растения е да инвестират енергия в издръжливи семена и в разнообразни методи за разпръскване на семената. ^{стр. 98}

Спората обикновено е едноклетъчно или еднозърнесто образувание, което носи минимален запас от вещества. Животът ѝ е често ограничен и много видове, като мъхове, папрати и гъби, произвеждат огромно количество спори, от които само малък процент попадат в подходящи условия и покълват.

Основни условия за покълване

За да покълне семе или спора, обикновено са необходими няколко основни фактора:

• Вода (имбирация) — семето абсорбира вода, набъбва и това активира метаболитните процеси и ензимите.
• Кислород — нужен е за клетъчно дишане и енергия, особено през ранните етапи. Прекомерното уплътняване на почвата или стояща вода могат да причинят недостиг на кислород и загниване.
• Подходяща температура — всеки вид има оптимален температурен диапазон за покълване; при ниски или много високи температури процесът е блокиран или забавен.
• Светлина или тъмнина — някои семена покълват по-добре на светлина (семена с фотопроучване), други предпочитат тъмнина.
• Почвен или субстратен състав — порьозност, дренаж, pH и соленост влияят на успеха на покълването.
• Липса на механични пречки — твърда или дебела покривна обвивка може да попречи на излизането на коренчето (радикулата).

Почивка (дормантност) и хибернация

Семената често имат механизми за покой (дормантност), които не позволяват покълване дори при благоприятни външни условия. Тези механизми гарантират, че покълването ще настъпи в подходящото сезонно време.

• Период на покой — вътрешно заложен период, регулиран от химически сигнали (например абсцисова киселина). Всеки вид има свой собствен период на покой и няма да покълне, докато той не изтече.
• Хибернация — „зимен сън“, при който външни фактори (промени в температурата, влага) прекратяват покоя. За някои видове е необходим продължителен период на застудяване (стратификация), за други — преминаване през пожар или излагане на тютюнов дим/серотини ефекти.
• Физическа и химична инхибиция — твърда семенна обвивка (нужда от разраняване/скарафикация) или присъствие на инхибитори, които трябва да бъдат отстранени или разградени.

Изискванията към плодовете са същите като към семената в повечето случаи, защото плодът често представлява семе или семена, обгърнати от допълнителни слоеве, получени от части на цвета.

Стъпки в процеса на покълване (при семената)

• Имбирация — семето поема вода и набъбва.
• Активиране на метаболизма — започват да се синтезират ензими, разгражда се ендоспермът/запасите и се освобождава енергия.
• Поява на радикула — коренчето пробива семенната обвивка и започва да расте надолу в почвата, за да осигури усвояване на вода и минерали.
• Поява на плосковърхова част (хипокотил/епикотил) — кореновата система се развива, а след това стъблото и листенцата се изправят към светлината и започват фотосинтеза.
• Установяване на разсада — когато новият организъм може самостоятелно да извършва фотосинтеза и да набавя хранителни вещества, семето е „успешно“ покълнало.

Покълване на спорите

Спорите обикновено нямат големи запаси от храна и често покълват бързо, ако попаднат в подходяща среда. При нисши растения като мъхове и папрати, покълналата спора дава началото на гаметофит (независим етап), който после произвежда гамети. При гъбите спората покълва и образува хифа, която постепенно формира мицел и при подходящи условия плодоносно тяло.

Проверка на жизнеспособността и практични съвети

• За проверка на жизнеспособността на семена: проба за покълване в контролирани условия, тест с плаващо семе (не винаги надежден) или химичен тест (тетраазолиев тест).
• При семена с твърда обвивка: използвайте скарификация (меко надраскване или химическо/термично третиране) за улесняване на абсорбцията на вода.
• За видове изискващи студена стратификация: поставете семената във влажен пясък или торф в хладилник за определен период, преди засяване.
• Избягвайте прекомерно поливане при засяване на семена — стояща вода води до липса на кислород и загниване.
• Съхранявайте семената на хладно, сухо и тъмно място, за да удължите жизнеспособността им. Сейфовете и банките със семена поддържат много ниска влажност и температура за дългосрочно съхранение.

Заключение

Покълването е критичен етап в житейския цикъл на растенията и гъбите. Успехът му зависи от сложна комбинация на вътрешни (дормантност, запаси) и външни (вода, кислород, температура, светлина, механични условия) фактори. Понякога е достатъчно просто наличие на вода и топлина, друг път семената изискват специфични предварителни обработки (студ, огън, скарификация) за преодоляване на покоя и иницииране на растежа.

Въпроси и отговори

Въпрос: Какво представлява покълването?

В: По какво спорите се различават от семената?

Въпрос: Какво трябва да се случи, преди семената да покълнат?

В: Плодовете подобни ли са на семената, когато става въпрос за покълване?

Търсене по буква