Семена и плоды растений одного вида и даже одного растения могут значительно различаться по морфологическим признакам, химическому составу и физиологическим свойствам. Это явление настолько широко распространено в природе, что, характеризуя семена и плоды, всегда приходится говорить о средних или типичных признаках изучаемых семян и плодов.
Разнокачественность семян и плодов известна давно. Выявлена разнокачественность зерна по колосу, зерен в початке кукурузы, семян и коробочек клещевины в кисти, подсолнечных семянок в соцветии-корзинке.
Разнокачественность семян и плодов вызывается различными причинами и подразделяется на несколько форм. Одной из наиболее четко выраженных является материнская разнокачественность - следствие различия в местонахождении развивающегося семени на материнском растении.
Хорошо изучены различия в скорости формирования семян в коробочках хлопчатника в зависимости от положения соцветия по высоте стебля и от места их на плодовой ветке. Коробочки, расположенные ближе к стеблю и первичной плодовой почке, развиваются быстрее по сравнению с коробочками, удаленным от нее. Уже это приводит к неоднородности по свойствам семян, собираемых с одного растения (табл. 4).
У клещевины обнаружено различие в химическом составе семян в зависимости от месторасположения на стебле кисти коробочки, в которой они формировались. Семена льна, созревавшие в соцветиях-метелках, расположенных на разных участках стебля, также различаются по составу накапливаемого масла, его количеству и массе отдельных семян (В. И. Ермаков, 1962).
Таблица 4. Характеристика семян хлопчатника в зависимости от места расположения коробочек на кусте (X. X. Енилеев и В. П. Соловьев, 1960)
| Номер плодовой ветви | Число семян в одной коробочке (в среднем) | Масса 1 ООО семян, г | Влажность семян, % |
| со | 32,8 | 135 | 7,32 |
| 4 | 33,7 | 135 | 7,22 |
| 5 | 35,3 | 134 | 7,10 |
| 6 | 36,1 | 134 | 7,07 |
| 7 | 36,7 | 133 | 7,22 |
| 9 | 38,0 | 129 | - |
По свойствам и химическому составу семена в соцветии; различаются обычно тем больше, чем больше их сосредоточено в одном соцветии. Разнокачественность семянок особенна наглядно можно проследить на подсолнечнике. В соцветии подсолнечника - корзинке - в момент созревания содержится до 8000 семянок.
Особенности строения соцветия-корзинки подсолнечника обусловливают разновозрастность трубчатых цветков, из которых в результате созревания формируются семена. Цветение трубчатых цветков происходит последовательными зонами в направлении от периферии корзинки к ее центру. Число таких зон в корзинке может быть различным, но чаще всего оно равно 6-12. Ежедневно зацветает одна зона, и, таким образом, процесс цветения корзинки длится 6-12 дней.
Индивидуальные различия между семянками особенно заметны при сравнении их в радиальном направлении от краев соцветия к центру. Наиболее крупные и хорошо выполненные семена находятся в краевой зоне корзинки, а самые мелкие и молодые - в центре. Формирование, налив и созревание семян происходит в различных условиях - температурных, влажностных, при различной величине листовой поверхности растения, что обусловливает резкое различие в свойствах семян по ряду признаков.
Недостаточная выполненность семян центральной зоны, их меньшая величина обусловлены в значительной мере также различием в снабжении водой и питании цветков этой части корзинки. Установлено, что центральная зона соцветия хуже снабжается влагой и питательными веществами, чем периферийная. Приповерхностное расположение сосудов, характерное для стебля, сохраняется и в корзинке. Наиболее крупные центральные сосуды идут к периферийной части корзинки, а от них уже ответвляются более мелкие сосуды, питающие центральную часть и ее семянки. Это приводит к тому, что трубчатые цветки, расположенные в центре корзинки, получают влаги и питания меньше, чей цветки на периферии ее, и созревание их проходит при другом режиме питания.
При уменьшении поступления воды и питательных веществ понижается нектарность цветков центральной части корзинки, в результате чего их плохо посещают насекомые, что ухудшает условия опыления и последующего развития цветка.
Исследования показывают, что химический состав семян в значительной степени зависит от состояния листьев, которые питали семена. В опытах А. И. Ермакова (1962) при обрывании части листьев у льна в период цветения наблюдались большие изменения массы семян.
И. Ф. Беликов (1955) в опытах с введением С1402 в лист сои установил, что радиоактивные продукты поступают только в плоды ближайшего узла. А. А. Прокофьев (1957) в опытах с подсолнечником и сарептской горчицей также показал,, что листья определенной части растения питают только свою часть, ярус или ряд корзинки. Существенной причиной разнокачественноеT семян, коробочек или соцветий поэтому является также повреждение листьев ветром, насекомыми или. микроорганизмами, так как обмен веществ в семенах на этом участке соцветия нарушается.
Большое значение имеет также гибридная природа семян, растений.
Кроме разнокачественности, обусловленной, неодинаковыми условиями развития семян в различных соцветиях и участках соцветия, различают также генетическую разнокачественность, вызванную различием в составе и свойствах отдельных пыльцевых зерен, семяпочек и зародышевых мешков. Наконец, существует также экологическая разнокачественность - результат формирования семян в несколько различных условиях, внешней среды и при разной обеспеченности зародыша питательными веществами. Все эти формы разнокачественности взаимосвязаны друг с другом.