Reprodukčné orgány kvetu, plodu a semena rastlín
Reprodukcia rastlín je komplexný proces, ktorý zabezpečuje zachovanie druhu a genetickú variabilitu. Z fyziologického hľadiska rozdeľujeme spôsoby rozmnožovania rastlín do dvoch skupín: nepohlavné rozmnožovanie a pohlavné rozmnožovanie.
Pohlavné rozmnožovanie rastlín
Pohlavné rozmnožovanie spája genetický materiál dvoch jedincov, čím zabezpečuje nevyhnutnú genetickú variabilitu. Nová rastlina vzniká zo zygoty, produkovanej splynutím dvoch haploidných gamét.
Rodozmena (metagenéza) predstavuje životný cyklus charakterizovaný striedaním dvoch geneticky odlišných generácií: gametofytu (pohlavná generácia) a sporofytu (nepohlavná generácia). Fúziou haploidných gamét vzniká diploidná zygota, čím sa cyklus neustále opakuje a generácie sa striedajú.
Gametofyt (pohlavná generácia) tvoria 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) a 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.
Výraznou evolučnou výnimkou sú machorasty (Bryophyta), u ktorých dominuje haploidný gametofyt (zelený mach). Sporofyt (stopka s výtrusnicou) je fyziologicky úplne závislý od gametofytu.
U cievnatých výtrusných rastlín už dominuje mohutný diploidný sporofyt. Ich drobný gametofyt (prvorast) je síce zredukovaný, ale žije nezávislým životom.
Pri semenných rastlinách je gametofyt 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).
Kvet - pohlavný orgán rastlín
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).
Kvet krytosemenných rastlín sa skladá z týchto základných častí:
- Kvetná stopka: pripája kvet 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 na prilákanie opeľovačov. Môžu byť rozlíšené na kalich a korunu.
- Tyčinky: samčie rozmnožovacie útvary.
- Piestik: samičí rozmnožovací orgán.
Kvetné obaly
Kvetné obaly chránia reprodukčné orgány a lákajú opeľovače. 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).
- Koruna (corolla): vnútorná, pestrofarebná časť tvorená z korunných lupeňov (petalum). Špeciálnym typom je voľnolupenová koruna bôbovitých rastlín (tvorí striešku, dve krídla a zrastený člnok).
Ak nie sú kvetné obaly tvarovo ani farebne rozlíšené, nazývame ich okvetie (perigonium).
Tyčinky
Tyčinky (stamen) sú samčie rozmnožovacie útvary, skladajú sa z nitky a peľnice. V peľniciach sa nachádzajú peľové komôrky, v ktorých sa vytvárajú peľové zrná (samčí gametofyt). Súbor všetkých tyčiniek v kvete sa nazýva andréceum.
Zrelé peľové zrnko krytosemenných rastlín tvoria tri bunky: jedna vegetatívna bunka (zabezpečuje rast peľovej trubice) a dve samčie neobrvené bunky, takzvané spermácie.
Piestik
Piestik (pistillum) je samičí rozmnožovací orgán. Vzniká zrastením jedného alebo viacerých plodolistov. Skladá sa z:
- Blizna (stigma): vrchná, lepkavá časť piestika, na ktorej sa zachytávajú peľové zrná.
- Čnelka (stylus): stredná, rôzne dlhá časť piestika, dvíha bliznu.
- Semenník (ovarium): spodná rozšírená časť, v ktorej sú uložené vajíčka. Samičí gametofyt (zárodočný miešok) sa vyvíja vo vajíčku semenníka.
Nahosemenné rastliny nemajú piestik, plodolist je plochý (tvorí ho semenná šupina), na ňom sa nachádza nekryté vajíčko.
Typy kvetov a súkvetí
Kvety môžu byť:
- Jednopohlavné: majú len tyčinky alebo len piestik.
- Obojpohlavné: majú samčie aj samičie pohlavné orgány.
Rastliny sú podľa umiestnenia jednopohlavných kvetov:
- Jednodomé: obojpohlavné aj jednopohlavné kvety sú na tej istej rastline.
- Dvojdomé: jednopohlavné kvety sú na dvoch rozličných jedincoch (napr. vŕby).
Kvetný vzorec je stručný zápis opisujúci usporiadanie kvetu rastliny pomocou medzinárodných symbolov.
What Is Pollination? | POLLINATION | The Dr Binocs Show | Peekaboo Kidz
Opelenie a oplodnenie
Prenos peľu na bliznu označujeme ako opelenie. Podľa pôvodu peľu rozlišujeme:
- Samoopelenie (autogamia): peľ je prenesený z tyčinky na piestik toho istého kvetu.
- Cudzoopelenie (alogamia): peľ je prenesený na cudzí kvet. Rastliny sa samoopeleniu bránia autoinkompatibilitou (biochemický blok) alebo časovým nesúladom dozrievania orgánov.
Ak na bliznu dopadne správny peľ, prítomný vápnik, bór a fytohormóny ho okamžite stimulujú ku klíčeniu. Vytvára sa peľová trubica, ktorá prerastá cez čnelku až do semenníka.
Proces dvojitého oplodnenia je unikátom krytosemenných rastlín. Po vniknutí trubice do vajíčka prebehnú dve splynutia súčasne:
- Prvá spermácia splynie s oosférou, čím vzniká diploidná zygota (budúce embryo).
- Druhá spermácia splynie s centrálnou bunkou, čím vzniká bunka s triploidným jadrom. Z nej sa sformuje zásobný triploidný endosperm vyživujúci embryo.
U nahosemenných rastlín splýva len jedna spermatická bunka s oosférou, čím vzniká diploidná zygóta, z ktorej sa vyvíja zárodok. Druhá spermatická bunka zaniká.
Plod
Plod je rastlinný orgán, ktorý obaľuje semená a vytvára sa premenou piestika po oplodnení vajíčka v semenníku. Jeho hlavnou funkciou je výživa semien v čase ich dozrievania a uľahčenie ich rozširovania (chória).
Plod sa skladá z vonkajšieho, stredného a vnútorného oplodia, v ktorom sú semená. Stena plodu - oplodia (perikarp) sa člení na:
- Exokarp: vonkajšia vrstva, rôzne hrubá a sfarbená.
- Mesokarp: stredná časť, tvorená šťavnatým parenchýmom (dužinaté plody) alebo suchá.
- Endokarp: vnútorná časť tvorená blanitým jadrovníkom (malvice), sklerenchymatickým endokarpom (kôstkovice) alebo parenchymatickým endokarpom (bobule).
Nahosemenné rastliny netvoria žiadne pravé plody, keďže nemajú semenník. Výsledkom sú iba nahé semená, ktoré po dozretí zvyčajne voľne ležia na zdrevnatených šupinách (napr. šiška u borovicorastov).
Typy plodov
Rozdelenie plodov podľa premeny:
- Pravé plody: vznikli premenou piestika.
- Nepravé plody: vznikli premenou piestika a iných častí kvetu (napr. kvetného lôžka - jahoda, alebo kvetnej čiašky - šípka, malvica).
Rozdelenie plodov podľa oplodia:
- Suché plody: oplodie je úplne suché.
- Pukavé: v čase zrelosti sa otvárajú a uvoľňujú semená (napr. tobolka, šešuľa, mechúrik).
- Nepukavé: v čase zrelosti semená neuvoľňujú, ale v celku sa oddeľujú od materskej rastliny (napr. nažka, oriešok, zrno).
- Rozpadavé (poltivé): v čase zrelosti sa rozpadávajú na jednosemenné diely (napr. tvrdka, dvojnažka).
- Dužinaté plody: majú celé alebo vonkajšie a stredné oplodie dužinaté (napr. bobuľa, kôstkovica, malvica).
Súplodie a plodstvo
- Súplodie: súbor plodov vzniknutých z jedného súkvetia (napr. hrozno, ananás, kukurica).
- Plodstvo: súbor plodov, ktoré vznikli z jedného kvetu, s niekoľkými piestikmi (napr. malina, jahoda, šípka).
Semeno
Z oplodneného vajíčka sa vyvíja semeno chránené pevným osemením (testa), ktoré vzniklo z pôvodných vajíčkových obalov.
Každé semeno tvorí:
- Osemenie: vzniklo premenou vajíčkových obalov a má ochrannú funkciu.
- Vyživovacie pletivo (endosperm): obsahuje zásobné látky. U semenných rastlín (najmä borovicorastov) je to haploidný primárny endosperm. U krytosemenných rastlín je to triploidný sekundárny endosperm.
- Zárodok: nesie základ koreňa, rastový vrchol a klíčne listy, teda základ budúcej rastliny.
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. Tento jav produkcie klonálneho semena označujeme ako apomixia.
Rozširovanie semien a plodov
Hlavnou úlohou plodov a semien je zabezpečiť rozmnožovanie rastlín. Plody a semená majú rôzne mechanizmy, ktorými sa dokážu rozširovať do okolia. Semená a plody sa rozširujú:
- Vlastnými silami: semená sú z plodov vyhadzované na základe nerovnomerného napätia v oplodí (napr. netýkavka).
- Vetrom: semená majú "lietacie" zariadenia (napr. púpava, javor).
- Vodou: plody sú ľahké a vodotesné.
- Živočíchmi:
- Endozoochória: živočíchy požierajú dužinaté plody a semená prechádzajú tráviacim traktom nepoškodené (napr. čerešne, bobule).
- Epizoochória: plody majú háčiky, tŕne alebo lepkavé látky, ktorými sa prichytávajú na srsť živočíchov (napr. lopúch).
- Človekom: úmyselne alebo neúmyselne (pestovanie, prenos oblečením).
tags: #reprodukcne #organy #kvet #plod #semeno