種子

I

プロローグ

種子植物の発芽前の成熟した胚珠をさす。種(たね)ともいう。将来1つの完全な植物体に生長するのに必要な遺伝情報一そろい(→ ゲノム)と、外部から栄養をとれるようになるまでの養分がたくわえられている。とくに被子植物の種子は、のちに果実をかたちづくる子房につつまれているが、裸子植物すなわち球果植物とその近縁植物は、球果の鱗片上に裸の種子がある。

花粉管が、受精の過程で、珠孔とよばれる小さい孔をとおって胚珠にはいる。2個ある精核のうち1個が胚珠の中の卵細胞と融合して接合子をつくり、これが発達して胚となる。被子植物では、残りの精核が胚嚢中に存在する2個の極核と融合して胚乳核となり、その後、胚をとりかこむ栄養のある胚乳組織をつくる。裸子植物では、胚乳は胚嚢自体の組織からつくられる。大胞子嚢(→ 胞子嚢)に相当する珠心は胚珠の主要部分をなし、胚と胚乳の組織が発達する間に一部は消化される。

種子をつつんでいる固く丈夫な皮は、胚珠の珠皮から生じ種皮とよばれる。被子植物では、種皮の内側に内種皮とよばれるうすい膜状の第2の皮がある。さらに種子によっては、発芽しようとするときに種皮が水の吸収をたすけたり、まれには種子の周りにさらに保護層をつくるものもある。ほとんどの種子には、花粉管が胚珠へはいるのにとおった小さな珠孔が種皮にあいている。被子植物では珠孔の近くに珠柄という柄があって、それによって種子は果実壁の内側の胎座に付着している。種子がはなれると、柄がついていたところに、へそとよばれる小さな傷跡がのこる。

ランなど一部の植物では胚が小さく、種子が親植物からはなれるまでは未分化の細胞の塊である。親植物からはなれ最終的に発芽するまでの間に、この未分化の細胞が初期の根、芽、茎、葉に発達する。ほかの植物では、この発達過程はおおむね種子の分散に先だっておこる。胚性の根すなわち幼根は、ふつう珠孔のあるほうへのび、幼芽あるいは上胚軸とよばれる胚性の芽は、胚の中で幼根と反対の端にできる。胚性の茎すなわち胚軸によって幼根と子葉がつながれる。裸子植物ではふつう複数の子葉がある。

被子植物は2つに大別され、子葉が1枚しかない単子葉植物と子葉が2枚ある双子葉植物にわけられる。子葉は、胚乳から栄養物質を吸収し貯蔵する役割をはたす。ヒマワリなど多くの植物の子葉は、発芽したのち幼芽から普通葉が発達するまで、主要な光合成器官としてはたらく。

II

寿命

ヤナギの種子のように、親の木からおちてから数日しか健全な器官に生長する発芽力のない種子もある。他の種子の寿命は数年間で、ハスの種子などはおちてから3000年たっても発芽することが知られている。植物の種子はそれぞれ固有の寿命をもっており、その期間をすぎてからまいても発芽しない。

III

休眠

種子に発芽力がないことと、種子が休眠していることとは混同されやすい。多くの種子は親植物からおちたのち、いわゆる休眠期をへてはじめて発芽する。ラン科の中には、この休眠期に種子が成熟しおえるものもある。他の植物では、休眠期の間に化学的変化がおこって種子が発芽できるようになる。ひじょうに丈夫な種皮をもつ種子では、軟化あるいは腐敗(→ 腐敗と分解)して水や酸素が種子にはいるようになって胚の生長がすすみ、種皮をつきやぶる。未発達の胚をもつ種子の場合、栽培者が休眠期間を短縮しようとしても、うまくいかないことが多い。しかし成熟した胚をもっている場合は、かたい皮に傷をつけたり、水または硫酸のような科学薬品へひたしたり、熱をくわえて種皮に割れ目をいれたり、さらに凍結と解凍を交互におこなったりすることで、発芽が誘発されることがある。

IV

発芽

発芽という言葉は、休眠期間ののちに種子の胚の生長が再開することをさす。種子は、媒介者によって好適な環境にうつされてはじめて発芽する。好適な環境のおもな条件は、じゅうぶんな水と酸素、適当な温度である。植物は種によって発芽に最適な気温がことなる。原則として、極端な低温あるいは高温は発芽に適さない。種子によっては、発芽前に光に一定期間さらさなければならないものもある。

発芽の間に、休眠期間中ほとんど乾燥していた胚の中へ種皮をとおって水が浸透し、種子が膨張する。この膨張は、しばしば種皮が破裂するほど大きい。種子が酸素を吸収すると、エネルギーを生長に利用できるようになる。胚乳あるいは子葉にたくわえられた栄養源は、酵素によって分解されてより単純な物質になり、胚をとおってそれぞれの生長部位へおくられる。

胚の中で最初に種皮をやぶるのは、幼根である。幼根からは根毛が生じて水を吸収し、胚を土壌に固定させる。それから胚軸がのび、幼芽、そして1枚または複数の子葉を地表上にだすことが多い。子葉が光にさらされると葉緑素が生じて、幼芽から葉にかわるまで光合成をおこなう。多くの植物、とくにイネ科の植物では、子葉が地表上にあらわれることがなく、葉が発達するまで光合成はおこなわれない。その間、植物は種子中にたくわえられた養分で生きる。発芽から植物が種子にたくわえられた養分から完全に独立するまでを苗とよぶ。

→ 品種改良