Итак, семенам для прорастания прежде всего нужна вода. Они прекрасно приспособлены к затоплению и не боятся даже весеннего половодья. Наоборот, процесс идет максимально быстро, если в первые часы семена погружены в воду целиком. Именно поэтому, проращивая пшеницу в домашних условиях, нужно на первые 10–12 часов залить зерна водой так, чтобы они утонули. Не бойтесь, они не задохнутся, а будут прорастать быстрее. При последующей инкубации в условиях аэрации и 100 %-ной влажности воздуха семена наклюнутся еще через 4–5 часов, и весь период проращивания займет менее суток. Если же сухие семена поместить на влажную ткань, да еще забывать ее периодически смачивать, процесс затянется на 2–3 дня, ведь вода будет поступать только через одну сторону семени.
При погружении в воду, ее поступление в сухое зернышко пшеницы происходит вначале через особый узкий канал (микропиле), а затем вода идет четким фронтом через все семя. Этапы прорастания определяются количеством поглощенной воды. Вначале происходит так называемое физическое набухание. Так будет набухать и мертвое зерно, и кусок сухого дерева, и фильтровальная бумага. Влажность семян пшеницы при физическом набухании повышается до 58–59 %. Этого уровня недостаточно для того, чтобы зародыш тронулся в рост, но вполне хватает, чтобы начался активный обмен веществ. Уже в первые 20 минут после начала набухания во много раз активизируется дыхание. Быстро запускается синтез ферментов, задача которых — расщепление сложных запасных питательных веществ на более простые. С максимальной скоростью образуются самые разнообразные соединения, необходимые для обмена веществ в пробуждающемся организме.
Прорастающие семена поглощают только воду и кислород, все остальные необходимые для жизни элементы питания мобилизуются и перераспределяются самим растением из запасающих тканей и органов к растущим органам проростка.
Под действием гидролитических ферментов, которые активно синтезируются в прорастающем семени, молекулы сложных запасных веществ быстро распадаются на более простые — уже через 24 часа после начала набухания запускается процесс распада крахмала до простых Сахаров, несколько позже запасные белки распадаются до низкомолекулярных соединений (пептидов и аминокислот), на третий день начинается распад жиров с образованием жирных кислот. Эти более простые соединения передвигаются в растущие органы проростка и используются как для построения новых тканей, так и при синтезе многочисленных соединений, которые обеспечивают жизнь молодого растения.
Вернемся немного назад. Мы уже говорили о том, что при формировании семян в колосе материнского растения в них поступают питательные вещества в виде простых Сахаров, аминокислот, жирных кислот. При созревании семян эти сравнительно простые соединения превращаются в более сложные молекулы (крахмал, белки, жиры), которые откладываются в зародыше и эндосперме или в других запасающих органах. Эти процессы идут с потерей воды. При прорастании семени эти реакции носят как бы обратный характер — сложные молекулы «запасов» под действием гидролитических ферментов распадаются на более простые, эти реакции идут с поглощением воды. Но если созревание семян в колосе продолжается около полутора месяцев, то время от начала набухания пшеничного зернышка до его наклевывания — меньше суток. Такая скорость, безусловно, запрограммирована в самом зерне, она необходима проростку для дальнейшего выживания.
Прорастание семян — удивительный процесс. По своей огромной энергетической напряженности, по скорости и разнообразию биохимических превращений процесс прорастания не имеет аналогов в живой природе. По сравнению с долгой жизнью будущего растения, особенно многолетнего, время прорастания семени — всего лишь мгновение, но именно этот миг можно назвать «вспышкой жизни». Этот короткий период характеризуется шквалом самых разнообразных биохимических реакций. Чем же определяется эта необыкновенная скорость?
Дело в том, что при созревании семян в колосе, когда они еще являются частью материнского растения, в зародыше семени формируются компоненты дыхательной системы и обмена веществ, необходимые при прорастании для обеспечения будущего проростка энергией и построения новых тканей, синтезируется весь набор молекул, весь аппарат, который используется для образования белка в самом начале процесса прорастания. Эти вещества сохраняются в зародыше на протяжении всего периода покоя семян, но они не работают, только присутствуют. Ждут своего часа. Но именно они являются активаторами самых разнообразных процессов обмена веществ при прорастании семян, именно их молниеносный запуск определяет необычную, фантастическую скорость прорастания.