種子とは？定義・構造・発芽の仕組み、栄養と主要な種類を解説
種子とは、種子植物のうち、新しい植物に成長できる部分のことです。それは分散し、しばらくの間生き残ることができる生殖構造である。典型的な種子には3つの基本的な部分があります。(1)胚、(2)胚のための栄養分の供給、(3)種子の被覆である。
種子にはいろいろな種類があります。たくさんの種を作る植物もあれば、数個しか作らない植物もあります。種子は固くてとても小さいものが多いですが、中には大きいものもあります。ヤシの実は子供の頭ほどの大きさですが、中には種だけではありません。最初のうちは、種はしばらく休眠状態（被毛の中で休んでいる状態）です。種子が発育する準備ができたら、水と空気と暖かさが必要ですが、日光は必要ありません。
種子は、新しい植物が成長し始めるのを助ける食物を運んでいます。この食物の貯蔵庫は、内胚乳や子葉の中にあります。多くの種類の種子は、動物や人間にとって良い食べ物である。米、小麦、トウモロコシなど、人間が栽培している多くの種類の穀物は、すべて種子である。種子は果物の中に入っていることが多い。
種子の定義と役割
種子は被子植物や裸子植物の成熟した胚を保護し、次世代へとつなぐための器官です。受精後に胚が作られ、それを包む組織が発達して栄養を蓄え、外界の条件が整うまで胚を守ります。これにより、生育が難しい季節や距離を超えた分布が可能になります。
種子の構造（主な部分）
- 胚：未来の芽や根になる部分。胚軸、胚根、芽（胚芽）などから構成されます。
- 栄養組織（貯蔵組織）：胚を発芽初期に養うでんぷん、油脂、タンパク質などを蓄えます。これが内胚乳や子葉にあたります。例：トウモロコシは大きな内胚乳を持ち、豆類は子葉に栄養を蓄えます。
- 種皮（被覆）：外側の硬い膜で、水や病原体、物理的損傷から胚を保護します。
休眠と発芽の仕組み
多くの種子は成熟後すぐには発芽せず、休眠状態に入ります。休眠は胚の生理的・形態的な抑制であり、発芽に適さない時期に発芽するのを防ぎます。休眠の解除には以下のような要因や処理が関係します。
- 給水（吸水）：乾燥した種子が水を吸うことで代謝が再開します。
- 温度：一定の寒冷処理（冷温処理）や暖かさが必要な種子があります。
- 酸素：呼吸に必要で、土中での通気が重要です。
- 光：多くの種子は光を必要としませんが、レタスなど光を必要とする種子もあります。したがって「日光は必要ありません」が一般論としては正しいが例外があることに注意してください。
- 物理的・化学的刺激：硬い種皮の傷付け（scarification）、腐敗や消化による外皮の除去、火や煙に反応する種子などがあります。
発芽の一般的な経過は、吸水→代謝活性化→胚軸および胚根の伸長→子葉や胚芽の展開、の順です。
栄養と利用価値
種子に蓄えられた栄養は、人間や動物の重要な食糧源です。主な栄養素はでんぷん（炭水化物）、油脂（脂質）、タンパク質であり、種類によって比率が異なります。例：
- 穀物（米・小麦・トウモロコシ）：主に炭水化物（でんぷん）を多く含む。
- ナッツや種実類（ひまわり種子、ナッツ類）：脂質が多く、エネルギー密度が高い。
- 豆類（大豆など）：タンパク質を豊富に含む。
また、農業では種子の品質（発芽率、純度、病害の有無）が重要で、保存には低温・低湿度が推奨されます。長期保存のために種子バンクが整備されていることもあります。
主要な種類と分類
- 被子植物の種子（花が咲く植物）：多くは果実の中に包まれている。例：りんごの種、さくらんぼの種。
- 裸子植物の種子（松・ソテツなど）：果実に包まれず、毬果（まつぼっくり）などに付く。
- 単子葉類と双子葉類の違い：単子葉類（イネ科など）は子葉が1枚、双子葉類（マメ科・バラ科など）は子葉が2枚あるのが特徴です。胚の構造や発芽様式に違いが見られます。
種子の散布（分散）方法
種子は生育場所を広げるために様々な方法で散布されます。
- 風散布：綿毛や翼がついた種子（タンポポ、トウモロコシの花粉ではなく種子の例としてはトネリコの翼果など）
- 動物散布：実として動物が食べて糞とともに運ぶ、または種子が動物の体に付着する形で移動する。
- 水散布：ココナッツのように水に浮いて遠くに移動できるもの。
- 機械的散布：果実が弾けて種子を遠くへ飛ばす（マメ科の一部など）。
実例と注意点
- ココナッツは大きな種子の代表例で、水に浮いて遠洋を移動することで散布されます。
- 種子の大きさや数は種によって大きく異なり、生態戦略（多数を作って少数生存に賭ける、少数だが大きくて栄養を多く蓄える等）に影響します。
- 保存中の高温多湿は発芽率や品質を低下させるため、適切な管理が必要です。
このように、種子は植物の世代交代と生態系、そして人間の食糧供給において中心的な役割を果たします。発芽の条件や休眠の性質は種ごとに異なるため、園芸や農業で種を扱う際は種別の特性を理解することが重要です。
亜麻の種
様々な植物の種。1列目：ケシ、赤唐辛子、イチゴ、リンゴの木、ブラックベリー、米、カルム、2列目：マスタード、ナス、フィジカリ、ブドウ、ラズベリー、赤米、パチョリ、3列目：イチジク、リュウゼツラン、ビーツ、ブルーベリー、ゴールデンキウイフルーツ、ローズヒップ、バジル、4列目：ピンクペッパー、トマト、ダイコン、マチオラ、ディル、コリアンダー、5列目：黒胡椒、白キャベツ、ナパキャベツ、パセリ、4列目：黒胡椒、トマト、ダイコン、マチオラ、ディル、コリアンダーピンクペッパー、トマト、ラディッシュ、アワロット、マッティオラ、ディル、コリアンダー、5列目：黒コショウ、白キャベツ、ナパキャベツ、シーバックソーン、パセリ、タンポポ、カプセラ・ブルサ・パストリアス、6列目：カリフラワー、ラディッシュ、キウイフルーツ、グレナディラ、パッションフルーツ、メリッサ、タゲテス・エレクタ
種からの開発
種子は、活動的ではありませんが、小さな生き物です。種子には未来の植物の胚が含まれていますが、それは変化も発展もしていません。一般的な考えでは、種子は目を覚ますために必要なものを手に入れるまで「眠っている」とされていますが、それは正しくありません。それは正しくありません。種子にはそれぞれ異なる習慣があり、その生息地に適応したものであることは間違いありません。種子には様々な種類の休眠段階があります。
1.種子の休眠：条件が整っていても、しばらくの間、種子が発育しないことを意味する。種子の内部で変化が起こり、遅かれ早かれ発芽する。詳細は種によって大きく異なる。
2.種子の冬眠：条件が正しくないため、発芽に失敗する。成長は、環境中の特定の事象によって引き起こされる。引き金の詳細は、一部の種子では知られているが、すべての種子ではない。雨、火事、地温などがその例である。多くの種子は、食べられて動物の消化器官を通過した後にしか発芽しない。これも散布方法の一つである。
種子が発芽すると（「目覚めて」）、苗と呼ばれる小さな植物に成長し始めます。種子の中の柔らかい肉質を養分（食物）にして、日光や水、空気を使って自分で食物を作るようになります。
ほとんどの種子は、日光の当たらない地下で発芽します。種子は成長に必要なものをすべて持っているので、数日から数週間は土の中の栄養素を必要としません。しかし、その後、日光を必要とするようになります。日光があれば、植物はそれを利用して健康的に成長します。光がなければ、植物はまだしばらくの間成長しますが、そのプラスチッドは成熟しません：クロロフィルは緑色になりません。植物が十分な光を得られない場合、それは最終的に死ぬでしょう。種子の中の予備が尽きたとき、それはそれ自身のための食糧を作るために光を必要とします。
起源と進化
針葉樹や草花植物の繁殖と普及において、種子は重要な発展を遂げてきました。コケや肝草、シダなどの植物は種子を持たず、保護されていない胞子などを使って自ら繁殖します。上部デボン紀以前には、現代のシダのような陸上植物は、胞子を空中に送り込むことで繁殖していました。胞子は、好ましい条件でのみ着陸し、新しい植物になります。胞子は貯蔵された食物をほとんど持たず、胚ではなく単細胞である可能性があります。
種子の進化は、植物を有性生殖のための外部の水の必要性から解放し、発育中の胚に保護と養分を提供することで、植物のライフサイクルを変えた。これらの機能により、植物は水源のすぐ近くを超えて拡大することができました。p92 このことは、暑い気候でも寒い気候でも、森林から草原まで、陸上の重要な生物学的ニッチで種子植物が成功していることからもわかる。現在の種子植物は、裸の種子を持つ裸子植物（ギムノスペルム）と、覆われた種子（通常は果実）を持つ被子植物（アンギオスパーム）である。
最初の真の種子は、3億7,000万年から3億5,400万年前の上部デボン紀のものであり、これはおそらく、その最初の進化の放射の劇場である。種子を生産する最古の樹木は、炭素紀の森林にあった。 p112 種子植物は着実に、ほぼすべての生態系の最も重要な要素の一つとなった。
質問と回答
Q: 種子とは何ですか?
A: 種子とは、新しい植物に成長することができる種子植物の部分です。生殖構造で、分散し、しばらくの間生き残ることができます。
Q: 典型的な種子の3つの基本部分とは何ですか?
A: 典型的な種子の3つの基本的な部分は、胚、胚への栄養供給、種皮です。
Q:すべての植物は同じ数の種子を作るのですか?
A:いいえ、たくさんの種子を作る植物もあれば、数粒しか作らない植物もあります。
Q:胚乳とは何ですか?
A:胚乳とは、種子の中にある食物の貯蔵庫のことで、新しい植物が成長し始めるのを助けます。
Q:種子は動物や人間にとって良い食べ物ですか?
A: はい、多くの種類の種子は動物や人間にとって良い食べ物です。米、小麦、トウモロコシなど、人が育てている多くの種類の穀物は、すべて種子です。
Q: 種が発育するには何が必要ですか?
A: 種子が発育するには、水と空気と暖かさが必要ですが、日光は必要ありません。
Q: 果物以外にも種子はあるのですか?
A: はい、種子は果実の中にあることが多いですが、植物の他の部分にもあります。
