Kvet, piestik a vajíčka: Kľúčové prvky rozmnožovania rastlín

Kvet plní úlohu rozmnožovacieho orgánu rastliny. Kvet je reprodukčným orgánom rastliny. Je tvorený z kvetných obalov a vlastných reprodukčných orgánov uložených na kvetnom lôžku. Z fylogenetického hľadiska je to vlastne súbor premenených (metamorfovaných) listov, usporiadaných na skrátenej stonke (brachyblaste). Nahosemenné rastliny nemajú pravé kvety s kvetnými obalmi či piestikmi, ale na rozmnožovanie slúžia jednopohlavné šištice (strobily).

Stavba kvetu

Kvet je útvar tvorený rôznymi časťami, z ktorých každá má špecifické funkcie zamerané na rozmnožovanie a prežitie rastlinných druhov. Kvet krytosemenných rastlín sa skladá z týchto základných častí:

Kvetná stopka: Kvetnou stopkou sa kvet pripája na stonku.
Kvetné lôžko: Vzniklo zo stonky a nesie všetky časti kvetu.
Kvetné obaly: Vznikli premenou listov, chránia vnútorné časti kvetu a môžu byť rôzne sfarbené, aby prilákali opeľovače. Kvetné obaly chránia reprodukčné orgány a lákajú opeľovače. Môžu byť rozlíšené na kalich a korunu.

Kvetné obaly

Kvetné obaly môžu byť rozlíšené na:

Kalich (calyx): Vonkajšia, väčšinou zelená časť tvorená z kališných listov (sepalum). Kališné lístky môžu zrastať do kališnej rúrky, lemu a hrdla. Podľa trvácnosti rozlišujeme kalich prchavý (opadáva počas rozkvitnutia, mak), opadavý (opadáva s korunnými lupienkami, žeružnica) a trváci (ostáva aj na plode, hluchavka). Sepals sú zelené štruktúry, ktoré obklopujú a chránia kvetný púčik pred jeho otvorením.
Koruna (corolla): Vnútorná, pestrofarebná časť tvorená z korunných lupeňov (petalum). Špeciálnym typom je voľnolupenová koruna bôbovitých rastlín (tvorí striešku, dve krídla a zrastený člnok). Okvetné lístky sú najvýraznejšou časťou kvetu. Koruna tvorí vnútorné obaly, môže byť pestro sfarbená (u hmyzoopelivých rastlín) alebo môže byť nenápadná, prípadne úplne chýba (vetroopelivé rastliny). Na koruných lístkoch alebo v ich blízkosti sa môžu nachádzať nektáriá.

Ak nie sú kvetné obaly tvarovo ani farebne rozlíšené, nazývame ich okvetie (perigonium). Jednoklíčnolistové rastliny môžu mať kvetný obal nerozlíšený, nevytvárajú kalich a korunu a nazývame ho okvetie (napr. tulipán, veternica).

Rozlíšený kvetný obal je typickým znakom dvojklíčnolistových rastlín. Koruna chýba u vetrom opelivých rastlín (breza, topoľ). Kvetné obaly nemajú kvety borovicorastov.

Tyčinka

Tyčinka (stamen) je samčí rozmnožovací ústroj. Z fylogenetického hľadiska tyčinky predstavujú samčie výtrusové listy (mikrosporofyly). Tvorí ju nitka (filamentum) a peľnica (anthera). Peľnica obsahuje dva peľové vačky, z ktorých každý má dve peľové komôrky. Tu vznikajú redukčným delením peľové zrná. Súbor tyčiniek sa nazýva andréceum. Tyčinky sú samčie reprodukčné orgány, ktoré pozostávajú z vlákna a peľnice. V peľniciach tyčiniek je diploidné peľotvorné pletivo, z ktorého sa po redukčnom delení vyvíjajú štvorice (tetrády) peľových zrniek. Jadrá peľových zrniek sa mitoticky delia predtým ako zrnká opustia peľovú komôrku. Vznikne vyživovacia (vegetatívna) bunka, z ktorej klíčením vyrastie peľové vrecúško a rozmnožovacia (generatívna) bunka. Z nej mitózou vznikajú 2 samčie pohlavné bunky - spermatické bunky. Nitka môže byť rôzne dlhá a u niektorých rastlín môže tyčinka vyčnievať von z kvetu. Súbor všetkých tyčiniek v kvete sa nazýva andreceum.

Piestik

Piestik (pistillum) je samičí rozmnožovací orgán. Vzniká zrastením jedného alebo viacerých plodolistov, ktoré predstavujú samičie výtrusové listy (makrosporofyly). Tvorí ho čnelka (stylus), lepkavá blizna (stigma) a spodný semenník (ovarium), v ktorom sú uložené vajíčka. Piestik sa zvyčajne nachádza v kvetovom centre, vyčnievajúce spomedzi tyčiniek (samčích orgánov). Štruktúra piestika sa vyznačuje špecializáciou a prispôsobením sa reprodukčnému procesu. Nahosemenné rastliny nemajú piestik, plodolist je plochý (tvorí ho semenná šupina), na ňom sa nachádza nekryté vajíčko.

Časti piestika

Blizna (stigma): Je to lepkavý horný povrch piestika. Jeho hlavnou funkciou je zachytiť a udržať peľové zrnká, ktoré sa dostanú na kvet. Blizna je vrchná časť piestika, je vlhká, na blizne sa zachytávajú peľové zrná.
Čnelka (stylus): Je to predĺžená trubica alebo stĺpec, ktorý spája stigmu s vaječníkom. Čnelka slúži ako kanál pre rast peľovej trubice po vyklíčení peľových zŕn na blizne. Čnelka je stredná časť piestika, je rôzne dlhá, dvíha bliznu tak, aby sa na nej mohli zachytiť peľové zrná alebo aby sa blizna otrela o hmyz hľadajúci v kvete sladkú šťavu.
Semenník (ovarium): Nachádza sa na spodnej časti piestika a uchováva vajíčka vo vnútri, ktoré obsahujú samičie reprodukčné bunky.

Typy piestikov

Nie všetky kvety majú rovnakú štruktúru piestikov:

Jednoduchý piestik: Tvorí ho jeden plodník.
Zložený piestik: Výsledok zlúčenia dvoch alebo viacerých plodolistov.

Rozmanitosť štruktúry piestikov reaguje na evolučné adaptácie, ktoré maximalizujú reprodukčnú účinnosť v závislosti od prostredia a dostupných opeľovačov.

Vajíčka

V semenníku sa vyvíjajú vajíčka (1 alebo viac). Vajíčko vzniklo zrastením väčšieho množstva výtrusníc, preto je diploidné, vyvíja sa z delivého pletiva plodolistu - placenty. K placente semenníka je pripojené vajíčkovou šnúrou. Prostredná výtrusnica tvorí vajíčkové jadro, ostatné majú len ochrannú funkciu, tvoria vajíčkové obaly. Na vrchole vajíčka je otvor - peľový vchod.

Vajíčkové jadro je vyplnené výtrusorodým pletivom, ktorého materská bunka zárodočného mieška sa redukčne delí. Vzniknú 4 haploidné bunky, 3 zaniknú a zostávajúca bunka tvorí mladý jednobunkový zárodočný miešok s prvotným centrálnym jadrom.

Rozmnožovanie rastlín

Kvet je reprodukčným orgánom listového pôvodu, ktorý vytvárajú hlavne krytosemenné rastliny. Nahosemenné rastliny nemajú typické kvety, vajíčka a neskôr semená sú uložené napr. v šišticiach. Na vytvorenie plodu potrebuje oplodnenie, spojenie samičej a samčej bunky. Samičie bunky vznikajú delením zárodočných prašníkových buniek, ktoré sa odohráva v prašníku, vajíčko je uložené vo vnútri semenníka.

Opelenie

Opelenie (pollinatio) je prenesenie peľu z tyčinky na bliznu piestika. U mnohých druhov usporiadanie piestika a tyčiniek uľahčuje efektívny prenos peľu, či už biotickými činiteľmi (hmyz, vtáky, netopiere atď.) alebo abiotickými činiteľmi (vietor, voda). K opeleniu dochádza rôznymi spôsobmi. Peľ prenáša vietor, voda, hmyz, vtáci a aj cicavce.

Samoopelenie (autogamia): Peľ sa prenáša z tyčinky na piestik dokonca u jedného a toho istého kvetu. Často to prebieha aj v zavretom kvete, keď sa korunka otvorí je už vidieť peľ prichytený k blizne piestika. Samoopeľovanie je ľahké a pohodlné. Samoopeľovanie znižuje životaschopnosť druhu ako celku.
Cudzoopelenie (allogamia): Peľ je prenesený na cudzí kvet. Väčšina kvitnúcich rastlín je opeľovaná živočíchmi, predovšetkým hmyzom. Na ich opelení sa podieľajú včely, čmeliaky, motýle, chrobáky, muchy. Nektár a peľ, s vysokým obsahom bielkovín, sú tiež potravou pre larvy hmyzu. Prenos peľu z kvetu na kvet sa u rôznych skupín hmyzu líši. Stromy, kry a niektoré trávy opeľuje výlučne vietor. Kvety sú obyčajne drobné, nenápadné, združené v početnom kvetenstve.

Oplodnenie

Oplodnenie je splynutie samčej a samičej pohlavnej bunky. Keď sa peľ usadí na blizne, vyklíči a vytvorí peľovú trubicu, ktorá prechádza cez čnelku, až kým nedosiahne vaječník. Vajíčko sa nachádza vo vnútri vaječníka. Ak sa dostane zrelé peľové zrno na bliznu piestika, vlhká blizna spôsobí, že začne peľové zrno klíčiť. Vytvára sa peľové vrecúško, ktoré prerastá cez čnelku až do semenníka.

Vývin pohlavných buniek v šišticiach nahosemenných rastlín a vznik semena

V samičej kvetnej šištici sú vajíčka. Vo vnútri každého vajíčka je vajíčkové jadro vyplnené výtrusorodým pletivom, ktorého jedna bunka - materská bunka zárodočného mieška, sa redukčne delí. Vznikne štvorica haploidných buniek, z ktorých 3 zanikajú a zostávajúca bunka tvorí mladý jednobunkový zárodočný miešok s prvotným centrálnym jadrom. Viacnásobným mitotickým delením vzniká primárny endosperm s niekoľkými zárodočníkmi, vo vnútri s veľkou vajcovou bunkou oosférou. Počet zárodočníkov je pre jednotlivé druhy borovicorastov charakteristický a spravidla konštantný.

V samčej kvetnej šištici sú tyčinky. V peľniciach tyčiniek je diploidné peľotvorné pletivo, z ktorého sa po redukčnom delení vyvíjajú štvorice (tetrády) peľových zrniek. Jadrá peľových zrniek sa mitoticky delia predtým ako zrnká opustia peľovú komôrku. Vznikne vyživovacia (vegetatívna) bunka, z ktorej klíčením vyrastie peľové vrecúško a rozmnožovacia (generatívna) bunka. Z nej mitózou vznikajú 2 samčie pohlavné bunky - spermatické bunky.

Pri oplodnení borovicorastov splýva 1 spermatická bunka s oosférou zárodočníka, tým vzniká diploidná zygóta, z ktorej sa vyvíja zárodok (embryo) s niekoľkými klíčnymi listami (3 - 8) v závislosti od druhu ihličnanu. Druhá spermatická bunka zaniká. Vajíčko sa ako celok po oplodnení premieňa na semeno, ktoré je tvorené diploidným osemením, haploidným primárnym endospermom s vyživovacou funkciou, v ktorom je uložený zárodok - základ budúcej rastliny. Súčasne sa celá samičia šištica premení na drevnatú plodnú šišku. Z drevnatých semenných šupín sa tvorí na dozretom semene krídlo. U borovicorastov sa po oplodnení tvoria tieto semenné plody:

šiška (smrek)
šišková bobuľa (borievka)
semenná bobuľa (tis)
semenná kôstkovica (cykas)

Zistite, ako sa rozmnožujú borovice | Životný cyklus nahosemenných rastlín

Vývin pohlavných buniek v tyčinkách a piestiku krytosemenných rastlín, vznik semena a plodu

V semenníku piestika sa vyvíja jedno alebo viac vajíčok. Vajíčko vzniklo zrastením výtrusníc. Prostredná výtrusnica tvorí vajíčkové jadro (nucellus). Ostatné výtrusnice majú ochrannú funkciu, tvoria vajíčkové obaly - integumenty. Na vrchole vajíčka vytvárajú peľový vchod (micropyle).

Vajíčkové jadro je vyplnené výtrusorodým pletivom, ktorého jedna bunka - materská bunka zárodočného mieška, sa redukčne delí a vzniknú 4 haploidné bunky. Z nich 3 zaniknú a zostávajúca bunka tvorí jednobunkový zárodočný miešok s centrálnym jadrom. Na opačnom póle sa vytvoria 3 protistojné bunky (antipódy). Dve jadrá v strede zárodočného mieška - polárne jadrá splynú a vytvoria diploidné centrálne jadro. V tomto štádiu vývinu ide o zrelý zárodočný miešok, ktorý je pripravený na oplodnenie.

V peľniciach tyčiniek je diploidné peľotvorné pletivo, z ktorého sa po redukčnom delení vyvíjajú štvorice (tetrády) peľových zrniek. Jadrá peľových zrniek sa mitoticky delia predtým ako zrnká opustia peľovú komôrku. Vznikne vyživovacia (vegetatívna) bunka, z ktorej klíčením vyrastie peľové vrecúško a rozmnožovacia (generatívna) bunka. Z nej mitózou vznikajú 2 samčie pohlavné bunky - spermatické bunky.

Pre magnóliorasty je typické dvojité oplodnenie. Jedna spermatická bunka splynie s oosférou, čím vznikne diploidná zygóta, z ktorej sa vyvinie zárodok (embryo). Druhá spermatická bunka oplodní diploidné centrálne jadro zárodočného mieška a vznikne triploidný sekundárny endosperm, ktorý vyživuje embryo. Integumenty sa diferencujú na obaly semena - osemenie.

Plod

Plod (fructus) vzniká po oplodnení z piestika. Jeho hlavnou funkciou je vyživovanie semien v čase ich dozrievania a uľahčenie ich rozširovania (chória). Plod sa vyvíja na nadzemných častiach rastlín, ale niektoré dozrievajú v zemi (geokarpia), napr. u podzemnice olejnej (búrske oriešky).

Nahosemenné rastliny netvoria žiadne plody, keďže nemajú semenník, z ktorého steny by sa zmenili na oplodie. Výsledkom sú iba nahé semená, ktoré po dozretí zvyčajne voľne ležia na zdrevnatených šupinách.

Stena plodu - oplodia (perikarp)

Oplodnením vajíčka vzniká semeno a zo stien semenníka, prípadne aj kvetnej čiašky, takzvané oplodie (pericarpium), ktoré má tri vrstvy:

Exokarp: Vonkajšie oplodie (exocarpium) - tvorí ho vonkajšia pokožka a subepidermálne vrstvy gynécea. Je rôzne hrubá a sfarbená.
Mezokarp: Stredné oplodie (mesocarpium) - rôzne hrubá vrstva rôznej konzistencie (suchá, dužinatá). Je tvorená šťavnatým parenchýmom.
Endokarp: Vnútorné oplodie (endocarpium) - obsahuje vnútornú pokožku a subepidermálne pletivá vnútornej strany plodolistov, na ktorých bezprostredne vyrastajú semená. Endokarp môže byť blanitý jadrovník (malvice), sklerenchymatický (kôstkovice) alebo parenchymatický (bobule).

Rozdelenie plodov

Plody sa rozdeľujú podľa rôznych kritérií:

Podľa premeny

Pravé plody: Vznikli premenou piestika. Plody vzniknuté premenou piestika označujeme ako pravé plody.
Nepravé plody: Vznikli premenou piestika a iných častí kvetu (napr. kvetného lôžka - jahoda). Ak plod vzniká aj z iných častí kvetu (napríklad kvetného lôžka), nazývame ho nepravý plod. Nepravým plodom je malvica, v ktorej zrastá spodný semenník s bázou kvetných orgánov a preto má pod dužinatou časťou pergamenovitý - tvrdý semenník spojený z 5 plodolistov.

Podľa perikarpu

Dužinaté plody sa vyznačujú tým, že ich oplodie je mäsité a šťavnaté. Suché plody majú oplodie úplne suché. Podľa toho, či sa v čase zrelosti otvárajú a uvoľňujú semená, alebo zostanú zatvorené a odpadnú celé, ich ďalej delíme na pukavé a nepukavé.

Dužinaté plody

Majú buď celé alebo vonkajšie a stredné oplodie dužinaté:

Bobuľa: Vzniká z jedno alebo viacplodolistového piestika a má celé oplodie dužinaté, napr. vinič alebo je vysychavé.
Kôstkovica: Je jedno alebo viacplodolistový plod, má vonkajšie oplodie blanité, stredná časť je mäsitá, vnútorná časť vytvára kôstku v, ktorej je obyčajne jedno semeno, napr. slivka, čerešňa.
Malvica: Vzniká zo spodného alebo polospodného semenníka, ktorého stena zrastie s dužinatou kvetnou čiaškou, napr. jablko.

Suché pukavé plody

Medzi suché pukavé plody, ktoré sa v dobe zrelosti otvárajú, zaraďujeme:

Mechúrik: Jednoplodolistový plod, puká jednou štrbinou.
Šešuľa (kapustovité): Dvojplodolistový plod, rozdelený blanitou priehradkou (rámik), na ktorej sa nachádzajú semená.
Šešuľka (kapustovité): Menšia ako šešuľa.
Tobolka (mak, prvosienka): Vzniká zrastením viacerých plodolistov.

Suché nepukavé plody

Najčastejšie jednosemenné, v čase zrelosti semená neuvoľňujú, ale v celku sa oddeľujú od materskej rastliny:

Nažka (astrovité): Jedno alebo viacplodolistový plod s blanitým alebo kožovitým oplodím, u niektorých druhov s lietacím zariadením (púpava).
Oriešok (lieska): Vytvorené sklerenchymatické oplodie.
Zrno (lipnicovité): Oplodie tesne prilieha k osemeniu.

Rozpadavé (poltivé) plody

Sú jedno alebo viacplodolistové, v čase zrelosti sa rozpadávajú na jednosemenné diely:

Tvrdka (hluchavka)
Pastruk (reďkev ohnica)
Dvojnažka (javor, rasca)
Zobakovitý plod (muškát)

Súplodie a plodstvo

Súplodie: Súbor plodov vzniknutých z jedného súkvetia. Súbor plodov vzniknutých z jedného súkvetia označujeme ako súplodie (slnečnica, moruša, kukurica, chmeľ). Môže byť voľné (strapec bobúľ hrozna, strapec bobúľ ríbezle, nažky v úbore slnečnice, zrná ryže v metline, zrná kukurice v šúľku) alebo zrastené (súplodie bobúľ ananásu).
Plodstvo: Súbor plodov, ktoré vznikli z jedného kvetu, ktorý mal niekoľko piestikov, ako plodstvo (malina, černica, jahoda, šípka). Pokiaľ sa na stavbe plodu alebo plodstva podieľa okrem oplodia (vzniknutého zo semenníka) aj iná časť kvetu, napríklad zdužnatené kvetné lôžko alebo kvetná čiaška, hovoríme o tzv. nepravých plodoch.

tags: #kvet #piestik #vajicka