Das Endosperm ist ein Gewebe in Samenpflanzen, das als Nährstoffspeicher für den sich entwickelnden Embryo dient. Es entsteht während der Befruchtung im Zuge der sogenannten doppelten Befruchtung, einem charakteristischen Merkmal der Angiospermen (Bedecktsamer). In diesem Prozess verschmilzt eine der beiden Spermazellen des Pollenschlauchs mit der Eizelle und bildet die Zygote, während die zweite Spermazelle mit den beiden haploiden Polkernen im Embryosack verschmilzt. Dies führt zur Bildung des triploiden Endosperms, das aus drei Chromosomensätzen besteht (2 mütterliche, 1 väterlicher Herkunft). Dieses triploide Gewebe unterscheidet das Endosperm der Angiospermen deutlich von dem der Gymnospermen (Nacktsamer), bei denen das Nährgewebe haploid ist und aus dem weiblichen Gametophyten hervorgeht.

Das Endosperm spielt eine zentrale Rolle bei der Versorgung des Embryos mit Energie und Baustoffen. Es enthält eine hohe Konzentration an Nährstoffen, vor allem Stärke, Proteine und Lipide, die während der Samenentwicklung gespeichert und bei der Keimung wieder abgebaut werden, um dem wachsenden Keimling Energie und Substrate zur Verfügung zu stellen. Die genaue Zusammensetzung und Struktur des Endosperms variieren je nach Pflanzentyp. Bei Getreidearten wie Weizen, Mais oder Reis ist das Endosperm besonders stärkehaltig und stellt den größten Teil des Samens dar, weshalb es auch in der menschlichen Ernährung eine herausragende Bedeutung hat.

Morphologisch und funktionell kann das Endosperm in drei Haupttypen unterteilt werden: das kernhaltige (nukleare), das zelluläre und das helobiale Endosperm. Beim nuklearen Typ, der bei vielen Pflanzen wie Mais vorkommt, teilt sich der Endospermkern mehrfach ohne direkte Zellbildung, wodurch eine Synzytium-Struktur entsteht. Zelluläres Endosperm, das beispielsweise bei Arabidopsis auftritt, entsteht hingegen durch frühe Zellteilungen nach der Kernteilung, wodurch ein kompaktes Gewebe gebildet wird. Beim helobialen Typ, der bei einigen Monokotylen vorkommt, entstehen zunächst zwei unterschiedliche Zellbereiche: ein großer, in dem die Kerne nuklear bleiben, und ein kleiner, der sich zellulär organisiert.

Das Schicksal des Endosperms nach der Samenreifung variiert zwischen verschiedenen Pflanzenarten. In einigen Arten, wie Weizen, Mais und Reis, bleibt das Endosperm in den reifen Samen erhalten und bildet das primäre Nährgewebe. Diese Samen sind auch als „albuminöse Samen“ bekannt. In anderen Arten, wie Erbsen oder Bohnen, wird das Endosperm während der Samenentwicklung vollständig vom Embryo verbraucht, der stattdessen in den Keimblättern Nährstoffe speichert. Solche Samen werden als „exalbuminöse Samen“ bezeichnet.

Neben seiner Nährstofffunktion erfüllt das Endosperm auch strukturelle und regulatorische Aufgaben. Es bildet eine physische Barriere, die den Embryo umschließt und schützt. Zudem ist es an der Regulation der Keimung beteiligt, indem es die Verfügbarkeit von Nährstoffen und die Kontrolle über Hormone wie Gibberelline beeinflusst. Diese Hormone spielen eine Schlüsselrolle beim Abbau von Reservestoffen, wie Stärke, die im Endosperm gespeichert sind.

Die Bedeutung des Endosperms geht über die Biologie hinaus, da es eine entscheidende Rolle in der Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion spielt. Getreide, das für einen Großteil der globalen Kalorienversorgung verantwortlich ist, besteht zu einem erheblichen Teil aus Endosperm. Weißmehl beispielsweise wird fast ausschließlich aus dem stärkehaltigen Endosperm von Weizen hergestellt. Gleichzeitig hat die Forschung zur Verbesserung von Getreidesorten, etwa zur Erhöhung des Protein- oder Vitamingehalts im Endosperm, große Fortschritte gemacht, um die Ernährungssicherheit weltweit zu verbessern.

Zusammenfassend ist das Endosperm ein hochspezialisiertes Gewebe, das sowohl biologisch als auch ökonomisch von großer Bedeutung ist. Es versorgt den Embryo mit essentiellen Nährstoffen, schützt ihn und beeinflusst die Samenkeimung. Gleichzeitig bildet es die Grundlage für einen Großteil der menschlichen Ernährung und ist ein Schlüsselbereich der Agrarforschung.