En el ciclo de vida de las "plantas con semillas" llamadas espermatofitas, la semilla es la estructura que contiene y protege la planta embrionaria . Suele estar contenido en una fruta que permite su difusión .
Así, la semilla permite a la planta escapar de las condiciones de un entorno que se ha vuelto hostil, ya sea alejándose o esperando el regreso de circunstancias favorables.
Proviene de una transformación del óvulo fertilizado . Como resultado, está formado por ambas partes del esporofito materno (las envolturas de las semillas), el gametofito (los tejidos de reserva de la semilla) y el esporofito de la siguiente generación: el embrión.
Tiene un papel de protección del nuevo individuo gracias a su envoltura a menudo endurecida, y de nutrición gracias a las reservas de sustancias nutritivas. En efecto, las semillas tienen la propiedad de acumular, en una forma fácil de conservar, reservas destinadas al desarrollo futuro del embrión. Constituyen así una fuente de alimento muy buscada por los animales (dieta granívora ).
Las semillas han tenido lugar en la alimentación humana , y un lugar fundamental en muchas culturas , desde la invención de la agricultura : cereales , legumbres ... Una semilla seleccionada para ser sembrada es una semilla .
La semilla está formada de afuera hacia adentro por una cubierta protectora llamada tegumento , que rodea un tejido de reservas de nutrientes y el embrión .
Los tejidos protectores son una de las principales características de la estructura de la semilla. El embrión está rodeado en primer lugar por un tejido de reservas de nutrientes más o menos importantes según la especie. El origen de este tejido es variable.
La albúmina puede estar más o menos desarrollada en la semilla. Puede contener todas las reservas de nutrientes, que serán utilizadas por el embrión durante la germinación. Se dice que las semillas de este tipo son "albuminosas". Por el contrario, en las semillas denominadas “exalbuminadas”, las reservas se almacenan directamente en los cotiledones , quedando entonces muy reducida la albúmina.
Alrededor de los tejidos de reserva se encuentra el tegumento que constituye el principal tejido protector. Está formado por una capa de varias células y rodea completamente al embrión y sus reservas. Solo se abre mediante un pequeño orificio, el micropilo , por el que ha entrado el tubo polínico para permitir la fecundación, durante la polinización .
El embrión, por otro lado, puede ser diminuto y estar formado por unas pocas células, o ya con una gema desarrollada en un tallo , radícula y cotiledones . Las diferentes estrategias evolutivas posibles dan, según la especie, semillas cuyo peso varía de 2 microgramos para una orquídea (por ejemplo, la rampante Goodyere ) hasta unos veinte kilogramos para una Arecaceae , la coco-de-mer ( Lodoicea maldivica ).
El origen de las plantas con semillas es un misterio que sigue sin resolverse hasta el día de hoy. Sin embargo, cada vez más datos tienden a ubicar este origen en el Devónico medio. De hecho, la descripción en 2004 de la proto-semilla de Runcaria heinzelinii en el Givetian de Bélgica constituye una indicación de este antiguo origen de las plantas con semillas.
Sin embargo, las primeras plantas con semillas "verdaderas" se describen en el Devónico superior, que es el escenario probable de su primera radiación evolutiva. Esta radiación continuará durante millones de años. Las plantas de semillas se convertirán gradualmente en un componente importante de prácticamente todos los ecosistemas de hoy.
Los espermatofitos o plantas con semillas se dividen en dos grupos principales, las angiospermas y las gimnospermas . En este último, el óvulo, y por tanto la semilla resultante, está desnudo. Solo las angiospermas producen frutos , resultado del desarrollo del ovario que rodea al óvulo . Entonces es un ovario maduro. Sin embargo, también puede estar formado por otras partes de la flor, entonces hablamos de frutos falsos o pseudo-frutos.
Los frutos se clasifican en tres tipos principales:
| Carbohidrato | Protide | Lípido | |
|---|---|---|---|
| Chícharos | 60-75,1 | 20-35 | 5-6 |
| Maíz | 70-80 | 9-14 | 1-2 |
| Colza | 14-22 | 17-20 | 35-45 |
Existen diferentes criterios para clasificar las semillas.
| Semillas secas | Semillas acuosas |
|---|---|
| 12 a 15% de agua | 75 a 90% de agua |
| poca agua > reacciones enzimáticas más lentas> vida más lenta |
no deseca > reacciones enzimáticas normales> vida normal |
| buena conservación | conservación limitada |
| cereales | frutas de árbol, verduras ... |
Los principales tejidos de una semilla son el perispermo , la albúmina y el embrión .
| Semillas con perispermo | Semillas de albúmina | Semillas sin albúmina o exalbuminizadas |
|---|---|---|
| Diagrama | Diagrama | Diagrama |
| Los tejidos de reserva están poco desarrollados. Ambos cotiledones son hojas verdaderas y permiten que la planta sea autótrofa . | Los tejidos de almacenamiento son ricos en nutrientes, pero estas plantas solo pueden iniciar la fotosíntesis en la etapa de 3 hojas. | Los tejidos de reserva están directamente en los cotiledones del embrión. |
| La ventaja es que se pueden trasplantar fácilmente ya que no hay dependencia de un reservorio. La desventaja es que en caso de un problema cultural, como una paliza, la tasa de supervivencia es baja. | Estas ricas semillas tienen la desventaja de ser propensas a los ataques de animales como gusanos amarillos, gusanos alambre o pájaros. | Estas semillas son codiciadas por los animales y deben germinar lo más rápido posible. |
| remolacha , lechuga , quinoa , pimiento | trigo , maíz , arroz (y cereales en general), ricino | soja , frijol , girasol , altramuz , guisante |
En agricultura , la envolvente no es realmente ventajosa. Si bien ofrece protección mecánica y química a la semilla contra diversos estreses bióticos o abióticos, es principalmente un freno alimentario (el monogástrico , por ejemplo, los humanos, que no digiere ni celulosa ) y que un obstáculo para la germinación al sellar la semilla con agua y oxígeno .
| Semillas desnudas | Frutas individuales desnudas | Revestimiento de frutas simples | Frutas compuestas |
|---|---|---|---|
| Sobre del óvulo Desnudo pero protegido por una fruta, una vaina ... |
Sobre del óvulo + pericarpio del fruto |
Envoltura del óvulo + pericarpio de la fruta + glumilla + glumas |
- |
| Colza , frijoles , lino | Trigo , maiz | Cebada , avena , pasto negro , oleaje | Remolacha |
Las semillas cumplen varias funciones para las plantas que las producen. Entre estas funciones, la nutrición del embrión, la dispersión a una nueva ubicación y la inactividad en condiciones desfavorables son esenciales. Las semillas son fundamentalmente un medio de reproducción, y la mayoría de las semillas son el producto de la reproducción sexual que produce una mezcla de material genético y variabilidad fenotípica sobre la que actúa la selección natural.
Charles Darwin , un pionero de la fisiología vegetal , estudió notablemente las semillas por su papel en la evolución de las estrategias de dispersión en las plantas .
Modos de difusión:
En muchas plantas, la germinación de las semillas no es inmediata y requiere un período de reposo durante el cual la germinación es inhibida por varios mecanismos. Esta inhibición o latencia puede estar relacionada con:
La longevidad de la semilla, o poder de germinación, suele oscilar entre dos y diez años, dependiendo de la especie ( cereales , espinaca , calabaza ). Esta longevidad puede alcanzar los cien años (casia, fístula), las llamadas semillas macrobiónicas. Algunas semillas tienen una vida útil muy corta, desde unos días ( álamo ) hasta unas pocas semanas ( café ), se llaman microbiontes. El caso extremo es el de las semillas que germinan en el fruto todavía adherido a la planta madre ( Rhizophora , mangle ): semillas vivíparas.
La germinación es el fenómeno por el cual el embrión dentro de la semilla fuera de su período de vida se ralentiza y se desarrolla gracias a las reservas de la semilla.
En las semillas de las gramíneas, el embrión segrega hormonas vegetales de la familia de las giberelinas que inducen en un tejido particular, la capa de aleurona , la síntesis de alfa-amilasa que moviliza las reservas contenidas en la albúmina en beneficio del embrión.
Las semillas contienen un embrión vivo, a veces frágil. Muchos factores pueden afectar su viabilidad. En general, deben mantenerse frescos y secos. Mantenidos en malas condiciones, pueden perder rápidamente su calidad de germinación. También pueden enmohecerse, ser devorados por roedores o verse afectados por diversas plagas.
Si las semillas se recolectan para su uso como semilla de reproducción, deben recolectarse cuando estén maduras y probarse. Este trabajo antiguamente artesanal y familiar, asociado al fitomejoramiento, lo realizan cada vez más agricultores multiplicadores en conjunto con empresas semilleras , viveristas o recolectores profesionales de semillas forestales.
Se utilizan numerosos equipos específicos o adaptados para la recolección de las diferentes especies (pastos, leguminosas, etc., semillas de flores de campo o de prados) como cosechadoras, aspiradoras montadas sobre tractores, cajas de ritmos (para salir de los campos). de conos femeninos de coníferas, etc.).
Las semillas generalmente se seleccionan y clasifican (separación de semillas demasiado pequeñas, dañadas, anormales o parasitadas). Se preparan, limpian y secan, luego se almacenan cuidadosamente en condiciones termohigrométricas y de luz correspondientes a sus necesidades, al abrigo de parásitos. Algunas semillas deberán someterse a vernalización (frío invernal o equivalente artificial) y / o rehumectación o acidificación antes de la siembra, para permitir la germinación.
Los lotes de semillas generalmente se clasifican por especie y origen, con una descripción de cada contenedor, a fin de mantener la trazabilidad. Para cantidades pequeñas, se utilizan sobres simples de papel, almacenados en una caja de cartón o madera, fuera de muebles de aglomerado susceptibles de liberar formalina que puede inhibir la capacidad de germinación de la semilla. Por último, en ocasiones también deben tomarse precauciones durante su transporte.
Las semillas de los árboles forestales a menudo se recolectan en huertos semilleros que también tienen vocación de mejoramiento vegetal , que sin embargo puede ser una fuente de pérdida de diversidad genética frente a la regeneración natural .
“Una semilla contiene una planta en miniatura (plántula) que vive en cámara lenta, protegida por una envoltura. Contiene reservas de alimentos que le permitirán germinar si las condiciones son favorables. La plántula puede luego crecer y, cuando sea adulta, a su vez dará semillas. "
- Cartel: “Bébé Plante”, Jardin des Plantes, Escuela de Botánica, París, 26 de febrero de 2011.