Rozmnožovanie rastlín: Komplexný pohľad na životný cyklus a pestovateľské techniky

Rozmnožovanie rastlín je fascinujúci proces, ktorý zabezpečuje zachovanie druhu a prenos dedičných vlastností z rodičov na potomkov. Hoci zo živočíchov sa vegetatívne rozmnožujú len vývojovo najnižšie druhy, z rastlín sa mnohými spôsobmi vegetatívne rozmnožujú aj vyššie rastliny. Z fyziologického hľadiska rozdeľujeme spôsoby rozmnožovania rastlín do dvoch skupín: nepohlavné rozmnožovanie a pohlavné rozmnožovanie.

Nepohlavné (vegetatívne) rozmnožovanie

Pri nepohlavnom rozmnožovaní vzniká nová rastlina z časti tela materskej rastliny, čiže z buniek, ktoré vznikli mitotickým delením a majú rovnakú genetickú informáciu. Potomstvo vzniká z telových buniek rodiča, čo je energeticky výhodná stratégia na rýchlu kolonizáciu stabilného prostredia bez závislosti od opeľovačov. Nepohlavné rozmnožovanie je kľúčové pre druhy s poruchami meiózy, napríklad pri zmnožení chromozómových sád (polyploidia). Nový jedinec vzniká z vegetatívnej časti materského organizmu s genotypom zhodným s materskou rastlinou.

Formy nepohlavného rozmnožovania

• Bunkové delenie: Je typické pre sinice a jednobunkové riasy. Jednoduchšie organizmy využívajú na množenie základné fyziologické formy, ako je fragmentácia stielky - rozpad stielky na životaschopné časti. Využívajú ju napríklad mnohobunkové sladkovodné spájavky, ktorých vlákno po roztrhnutí jednoducho dorastie na novú riasu.
• Výtrusy: Sú zvyčajne jednobunkové útvary špecializované na nepohlavné rozmnožovanie. Vznikajú vo výtrusniciach. Nový jedinec môže vznikať zo spóry (výtrusu), ktorá sa tvorí v sporangiofóroch (výtrusniciach) u výtrusných rastlín (machorasty, prasličky, plavúne, paprade). Výtrusy sú nepohlavné rozmnožovacie častice, ktoré sú výsledkom redukčného delenia. Zložitejšiu stratégiu na nepohlavné šírenie majú niektoré machorasty.

Špecializované vegetatívne útvary

Niektoré vyššie rastliny si na vegetatívne rozmnožovanie vyvinuli špecializované orgány vzniknuté premenou stonky, koreňa či listov:

• Rozmnožovacie cibuľky: Pozostávajú z podcibulia a zdužnatých zásobných listov. Tento typ množenia je charakteristický pre čeľaď ľaliovité (napríklad obľúbený tulipán alebo cesnak, ktorý vytvára zložené dcérske cibuľky) a skorú jarnú čeľaď amarylkovité (snežienka, narcis).
• Hľuzy: Hľuzy tvorí napríklad georgína, zemiak a iné. 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.
• Poplazy (stolóny): Poplazy, na konci ktorých vznikajú nové rastliny, tvorí napríklad jahoda. Ide o horizontálnu plazivú stonku, ktorá rastie po povrchu a zakoreňuje priamo vo svojich uzloch. Tento efektívny mechanizmus plošného šírenia má jahoda.
• 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.
• Listy: Na nepohlavné rozmnožovanie môžu slúžiť priamo aj listy.

Praktické metódy vegetatívneho rozmnožovania

V praxi sa veľmi často používa vegetatívne rozmnožovanie, ktoré je rýchle a nový jedinec je geneticky zhodný s rodičovskou rastlinou. Pri ňom sa používajú rozličné časti rastlín, ktoré sú schopné zakoreniť v krátkom čase.

• Delenie trsov: Trs materskej rastliny rozdelíme rýľom alebo pílkou na niekoľko častí tak, aby každá časť mala korene aj nadzemnú časť. Tento spôsob rozmnožovania môžeme použiť pri niektorých trvalkách či drobnom ovocí, ako sú okrasné trávy.
• Potápanie: Používa sa hlavne pri kríkoch, ktoré na báze drevnatejú a nemajú žiadne prírastky. Na jar zahrnieme dolnú časť rastliny zeminou, čím podporíme tvorbu koreňov na nových výhonkoch. Stonku prikryjeme pôdou, pričom je spojená s materskou rastlinou. Pri jednoduchom potápaní jednotlivé výhonky ohneme do vykopaných jarčekov, priháčkujeme ich a zasypeme zeminou tak, aby vrcholčeky smerovali nad pôdu.
• Odrezky:
  • Koreňové odrezky: Režeme ich na jeseň pri vykopávaní rastliny. Majú byť hrubé ako ceruzky a dlhé 8 až 10 cm. V debničkách s piesočnato-humusovou pôdou ich uložíme do pareniska alebo pivnice. Príkladom je chren.
  • Drevnaté odrezky: Režeme ich po opadaní listov od polovice novembra do januára v stave vegetačného pokoja. Odrezky režeme dlhé 12 až 15 cm, mali by mať najmenej 2 páry očiek. Najlepšie sa uchovávajú v chladnej miestnosti. Do jari vytvoria kalus (hojivé pletivo), ktorý podporí rýchlejšie zakorenenie. Pred vlastným vysádzaním použijeme rastový stimulátor. Odrezky napicháme do pôdy mierne šikmo, nad povrchom má vyčnievať iba najvyššie položené očko.
  • Bylinné odrezky: Odoberajú sa na jar, keď nové výhonky na materskej rastline sú takmer úplne vyvinuté a začínajú tvrdnúť. Získavajú sa z vrcholov výhonkov - vrcholové odrezky (napr. okrasné dreviny), ale aj z mladých bazálnych častí - bazálne alebo stonkové odrezky (napr. muškát). Pri ihličnanoch získavame vrcholové odrezky odštipnutím aj s pätkou. Odrezok má byť 8 až 15 cm dlhý. Zo spodnej časti odstránime listy a ponechané skrátime na polovicu, aby zostala menšia odparovacia plocha. Na zakoreňovanie používame piesok alebo perlit s rašelinou. Ak sa odrezky zakorenili, môžeme ich individuálne vysadiť. Listové odrezky sa používajú pri izbových rastlinách ako je senpólia.
• Vrúbľovanie a očkovanie: Je to nepriame vegetatívne rozmnožovanie, pri ktorom spájame časť vybranej odrody - očko, vrúbeľ - s vhodným podpníkom. Vrúbľujeme do boku alebo do rázštepu, na koziu nôžku, kopuláciou či plátkovaním. Očkovanie jednotlivých druhov robíme v najvhodnejšom období, keď sú vyzreté očká a je plná miazga. Používame zdravé, vyzreté a kvalitné podpníky, očká a vrúble. Rez na vrúbľoch i očkách musí byť hladký a rezné plochy čisté. Pri spôsoboch, kde sa zatiera štepárskym voskom, vosk rozotrieme po celom obvode rezných plôch i na povrchu vrúbľa. Pri vrúbľovaní treba dávať pozor, aby sa kambiálne vrstvy (sliznaté rastlinné pletivo vo vývoji) podpníka a vrúbľa kryli aspoň z jednej strany, a tak umožnili prúdenie miazgy a rýchle zrastenie. Očkovanie je prenesenie očka, ktoré sa vkladá do zárezu na podpníku - Forkertovo očkovanie alebo do T-zárezu. Zvláštna forma očkovania je nikolovanie.
• Mikropropagácia (in vitro): Tento spôsob rozmnožovania sa uskutočňuje kultiváciou v laboratóriách v skúmavkách. Zakladá sa kultúra buď apikálnej bunky, alebo iného delivého pletiva, prípadne celého púčika.

Pohlavné rozmnožovanie

Pohlavné rozmnožovanie spája genetický materiál dvoch jedincov, čím zabezpečuje nevyhnutnú genetickú variabilitu. Nová rastlina vzniká zo zygoty, produkovanej splynutím dvoch haploidných gamét. Je to najrozšírenejší a prirodzený spôsob rozmnožovania. Umožňuje rôzne genetické kombinácie, čím vznikajú rozdielne rastliny. Táto variabilita je v záhradníctve nevýhodná, ak chceme, aby si pestované rastliny uchovali určité vlastnosti, pretože jednotlivé rastliny rozmnožované semenami reagujú veľmi rozdielne.

Gaméty a oplodnenie

Pri pohlavnom rozmnožovaní sa nová rastlina vyvinie zo zygoty, ktorá vznikla splynutím dvoch diferencovaných pohlavných buniek, gamét - samčej gaméty spermatozoidu, pri kvitnúcich rastlinách peľového zrnka, so samičou gamétou vajcovou bunkou. Počet chromozómov jadra pri redukčnom delení - meióze - sa zredukuje na polovičný, haploidný, takže obidve gaméty majú haploidný počet chromozómov. Gamety vznikajú redukčným delením a ich splynutiu predchádza opelenie. HETEROMORFNÁ rodozmena znamená, že gamety a spóry sa tvarovo líšia. Podmienkou splynutia je voda. Po splynutí vzniká 2n zygota v zárodočníku, ktorá sa mitoticky delí a vzniká zárodok.

Peľové zrná

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

Zárodočný miešok (samičí gametofyt) sa vyvíja vo vajíčku semenníka. Samičí gametofyt krytosemenných rastlín je zredukovaný len na 7 buniek (zárodočný vak) a samčí gametofyt dokonca len na 2-3 bunky (peľové zrnko).

Opelenie

Prenos peľu na bliznu označujeme ako opelenie. Pri pohlavnom rozmnožovaní je rastlina opelená buď peľom z toho istého kvetu - samoopelenie (autogamia), buď peľom z iného kvetu tej istej alebo inej rastliny toho istého druhu - cudzoopelenie (alogamia). Samoopelenie je nežiadúce, preto sú rastliny fylogeneticky prispôsobené tak, aby sa mu čo najviac zabraňovalo. Rastliny sa samoopeleniu bránia autoinkompatibilitou (biochemický blok) alebo časovým nesúladom dozrievania orgánov. Niektorým rastlinám, napríklad jabloniam, blizny a peľnice v tom istom kvete nedozrievajú naraz, takže sa môžu opeliť len peľom z iného kvetu. Iné rastliny, napr. prvosienka jarná, využívajú dômyselný priestorový mechanizmus na podporu cudzoopelenia. Jednotlivé rastliny tvoria buď kvety s dlhými čnelkami a krátkymi tyčinkami, alebo presne naopak, čo priamo núti hmyz prenášať peľ výhradne medzi rôznymi jedincami. Hmyz prenáša peľ z peľníc dlhých tyčiniek na blizny dlhých čneliek a naopak, teda vždy do kvetov iných jedincov. Ak na bliznu dopadne správny peľ, prítomný vápnik, bór a fytohormóny ho okamžite stimulujú ku klíčeniu. Peľové zrnko zachytené na blizne - opelenie - začne klíčiť na peľové vrecúško, ktoré pletivom čnelky a semenníka prerastá do zárodočného mieška.

Dvojité oplodnenie a semeno

Proces dvojitého oplodnenia je unikátom krytosemenných rastlín. Po vniknutí 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. Pri krytosemenných rastlinách, kde je dvojité oplodnenie, zygota z druhého oplodnenia je triploidná a dáva vznik výživnému pletivu semena, endospermu.

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 zoológii sa vývin z neoplodneného vajíčka nazýva partenogenéza, no v botanike tento jav produkcie klonálneho semena označujeme ako apomixia. Semená môžu vznikať aj z neoplodnenej vajcovej bunky - partenogeneticky - napr. pri jastrabníku a alchemilke, alebo z buniek zárodočného mieška.

Semená a ich skladovanie

Semená by sme mali zberať z rastlín hneď po dozretí a uskladňovať na suchom, tmavom a vzdušnom mieste. Určité semená sú životaschopné iba veľmi krátky čas, iné sa môžu uskladňovať veľmi dlho pri nízkych teplotách bez straty životaschopnosti. Pred vybraním semien by sa mali dužinaté plody namočiť do vody, aby dužina zmäkla. Jej cieľom je rozrušiť osemenie a umožniť príjem vody, čím sa urýchli klíčenie. Semená zmiešame so substrátom, naplníme ním nádobu a uložíme ju do pivnice alebo pareniska na 4 až 12 týždňov, kým semená nezačnú klíčiť.

Hybridy F1

Hybridy F1 vznikajú pri usmerňovanom krížení dvoch starostlivo udržiavaných geneticky čistých línií rovnakého druhu. Na získanie takéhoto osiva treba použiť komplexnú šľachtiteľskú techniku, a preto je omnoho drahšie. Vznikajú semená s vyššou životaschopnosťou než ich rodičia.

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.

• 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) 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. Prvé suchozemské rastliny, ako ryniorasty, mali ešte primitívnejšiu rovnakotvarú rodozmenu. Výraznou evolučnou výnimkou sú machorasty (Bryophyta). Dominuje u nich 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.

tags: #rozmnozovanie #rastlin #6 #rocnik

Populárne príspevky:

• Bršlen európsky: charakteristika a využitie
• Ako pripraviť Slany Kvet z Papriky a Cibuľe
• Výhody mačacej trávy
• Starostlivosť o kalifornský orgován
• ako vybrať správnu misku pod kvetináč