35.3: Estrutura das Sementes e Desenvolvimento Inicial do Esporófito

As estruturas das sementes são compostas por um revestimento protetor de sementes em torno de um embrião vegetal, e um armazenamento de alimentos para o embrião em desenvolvimento. O embrião contém os tecidos precursores de folhas, caules e raízes. O endosperma e os cotilédones—folhas das sementes—funcionam como reservas de alimentos para o embrião em crescimento.

O embrião contém um conjunto duplo de cromossomas, um conjunto de cada progenitor. A fertilização do óvulo haplóide pelo esperma haplóide dá origem ao zigoto, que se desenvolve no embrião. 
O endosperma é uma característica comum à maioria das plantas com flor, e é criado durante o processo de dupla fertilização. Aqui, duas células de esperma entram em cada óvulo. Uma célula de esperma fertiliza o óvulo; a outra fertiliza a célula central, produzindo o endosperma. As coníferas e outras gimnospérmicas não sofrem fertilização dupla e, portanto, não possuem um verdadeiro endosperma.
A estrutura das sementes difere entre monocotiledóneas e dicotiledóneas, dois tipos de plantas com flor.

As monocotiledóneas, como o milho, têm um único cotilédone grande chamado escutelo, que se liga diretamente aos tecidos vasculares do embrião. O endosperma atua como reserva alimentar. Durante a germinação, o escutelo absorve materiais alimentares libertados enzimaticamente e transporta-os para o embrião em desenvolvimento.

O embrião das monocotiledóneas está rodeado por duas camadas protetoras. A primeira, o coleóptilo, cobre o rebento jovem. A segunda, a coleorriza, envolve a raiz jovem. Ambas as estruturas facilitam a penetração do solo após a germinação.

As sementes de dicotiledóneas podem ser endospérmicas ou não endospérmicas. Em dicotiledóneas endospérmicas, como os tomates, as reservas alimentares estão presentes no endosperma. Durante a germinação, os cotilédones absorvem o material alimentar libertado enzimaticamente do endosperma e transportam-no para o embrião em crescimento.

Sementes se desenvolvem a partir de flores fertilizadas. Especificamente, as sementes se desenvolvem a partir de óvulos encontrados no ovário da flor, através de um processo chamado fertilização dupla. Durante este processo, um espermatozoide fertiliza o ovo e um esperma fertiliza os dois núcleos polares, resultando em um embrião esporófito e um endosperma uma reserva de nutrientes.

O embrião esporófito tem um conjunto duplo de cromossomas, um conjunto de cada pai, formado pela fertilização de um ovo haploide por um espermatozoide haploide. O embrião consiste no tecido precursor para as hastes e raízes, bem como uma ou mais folhas embrionárias chamadas cotiledóneas. O embrião está rodeado por uma reserva de comida na forma de um endosperma, cotiledóneas, ou ambos, e está fechado dentro de um tegumento para formar uma semente.

As plantas são geralmente classificadas como monocotiledónea ou dicotiledónea, dependendo do número de cotiledóneas em suas sementes. Normalmente, sementes de monocotiledóneas tem um único cotilédone grande chamado de escutelo. Durante a germinação, o escutelo absorve materiais alimentares enzimaticamente liberados do endosperma e os transporta para o embrião em desenvolvimento.

As ementes dicotiledóneas, por outro lado, tem dois cotilédones carnudos. Muitas sementes maduras de dicotiledóneas carecem de endosperma e reservam material de alimento nas cotiledóneas. Algumas dicotiledóneas, no entanto, tem sementes com um endosperma que armazena nutrientes, semelhante à maioria das monocotiledóneas.

O eixo embrionário de sementes de monocotiledóneas e dicotiledóneas consiste na plúmula, radícula e hipocótilo. Todas essas estruturas participam na germinação da semente e no desenvolvimento inicial da muda, ou esporófito. Durante a germinação, o tegumento rompe e dá lugar a radícula, o primeiro órgão do jovem esporófito.

Em resposta à luz, as cotiledóneas se separam, o hipocótilo se endireita, e o epicótilo expande e forma suas primeiras folhas verdadeiras. Como as reservas de alimentos estão esgotadas, as cotiledóneas murcham. Eventualmente, as novas folhas expandem e começam a sintetizar seus alimentos por meio da fotossíntese.