Удивительные опыты с растениями

Результаты одного из опытов изображены на рис. 46. Поставленные в воду побеги контрольного варианта начинали рост уже через неделю, тогда как почки побегов опытного варианта оставались в состоянии покоя.

Рис. 46. Распускание почек ивы осенью (а) и весной (б), черенок обработан ингибитором, выделенным из почек осеннего черенка (в)

Можно сделать вывод, что осенью почки ивы действительно содержат ингибиторы роста. Извлеченные из осенних почек, они по сосудам стебля поступают в готовые к росту почки весенних побегов и, накапливаясь в них, тормозят распускание.

Задание. Выясните, какое влияние окажут ингибиторы, выделенные из осенних почек ивы, на прорастание семян, например огурцов. Для этого семена прорастите в двух чашках Петри: в одной на фильтровальной бумаге, смоченной водой, в другой – вытяжкой из почек.

Можно выделить ингибиторы прорастания из семян, например, караганы древовидной и изучить их влияние на прорастание семян ржи, пшеницы.

75. Покой семян

Переход в состояние покоя – широко распространенный у растений способ переживания неблагоприятных условий. В покоящееся состояние переходят не только зимующие почки, но и семена большинства растений. Покоящиеся семена имеют много общего с покоящимися почками: большие запасы питательных веществ (3/4 всех семенных растений накапливают в семенах жиры в качестве запасного питательного вещества), уменьшение содержания воды, снижение обмена веществ. При переходе в состояние покоя семена обезвоживаются значительно сильнее, чем почки, что повышает их устойчивость в неблагоприятных для жизни условиях. У семян, как и у почек, есть периоды глубокого и вынужденного покоя. Благодаря резкому снижению интенсивности обмена веществ семена могут сохранять жизнеспособность (всхожесть) довольно длительное время. Например, семена ржи, кукурузы, капусты, томатов сохраняют всхожесть около 5 лет; пшеницы, овса, ячменя, тыквенных – около 10 лет. У многих растений, относящихся к семейству бобовых, – 50–100 лет. Возраст сохранивших жизнеспособность семян люпина арктического, добытого из отложений торфа, определили в 10 000 лет.

В чем же секрет долголетия семян мелкосемянных бобовых растений?

Для опыта нужны семена любого вида бобовых растений с мелкими семенами (клевера, люцерны, донника, вики), 2 чашки Петри, фильтровальная бумага, немного песка для обработки семян. Продолжительность опыта 15–16 дней.

Отсчитайте 100 семян, уложите их в чашку Петри на увлажненную фильтровальную бумагу для проращивания. Уже через двое суток видно, что не все семена, находящиеся в чашке Петри, способны к набуханию и росту. В зависимости от вида растения, способа сбора количество проросших семян может колебаться от 3 до 50. Семена, способные прорасти сразу же, как только попадут в благоприятные условия, называют мягкими, имея в виду, что их оболочка легко пропускает воду. Семена, которые спустя 10 дней остаются ненабухшими и непроросшими, относят к твердым. Они светло-желтые или коричневые, лежат на влажной фильтровальной бумаге как камешки (поэтому их еще называют твердокаменными семенами). В любой партии посевного материала могут быть просто невсхожие семена. Их легко отличить: они черные, набухают, но не дают проростков, к концу опыта ослизняются. На 10–12-й день проращивания подсчитайте количество проросших семян (это будет фракция мягких семян), невсхожих, сгнивших и ненабухших (твердых) семян. Полученные результаты занесите в таблицу.

Для следующего этапа работы нужны только твердые семена. Поэтому проросшие семена удалите, полученную фракцию твердых семян разделите на 2 части. Одну часть уложите в чашку Петри на увлажненную фильтровальную бумагу для проращивания без дополнительной обработки. Это контрольная группа семян. Другую часть поместите в ступку, добавьте немного песка и осторожно перетрите с песком примерно в течение 1 мин. Песчинки повреждают оболочку, на ней появляются трещины. Из-за небольшого размера семян и песчинок эти царапины незаметны, поэтому очень важно не растереть сами семена. Можно заменить перетирание энергичным встряхиванием с песком в течение получаса. Обработанные семена отделите от песка и уложите во вторую чашку Петри на увлажненную фильтровальную бумагу.

Результаты опыта станут очевидны уже через 3–4 дня: обработанные песком семена энергично прорастают, контрольные – остаются в набухшем состоянии.

Следовательно, в твердых семенах клевера, люцерны зародыш сформирован и семя не прорастает потому, что покрыто плотной, водонепроницаемой оболочкой.

Разрушение целостности семенной оболочки твердых семян называется скарификацией. Этот прием широко используется в сельском хозяйстве, поскольку количество твердых семян в посевном материале может колебаться от 50 до 97%.

В природе растрескивание оболочки происходит под влиянием многократного высыхания, замораживания, она разрушается бактериями. Поэтому сохраниться непроросшими в течение сотен лет твердые семена могут только при постоянном воздействии не благоприятных для прорастания условий – под слоем торфа и льда.

Задание. Сравните способность к образованию твердых семян у дикорастущей и культурной люцерны.

Фото М. Кабанова