Процесс цветения внешне обычно воспринимается только как распускание бутонов и полное раскрытие венчика. Однако более существенна готовность пестика к приему пыльцы, при этом на рыльце пестика нередко появляется капелька жидкости.
Известны два способа опыления: самоопыление и перекрестное. При самоопылении пыльца попадает на рыльце пестика того же самого цветка. При перекрестном опылении опыляются другие цветки этого растения или других растений этого же вида.
Потомство, получаемое при перекрестном опылении, обладает более «разнообразной» наследственностью и повышенной жизнеспособностью. Поскольку в комнатных условиях, как правило, нет насекомых-опылителей, любителю комнатных растений приходится заниматься опылением самому. Для этого пыльцу с одних цветков с помощью мягкой кисточки переносят на рыльца пестиков других. Только при таком условии многие растения способны образовывать плоды и семена. Пыльцевые зерна, попавши на рыльце пестика, готового к оплодотворению, прорастают в трубку, которая достигает семязачатка. Там и совершается процесс их оплодотворения. У разных видов между опылением и оплодотворением проходит от 15 мин до года и более. После оплодотворения из оплодотворенной клетки – зиготы формируется зародыш и запасы питательных веществ, что в совокупности и представляет собой семя.
Снаружи семя покрыто семенной кожурой. Параллельно возникает особая ткань эндосперм, в которой накапливается запас питательных веществ. Зародыш и эндосперм составляют основную массу зрелого семени многих видов растений. Зародыш в семенах обычно хорошо развит и подразделяется на отдельные органы, хотя и находящиеся еще в зачаточном состоянии. Побег состоит из осевой части – зародышевого стебелька, почечки, зародышевых листьев – семядолей и запасных веществ. На нижнем конце зародыша располагается зародышевый корешок.
Продольный схематический разрез семени (Pediocactus simpsonii)
at – внешняя оболочка (внешняя теста); it – внутренняя оболочка (внутренняя теста); pe – перисперм; hi – хилум; hs – кромка хилума; mi – микропиле; nv – носообразный выступ; ra – зародышевый корешок; end – остаток эндосперма; hy – гипокотиль; pl – зародышевая почка; co – зародышевые листики; cr – гребень; r – радиальная клеточная стенка внешней оболочки; t – тангенциальная клеточная стенка внешней облочки.
Семена разнообразны по формам и размерам. Поверхность в большинстве случаев более или менее гладкая, однако, встречаются также семена с волосками, шипами, ребрами, крыльями и другими выростами. Семенная кожура (теста, спермодерма) играет важную роль как пограничная зона между зародышем, запасающими тканями и окружающей средой.
Для прорастания семян необходимы прежде всего влага, кислород и тепло. Что касается света, то он требуется для прорастания сравнительно немногих семян. Большинство семян лучше прорастает именно в темноте.
Сухие покоящиеся семена содержат в своих тканях всего 10-15% влаги, но в момент прорастания ее количество увеличивается многократно. При прорастании так же сильно возрастает и интенсивность дыхания семян. Скорость прорастания обычно увеличивается с повышением температуры.
У большинства цветковых растений созревшие семена не способны сразу прорастать, находясь в состоянии покоя. Вынужденный покой связан с отсутствием необходимых для прорастания условий (температуры, влажности, тепла и пр.). Органический покой определяется особыми свойствами самого семени. В таких семенах протекают активные метаболические процессы (дыхание, рост зародыша), но прорастание заторможено и даже в благоприятных для прорастания условиях, не прорастают или дают низкий процент всхожести. Для нормального активного прорастания таких семян необходимо создать такие условия, которые отличаются от условий их прорастания. Глубокий покой может вызываться недоразвитостью зародыша (морфологический покой). Такие семена не смогут прорасти пока не попадут в условия, при которых зародыш закончит свое развитие. Наиболее часто встречающийся покой - физиологический. При таком виде покоя соединяются пониженная способность зародыша к росту и пониженная газопроницаемость окружающих его покровов. Иногда семенная кожура оказывается настолько плотной и водонепроницаемой, что служит преградой для доступа влаги к зародышу. У других растений в покровах семени накапливаются специальные вещества, тормозящие прорастание.
В связи с этим иногда приходится применять искусственные приемы, способствующие прорастанию. Например, при стратификации семена выдерживают во влажном состоянии при пониженной температуре во влажной среде (торф, песок, опилки и пр.) и в условиях хорошей аэрации. Продолжительность стратификации может доходить до 6 месяцев. При прерывании процесса повышением температуры семена впадают в состояние вторичного покоя. Также, чтобы пробудить семена применяется горячая стратификация. При этом семена определенный период времени находятся под воздействием воды повышенной температуры (до 80 гр.). Кроме стратификации для прорастания семян применяют другой вид воздействия - скарификацию. Это способы механического или химического воздействия на семенные покровы семян для их частичного разрушения. При механической способе для истончения оболочки семян применяют наждачную бумагу, перетирают с песком и др. При химической скарификации семена подвергаются действию химических веществ: кислот, щелочей или специальных биохимических стимуляторов прорастания.
Прорастание семян цветковых растений сопровождается сложными биохимическими и анатомо- физиологическими процессами. С началом поступления воды в семя в нем усиливается дыхание, и начинаются химические процессы, которые приводят к началу роста. Рост зародыша обычно начинается с прорыва покровов энергично удлиняющимся гипокотилем и зародышевым корнем. Начинается деление клеток. После появления корня начинают расти и зеленеть семядоли, после появляется побег и образуются настоящие листья. У одних растений (кабачок, подсолнечник, дыня) в процессе роста семядолей окружающие их покровы выносятся на поверхность земли и сбрасываются (надземный тип прорастания). У других растений (дуб, горох) семядоли не выносятся на поверхность почвы, а остаются в земле и являются источником питания для проростка (подземный тип прорастания).
Благодаря необычным свойствам семян, они в состоянии длительного времени хранить в себе живой зародыш, ожидая благоприятных условий для прорастания, давая начало жизни новым растениям.