Pohlavné rozmnožovanie rastlín a proces opeľovania
Rastliny prechádzajú počas svojho života určitým životným cyklom, ktorý nazývame ontogenéza alebo ontogenetický vývin. Tento cyklus začína semienom. Keď sa semeno dostane do pôdy, začne klíčiť a vzniká mladá rastlina schopná rásť a fotosyntetizovať. Neskôr rastlina začína kvitnúť. Kvety sú kľúčové pre rozmnožovanie a zabezpečenie zachovania druhu. Napríklad kukurica je jednoročná rastlina, ktorej životný cyklus trvá jedno vegetačné obdobie, zatiaľ čo mrkva je dvojročná rastlina, ktorá v prvom roku vyklíči a dostane sa do vegetatívneho štádia, no kvitne a vytvára semená až v lete druhého roku.
Na rozmnožovanie slúžia semená, ktoré vznikajú v špecializovanom orgáne - kvete. V kvete sa nachádzajú samčie aj samičie pohlavné orgány. Samčie orgány sa nazývajú tyčinky a produkujú peľ. Samičí orgán sa nazýva piestik. Peľ je prenášaný z tyčinky na piestik pomocou rôznych vektorov, ako sú včely, vietor alebo voda.
Proces opeľovania a oplodnenia
Opelenie (pollinatio) je základným krokom v pohlavnom rozmnožovaní rastlín. Predstavuje prenesenie peľu z tyčinky na bliznu piestika. Ak je peľ prenesený z tyčinky na piestik toho istého kvetu, hovoríme o samoopelení (autogamia). Ak je peľ prenesený na kvet inej rastliny, ide o cudzoopelenie (allogamia). Špecifickým prípadom samoopelenia je kryptogamia (skrytoopelivosť), pri ktorej dochádza k opeleniu ešte v púčiku, pred rozkvitnutím kvetu.
Peľ môže byť prenášaný viacerými spôsobmi:
- Vetrom - vetroopelivé rastliny
- Živočíchmi - najčastejšie hmyzom (včely), ale aj vtákmi (kolibríky) alebo malými cicavcami
- Vodou - u niektorých rastlín
Po opelení nasleduje druhý kľúčový krok - oploďenie, čo je splynutie samčej a samičej pohlavnej bunky. Tieto pohlavné bunky, nazývané gaméty, vznikajú redukčným delením - meiózou. Počas meiózy sa počet chromozómov znižuje na polovicu (haploidný stav). Pri oplodnení splynie samčia a samičia gaméta, čím vzniká zygota - prvá bunka nového jedinca s diploidnou sadou chromozómov. V jadre zygoty je uložená kompletná genetická informácia, ktorá určuje vlastnosti budúcej rastliny.
Vývoj peľového zrna a vajíčka
Dozrievanie peľového zrna (vznik samčieho gametofytu):
Peľové zrná vznikajú v peľnici po redukčnom delení. Vzniknuté bunky majú haploidné jadro, ktoré sa ďalej mitoticky delí, čím vznikajú dve haploidné jadrá: vegetatívne (vyživovacie) a generatívne (rozmnožovacie). Generatívne jadro sa neskôr ešte raz delí, čím vznikajú dve tzv. spermatické jadrá, ktoré slúžia ako samčie pohlavné bunky (gaméty).
Dozrievanie vajíčka (vznik samičieho gametofytu):
Vajíčka u semenných rastlín vznikajú na plodolistoch. U krytosemenných rastlín plodolisty zrastajú a tvoria piestik. Na každom plodoliste sa nachádza zárodočné pletivo, kde sa vytvárajú vajíčka. Vajíčko je mnohobunkový útvar, ktorý pokrývajú obaly. V obaloch je otvor - mikropyla, ktorý umožňuje preniknutie samčích gamét. Vo vnútri vajíčka sa nachádza nucelus, ktorého jedna bunka sa redukčne delí a vytvára haploidnú samičiu megasporu - nezrelý zárodočný miešok. U väčšiny rastlín tri z týchto buniek zanikajú a zostane len jedna, ktorá sa ďalej vyvíja.
Proces oplodnenia u rôznych skupín rastlín
Vývin zárodočného mieška u nahosemenných rastlín:
U nahosemenných rastlín sa jadro zostávajúcej spóry mnohonásobne mitoticky delí, čím vzniká veľký počet haploidných jadier. Po vytvorení bunkových priehradok vzniká zásobné pletivo - primárny endosperm. V ňom sa postupne diferencuje jeden alebo viac zárodočníkov s vajcovou bunkou. Tento útvar predstavuje zrelý zárodočný miešok u nahosemenných rastlín.
Vývin zárodočného mieška u krytosemenných rastlín:
U krytosemenných rastlín sa zostávajúca spóra mitoticky delí 3-krát, čím vzniká bunka s ôsmimi haploidnými jadrami. Tento útvar sa označuje ako zrelý zárodočný miešok krytosemenných rastlín, ktorý je po opelení pripravený na oplodnenie.
Oplodnenie:
Po dopade zrelého peľového zrna na vlhkú bliznu piestika, peľové zrno začne klíčiť a vytvára sa peľové vrecúško, ktoré prerastá cez čnelku až do semenníka. Do peľového vrecúška sa presúvajú vegetatívne a obe spermatické jadrá. Peľové vrecúško sa dostáva k obalom vajíčka, praská a spermatické jadrá vstupujú cez mikropylárny otvor do vajíčka.
U nahosemenných rastlín splynie spermatické jadro s vajcovou bunkou, čím vzniká zygota. Zásobné pletivo (endosperm) je haploidné a vzniká pred oplodnením.
U krytosemenných rastlín dochádza k dvojitému oplodneniu. Jedno spermatické jadro splynie s vajcovou bunkou a vzniká zygota. Druhé spermatické jadro sa spojí s centrálnym jadrom zárodočného mieška a postupne z neho delením vznikne triploidný (3n) endosperm, ktorý slúži ako výživa pre vyvíjajúci sa zárodok.
Splynutím samčej a samičej gaméty nastalo oplodnenie, ktoré zabezpečuje zachovanie druhu prenosom dedičných vlastností z rodičov na potomkov.
Rozmnožovanie rastlín (Tomáš Talán)
tags: #pohlavne #rozmnozovanie #rastlin #opelenie