Kolik let trvá, než semena vyklíčí?

Rychlá ztráta klíčivosti semen některých rostlin a prodloužená životaschopnost jiných dlouho přitahovala pozornost biologů. Doposud zůstává tato otázka nejasná, ačkoli existuje široká škála předpokladů.

Čas od času se v literatuře objeví informace o semenech obilovin, údajně životaschopných, nalezených v egyptských pohřebištích, jejichž stáří se odhaduje na několik tisíc let. Pečlivý výzkum to nepotvrdil a ukázal, že semena ječmene z Tutanchamonovy hrobky byla zuhelnatělá, ačkoli štítek a některé části embrya nebyly poškozeny. Ve srovnání s čerstvými semeny anglického ječmene měly menší hmotnost a hustotu. Byly zachovány díky bezkyslíkaté atmosféře vytvářené jejich dýcháním a také absorpcí kyslíku jinými produkty umístěnými v královském sarkofágu. Neexistují žádné zprávy o klíčení těchto semen.

Struktura semene (nediferencovaná pletiva, nízký obsah vody) umožňuje snadno odolávat nepříznivým ročním obdobím, aby na jaře vyklíčilo. Nezbytnými faktory pro klíčení jsou přítomnost vody, vzduchu a určitá teplota. Semena rychle absorbují vodu. Semena cockleburu tak mohou absorbovat vodu i z nasyceného roztoku chloridu sodného o osmotickém tlaku 375 atm. Absorpcí vody semena bobtnají a zvětšují se. Současně se vyvíjí výrazná síla. K. Paustovsky ve svém příběhu „Černé moře“ popsal nehodu parníku „Dněpr“ v Bosporském průlivu. Nákladní prostory byly až po okraj zaplněné hráškem. Do otvoru vnikla voda, hrách nabobtnal a roztrhl pařák napůl! Aby semena prosa vyklíčila, je potřeba mít 33% vody, žito – 35%, konopí – 47%, kukuřice – 50%, pšenice – 69%, hrách – 98%, cukrová řepa – 120%, červený jetel – 145 %.

První informace o schopnosti semen klíčit po dlouhodobém skladování pocházejí z roku 1846. V botanické zahradě ve Florencii byla v roce 1831 shromážděna semena 368 rostlinných druhů patřících do různých čeledí. Bylo mezi nimi 180 letniček, 28 dvouletek, 105 trvalek, 44 dřevin a některé další. Po 15 letech skladování v místnosti chráněné před vlhkostí a vystavením velmi vysokým nebo nízkým teplotám byly testovány na klíčivost. Ukázalo se, že pouze semena 17 druhů zůstala životaschopná s různým stupněm klíčení. Semena dřevin si přitom udržela déle životaschopnost a nejrychleji ztrácela životaschopnost semena dvouletých rostlin.

V roce 1907 byly provedeny studie na semenech 500 druhů ze sbírky pařížského Národního přírodovědného muzea. Stáří těchto semen bylo 25-136 let. Bylo zaznamenáno klíčení semen ze čtyř čeledí: luštěnin, leknínů, Malvacaceae a Lamiaceae. Stáří 20 druhů těchto semen je 28-87 let. Později (1934) byl proveden další pokus se semeny ze stejné sbírky. Ukázalo se, že všechna životaschopná semena patřila do čeledi bobovitých a zástupci jednoho druhu zůstali životaschopní i po 158 letech skladování. Semena jetele zaječího byla životaschopná 90 let a semena jetele bílého, sladkého a červeného byla životaschopná 81 let.

Zajímavý experiment zahájil v roce 1879 Beale na University of Michigan v USA. Čerstvě nasbíraná semena z 20 planých druhů rostlin byla umístěna do lahví s mírně navlhčeným pískem a zahrabána do země hrdlem dolů, aby se zabránilo jejich naplnění vodou. Každých pět let doktor Beal určoval klíčivost semen. Semena některých druhů zemřela po 5 letech. Po 20 letech byla semena 11 druhů stále životaschopná; po 40 letech – osm druhů: zeměpisná šířka, ambrózie, hořčice černá, štěnice, osika, jitrocel, šťovík a šťovík; 70 let po začátku experimentu zůstala životaschopná semena pouze dvou druhů: osika a šťovík.

Podobný experiment zahájila v roce 1902 Seed Control Laboratory v USA. Trvalo to 39 let. Semena 107 druhů kulturních a planě rostoucích rostlin byla umístěna do květináčů se sterilizovanou půdou, zakryta porézními jílovými víky a zakopána do země v různých hloubkách. V určitých intervalech byla některá semena z těchto květináčů testována na klíčivost. Ze 107 druhů zapuštěných do země v roce 1902 vyklíčila po 1 roce semena 71 druhů, po 3 letech – 61 druhů, po 6 letech – 68 druhů, po 10 letech – 68 druhů, po 16 letech – 51 druhů, po 20 let – 51 druhů, po 30 letech – 44 druhů a po 39 letech – 36 druhů. Semena 39 druhů měla nejvyšší klíčivost po 16 letech. Ze semen 20 dalších rostlinných druhů, která zůstala životaschopná po 39 letech skladování v půdě, mělo 18 klíčivost ne vyšší než 6 %. Je třeba poznamenat, že semena divokých druhů se ukázala být životaschopnější než semena kulturních rostlin, z nichž většina uhynula po ročním pobytu v půdě. Výjimkou byla semena pravého tabáku a jetele lučního, které zůstaly životaschopné i po 39 letech.

V současné době probíhají dva experimenty, které zkoumají vliv dlouhodobého skladování na semena. Jeden z experimentů zahájil v roce 1947 v USA Dr. F. Vent. Je navržena na 360 let a provádí se za účelem zjištění vlivu podmínek absolutního sucha na bezpečnost semen. Semena 126 druhů planě rostoucích rostlin, chemicky dehydratovaná, byla vakuově uzavřena ve zkumavkách (každý druh ve 20 zkumavkách) a skladována. Od začátku pokusu již vyklíčila semena čtyř šarží zkumavek. V důsledku toho bylo zjištěno, že semena si po 10 letech skladování zachovala životaschopnost na stejné úrovni jako bezprostředně po vysušení. Další experiment, navržený na 150 let, provádějí zaměstnanci jednoho z výzkumných ústavů státu New York. V tomto experimentu se semena hlávkového salátu – salát, cibule a rajčata – skladují ve vzduchotěsné nádobě při teplotě minus 17,8 °C. Předpokládá se, že některá semena budou životaschopná na konci 150 let skladování.

Není divu, že suchá semena si po několika letech skladování zachovávají schopnost klíčit, protože jejich metabolické procesy jsou oslabeny. Je mnohem obtížnější vysvětlit životaschopnost semen, která vyklíčila poté, co byla v půdě 10 nebo více let. Jsou zde například informace o klíčení semen některých plevelů (prasátko, hořčice, kurník), které jsou v půdě již několik století.

Japonskému vědci I. Ohgemu (1926) se podařilo vyklíčit semena lotosu indického nalezená ve vrstvě rašeliny pokryté nánosy spraše na dně vyschlého jezera v Mandžusku. Leželi tam 160-250 let. V roce 1951 našli stejní vědci další tři životaschopná semena indického lotosu v jezeře poblíž Kemigawa (Japonsko) v hloubce 7 m. Předpokládá se, že stáří semen je 3075 ± 180 let. Tato semena vyklíčila a dala vzniknout normálním rostlinám, které nyní rostou v mnoha botanických zahradách po celém světě.

Při obnově norimberského divadla v roce 1955 byly nalezeny skleněné trubičky se semeny ječmene, ovsa a dalších plodin ze sklizně roku 1831. Byly zasety, vyklíčily a přinesly úrodu. V roce 1965 byla při archeologických vykopávkách v Dánsku objevena semena quinoa a polní torica, která ležela asi 1700 let. Ukázalo se, že svou životaschopnost neztratili.

Brzy poté jedna z archeologických expedic během vykopávek nalezla vlašské ořechy, které se dobře zachovaly v bahnité půdě a ležely tam asi 3500 let. Zasazené do půdy vyklíčily a vytvořily normální výhonky.

Velmi úspěšný objev se podařil argentinským vědcům. V jedné z horských jeskyní v provincii Southern Mendoza objevili hermetickou nádobu se semeny amarantu, rostliny rostoucí na svazích And. Stáří semen přesahuje 3000 let. Devět dní poté, co byla semena zaseta, tři z nich vyklíčila.

Ještě větší rekord v dlouhověkosti zaznamenala semena arktické lupiny, pokrytá silnou, téměř neprostupnou slupkou. Semena této rostliny byla nalezena v norách; vykopané lumíky v bahně řeky Miller Creek (Kanada), kde leželi asi 10 000 let. Zasetá semena kupodivu vyklíčila během dvou dnů a z jednoho z nich vznikla i kvetoucí rostlina.

V Japonsku (prefektura Fukušima) byla semena prosa nalezena ve skladu v hloubce 1,5 m. Ležely 1100 let dobře zachovalé, protože ve skladu byla konstantní teplota a vlhkost. Pracovníkům Pokusné zemědělské stanice se je podařilo vyklíčit. Na podzim roku 1974 byla sklizena první sklizeň z těchto semen.

Neméně zajímavý objev byl učiněn v Japonsku v létě roku 1972. Při vykopávkách v oblasti města Akita byla nalezena semena pohanky, jejichž stáří, jak ukazuje radioaktivní analýza, bylo více než 4000 let. Po 1,5 roce některá zrnka vyklíčila. Zaseti do půdy vytvořili celou plantáž „rodových obilovin“.

Spolu s takovými dlouhověkými semeny existují semena s velmi krátkým životním cyklem. Semena javoru stříbrného, ​​divoké rýže, dubu, buku, jírovce, vrby, topolu, jilmu, cukrové třtiny a dalších rostlin mají velmi krátkou životnost. Životaschopnost semen těchto rostlin se pohybuje od několika dnů do několika měsíců.

Četné údaje o dlouhověkosti semen umožnily Australanovi A. Ewartovi (1908) rozdělit semena do tří biologických tříd podle jejich schopnosti zůstat životaschopné za optimálních podmínek:

• mikrobiotické nebo krátkodobé, s očekávanou délkou života ne delší než 3 roky;
• mezobiotický, udržující životaschopnost od 3 do 15 let;
• makrobiotické, udržující klíčivost od 15 do 100 let nebo více.

Toto rozdělení je libovolné, protože životnost semen závisí jak na jejich přirozených vlastnostech, tak na podmínkách skladování.

Semena různých odrůd se také velmi liší v tom, jak dlouho zůstávají životaschopná. Semena prosa tedy po 10 letech skladování měla klíčivost 3 % a semena prosa skladovaná v uzavřených lahvích po dobu 11 let měla klíčivost 23 %.

Semena melounu si udržela normální klíčivost po dobu 4 let skladování. Od 5-7 let skladování vykazovaly silný pokles životaschopnosti. Semena melounu odrůdy Melon Leaf tak po 10 letech skladování měla energii klíčení 3 % a klíčivost 5 % a dýňová semínka odrůdy Biryuchekutskaya 628 po 9 letech skladování měla energii klíčení a klíčivost 16 a 4 %.

Pokusy ke studiu klíčivosti semen čtyř odrůd pohanky ukázaly, že ze všech testovaných odrůd nejvíce klesla u pozdně dozrávající odrůdy Kaluzhskaya. Doba životaschopnosti semen rýže různých japonských odrůd se také liší. Ze 48 odrůd ztratilo 11 klíčivost po 2 letech, 29 po 3 letech a 8 po 4 letech. Stejný vzorec je pozorován u indických odrůd. Podobné studie provedené se semeny osmi odrůd sóji skladovaných po dobu 53 měsíců za stejných podmínek ukázaly, že během počátečního období skladování se rozdíly v klíčivosti semen v závislosti na odrůdě pohybovaly v rozmezí 95–100 % a na konci – od 0 na 74 %.

Semena ruských, amerických a středoasijských odrůd melounu byla při skladování v laboratorních podmínkách životaschopná po dobu 10-12 let. Jejich energie klíčení klesá po 4-5 letech skladování. Semena amerických odrůd mají největší životaschopnost a nejméně – středoasijské.

Z předložených materiálů vyplývá, že nejen čeledi, ale i druhy a odrůdy se liší délkou své životaschopnosti, která závisí jak na biologických vlastnostech semen, tak na podmínkách, ve kterých jsou skladována. Hlubší znalost těchto vlastností zvýší životnost těch semen, která mají krátký životní cyklus, což je pro praxi důležité.

Další materiály k tématu

• Semena cukrové řepy
• Semena jiných kulturních rostlin
• Kvalitní semena jsou klíčem k úspěšné sklizni okurek.
• Tvrdá semena
• Je možné předpovědět, která semínka vydrží déle?
• Zdravá semena a sadební materiál v agrotechnické metodě ochrany rostlin před chorobami
• Výsev semen obilí
• Pěstitelská technologie pro krmivo a semena kostřavy luční
• Vlastnosti pěstování sainfoinu pro semena
• Proč semena stárnou?

Od okamžiku klíčení začíná samostatný život nové rostliny. Během procesu klíčení se embryo přesune z dormance do aktivního růstu. Jeho rudimentární orgány se zvětšují.

Materiál byl připraven společně s učitelkou nejvyšší kategorie, kandidátkou biologických věd Faktorovičem Liliyou Vitalievnou.

Více než 31 let zkušeností jako učitel biologie.

Mír

Výsledné semeno zpravidla neklíčí okamžitě. Zpočátku je v klidu. Dormance semen může být spojena s:

• s nedostatkem podmínek pro klíčení;
• s nedostatečným vývojem embrya;
• s přítomností látek, které brání klíčení.

Aby semena vyklíčila, jsou nutné určité podmínky.

Hlavní podmínky jsou:

• voda;
• vzduch;
• dostatečné množství tepla.

Voda je výchozí podmínkou. Jeho obsah v dormantních semenech nepřesahuje 14 %.

S rostoucí vlhkostí začíná růst embryí a biochemické procesy v zásobních tkáních.
TOP 4 články

kteří spolu s tím čtou

Každý druh má svou vlastní teplotu růstu. Jetel klíčí již při +1 stupních Celsia, meloun – při +15.

Podmínky klíčení semen si vysvětlíme pomocí tabulky

Jak to ovlivňuje

Aktivuje růst a vytváří podmínky pro všechny chemické reakce, včetně rozkladu složitých chemikálií

Aktivuje všechny chemické reakce, včetně těch, které se vyskytují v semenech

Některé rostliny klíčí pouze na světle (například quinoa), některé pouze ve tmě (například dýně, prvosenka)

Vyživují embryo před začátkem fotosyntézy.

Odpovídá množství rezervních látek, čím větší semeno, tím hlouběji může být zapuštěno do půdy

Vliv světla byl zaznamenán u malého počtu druhů. Mnoho rostlin je schopno klíčit ve světle i ve tmě.

Začátek klíčení

Klíčení začíná absorpcí vody. Voda vstupuje do semene speciálním otvorem v kůži, který se nazývá mikropyle nebo spermatický otvor. Semínko bobtná.

Komplexní rezervní látky se rozkládají na jednodušší vhodné pro výživu embrya.

Během klíčení vyvíjejí semena silný tlak na okolní předměty. Jsou známy případy, kdy nabobtnalá semena roztrhala trupy potopených lodí.

Vznik kořene

První semeno, které opustí, je embryonální kořen.

To je nezbytné pro ukotvení rostliny v půdě a přechod na samostatnou výživu půdy.

Endosperm se postupně zmenšuje, jeho látky se vynakládají na růst kořenů.

Kořen vystupuje přes mikropyle nebo porušuje obal semene.

Kořen má vždy tendenci dolů. Pokud se naklíčené semínko v půdě obrátí s kořenem směřujícím nahoru, otočí se opět hlouběji. Tento jev se nazývá geotropismus

Vzcházení sazenice

Kořen roste, postranní kořeny vybíhají z hlavního kořene. Nyní, když celé semeno může spočívat na kořenech, je neseno rostoucím stonkem vzhůru. Stonek, na rozdíl od kořene, usiluje o světlo.

Kotyledony, které jsou prvním párem listů, mohou vystoupit nad zem nebo zůstat v půdě.

Klíčení končí, když rostlina přejde na spotřebu sluneční energie.

Doba klíčení

Doba klíčení semen se liší a závisí na:

• teploty;
• kvalita osiva;
• druh rostliny;
• množství rezervních živin.

U většiny rostlin se doba klíčení pohybuje od 3 do 22 dnů.

co jsme se naučili?

Při studiu tohoto tématu v 6. třídě jsme zjišťovali, které struktury semen se podílejí na klíčení. Jedná se o embryo a rezervní látky endospermu nebo kotyledonů. Dozvěděli jsme se podmínky a fáze klíčení semen: bobtnání semen, vzcházení kořenů, tvorba semenáčků. Fáze klíčení jsou společné pro všechny rostliny. Vliv podmínek se mezi druhy poněkud liší.