Rozmnožovanie rastlín: Pohlavné a nepohlavné stratégie

Rozmnožovanie rastlín je kľúčovým procesom, ktorý zabezpečuje zachovanie druhu a prenos dedičných vlastností z rodičov na potomkov. Existujú dva základné spôsoby rozmnožovania: nepohlavné (vegetatívne) a pohlavné.

Nepohlavné (vegetatívne) rozmnožovanie

Nepohlavné rozmnožovanie, známe aj ako vegetatívne rozmnožovanie, umožňuje vznik nového jedinca z telových buniek rodiča. Tento proces nevyžaduje splynutie pohlavných buniek a výsledkom je potomstvo, ktoré je geneticky identické s materskou rastlinou. Je to energeticky výhodná stratégia na rýchlu kolonizáciu stabilného prostredia bez závislosti od opeľovačov.

Pri nepohlavnom rozmnožovaní prebiehajú bunkové delenia výlučne mitózou, vďaka čomu vznikajú geneticky identické klony. Tento spôsob je obzvlášť dôležitý pre druhy s poruchami meiózy, napríklad pri zmnožení chromozómových sád (polyploidia).

Nový jedinec pri tomto type rozmnožovania vzniká z telových (somatických) buniek a je geneticky zhodný s rodičovským organizmom. Vývin jedinca vzniknutého nepohlavným rozmnožovaním (blastogenéza) býva jednoduchší ako vývin oplodneného vajíčka (embryogenéza) a do určitej miery sa podobá regenerácii.

Formy nepohlavného rozmnožovania

Jednoduchšie organizmy využívajú na nepohlavné rozmnožovanie základné fyziologické formy:

• Bunkové delenie (cytogónia, agamogónia): Najjednoduchší prípad, pri ktorom sa od rodičovského organizmu (bunky) oddelia jednotlivé bunky. Typické je pre jednobunkovce (prvoky, Protozoa), sinice a jednobunkové riasy. Pri binárnom delení sa materský jedinec rozdelí mitózou na dva dcérske jedince. Delenie môže byť buď priečne (nálevníky - Ciliophora), alebo pozdĺžne (bičíkovce - Mastigophora). Špeciálnym prípadom binárneho delenia je pučanie. Tento spôsob sa vyskytuje u cicaviek (Suctoria) a veľmi vzácne aj u niektorých koreňonožcov (Sarcodina), bičíkovcov a nálevníkov. U niektorých prvokov predchádza deleniu bunky niekoľkonásobné delenie jadra a bunka sa rozdelí až dodatočne a naraz (polytomia).
• Fragmentácia stielky: Rozpad stielky na životaschopné časti, ktoré dorastú na novú rastlinu. Využívajú ju napríklad mnohobunkové sladkovodné spájavky, ktorých vlákno po roztrhnutí jednoducho dorastie na novú riasu. Aj mnohé semenné rastliny sa rozmnožujú fragmentáciou, teda rozpadom organizmu na niekoľko menších častí.
• Výtrusy: Jednobunkové útvary na šírenie, ktoré sa u nižších húb a organizmov tvoria aj mitoticky. Nový jedinec môže vznikať zo spóry (výtrusu), ktorá sa tvorí v sporangiofóroch (výtrusniciach) - výtrusné rastliny (machorasty, prasličky, plavúne, paprade).

Zložitejšiu stratégiu na nepohlavné šírenie majú niektoré machorasty. Vyššie rastliny si na vegetatívne rozmnožovanie vyvinuli špecializované orgány vzniknuté premenou stonky, koreňa či listov:

• Rozmnožovacia cibuľka: Pozostáva z podcibulia a zdužnatých zásobných listov. Tento typ množenia je charakteristický pre čeľaď ľaliovité (napríklad tulipán alebo cesnak, ktorý vytvára zložené dcérske cibuľky) a skorú jarnú čeľaď amarylkovité (snežienka, narcis).
• Podzemok (rizóm): Je vodorovne rastúca podzemná stonka. Z jej uzlov rastú korene a púčiky formujúce nové rastliny. Je to bežný jav predovšetkým u papradí, z kvitnúcich rastlín ho využíva napríklad liečivý kostihoj alebo mimoriadne odolný burinný pýr.
• Podzemková hľuza: Je zhrubnutý zásobný podzemok stonkového pôvodu. Najlepším príkladom je zemiak, ktorého známe „očká“ sú v skutočnosti pazušné púčiky novej rastliny.
• Stonková hľuza: Je nadzemná alebo podzemná metamorfóza plniaca zásobnú aj reprodukčnú funkciu. Typickým zástupcom s nadzemnou hľuzou je kaleráb. Veľmi podobný mechanizmus, avšak vo forme koreňovej hľuzy, si vytvorila reďkovka.
• Poplaz (stolón): Ide o horizontálnu plazivú stonku, ktorá rastie po povrchu a zakoreňuje priamo vo svojich uzloch. Tento efektívny mechanizmus plošného šírenia má napríklad jahoda.
• Listy: Na nepohlavné rozmnožovanie môžu slúžiť priamo aj listy (napríklad u izbových rastlín ako senpólia).

Výhody vegetatívneho rozmnožovania

Hlavnou výhodou je rýchlosť a spoľahlivosť. Rastliny si zachovávajú vlastnosti materského jedinca, čo je dôležité pri pestovaní odrôd s cennými úžitkovými vlastnosťami. Nová rastlina je presná kópia rodiča, čo zaručuje zachovanie cenných vlastností. Navyše, mnohé druhy, ktoré sa zo semien rozmnožujú ťažko alebo vôbec, možno takto jednoducho množiť.

Nepohlavné rozmnožovanie u mnohobunkovcov

Mnohobunkovce sa rozmnožujú polycytogénnym rozmnožovaním (somatogénna monogania), pri ktorom dcérsky organizmus vzniká z bunkových komplexov rodiča alebo z bunkových komplexov lárv alebo embryonálnych štádií. Medzi ne patria:

• Fisipária: čiže pozdĺžne alebo priečne delenie celého organizmu.
• Stolonizácia alebo fragmentácia: čiže kormus vzniká na výbežku (odnoži) či stolóne.
• Frustula: čiže kúsok podobný planule, ktorý vyrastá na výbežkoch stolónov a pod.
• Rozmnožovací púčik: čiže vnútorné pučanie.
• Polyembryónia (mnohozárodkovosť): vyskytuje sa pri embryonálnych štádiách schopných delenia.

Pohlavné rozmnožovanie (generatívne)

Pohlavné rozmnožovanie spája genetický materiál dvoch jedincov, čím zabezpečuje nevyhnutnú genetickú variabilitu. Nová rastlina vzniká zo zygoty, ktorá je produktom splynutia dvoch haploidných gamét. Tento spôsob zaručuje väčšiu genetickú variabilitu a schopnosť prispôsobovať sa prostrediu.

Rodozmena (metagenéza)

Rodozmena (metagenéza) predstavuje životný cyklus charakterizovaný striedaním dvoch geneticky odlišných generácií. Fúziou haploidných gamét vzniká diploidná zygota, čím sa cyklus neustále opakuje a generácie sa striedajú.

Generácie v rodozmene

• Gametofyt (pohlavná generácia): Tvoria ho bunky s jedným súborom chromozómov (haploidný počet, n). Vzniká mitotickým delením zo spóry. Neskôr vytvára pohlavné orgány (gametangiá), ktoré mitózou produkujú pohlavné bunky (gaméty):
  • Plemenníčky (anterídiá): Tvoria samčie gaméty (často bičíkaté spermatozoidy vyžadujúce vodu).
  • Zárodočníky (archegóniá): Tvoria samičiu bunku (oosféra).
• Sporofyt (nepohlavná generácia): Disponuje homologickými chromozómami (diploidný počet, 2n). Vzniká mitotickým delením zygoty.

Prechod rastlín na súš znamenal evolučný tlak na ochranu citlivých fáz. Vývoj smeroval k posilneniu diploidného sporofytu a redukcii haploidného gametofytu.

Vývoj rodozmeny u rastlín

• Prvé suchozemské rastliny (ryniorasty): Mali ešte primitívnejšiu rovnakotvarú rodozmenu.
• Machorasty (Bryophyta): Dominuje u nich haploidný gametofyt (zelený mach). Sporofyt (stopka s výtrusnicou) je fyziologicky úplne závislý od gametofytu.
• Cievnaté výtrusné rastliny: Už dominuje mohutný diploidný sporofyt. Ich drobný gametofyt (prvorast) je síce zredukovaný, ale žije nezávislým životom.
• Semenné rastliny: Gametofyt je extrémne zredukovaný a trvalo ukrytý v materskom sporofyte. Samičí gametofyt krytosemenných rastlín je zredukovaný len na 7 buniek (zárodočný vak) a samčí gametofyt dokonca len na 2-3 bunky (peľové zrnko).

Procesy pohlavného rozmnožovania

Peľové zrná (samčí gametofyt) vznikajú v peľniciach. Ich povrch chráni pevná vonkajšia exina a vnútorná tenká intina. Zrelé peľové zrnko krytosemenných rastlín tvoria tri bunky: jedna vegetatívna bunka (zabezpečuje rast peľovej trubice) a dve samčie neobrvené bunky, takzvané spermácie.

Zárodočný miešok (samičí gametofyt) sa vyvíja vo vajíčku semenníka.

Opelenie a oplodnenie

Prenos peľu na bliznu sa označuje ako opelenie. Podľa pôvodu peľu rozlišujeme samoopelenie (autogamiu) a cudzoopelenie (alogamiu). Rastliny sa samoopeleniu bránia autoinkompatibilitou (biochemický blok) alebo časovým nesúladom dozrievania orgánov. Dômyselný priestorový mechanizmus na podporu cudzoopelenia využíva prvosienka jarná.

Ak na bliznu dopadne správny peľ, prítomný vápnik, bór a fytohormóny ho okamžite stimulujú ku klíčeniu.

Dvojité oplodnenie

Proces dvojitého oplodnenia je unikátom krytosemenných rastlín. Po vniknutí peľovej trubice do vajíčka prebehnú dve splynutia súčasne:

1. Prvá spermácia splynie s oosférou, čím vzniká diploidná zygota (budúce embryo).
2. Druhá spermácia splynie s centrálnou bunkou, čím vzniká bunka s triploidným jadrom. Z nej sa sformuje zásobný triploidný endosperm vyživujúci embryo.

Vývoj semena

Z oplodneného vajíčka sa vyvíja semeno chránené pevným osemením (testa), ktoré vzniklo z pôvodných vajíčkových obalov. Pre úspešný vývin a následné klíčenie sa v semene, predovšetkým v endosperme, koncentrujú kľúčové živiny a veľké množstvo fosforu. Semeno následne stratí väčšinu vody (jej obsah klesne na 5-20 %) a prechádza do ochranného stavu spánku (dormancie).

Výnimočne môže semeno vzniknúť aj úplne bez oplodnenia. V botanike tento jav produkcie klonálneho semena označujeme ako apomixia.

Umelé spôsoby rozmnožovania

Ľudia sa naučili rastliny rozmnožovať aj umelými spôsobmi, aby získali žiaduce vlastnosti. Pri ovocných drevinách sa využíva najmä štepenie, vrúbľovanie, očkovanie či zakoreňovanie odrezkov. Cieľom je zachovať odrodové vlastnosti a zabezpečiť vyššiu úrodu aj kvalitu plodov.

tags: #pohlavne #a #nepohlavne #rozmnozovanie #rastlin

Populárne príspevky:

• kompletný návod na pestovanie levandule
• Starostlivosť o jahody
• Pestovanie Gaura Lindheimeri 'Siskiyou Pink' v nádobe
• Sprievodca rozmnožovaním rýb
• všestranné využitie Aloe ferox