بذر (بهانگلیسی:Seed) یادانه یک گیاه، رویانی است که در یک پوشش خارجی محافظ، محصور شده است. تشکیل بذر بخشی از روندتولیدمثل در گیاهان دانهدار میباشد،پیدازادان شاملبازدانگان وگیاهانگلدار است.
بذرها محصولتخمک رسیده هستند، پس ازلقاح توسطگرده و مقداری رشد در گیاه مادر.رویان از روییاخته تخم و پوسته بذر از پوشهای تخمک توسعه مییابند.
بذرها یک پیشرفت مهم در تولیدمثل و موفقیت گیاهان بازدانگان و گیاهانگلدار میباشد، نسبت به گیاهان ابتداییتر مانندسرخسها،خزهها وجگرواشان، که بذر ندارند و از روشهای وابسته به آب برای تکثیر خود استفاده میکنند. گیاهان بذری اکنون از تسلط زیستیکنام بر روی زمین برخوردارند، ازجنگلها گرفته تاعلفزارها و دراقلیم گرم یا سرد.
اصطلاح «بذر» همچنین یک معنی کلی دارد که قبل از موارد فوق، به هر چیزی که میتواند کاشته شود، مثلاً «بذر»سیبزمینی، «بذرهای»ذرت یابذرهای آفتابگردان گفته میشود. در مورد بذرهایآفتابگردان و ذرت، آنچه کاشته میشود بذر محصور در پوسته یا پوستک است، در حالی که سیبزمینیتجهای است.
بسیاری از ساختارهایی که معمولاً «بذر» نامیده میشوند در واقعمیوههای خشک هستند. به گیاهان تولیدکننده توت، باکات میگویند. بذرهای آفتابگردان گاهی در حالی که هنوز در دیواره سخت میوه قرار دارند بهصورت تجاری فروخته میشوند که باید شکافته شوند تا به بذر برسند. گروههای مختلف گیاهان اصلاحات دیگری نیز دارند، به اصطلاحمیوههای شفت (مانندهلو) دارای یک لایه میوه سخت شده (درونبر) هستند که به بذر واقعی چسبیده و اطراف آن را احاطه کرده است. آجیل میوهای است تکبذر با پوسته سخت، که در برخی گیاهان با بذرشکوفا مانندبلوط یافندق ایجاد میشود.
اولینگیاهان خشکی حدود ۴۶۸ میلیون سال پیشتکامل یافتند و با استفاده ازهاگ تکثیر شدند.[۱] قدیمیترینگیاهان دانهدار، بازدانگان بودند کهتخمدانی نداشتند تا دانهها را در خود جای دهند و زمانی در اواخر دوره دونین (۳۵۸ میلیون تا ۴۱۶ میلیون سال پیش) به وجود آمدند.[۲] سالها پیش)؛ آنهاتخمکهایی داشتند که در یکفنجانه قرار میگرفتند،[۳] که گروهی از شاخههای محصور بودند که احتمالاً برای محافظت از دانه در حال رشد استفاده میشدند.[۴]
بذرها در چندین گروه مرتبط باگیاهان تولید میشوند و نحوه تولید آنها درگیاهانگلدار (بذرهای محصور) ازبازدانگان (بذرهای برهنه) متمایز میکند. دانههای گیاهانگلدار در یک ساختار سخت یا گوشتی به ناممیوه تولید میشود که دانهها را برای محافظت بهمنظور تضمین رشد سالم محصور میکند. بعضی از میوهها دارای هر دو لایه از مواد سخت و گوشتی هستند. در بازدانگان، هیچ ساختار خاصی برای محصور کردن بذرها ایجاد نمیشود و رشد آنها بهصورت برهنه بر رویبرگکهای مخروط آغاز میکند.
با این حال، بذرها در فلسهایمخروط پوشیده میشوند زیرا در برخی از گونههایمخروطیان رشد میکنند. تولید بذر در جمعیت طبیعی گیاهان در پاسخ به متغیرهای آب و هوا،حشرات وبیماریها و چرخههای داخلیگیاهان از سالی به سال دیگر بسیار متفاوت است. برای نمونه، در طی یک دوره ۲۰ ساله،جنگلهای متشکل ازکاج کندر وکاج برگکوتاه از ۰ تا تقریباً ۵ میلیون بذر کاج سالم در هکتار تولید میشود.[۵] در این دوره، شش محصول محصور، پنج فقیر و نه محصول بذر خوب وجود داشت، که براینهالبذری مناسب برای تولیدمثل طبیعی جنگل محاسبه شد.
در گیاهانگلدار، فرایند رشد بذر باباروری دوتایی آغاز میشود، که شامل همجوشی دو گامت نر با سلول تخمک و سلول مرکزی برای تشکیل دروندانه اولیه ویاختهتخم است. دقیقاً پس از لقاح، یاختهتخم اغلب غیرفعال است، اما دروندانه اولیه به سرعت تقسیم میشود تا بافت دروندانه را تشکیل دهد. این بافت غذایی را تشکیل میدهد که گیاه جوان تا زمانی که ریشهها از جوانهزنی رشد نکردند، مصرف خواهد کرد.
بعد از لقاح تخمکها به بذر تبدیل میشوند. تخمک از اجزائی تشکیل شده است:
فنِکِیلس (funiculus) یا ساقه بذری که تخمک را بهجفت و از این سو دیوارهتخمدان یا میوه را به پیشمیوه متصل میکند.
نوسِلوس (nucellus)، بقایای بزرگهاگدان و ناحیه اصلی تخمک که در آن مگاگامتوفیت ایجاد میشود.
مایکروپایل (micropyle)، یک منفذ کوچک یا گشودگی در نوک قسمت پوش تخمک است که معمولاً لوله گرده در طی فرایند لقاح وارد آن میشود.
کِلِیزا (Chalaza)، پایه تخمک در مقابل میکروپایل، جایی که پوش و نوسِلوس را بههم متصل میکنند.[۶]
شکل تخمکها در هنگام تکامل اغلب در شکل نهایی بذرها تأثیر میگذارد. گیاهان بهطور کلی تخمکهایی به چهار شکل تولید میکنند: رایجترین شکل آناتروپوس (anatropous) نامیده میشود که دارای شکل منحنی است. تخمکهای ارتوتروپوس (Orthotropous) مستقیم هستند و تمام قسمتهای تخمک بهطور صف کشیده در یک ردیف طولانی قرار دارند و یک بذر غیرمنحنی تولید میکنند. تخمکهای کَمپایلوتروپوس (Campylotropous) دارای مگاگامتوفیت خمیده هستند که غالباً شکل «C» به بذر میدهد. آخرین شکل تخمک آمفیتروپوس (amphitropous) نامیده میشود، جایی که تخمک تا حدودی معکوس شده و ۹۰ درجه روی ساقه خود (funicle or funiculus) برگردانده میشود.
در اکثر گیاهانگلدار، بخش اول تقسیمیاختهتخم از نظر محور طولی از جهت معکوس برخوردار است و این قطبیت رویان را ایجاد میکند. قطب بالایی یا کِلِیزا به منطقه اصلی رشد رویان تبدیل میشود، در حالی که قطب پایین یا مایکروپیلار شبهساقه نگهدارنده را تولید میکند که به مایکروپایل متصل میشود. نگهدارنده، مواد مغذی را که در طول رشد رویان استفاده میشود از دروندانه جذب و تبدیل میکند.[۷]
داخل یک بذرکهندار، یک رویان تکاملیافته، بافت مغذی (مگاگامتوفیت) و کمی از پوشش بذر در اطراف آن را نشان میدهد.
اجزای اصلی رویان عبارتند از:
لپهها (Cotyledon)، برگهای بذری، متصل به محور رویانی است. ممکن است یکی وجود داشته باشد (تکلپهها) یا دو عدد (دولپهها). لپه همچنین منبع مواد مغذی موجود در دولپهای غیردروندانه است که در این صورت جایگزین دروندانه میشوند و ضخیم و چرمی هستند. در بذرهای دروندانهای لپهها نازک و کاغذی هستند. دولپهها دارای نقطه اتصال متقابل یکدیگر در محور هستند.
ساقهچه (Epicotyl)، محور رویانی که بالای نقطه اتصال لپه(ها) است.
برگچه (Plumule)، نوک ساقهچه است و بهدلیل وجود پیشبرگ جوان، ظاهری پَرمانند دارد و پس از جوانهزنی به شاخه تبدیل میشود. مریستم نیز در این ناحیه میباشد.
زیرلپه (Hypocotyl)، محور رویانی زیر نقطه اتصال لپه(ها) میباشد، اتصال ساقهچه و ریشهچه، ناحیه گذار ساقه و ریشه است.
ریشهچه (Radicle)، نوک پایه زیرلپه است و ریشه اولیه را ایجاد میکند.
گیاهان تکلپه دارای دو ساختار اضافی بهصورت غلاف هستند. برگچه باساقهپوش احاطه شده است که اولینبرگ را تشکیل میدهد در حالی که ریشهچه باریشهپوش احاطه شده است. این ریشهچه به ریشه اولیه متصل میشود و ریشههای افشان کناری را تشکیل میدهند. در اینجا زیرلپه یک محور ابتدایی بین ریشهچه و برگچه است. بذرهای ذرت از این ساختارها ایجاد میشوند، پیشمیوه،سپرچه (تکلپه بزرگ) که مواد مغذی را از دروندانه، برگچه، ریشهچه، ساقهپوش و ریشهپوش جذب میکند. این دو ساختار آخر مانند غلاف هستند و برگچه و ریشهچه را در خود احاطه کرده و از آنها محافظت میکنند.
تخمک بالغ دچار تغییرات مشخصی بهخصوص در پوشها میشود، بهطور کلی دارای کاهش و بینظمی است اما گاهی ضخیم میشود. پوسته بذر از دو پوش یا لایه بیرونی سلولهای تخمک که از بافت گیاه مادری است تشکیل میشود، پوش داخلی تِگمِن (tegmen) را تشکیل میدهد و پوش بیرونی تِستا (testa) را تشکیل میدهد. (پوشش بذر بعضی از گیاهان تکلپه، مانند علفها ساختار متمایزی ندارند، اما با دیواره میوهها ترکیب میشوند و یک پیشمیوه تشکیل میدهند) تِستاهای هر دوی تکلپهها و دولپهها اغلب با الگوها و علائم بافتی مشخص میشوند، یا دارای بال یا پُرز هستند. وقتی پوسته بذر فقط از یک لایه تشکیل میشود، آن را تِستا نیز مینامند، هرچند همه این تِستاها از یک گونه به گونه دیگرهمساختشناسی ندارند. فنِکِیلس از بین میرود (در نقطه ثابت جدا میشود - منطقه ریزش)، محل زخم آن تشکیل یک فرورفتگی بیضیشکل بهنامناف است. تخمکهای آناتروپوس دارای بخشی از فنِکِیلس هستند (به پوسته بذر جوش میخورند) و یک برجستگی طولی را بالای ناف تشکیل میدهند. در تخمکهای دوپوش (برای نمونهپنبه) هر دو پوش داخلی و خارجی به تشکیل پوسته بذر کمک میکنند. با ادامه بلوغ، سلولها در پوش بیرونی بزرگ میشوند. در حالی که روپوست داخلی ممکن است بهصورت یک لایه باقی بماند، همچنین ممکن است تقسیم شود تا دو یا سه لایه تولید کرده ونشاسته جمع کند که از آن بهعنوان لایه بیرنگ یاد میشود. در مقابل، روپوست خارجی دباغی میشود. پوش داخلی ممکن است از هشت تا پانزده لایه تشکیل شده باشد. (Kozlowski ۱۹۷۲)
با بزرگ شدنسلولها، نشاسته در لایههای بیرونی ناحیه رنگدانهای زیر پوشش خارجی رسوب میکند، این ناحیه شروع به چوبیشدن میکند، در حالی که سلولهای پوشش خارجی بهطور شعاعی بزرگ میشوند و دیوارههای آنها ضخیم میشود،هسته وسیتوپلاسم به قسمت لایه بیرونی فشرده میشوند. این سلولها که از سطح داخلی آنها گستردهتر است، سلولهای محاصرهای نامیده میشوند. در پوشش داخلی، سلولها نیز مانند ضخیم شدن دیوارهها بهطور شعاعی با صفحه بزرگ میشوند. پوش داخلی بالغ یک لایه محصور شده است، یک منطقه رنگدانهای با ۲۰–۱۵ لایه است، در حالی که داخلیترین لایه بهعنوان لایه حاشیهای شناخته میشود. (Kozlowski ۱۹۷۲)
در بازدانگان که تخمدان تشکیل نمیدهند، تخمکها و از این رو بذرها در معرض قرار میگیرند. این اساس نامگذاری آنها است «گیاهان بذر برهنه». دو سلولاسپرم منتقل شده ازگرده با لقاحمضاعف باعث رشد بذر نمیشوند اما یک هسته اسپرم با هستهتخمک متحد میشود و از اسپرم دیگر استفاده نمیشود.[۸] گاهی هر اسپرم یک سلول تخمک را بارور میکند و سپس یک یاختهتخمسِقط میشود یا در مراحل اولیه رشد جذب میشود.[۹] بذر از رویان (نتیجه لقاح) و بافت گیاه مادر تشکیل شده است که در گیاهانمخروطی مانندکاج وکاج نوئل نیز یک مخروط در اطراف بذر تشکیل میشود.
تعداد زیادی اصطلاحات برای توصیف اشکال بذر استفاده میشود، بسیاری از آنها عمدتاً قابل توضیح هستند مانند لوبیا شکل یا شبیهکلیه،مربع یامستطیل، زاویهدار که یا همه ضلعهای آن کم و بیش مساوی است یا طولانیتر از عرض است،مثلثی، سه طرفه که طرف وسط و زیر گستردهتر است،بیضوی یا تخممرغی، هر دو انتهای آن گرد شده، یا یک انتهای آن پهنتر است،دایره است اما دو طرف قرینه است نسبت به وسط.[۱۰]
دیگر اصطلاحهای کمتر واضح عبارتند از دیسکوئید (شبیه دیسک یا صفحه، دارای ضخامت و صورت موازی و دارای حاشیه گرد)، بیضی،کروی یا فرعیگِرد (کمتر کروی)، عدسی، مستطیل، بیضی، کلیوی و سکتوروئیدی. بذرهای استرایت (Striate) با خطوط طولی یا موازی، راه راه هستند. رایجترین رنگهاقهوهای وسیاه است، سایر رنگها نادر هستند. سطح از بسیار صیقلی تا قابل توجهی خشن متفاوت است. سطح ممکن است زائدههای مختلفی داشته باشد.[۱۱] یک پوشش بذر با قوامچوبپنبه بهعنوان فرعیِرُز نامیده میشود. اصطلاحات دیگر شامل پوستهپوسته (سخت، نازک یا شکننده) است.
قسمتهای بذر لوبیا (دو لپه)، که پوشش بذر و جنین را نشان میدهد.نمودار ساختار داخلی بذر و رویان دولپه: (الف) پوسته بذر، (ب) دروندانه، (ج) لپه، (د) زیرلپهنمای کلی یک بذر دولپه (۱) در مقابل یک بذر تکلپه (۲). A. سپرچه B. زیرلپه C. ناف D. برگچه E. ریشهچه F. دروندانهمقایسه تکلپهها و دولپهها
یک بذر معمولی دارای دو بخش اساسی است:
یک رویان
یک پوسته بذر
علاوه بر این، دروندانه در اکثر تکلپهها و دولپههای دروندانهای ذخیره مواد مغذی برای رویان را تشکیل میدهد.
بذور در انواع مختلف ساختاری در نظر گرفته شده است (مارتین ۱۹۴۶).[۱۲] این معیار بر اساس معیار غالب آنها که نسبت اندازه رویان به بذر است محاسبه میشود. این نشاندهنده میزان جذب لپه در حال رشد، مواد مغذی دروندانه و در نتیجه از بین رفتن آن است.[۱۲]
شش نوع در میان تکلپهها مشاهده میشود، ده نوع در دولپهها و دو نوع در بازدانگان (خطی و منشعب).[۱۳] این طبقهبندی بر اساس سه ویژگی انجام شده است: ریختشناسی رویان، میزان دروندانه و موقعیت رویان نسبت به دروندانه.
در بذرهای دروندانهای، دو منطقه مشخص در داخل پوسته بذر وجود دارد، دروندانه فوقانی و بزرگتر ورویان کوچکتر. رویان، تخمک بارور شده است، یک گیاه نابالغ که در شرایط مناسبگیاه جدیدی از آن رشد میکند. رویان یکلپه یا برگ بذری درتکلپهها، دردولپهها تقریباً دو لپه و دو یا بیشتر دربازدانگان دارد. در میوه دانهها (caryopses) تکلپه بهشکل سپر است و از این روسِپَرچه (scutellum) نامیده میشود. سپرچه بهدروندانه که مواد غذایی را از آن جذب میکند، فشرده شده است و مواد غذایی را به قسمتهای در حال رشد منتقل میکند. ظاهر رویان، کوچک، راست، خم، منحنی و پیچخورده است.
در داخل بذر، معمولاً ذخیرهای ازمواد مغذی براینهال وجود دارد که از رویان رشد میکند. فرم تغذیه ذخیرهشده بسته به نوع گیاه متفاوت است. در گیاهان گلدار، غذای ذخیرهشده بهعنوان بافتی به نام دروندانه شروع میشود که از طریق لقاحمضاعف از گیاه مادر و گرده گرفته میشود. این ماده معمولاًسهگانه است و سرشار ازروغن یانشاسته وپروتئین است. در بازدانگان، مانند درختان مخروطی، بافت ذخیرهکننده مواد غذایی (که به آن دروندانه نیز میگویند) بخشی ازگامتوفیت ماده، یک بافتهاپلوئید است. دروندانه توسط لایهآردینه احاطه و با آردینه پروتئینیدانهها پر شده است.
در اصل، به قیاس باتخمک جانور، از لایه بیرونی هسته (تخمک) بهعنوان آلبومین و از لایه داخلی دروندانه بهعنوان ویتلوس (vitellus) یاد میشد. اگرچه گمراه کننده است، اما این اصطلاح در تمام مواد مغذی بهکار میرود. این اصطلاح همچنان در اشاره به بذرهای دروندانهای بهعنوان «آلبومین» وجود دارد. از ماهیت این ماده در توصیف و طبقهبندی بذرها و بهعلاوه بر نسبت رویان به دروندانه استفاده میشود.
دروندانه ممکن است نشاستهای (یا آردنما) در نظر گرفته شود که در آن سلولها از نشاسته پر شده باشند، برای نمونه دانههایغلات، یا نه (غیرنشاستهای). دروندانه همچنین ممکن است بهعنوان «گوشتی» یا «غضروفی» با سلولهای نرم و ضخیمتر مانندنارگیل شناخته شود، اما همچنین ممکن است روغنی باشد مانند روغنکرچک،پنبه وخشخاش باشد. دروندانه وقتی «شاخی» نامیده میشود که دیوارههای سلول مانندخرما وقهوه ضخیمتر باشد، یا در صورت خالدار شدن، مانندجوز هندی،نخلها وآنوناسه میشود.[۱۴]
در اکثر تکلپهها (مانندگندمیان و نخلها) و برخی از دولپهها (دروندانه یا آلبومین) مانند لوبیای کرچک، رویان در دروندانه (و نوتوسل) تعبیه شده است، که نهال هنگام جوانهزدن از آن استفاده میکند. در دولپهای غیردروندانهای، دروندانه توسط رویان جذب میشود زیرا دومی در بذر در حال رشد توسعه مییابد و لپههای رویان با موادغذایی ذخیرهشده پر میشوند.
در زمان بلوغ، بذرهای این گونهها فاقد دروندانه هستند و از آنها بهعنوان بذرهای اِگزالبومینوس (exalbuminous) نیز یاد میشود. بذرهای اِگزالبومینوس شاملحبوبات (مانندلوبیا ونخودفرنگی)، درختانی مانندبلوط وگردو، سبزیجاتی مانندکدو وتربچه وآفتابگردان است. طبق گفتههای بِولی و بلک (۱۹۷۸)، ذخیره آجیل برزیلی در زیرلپه است، این محل ذخیرهسازی در بین بذرها غیرمعمول است.[۱۵] همه بذرهای بازدانگان آلبومینی هستند.
پوسته بذر از بافت مادر تشکیل میشود، که در اصلپوشها تخمک را احاطه میکنند. پوسته بذر در بذر بالغ میتواند یک لایه نازک کاغذی (برای نمونهبادامزمینی) یا چیزی قابل توجهتر (برای نمونه ضخیم و سخت درلیلکی آمریکایی ونارگیل)، یا گوشتهای مانندسارکوتستا درانار باشد. پوسته بذر به محافظت از جنین در برابر صدمات مکانیکی، شکارچیان و خشک شدن آن کمک میکند. بسته به نوع تکوین، پوسته بذر یا دوپوش است یا تکپوش است. بذرهای دوپوش شامل تستا از قسمت پوش خارجی و تگمن از پوش داخلی میشوند در حالی که بذرهای تکپوش فقط از یک پوش تشکیل میشوند. معمولاً قسمتهای تستا و تگمن یک لایه مکانیکی محافظ سخت ایجاد میکنند. لایه مکانیکی ممکن است از نفوذ آب و جوانهزنی جلوگیری کند. از جمله موانع ممکن است وجود اسکلریدهایلیگنینی شده باشد.[۱۶]
پوش خارجی دارای تعدادی لایه است، بهطور کلی بین چهار تا هشت لایه در سه لایه سازمانیافته است: (a) روپوست خارجی (b) ناحیه رنگی بیرونی از دو تا پنج لایه حاویتانن و نشاسته (c) روپوست داخلی. درونپوش از روپوست داخلی مربوط به پوش داخلی مشتق شده و برونپوش از سطح خارجی پوش درونی مشتق میشود. اگر برونپوش نیز یک لایه مکانیکی باشد، به آن بذر اگزوتستال گفته میشود، اما اگر لایه مکانیکی درونپوش باشد به آن بذر اندوتستال میگویند. اگزوتستا ممکن است از یک یا چند ردیف سلول تشکیل شده باشد که مانند (باقلائیان) کشیده و سنگفرش شدهاند، از این رو «اگزوتستای سنگفرشی» نامیده میشود.[۱۷][۱۸]
علاوه بر سه قسمت اصلی بذر، بعضی از دانهها دارای زائده، آریل، برآمدگی گوشتهای فِنیکِل، (مانندسرخدار وجوز هندی) یا زائده روغنی، الیوزوم (مانندبهارک) یا مو هستند (کرک). در مثال اخیر این موها منبعپنبه محصول نساجی هستند. سایر ضمائم بذر عبارتند از: رافه (یال)، بالها، گلهای کوهی (یک برآمدگی نرم اسفنجی از پوش خارجی در مجاورت میکروپایل)، خارها یا غدهها. همچنین ممکن است اگر یک زخم بر روی پوسته بذر باقی بماند، به آنناف میگویند، جایی که بذر توسط فِنیکِل به دیواره تخمدان متصل میشود. درست در زیر آن یک منافذ کوچک قرار دارد، که نمایانگر مایکروپایل تخمک است.
اندازه بذرها بسیار متنوع است. بذرهای ارکیده شبیه گرد و غبار با حدود یک میلیون بذر در هر گرم، کوچکترین هستند. آنها غالباً بذرهای رویانی با رویانهای نابالغ و ذخیره انرژی غیرقابل توجه هستند. ارکیده و چند گروه دیگر از گیاهان،گیاهانگل قارچ هستند که برای تغذیه در طول جوانهزنی و رشد اولیه گیاهچه بههمزیستی قارچریشه نیاز دارند. در واقع برخی از نهالهای ارکیده زمینی، چند سال اول زندگی خود را با صرف انرژی از قارچها میگذرانند و برگهای سبز تولید نمیکنند.[۱۹] با بیش از ۲۰ کیلوگرم، بزرگترین بذر مربوط بهنارگیل دریایی است. گیاهانی که بذرهای کوچکتر تولید میکنند میتوانند تعداد بیشتری بذر در هر گل تولید کنند، در حالی که گیاهان با بذرهای بزرگتر منابع بیشتری را در این بذرها سرمایهگذاری میکنند و بهطور معمول بذر کمتری تولید میکنند. بذرهای کوچک زودتر رسیده و زودتر قابل پخش هستند، بنابراین پاییز اغلب گیاهان شکوفهدار دارای بذرهای ریز هستند. بسیاری از گیاهان یک ساله مقادیر زیادی بذر کوچکتر تولید میکنند. این کمک میکند تا اطمینان حاصل شود که حداقل تعداد کمی در یک مکان مطلوب به رشد لازم میرسند. گیاهان چندساله و علفی اغلب بذرهای بزرگتری دارند. آنها میتوانند بذرها را طی سالهای طولانی تولید کنند و بذرهای بزرگتر ذخیره انرژی بیشتری برای جوانهزنی و رشد گیاهچه دارند و پس از جوانهزنی نهالهای بزرگتر و ثابتتری تولید میکنند.[۲۰][۲۱]
بذرها عملکردهای مختلفی برای گیاهان تولیدکننده دارند. مهمترین این عملکردها، تغذیهرویان،پراکندگی در مکان جدید وخفتگی در شرایط نامساعد است. بذرها اساساً وسیلهای برای ازدیاد هستند و بیشتر بذرها محصولتولیدمثل جنسی هستند که تولید مجدد موادژنتیکی و تنوعفنوتیپی را باعث میشود که بر اثرانتخاب طبیعی بر روی آنها اعمال میشود. بذرهای گیاهی میکروارگانیسمهایگیاهدرونرست دارند که میتوانند عملکردهای مختلفی را انجام دهند، مهمترین آنها محافظت در برابر بیماری است.[۲۲]
بذرها از رویان یا گیاه جوان محافظت نموده و آن را تغذیه میکنند. آنها بهدلیل داشتن ذخایر غذایی بیشتر در بذر و چند سلولی بودن جنین محصور شده معمولاً شروع جوانهزنی سریعتر از یکهاگ را دارند.
برخلاف جانوران، گیاهان توانایی جستجوی شرایط مطلوب برای زندگی و رشد را ندارند. در نتیجه، گیاهان بسیاری از روشها را برای پراکنده کردن فرزندان خود با پراکنده کردن بذرهایشان تکامل دادهاند (بهتولید مثل رویشی نیز مراجعه کنید). یک بذر باید به نحوی به مکانی برسد و در زمانی مناسب برای جوانهزنی و رشد در آنجا باشد. هنگامی که میوهها بهطور منظم بذرهای خود را باز کرده و آزاد میکنند، آن راشکوفایی مینامند، که اغلب برای گروههای مربوط به گیاهان متمایز است. این میوهها شامل کپسول،برگه،حبوبات وخورجین است. هنگامی که میوهها بهطور منظم بذرهای خود را باز نکرده و آزاد نمیکنند، آنها را ناشکوفا میگویند، که شامل میوههایگندمه،فندقه،فندقه بالدار وفندقی است.[۲۳]
بذرهای قاصدک در فندفهها موجود است که میتواند در فواصل طولانی توسط باد حمل شود.
بعضی از گیاهان مانندماکانا و دیوکلئا (Dioclea) بذرهای شناوری موسوم به لوبیایدریایی یا بذر رونده تولید میکنند زیرا در رودخانهها به سوی اقیانوسها شناور میشوند و در سواحل شسته میشوند.[۲۵]
بذرها (فندقی) منابع غذایی قابل توجه و ذخیرهسازی طولانی مدت برای جانوران هستند (برای نمونهبلوط،فندق،گردو). بذرها در فاصله کمی از گیاه مادر ذخیره میشوند و اگر جانور آنها را فراموش کند مقداری از آنها سالم میمانند.
توسط مورچهها (Myrmecochory)، پخش بذر توسطمورچه است. مورچههای علوفه بذرهایی را که دارای زائدههایی به نام الیوزوم (Elaiosome)[۲۶] هستند پراکنده میکنند (برای نمونه ریشهخون (Sanguinaria)،تریلیوم،آکاسیا و بسیاری از گونههایشکرپارگان). الیوزومها ساختاری نرم وگوشتهای هستند که برای جانورانی که آنها را میخورند دارای مواد مغذی است. مورچهها چنین بذرهایی را به لانه خود میبرند، جایی که الیوزومها خورده میشوند. باقیمانده بذر، که برای مورچهها سخت و غیرقابل خوردن است، سپس یا در داخل لانه جوانه میزند یا در یک محل دفع که بذر توسط مورچهها دور ریخته میشود قرار میگیرد.[۲۷] این رابطه پراکندگی مثالی ازهمزیستی دوسویه است، زیرا گیاهان برای پخش بذرها به مورچهها نیاز دارند، در حالی که مورچهها برای غذا به بذر گیاهان نیاز دارند. در نتیجه، کاهش تعداد یک شریک میتواند موفقیت شریک دیگر را کاهش دهد. درآفریقای جنوبی،مورچه آرژانتینی کهگونهای مهاجم است به گونههای بومی مورچهها حمله کرده و آنها را آواره کرده است. برخلاف گونههای مورچه بومی، مورچههای آرژانتینی دانههای گیاه پاگودا (Mimetes cucullatus) را جمع نمیکنند یا الیوزومها را نمیخورند. در مناطقی که این مورچهها به آن حمله کردهاند تعداد نهالهای پاگودا کاهش یافته است.[۲۸]
دوره خواب بذر دو وظیفه اصلی دارد: اول هماهنگسازی جوانهزنی با شرایط مطلوب برای بقای نهال حاصله. دوم گسترش جوانهزنی دستهای از بذرها در طول زمان است تا فاجعهای (مانند یخبندانهای دیررس، خشکسالی، گیاهخواری) منجر به مرگ همه فرزندان یک گیاه (Bet hedging) نشود.[۲۹] خواب بذر به این معنی است که بذر در شرایط محیطی مناسب برای جوانهزنی جوانه نمیزند، بهطور معمول زمانی که محیط در دمای مناسب با رطوبت مناسب خاک باشد؛ بنابراین خواب واقعی یا خواب ذاتی ناشی از شرایط درون بذر است که از جوانهزنی جلوگیری میکند.[۳۰] بنابراین خواب یک حالت بذر است نه محیط. خواب القایی، خواب اجباری یا سکون بذر زمانی اتفاق میافتد که بذری جوانه نمیزند زیرا شرایط محیطی خارجی برای جوانهزنی نامناسب است، بیشتر در پاسخ به تاریکی یا روشنایی زیاد، سرما یا گرما یا خشکی بیش از حد.
خواب بذر با ماندگاری بذر در خاک یا گیاه یکسان نیست اگرچه حتی در نشریات علمی خواب و ماندگاری اغلب اشتباه گرفته شده یا بهعنوان مترادف استفاده میشود.[۳۱]
اغلب خواب بذر به چهار دسته عمده تقسیم میشود: برونزاد، درونزاد، ترکیبی و ثانویه. یک سیستم جدید پنج طبقه را متمایز میکند: خواب ریختشناسی، فیزیولوژیکی، مورفوفیزیولوژیکی، فیزیکی و ترکیبی.
خواب خارجی بر اثر شرایط خارج از جنین ایجاد میشود، از جمله:[۳۲]
خواب فیزیکی یاپوشش سخت بذر زمانی رخ میدهد که بذرها در برابر آبنفوذناپذیر باشند. در هنگام خواب، یک ساختار تخصصی «شکاف آب» در پاسخ به نشانههای محیطی بهویژه دما مختل میشود، بنابراین آب میتواند وارد بذر شود و جوانهزنی میتواند رخ دهد. خانوادههای گیاهی که در آنها خواب فیزیکی رخ میدهد عبارتند از،پستهایان،اختریان،پیچکیان،باقلاییان،پنیرکیان.[۳۳]
خواب شیمیایی گونههایی را در نظر میگیرد که خواب فیزیولوژیکی ندارند اما در جایی که یکماده شیمیایی از جوانهزنی جلوگیری میکند. این ماده شیمیایی را میتوان از طریق باران یا ذوب برف از بذر خارج کرد یا به نحوی غیرفعال کرد.[۳۴] شستشوی بازدارندههای شیمیایی از بذر توسط آب باران اغلب بهعنوان عامل مهمی در آزاد شدن خواب در بذرهای گیاهان صحرایی ذکر میشود اما شواهد کمی برای اثبات این ادعا وجود دارد.[۳۵]
خواب درون زا به دلیل شرایط درون جنین ایجاد میشود از جمله:
درخواب ریختشناسی، از جوانهزنی به دلیل ویژگیهایریختشناسی جنین جلوگیری میشود. در برخی از گونهها، جنین فقط تودهای از سلولهای تمایز نیافته است که دانهها پراکنده میشوند، قبل از شروع جوانهزنی تمایز و رشد جنین باید اتفاق بیفتد. در گونههای دیگر، جنین در پراکندگی متمایز شده اما کاملاً رشد نکرده (توسعه نیافته است) و قبل از شروع جوانهزنی رشد جنین تا طول خاص گونه نیاز است. نمونههایی از خانوادههای گیاهی که در آنها خواب ریختشناسی رخ میدهد عبارتند از:چتریان،سیکاس،سوسنیان،مگنولیان،آلالگان.[۳۶][۳۷]
خواب مورفوفیزیولوژیک، شامل دانههایی با جنین توسعهنیافته و همچنین دارای اجزای فیزیولوژیکی برای خواب است؛ بنابراین، این دانهها نیاز به درمانهای شکستن خواب و همچنین دورهای برای توسعه جنین برای رشد کامل دارند. خانوادههای گیاهی که در آنها خواب مورفوفیزیولوژیکی رخ میدهد شامل،چتریان،خاس،مگنولیان،سوسنیان،شقایقیان،آلالگان است.[۳۶] برخی از گیاهان با خواب مورفوفیزیولوژیک مانند گونههایآساروم یاتریلیوم دارای انواع مختلفی از خواب هستند، یکی بر رشد ریشهچه (ریشه)، و دیگری بر رشد ساقهچه (ساقه) تأثیر میگذارد. اصطلاحات «خواب دوگانه» و «بذرهای دوساله» برای گونههایی به کار میرود که بذر آنها برای تکمیل جوانهزنی به دو سال یا حداقل دو زمستان و یک تابستان نیاز دارد. خواب ریشهچه (ریشه نهال) در اولین زمستان پس از پراکندگی شکسته میشود در حالی که خواب جوانه ساقه در زمستان دوم شکسته میشود.[۳۶]
خواب فیزیولوژیک بدین معناست که جنین به دلایلفیزیولوژیکی نمیتواند قدرت کافی برای عبور از لایه بذر، دروندانه یا سایر ساختارهای پوششی ایجاد کند. خواب معمولاً در شرایط مرطوب، مرطوب گرم یا خشک خشک شکسته میشود.آبسیزیک اسید معمولاً مهارکننده رشد در بذرها است و تولید آن میتواند تحت تأثیر نور قرار گیرد.
خشکشدن، در برخی از گیاهان از جمله تعدادی از علفها و گیاهان مناطق خشک فصلی، قبل از جوانهزنی نیاز به خشک شدن است. بذرها آزاد میشوند اما قبل از شروع جوانهزنی باید رطوبت کمتری داشته باشند. اگر بذرها پس از پراکندگی مرطوب بمانند جوانهزنی میتواند ماهها یا حتی سالها به تأخیر بیفتد. بسیاری از گیاهان علفیمناطق معتدل آب و هوایی دارای خواب فیزیولوژیکی هستند که با خشک شدن بذرها از بین میرود. گونههای دیگر پس از پراکندگی فقط در محدوده دمای بسیار کم جوانه میزنند اما با خشک شدن بذرها قادر به جوانهزنی در محدوده دمایی وسیعتری هستند.[۳۸]
خواب ترکیبی در بذرهایی که پوشش میوه در برابر آب نفوذناپذیر است و جنین خواب فیزیولوژیکی دارد ایجاد میشود. بسته به گونه، خواب فیزیکی را میتوان قبل یا بعد از شکستن خواب فیزیولوژیکی شکست.[۳۷]
خواب ثانویه* ناشی از شرایط پس از پراکندگی بذر است و در برخی از بذرها هنگامی رخ میدهد که بذر غیرخواب در شرایط نامناسب برای جوانهزنی قرار میگیرد، اغلب دمای بالا. سازوکارهای خواب ثانویه هنوز بهطور کامل شناخته نشده است، اما ممکن است شامل از دست دادن حساسیت در گیرندههای غشای پلاسمایی باشد.[۳۹]
انواع زیر خواب بذر شامل خواب بذر نمیشود بهطور دقیق، زیرا عدم جوانهزنی توسط محیط جلوگیری میشود نه با ویژگیهای خود بذر (به جوانهزنی مراجعه کنید):
خواب نوری یا حساسیت به نور بر جوانهزنی برخی از بذرها تأثیر میگذارد. این بذرهای فتوبلاستیک برای جوانهزنی نیاز به یک دوره تاریکی یا نور دارند. در گونههایی با پوشش نازک بذر، ممکن است نور بتواند به داخل جنین خفته نفوذ کند. وجود نور یا عدم وجود نور ممکن است روند جوانهزنی را تحریک کند و مانع از جوانهزنی در برخی از بذرهایی که بیش از حد عمیق دفن شدهاند یا در برخی دیگر که در خاک دفن نشدهاند شود.
خواب دمایی، حساسیت بذر به گرما یا سرما است. برخی از بذرها، از جملهتاجخروس وزردینه، فقط در دمای بالا (۳۰ درجه سانتیگراد) جوانه میزنند. بسیاری از گیاهانی که دارای بذرهایی هستند که از اوایل تا اواسط تابستان جوانه میزنند دارای خوابدما هستند، بنابراین فقط زمانی که دمای خاک گرم است جوانه میزنند. بذرهای دیگر برای جوانهزنی نیاز به خاکهای سرد دارند، در حالی که بقیه بذرها مانند کرفس هنگامی که دمای خاک بسیار گرم است مهار میشوند. اغلب نیازهای خوابدما با پیر شدن یا خشک شدن بذر از بین میرود.
همه بذرها دوره خواب را تجربه نمیکنند. بذر برخی ازکرنا زنده هستند. آنها در حالی که هنوز به والدین خود متصل هستند شروع به جوانهزدن میکنند. ریشه بزرگ و سنگین به بذر اجازه میدهد هنگام سقوط به داخل زمین نفوذ کند. بسیاری از بذرهای گیاهان باغی به محض داشتن آب و گرم شدن کافی جوانه میزنند. اگرچه اجداد وحشی آنها ممکن است خواب داشته باشند، این گیاهان پرورشی فاقد آن هستند. پس از چندین نسل فشار انتخابی توسط پرورشدهندگان گیاهان و باغداران، خواب حذف شده است.
برایگیاهان یکساله، بذر راهی برای زنده ماندن گونهها در فصول خشک یا سرد است. گیاهان زودگذر معمولاً یکساله هستند که میتوانند از بذر به بذر در کمتر از شش هفته بروند.[۴۰]
جوانهزنی بذر فرایندی است که طی آن جنین بذر به یک نهال تبدیل میشود. این شامل فعال شدن مجدد مسیرهای متابولیکی است که منجر به رشد و ظهور ریشهچه یا ریشه بذر و ساقهچه یا ساقه میشود. ظهور نهال در بالای سطح خاک مرحله بعدی رشد گیاه است و استقرار نهال نامیده میشود.[۴۱]
پیش از شروع جوانهزنی باید سه شرط اساسی وجود داشته باشد. (۱) جنین باید زنده باشد که بقای بذر نامیده میشود. (۲) هرگونه شرایط خواب که از جوانهزنی جلوگیری میکند باید برطرف شود. (۳) شرایط مناسب محیطی برای جوانهزنی باید وجود داشته باشد.
نور قرمز دور میتواند از جوانهزنی جلوگیری کند.[۴۲]
زنده ماندن بذر توانایی جوانهزنی جنین است و تحت تأثیر شرایط مختلف قرار میگیرد. برخی از گیاهان بذرهایی تولید نمیکنند که دارای جنین کامل عملکردی باشند، یا ممکن است بذر فاقد جنین باشد که اغلب دانههای خالی نامیده میشود. شکارچیان و عوامل بیماریزا میتوانند بذر را در حالی که هنوز در میوه است یا پس از پراکنده شدن آسیب زنند یا بکشند. شرایط محیطی مانند سیل یا گرما میتواند بذر را قبل یا در طول جوانهزنی از بین ببرد. سن بذر بر سلامت و توانایی جوانهزنی آن تأثیر میگذارد: از آنجا که دارای جنین زنده است با گذشت زمان سلولها میمیرند و نمیتوان آنها را جایگزین کرد. برخی از دانهها میتوانند برای مدت طولانی قبل از جوانهزنی زنده بمانند در حالی که برخی دیگر از بذرها تنها پس از پراکندگی قبل از مرگ میتوانند برای مدت کوتاهی زنده بمانند.
استحکام بذر اندازهگیری کیفیت بذر است و شامل زنده ماندن بذر، درصد جوانه زنی، سرعت جوانهزنی و قدرت نهال تولید شده است.[۴۳]
درصد جوانهزنی به سادگی نسبت بذرهایی است که از همه بذرها تحت شرایط مناسب برای رشد جوانه میزنند. سرعت جوانهزنی مدت زمان لازم برای جوانهزنی بذرها است. درصد و میزان جوانهزنی تحت تأثیر زنده ماندن بذر، خواب و اثرات محیطی قرار میگیرد که بر بذر و نهال تأثیر میگذارد. در کشاورزی و باغداری بذرهای با کیفیت دارای قابلیت زنده ماندن بالایی هستند که با درصد جوانهزنی به علاوه میزان جوانهزنی اندازهگیری میشود. این مقدار بهعنوان درصد جوانهزنی در مدت زمان معینی داده میشود، برای نمونه ۹۰ درصد جوانهزنی در ۲۰ روز. «خواب» در بالا پوشش داده شده است. بسیاری از گیاهان بذرهایی با درجات مختلف خواب تولید میکنند و دانههای مختلف از یک میوه میتوانند درجات مختلفی از خواب را داشته باشند.[۴۴] این امکان وجود دارد که بذرهای بدون خواب بلافاصله پراکنده شده و خشک نشوند (اگر بذرها خشک شوند به خواب فیزیولوژیکی میروند). تنوع زیادی بین گیاهان وجود دارد و یک بذر خفته هنوز یک بذر زنده است اگرچه سرعت جوانهزنی ممکن است بسیار کم باشد.
شرایط محیطی مؤثر بر جوانهزنی بذر عبارتند از: آب، اکسیژن، دما و نور.
سه مرحله متمایز از جوانهزنی بذر رخ میدهد: عدم جذب آب. فاز تاخیر؛ و ظهور ریشه.
برای اینکه لایه شکسته شود، جنین باید آب را جذب کند، که باعث متورم شدن آن میشود و پوشش بذر را تقسیم میکند. با این حال، ماهیت پوشش بذر تعیین میکند که چگونه آب میتواند به سرعت نفوذ کرده و سپس جوانهزنی را آغاز کند. میزان نفوذپذیری بستگی به نفوذپذیری پوشش بذر، مقدار آب در محیط و ناحیه تماس بذر با منبع آب دارد. برای برخی بذرها، جذب بیش از حد آب به سرعت میتواند بذر را از بین ببرد. برای برخی از بذرها هنگامی که در آب غوطهور شد، روند جوانهزنی متوقف نمیشود و خشک شدن آن کشنده میشود. بذرهای دیگر میتوانند آب را چندین بار ریخته و بدون ایجاد اثرات منفی از دست بدهند، اما خشک شدن میتواند باعث خواب ثانویه شود.
در طولخفتگی بذر، اغلب با محیطهای غیرقابل پیشبینی و استرسزا همراه است، با افزایش سن بذرهاآسیب دیانای (DNA) بیشتر میشود.[۴۵][۴۶][۴۷] در بذرهایچاودار، کاهش یکپارچگیدیانای به دلیل آسیب با از دست دادن قابلیت بذر در طول ذخیرهسازی همراه است.[۴۵] پس از جوانه زنی، بذرهایباقلا تحتترمیم دیانای قرار میگیرند.[۴۶] یکلیگاز دیانای گیاهی که در تعمیر شکستگیهای تکرشته و دورشته در طول جوانهزنی بذر نقش دارد، تعیینکننده مهمطول عمر بذر است.[۴۸] همچنین در بذرهایرشادی، فعالیت آنزیمهای ترمیم (Poly (ADP-ribose) polymerase" (PARP)) به احتمال زیاد برای جوانهزنی موفق مورد نیاز است.[۴۹] بنابراین به نظر میرسد آسیبهای دیانای که در زمان خواب تجمع مییابند برای بقاء بذر مشکلساز هستند و ترمیمآنزیمی آسیبهای دیانای در طول جوانهزنی برای زنده ماندن بذر مهم به نظر میرسد.
چندین شیوه مختلف توسط باغبانان و کشاورزان برای شکستن خواب بذر استفاده میشود.
زخمزنی به آب و گازها اجازه میدهد تا به بذر نفوذ کنند. این شامل روشهایی برای شکستن فیزیکی پوشش سخت بذر یا نرم شدن آنها با مواد شیمیایی است، مانند خیساندن در آب داغ یا ایجاد سوراخ دربا سنجاق یا مالیدن آنها روی کاغذ سنباده یا ترکخوردن با پرس یا چکش. گاهی میوهها در حالی که بذرها هنوز نابالغ هستند برداشت میشوند و پوشش بذر بهطور کامل رشد نکرده و بلافاصله قبل از نفوذناپذیری پوشش بذر کاشته میشود. در شرایط طبیعی، جوندگان با جویدن بذر، ساییده شدن بذرها به سنگها (بذرها توسط باد یا جریان آب حرکت میکنند)، با یخزدن و ذوب شدن آبهای سطحی یا عبور از دستگاه گوارش جانوران، فرسوده میشوند. در حالت دوم، پوشش بذر از بذر در برابر هضم محافظت میکند در حالی که اغلب پوشش بذر ضعیف میشود به طوری که جنین هنگام دفع آماده شده و همراه با کمی ماده دفعی که بهعنوانکود عمل میکند دور از گیاه مادر جوانه میزند. میکروارگانیسمها اغلب در شکستن پوشش سخت بذرها مؤثر هستند و گاهی توسط افراد بهعنوان درمان استفاده میشود. بذرها در شرایط غیراستریل برای چند ماه در محیط شنی مرطوب و گرم نگهداری میشوند.
چینهبندی، که سرد شدن مرطوب نیز نامیده میشود، خواب فیزیولوژیکی را از بین میبرد و شامل افزودن رطوبت به بذرها میشود تا آب را جذب کنند و سپس تحت دوره سرد شدن مرطوب قرار میگیرند تا جنین بعد از رسیدن به مرحله بلوغ برسد. کاشت در اواخر تابستان و پاییز و اجازه دادن به زمستانگذرانی در شرایط خنک یک روش مؤثر برای چینهبندی بذرها است. برخی از بذرها به دورههای نوسان دما که بخشی از محیط طبیعی هستند بهتر پاسخ میدهند.
شستشو یا خیساندن در آب سبب حذف مهارکنندههای شیمیایی در برخی از بذرها میشود که از جوانهزنی جلوگیری میکند. باران و ذوب برف بهطور طبیعی این کار را انجام میدهد. برای بذرهای کاشته شده در باغات،آب جاری بهتر است، اگر در یک ظرف خیس شود ۱۲ تا ۲۴ ساعت خیساندن کافی است. خیساندن طولانی مدت، به ویژه در آبهای راکد میتواند منجر به کاهش اکسیژن و مرگ بذر شود. بذرهایی با پوشش سخت بذر را میتوان در آب داغ خیس کرد تا لایههای سلولی نفوذناپذیر را که از جذب آب جلوگیری میکنند باز کند.
سایر روشهای مورد استفاده برای جوانهزنی بذرهایی که در خواب هستند شامل پیش سرد شدن، خشک کردن، تغییر دما در روز، قرار گرفتن در معرض نور، نیترات پتاسیم، استفاده از تنظیمکنندههای رشد گیاه مانند جیبرلینها، سیتوکینینها، اتیلن، تیوره، هیپوکلریت سدیم و غیره میشوند.[۵۰] برخی از بذرها پس از آتشسوزی بهتر جوانه میزنند. برای برخی از بذرها، آتش لایههای سخت را ترک میدهد، در برخی دیگر خواب شیمیایی در واکنش به وجود دود شکسته میشود. دود مایع اغلب توسط باغداران برای کمک به جوانهزنی این گونهها استفاده میشود.[۵۱]
بذرها ممکن است به چند دلیل عقیم باشند: ممکن است تحت تابش قرار گرفته، بدون گرده افشانی، سلولها در طول عمر قبلی زندگی کرده یا برای این منظور پرورش داده شدهاند.
مسئله خاستگاه گیاهان بذری حلنشده باقی مانده است. با این حال، دادههای بیشتر و بیشتر تمایل دارند که این خاستگاه را دردوونین میانه قرار دهند. توصیف نمونه اولیه بذررونکاریا هینزلینی (Runcaria heinzelinii) درژیوتینبلژیک در سال ۲۰۰۴ نشان دهنده خاستگاه کهن گیاهان بذری است. همانند سرخسهای مدرن، بیشتر گیاهان خشکی پیش از این زمان با ارسال هاگهای هوایی تکثیر شده و به گیاهان جدید تبدیل میشدند.
آرایهشناسان بذرهای اولیه «حقیقی» را از بخش فوقانی دوونین توصیف کردهاند که احتمالاً به نمایش اولین تابش تکاملی واقعی آنها تبدیل شده است. با این تابش، تکامل اندازه، شکل، پراکندگی بذر و سرانجام تابشبازدانگان وگیاهان گلدار وتکلپهایها ودولپهایها به وجود آمد. گیاهان بذری بهتدریج به یکی از عناصر اصلی تقریباً همه زیستبومها تبدیل شدند.
همچنین رشد واقعی نامیده میشود، به گیاهانی گفته میشود که بذر آنها همان نوع گیاه را با گیاه اصلی تولید میکند. گیاهان دارایگردهافشانی باز، که شامل میراث میباشد، تقریباً همیشه در صورت بذر رشد میکنند، اگر گونه دیگری آنها را گردهافشانی نکند.
دانههایلوبیا از نظر اندازه، شکل و رنگ متنوع هستند.
در ایالات متحده، کشاورزان در سال ۲۰۱۸، ۲۲ میلیارد دلار خرج بذر کردند که ۳۵ درصد نسبت به سال ۲۰۱۰ افزایش داشته است.دوپون ومونسانتو، دو شرکت آمریکای ۷۲ درصد از فروش ذرت و بذر سویا در ایالاتمتحده را به خود اختصاص دادهاند و متوسط قیمت یک کیسه بذر ذرت GMO به قیمت ۲۷۰ دلار.[۵۵]
از بذرها برای تکثیر بسیاری از محصولات مانند غلات، حبوبات،جنگلداری،چمنکاری وعلفهای مرتعی استفاده میشود. بهویژه درکشورهای در حال توسعه یکی از محدودیتهای اصلی ناکافی بودن کانالهای بازاریابی برای رساندن بذر به کشاورزان فقیر است.[۵۷] بنابراین استفاده از بذرهای کشاورز همچنان رایج است. بذرها نیز توسط جانوران (شکار) خورده میشوند و همچنین بهدامها داده میشوند یا بهعنوان بذر پرنده استفاده میشوند.
در حالی که برخی از بذرها خوراکی هستند، برخی دیگر مضر، سمی یا کشنده هستند.[۵۸] گیاهان و بذرها اغلب حاوی ترکیبات شیمیایی هستند تا گیاهخواران و شکارچیان بذر را دلسرد کنند. در برخی موارد این ترکیبات به سادگی طعم بدی دارند (مانند خردل)، اما سایر ترکیبات سمی هستند یا در سیستم گوارش به ترکیبات سمی تجزیه میشوند. کودکان بیشتر مستعد مسمومیت توسط گیاهان و بذرها هستند.[۵۹]
سم مهلکرایسین، از بذرهای بذر کرچک به دست میآید. دوزهای کشنده گزارش شده از دو تا هشت بذر است[۶۰][۶۱] هرچند تنها چند مورد مرگ در اثر خوردن بذرهای کرچک توسط جانوران گزارش شده است.[۶۲]
بذرهای بسیاری از حبوبات، از جملهلوبیا معمولی، حاوی پروتئینهایی به ناملکتین است که اگر لوبیا بدونپخت خورده شود، میتواند باعث ناراحتی معده شود. لوبیا معمولی و بسیاری دیگر از جملهسویا، حاوی مهارکنندههایتریپسین هستند که عملکرد آنزیم گوارشی تریپسین را مختل میکند. فرآیندهای معمولی پخت، لکتینها و مهارکنندههای تریپسین را به اشکال بیضرر تجزیه میکند.[۶۶]
قدیمیترین بذر زنده با تاریخکربن ۱۴ که به گیاه تبدیل شده بود، بذر نخل خرما در حدود ۲۰۰۰ سال قدمت داشت که از حفاریهای کاخهرود بزرگ درماسادا در اسرائیل بهدست آمد. در سال ۲۰۰۵ جوانه زده است.[۶۷] (گزارش بازسازیسیلن برگباریک) از موادی که به مدت ۳۱۸۰۰ سال در سرما یخ سیبری حفظ شده بود با استفاده از بافت میوه انجام شد نه بذر)[۶۸][۶۹]
بزرگترین بذر توسطنارگیل دریایی یا «نخل نارگیلی دوگانه» تولید میشود. کل میوه ممکن است تا ۲۳ کیلوگرم وزن داشته باشد و معمولاً حاوی یک بذر است.[۷۰]
کوچکترین بذرها توسط ارکیدههایهوازی تولید میشوند. طول آنها تنها ۸۵ میکرومتر است و وزن آنها ۰٫۸۱ میکروگرم است. آنها فاقد دروندانه هستند و حاوی رویانهای توسعه نیافته هستند.[۷۱]
کتاب پیدایش در عهد عتیق با توضیح چگونگی شروع همه اشکال گیاهی آغاز میشود:
و خدا گفت: اجازه دهید زمین علف، سبزی که بذر میدهد و درخت میوه، بار دهد، مانند نوع خود، که بذر آن به خودی خود است، بر روی زمین تولید کند. و زمین علف و سبزی آورد که بذر ای از نوع خود میدهد و درختی میوه میدهد که بذر آن در نوع خود بود، و خدا دید که خوب است. و عصر و صبح روز سوم بود.[۷۳]
قرآن از جوانهزنی بذر چنین میگوید:
این خداوند است که دانه غله و هسته خرما را میشکند و جوانه میزند. او باعث زنده شدن مردگان میشود و اوست که باعث میشود مرده از زندهها بیرون بیاید. آن خداست، پس چگونه از حقیقت دور میشوید؟[۷۴]
↑۱۲٫۰۱۲٫۱The Seed Biology Place, Gerhard Leubner Lab, Royal Holloway, University of London,archived from the original on 24 September 2015, retrieved13 October 2015
↑Smith, Welby R. 1993.Orchids of Minnesota. Minneapolis: University of Minnesota Press. p. 8.
↑Kosinki, Igor (2007). "Long-term variability in seed size and seedling establishment ofMaianthemum bifolium".Plant Ecology.194 (2): 149–156.doi:10.1007/s11258-007-9281-1.S2CID31774027.
↑Shannon DA; Isaac L; Brockman FE (February 1996). "Assessment of hedgerow species for seed size, stand establishment and seedling height".Agroforestry Systems.35 (1): 95–110.doi:10.1007/BF02345331.S2CID2328584.
↑Matsumoto H, Fan X, Wang Y, Kusstatscher P, Duan J, Wu S, et al. (January 2021). "Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice".Nature Plants.7 (1): 60–72.doi:10.1038/s41477-020-00826-5.PMID33398157.S2CID230508404.
↑Jones, Samuel B. , and Arlene E. Luchsinger. 1979.Plant systematics. McGraw-Hill series in organismic biology. New York: McGraw-Hill. p. 195.
↑Baskin JM, Baskin CC, Li X (2000) "Taxonomy, anatomy and evolution of physical dormancy in seeds".Plant Species Biology 15:139–152
↑Baskin, C.C. and Baskin, J.M. (1998) Seeds: Ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination.San Diego, Academic Press
↑Gutterman, Y. (1993) Seed germination in desert plants. Springer Verlag, Berlin/Heidelberg.
↑۳۶٫۰۳۶٫۱۳۶٫۲Baskin, C.C. and Baskin, J.M. (1998) Seeds: Ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination.San Diego, Academic Press.
↑۳۷٫۰۳۷٫۱Baskin, J.M. and Baskin, C.C. (2004) A classification system for seed dormancy. Seed Science Research 14:1–16.
↑International Workshop on Seeds, and G. Nicolas. 2003.The biology of seeds recent research advances: proceedings of the Seventh International Workshop on Seeds, Salamanca, Spain 2002. Wallingford, Oxon, UK: CABI Pub. p. 113.
↑Bewley, J. Derek, and Michael Black. 1994.Seeds physiology of development and germination. The language of science. New York: Plenum Press. p. 230.
↑Patten D.T. (1978). "Productivity and production efficiency of an Upper Sonoran Desert ephemeral community".American Journal of Botany.65 (8): 891–895.doi:10.2307/2442185.JSTOR2442185.
↑International Seed Testing Association. 1973.ISSN0251-0952. pp. 120–121.Seed science and technology. Wageningen?: International Seed Testing Association.
↑۴۶٫۰۴۶٫۱Koppen G; Verschaeve L (2001). "The alkaline single-cell gel electrophoresis/comet assay: a way to study DNA repair in radicle cells of germinatingVicia faba".Folia Biol. (Praha).47 (2): 50–54.PMID11321247.
↑Hartmann, Hudson Thomas, and Dale E. Kester. 1983.Plant propagation principles and practices. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall.شابک۰−۱۳−۶۸۱۰۰۷−۱. pp. 175–177.