Siemen

Kehitys siemenestä

Vaikka siemen ei olekaan aktiivinen, se on pieni elävä olento. Se sisältää tulevan kasvin alkion, joka ei muutu eikä kehity: se on lepotilassa. Yleinen ajatus on, että siemen "nukkuu", kunnes se saa tarvitsemansa herätäkseen. Tämä ei pidä paikkaansa. Eri siemenillä on erilaiset tavat, jotka ovat epäilemättä sopeutuneet niiden elinympäristöön. Siemenissä on erilaisia lepovaiheita:

1. Siemenen lepotila: siemen ei kehity vähään aikaan, vaikka olosuhteet olisivat sopivat.^p98 Viivästynyt itäminen (kehitys) antaa aikaa leviämiselle. Siemenen sisällä tapahtuu muutoksia, jotka saavat sen ennemmin tai myöhemmin itämään. Yksityiskohdat vaihtelevat suuresti lajien välillä.

2. Siementen talvehtiminen: siemenet eivät idä, koska olosuhteet eivät ole oikeat. Kasvun käynnistävät tietyt tapahtumat ympäristössä. Laukaisevien tekijöiden yksityiskohdat tunnetaan joidenkin, mutta ei kaikkien siementen osalta. Esimerkkejä ovat sade, tulipalo, maan lämpötila. Monet siemenet itävät vasta sen jälkeen, kun ne on syöty ja kulkeneet eläimen ruoansulatuskanavan läpi. Tämä on myös yksi leviämistapa.

Kun siemen itää ("herää"), se alkaa kasvaa pieneksi kasviksi, jota kutsutaan taimeksi. Se käyttää ravinteita (ravintoa) siemenen sisällä olevasta pehmeästä lihaksikkaasta materiaalista, kunnes se on valmis valmistamaan ruokaa itse auringonvalon, veden ja ilman avulla.

Useimmat siemenet itävät maan alla, missä ei ole auringonvaloa. Kasvi ei tarvitse maaperän ravinteita muutamaan päivään tai viikkoon, koska siemenessä on kaikki, mitä se tarvitsee kasvaakseen. Myöhemmin se alkaa kuitenkin tarvita auringonvaloa. Jos siellä on auringonvaloa, kasvi käyttää sitä kasvaakseen terveeksi. Jos valoa ei ole, kasvi kasvaa vielä jonkin aikaa, mutta sen plastidit eivät kypsy: klorofylli ei muutu vihreäksi. Jos kasvi ei saa tarpeeksi valoa, se kuolee lopulta. Se tarvitsee valoa tehdäkseen ravintoa itselleen, kun siemenen varasto loppuu.

• Vanhin kasviksi kasvanut hiili-14-datoitu siemen oli noin 2 000 vuotta vanha Juudean taatelipalmun siemen, joka löydettiin kaivauksista Herodes Suuren palatsista Masadassa Israelissa. Se idätettiin vuonna 2005.
• Suurimmat siemenet tuottaa Coco de mer eli "kaksoiskookospalmu", Lodoicea maldivica. Koko hedelmä voi painaa jopa 23 kiloa, ja siinä on yleensä yksi siemen.

Alkuperä ja kehitys

Siemenet ovat olleet tärkeä tekijä havupuiden ja kukkivien kasvien lisääntymisessä ja leviämisessä. Sammalten, maksaruohojen ja saniaisten kaltaisilla kasveilla ei ole siemeniä, vaan ne käyttävät suojaamattomia itiöitä ja muita menetelmiä lisääntyäkseen. Ennen ylempää devonikauden aikaa maakasvit, kuten nykyiset saniaiset, lisääntyivät lähettämällä itiöitä ilmaan. Itiöt laskeutuivat maahan ja muuttuivat uusiksi kasveiksi vain suotuisissa olosuhteissa. Itiöillä on vain vähän ravintovarastoja, ja ne saattavat olla vain yksittäisiä soluja eivätkä alkioita.

Siementen kehittyminen muutti kasvien elinkaarta vapauttamalla kasvit ulkoisen veden tarpeesta seksuaalista lisääntymistä varten ja tarjoamalla suojaa ja ravinteita kehittyvälle alkiolle. Näiden toimintojen ansiosta kasvit saattoivat levittäytyä vesilähteiden välittömän lähiympäristön ulkopuolelle. Ne pystyivät hyödyntämään ympäristöjä, jotka olivat kuivempia ja ylängöllä.^p92Tämä käy ilmi siemenkasvien menestyksestä tärkeissä biologisissa kapeikoissa maalla, metsistä niittyihin sekä lämpimässä että kylmässä ilmastossa. Nykyiset siemenkasvit ovat Gymnospermit, joilla on paljaat siemenet, ja Angiospermit, joilla on peitteiset siemenet, yleensä hedelmät.

Ensimmäiset todelliset siemenet ovat peräisin ylemmästä devonikaudelta 370-354 miljoonaa vuotta sitten, mikä on luultavasti niiden ensimmäisen evolutiivisen säteilyn tapahtumapaikka. Varhaisimmat siemeniä tuottavat puut olivat hiilikauden metsissä. ^p112Siemenkasveista tuli tasaisesti yksi lähes kaikkien ekosysteemien tärkeimmistä elementeistä.