Der Samenaufbau und die Entwicklung des Sporophyten

Samen entwickeln sich aus befruchteten Blüten. Genauer gesagt entwickeln sich Samen aus Samenanlagen, die man im Fruchtknoten der Blüte findet, durch einen Prozess, der als Doppelbefruchtung bezeichnet wird. Während dieses Prozesses befruchtet eine Spermie die Eizelle und eine andere Spermie befruchtet die beiden polaren Nuklei, was zu einem Sporophytenembryo und einem Endosperm führt – ein Speicher von Nährstoffen. Der Sporophytenembryo hat einen doppelten Satz von Chromosomen, einen Satz von jedem Elternteil, der sich bei der Befruchtung einer haploiden Eizelle durch eine haploide Spermie gebildet hat. Der Embryo besteht aus dem Ausgangsgewebe für Stämme und Wurzeln, wie auch aus einem oder mehreren embryonischen Blättern – genannt Kotyledonen. Der Embryo ist umgeben von einer Nahrungsreserve in der Form eines Endosperms, Kotyledonen oder beiden, und er ist eingeschlossen innerhalb einer schützenden Samenbeschichtung, um einen Samen zu bilden. Pflanzen werden im Allgemeinen als einkeimblättrig oder zweikeimblättrig klassifiziert, je nach der Anzahl der Kotyledonen in ihren Samen. Typischerweise haben einkeimblättrige Samen ein einzelnes großes Kotyledon, das als Scutellum bezeichnet wird. Während der Keimbildung absorbiert das Scutellum vom Endosperm enzymatisch freigesetzte Nahrungsmaterialien und transportiert sie zu dem sich entwickelnden Embryo. Zweikeimblättrige Samen haben dagegen zwei fleischige Kotyledonen. Viele ausgereiften zweikeimblättrigen Samen haben kein Endosperm und reservieren Nahrungsmaterialien in den Kotyledonen. Einige zweikeimblättrige Pflanzen haben jedoch Samen mit einem nährstoffspeichernden Endosperm, ähnlich wie bei den meisten einkeimblättrigen Pflanzen. Die embryonische Achse der einkeimblättrigen und zweikeimblättrigen Samen besteht aus Keimblättern, Keimwurzel und Hypokotyl. Alle diese Strukturen haben einen Anteil an der Samenkeimbildung und frühen Entwicklung des Sämlings oder Sporophyten. Während der Keimbildung reisst die Samenbeschichtung und legt die Keimwurzel frei, das erste Organ des jungen Sporophyten. Als Reaktion auf Licht trennen sich die Kotyledonen, der Hypokotyl richtet sich gerade aus und das Epikotyl erweitert sich und bildet die ersten wirklichen Blätter. Wenn die Nahrungsreserven sich erschöpfen, verdorren die Kotyledonen. Letztendlich dehnen sich die neuen Blätter aus und beginnen ihre Nahrung durch Photosynthese zu synthetisieren.