Rozmnožovanie semenných rastlín: Komplexný pohľad na životný cyklus

Rozmnožovanie rastlín je komplexný proces, ktorý zabezpečuje kontinuitu druhov a prenos dedičných vlastností z rodičov na potomkov. Môže prebiehať pohlavnou alebo nepohlavnou cestou. Funkciou rozmnožovania je okrem zachovania druhu aj prenos dedičných vlastností z rodičov na potomkov. Všetky rastlinky môžeme rozmnožovať vegetatívne a generatívne.

Pri pohlavnom (generatívnom) rozmnožovaní sa nová rastlina vyvíja zo zygoty, ktorá vznikla splynutím samčej a samičej pohlavnej bunky (gaméty). Tento spôsob umožňuje rôzne genetické kombinácie, čím vznikajú geneticky odlišné rastliny. Pri nepohlavnom (vegetatívnom) rozmnožovaní vzniká nová rastlina z časti tela materskej rastliny, pričom vzniknuté jedince sú geneticky identické s rodičom. Nie pre každú rastlinu je vhodná jedna aj druhá metóda a rastlinky rozmnožujeme buď jedným spôsobom, alebo druhým.

Pohlavné rozmnožovanie (Generatívne)

Pohlavné rozmnožovanie spája genetický materiál dvoch jedincov, čím zabezpečuje nevyhnutnú genetickú variabilitu. Nová rastlina vzniká zo zygoty, produkovanej splynutím dvoch haploidných gamét. Kľúčovou súčasťou tohto procesu je kvet, ktorý je špecializovaným orgánom pre rozmnožovanie. V kvetoch sa nachádzajú samčie orgány nazývané tyčinky, ktoré produkujú peľ, a samičí orgán nazývaný piestik.

Opelenie (Pollinatio)

Opelenie je základným krokom pri pohlavnom rozmnožovaní kvitnúcich rastlín. Predstavuje prenesenie peľu z tyčinky na bliznu piestika. Ak je peľ prenesený z tyčinky na piestik toho istého kvetu, jedná sa o samoopelenie (autogamia). Ak je peľ prenesený na cudzí kvet, je to cudzoopelenie (allogamia).

Samoopelenie (Autogamia)

Pri samoopelení sa peľ prenáša z tyčinky na piestik toho istého kvetu. Špecifickým prípadom samoopelenia je kryptogamia (skrytoopelivosť), pri ktorej dochádza k opeleniu ešte v púčiku, pred rozkvitnutím kvetu.

Samoopelenie je nežiaduce, preto sú rastliny fylogeneticky prispôsobené tak, aby sa mu čo najviac zabraňovalo. Rastliny sa samoopeleniu bránia rôznymi mechanizmami, napríklad:

• Autoinkompatibilita: Biochemický blok peľu.
• Časový nesúlad: Nedozrievanie tyčiniek a piestika v tom istom kvete naraz (napr. jablone).
• Priestorový mechanizmus: Tyčinky a piestiky sa nachádzajú v rôznych vzdialenostiach, čo podporuje prenos peľu medzi rôznymi jedincami (napr. prvosienka jarná).

Cudzoopelenie (Allogamia)

Cudzoopelenie nastáva, ak je peľ prenesený na piestik cudzieho kvetu, či už na inej rastline toho istého druhu, alebo na rastline iného jedinca. Peľ môže byť prenášaný rôznymi spôsobmi:

• Vetrom: Vetroopelivé rastliny.
• Živočíchmi: Hmyz (včely), vtáky (kolibríky), malé cicavce.
• Vodou: U niektorých rastlín.

Vývoj pohlavných gamét

Dozrievanie peľového zrna (vznik samčieho gametofytu)

Peľové zrná vznikajú v peľnici po procese redukčného delenia (meiózy). Vzniknuté bunky majú haploidné jadro, ktoré sa následne mitoticky rozdelí na dve haploidné jadrá: vegetatívne (vyživovacie) a generatívne (rozmnožovacie). Generatívne jadro sa ešte raz rozdelí a vytvoria sa dve tzv. spermatické jadrá, ktoré slúžia ako samčie pohlavné bunky (gaméty) pre oplodnenie.

Zrelé peľové zrnko krytosemenných rastlín tvoria tri bunky: jedna vegetatívna bunka (zabezpečuje rast peľovej trubice) a dve samčie neobrvené bunky, nazývané spermácie. Ich povrch chráni pevná vonkajšia exina a vnútorná tenká intina.

Dozrievanie vajíčka (vznik samičieho gametofytu)

U semenných rastlín vznikajú vajíčka na plodolistoch. U nahosemenných rastlín sú plodolisty tvorené vretenom so šupinami, na ktorých sú uložené nekryté vajíčka. U krytosemenných rastlín plodolisty zrastajú a tvoria piestik (gynaeceum).

Na plodoliste sa nachádza zárodočné pletivo (placenta), kde sa vytvárajú vajíčka. Vajíčko je mnohobunkový útvar obklopený obalmi - integumentmi. V obaloch je otvor, mikropyla (peľový vchod), cez ktorý môžu samčie gaméty preniknúť do vajíčka. Vnútri vajíčka sa nachádza pletivo nucelus, ktorého jedna bunka (materská bunka) sa redukčne delí, čím vzniká haploidná megaspóra - nezrelý zárodočný miešok. U väčšiny rastlín prežije len jedna megaspóra, ktorá sa ďalej vyvíja.

U krytosemenných rastlín sa zostávajúca spóra mitoticky delí trikrát, čím vzniká útvar s ôsmimi haploidnými jadrami, známy ako zrelý zárodočný miešok (samičí gametofyt). Tento útvar je pripravený na oplodnenie.

Oplodnenie

Keď sa zrelé peľové zrno dostane na vlhkú bliznu piestika, začne klíčiť a vytvárať peľové vrecúško, ktoré prerastá cez čnelku až do semenníka. Do peľového vrecúška sa presúvajú vegetatívne jadro a obe spermatické jadrá. Peľové vrecúško nakoniec prerastie k obalom vajíčka, praskne a spermatické jadrá preniknú cez mikropylárny otvor do vajíčka.

Dvojité oplodnenie u krytosemenných rastlín

Proces oplodnenia u krytosemenných rastlín je unikátny a nazýva sa dvojité oplodnenie. Po vniknutí peľovej trubice do vajíčka prebehnú dve splynutia súčasne:

1. Jedno spermatické jadro splynie s vajíčkovou bunkou (oosférou), čím vzniká diploidná zygota, z ktorej sa vyvinie embryo.
2. Druhé spermatické jadro splynie s centrálnym jadrom zárodočného mieška a vytvorí sa triploidné (3n) endosperm, ktorý slúži ako výživné pletivo pre embryo.

Z oplodneného vajíčka sa vyvíja semeno, chránené pevným osemením (testa), ktoré vzniklo z pôvodných vajíčkových obalov. Semeno koncentruje kľúčové živiny, predovšetkým v endosperme, a po strate vody prechádza do stavu spánku (dormancie).

Oplodnenie u nahosemenných rastlín

U nahosemenných rastlín dochádza k jednoduchému oplodneniu, kedy jedno spermatické jadro splynie s vajcovou bunkou za vzniku zygoty. Zárodočné pletivo (endosperm) je haploidné a vzniká pred oplodnením. V ňom sa postupne diferencuje jeden alebo viac zárodočníkov (archegónium) s vajcovou bunkou (oosféra).

Rozmnožovanie semenami (generatívne) v praxi

Zasadením semienok získavame hlavne podpníky pre štepenie citrusov, prípadne niektoré ďalšie rastlinky, ktoré je možné množiť aj týmto spôsobom. Semienka vysievame do výsevného substrátu a ten udržujeme stále vlhký. Vo všeobecnosti sa dá povedať, že semienka by sme nemali sadiť príliš hlboko (cca 1 cm) a teplotu by sme mali udržiavať v rozmedzí 22-26°C pri stále vlhkom substráte.

Po vyklíčení a objavení sa niekoľkých pravých lístkov môžeme rastlinky odsádzať do jednotlivých pestovateľských nádob. Rastlinky, ktoré majú jemnú koreňovú sústavu, sadíme osobitne, aby sme pri presádzaní nepoškodili korene.

Pri zbere 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.

Nepohlavné rozmnožovanie (Vegetatívne)

Nepohlavné rozmnožovanie je energeticky výhodná stratégia na rýchlu kolonizáciu prostredia a je kľúčové pre druhy s poruchami meiózy. Pri tomto procese vzniká nová rastlina z časti tela materskej rastliny, pričom vzniknuté jedince sú geneticky identické s rodičom. Tento spôsob rozmnožovania zabezpečuje skorší nástup rodivosti a kvalitu takto získaných plodov.

Typy nepohlavného rozmnožovania

Jednoduchšie organizmy využívajú na množenie základné fyziologické formy:

• Bunkové delenie: Typické pre sinice a jednobunkové riasy.
• Fragmentácia stielky: Rozpad stielky na životaschopné časti (napr. mnohobunkové sladkovodné spájavky).
• Výtrusy: Jednobunkové útvary na šírenie, u nižších húb a organizmov tvorené aj mitoticky.

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

Metódy vegetatívneho rozmnožovania v praxi

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.

Odrezky

Existuje viacero metód dopestovania si rastlinky z odrezkov. Vo všeobecnosti je nevýhodou slabší koreňový systém a to, že rastlinka nie je aklimatizovaná prostrediu tak ako semenáčik.

• Bylinné odrezky: Odoberajú sa na jar, keď sú nové výhonky takmer úplne vyvinuté a začínajú tvrdnúť. Odrezok má byť 8 až 15 cm dlhý. Zo spodnej časti odstránime listy a ponechané skrátime na polovicu. Na zakoreňovanie používame piesok alebo perlit s rašelinou.
• Drevnaté odrezky: Režeme 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. Pred vysádzaním použijeme rastový stimulátor.
• Koreňové odrezky: Režeme 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.
• Zakorenenie vo vode: Mnohé rastliny ľahko a rýchlo zakorenia vo vode (napr. pepíno). Odrezkom odstránime spodné listy až po hladinu vody, vložíme ich do pohára a umiestnime na svetlé miesto. Pravidelne meníme vodu.

Na urýchlenie zakoreňovania odrezkov sa veľmi osvedčili stimulátory zakoreňovania. Spodok odrezku zasypeme práškovým stimulátorom alebo namočíme rastlinku do tekutého stimulátora. Potom odrezok zapichneme do vlhkého substrátu a prikryjeme fľaškou alebo sáčkom, aby sme získali prostredie so zvýšenou vlhkosťou. Pravidelne rosíme a vetráme. Keď sa objavia nové výhonky, môžeme fľašu odstrániť.

Potápanie

Používa sa hlavne pri kríkoch, ktoré na báze drevnatejú a nemajú žiadne prírastky (napr. ríbezle, vinič). Jednoročné výhonky ohýbame do pôdy okolo materského kríka. Potopená časť výhonka nám za 1 - 2 roky dobre zakorení. Po oddelení od pôvodného kra môžeme nové kríky vysadiť na trvalé miesto.

Štepenie (vrúbľovanie a očkovanie)

Je to nepriame vegetatívne rozmnožovanie, pri ktorom spájame časť ušľachtilej odrody (očko, vrúbeľ) s vhodným podpníkom. Ovocné dreviny sa nepohlavne rozmnožujú potápaním, vrúbľovaním alebo očkovaním. Ovocné stromy a kry (pestované navrúbľovaním na podpník) nie sú vhodné na množenie odrezkami.

• Vrúbľovanie: Vrúbľujeme do boku, do rázštepu, na koziu nôžku, kopuláciou či plátkovaním. Rez na vrúbľoch musí byť hladký a rezné plochy čisté. Dôležité je, aby sa kambiálne vrstvy podpníka a vrúbľa kryli aspoň z jednej strany.
• Očkovanie: Je prenesenie očka, ktoré sa vkladá do zárezu na podpníku - Forkertovo očkovanie alebo do T-zárezu. Forkertov spôsob očkovania má výhodu, že nie sme závislí od toku miazgy a očkovať môžeme v období, keď miazga začína alebo prestáva prúdiť (od polovice júla do polovice októbra, pri zimných vrúbľoch aj v apríli a máji).

Rodozmena (Metagenéza)

Rodozmena je životný cyklus charakterizovaný striedaním dvoch geneticky odlišných generácií: gametofytu (pohlavná generácia, haploidná, n) a sporofytu (nepohlavná generácia, diploidná, 2n). 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 a produkuje pohlavné bunky (gaméty).
• Sporofyt (nepohlavná generácia): Disponuje homologickými chromozómami (diploidný počet, 2n). Vzniká mitotickým delením zygoty a produkuje haploidné spóry procesom meiózy.

Evolučný vývoj rastlín smeroval k posilneniu diploidného sporofytu a redukcii haploidného gametofytu. U machorastov dominuje gametofyt, zatiaľ čo u cievnatých rastlín a semenných rastlín dominuje sporofyt, pričom gametofyt je extrémne zredukovaný a trvalo ukrytý v materskom sporofyte.

Rozmnožovanie in vitro

V súčasnosti sa pre intenzívne rozmnožovanie rastlín, najmä tých s pomalým prirodzeným rastom alebo ohrozených druhov, využíva technika rozmnožovania in vitro. Tento spôsob rozmnožovania sa uskutočňuje kultiváciou v laboratóriách v skúmavkách. Zakladá sa kultúra buď apikálnej bunky, iného delivého pletiva, prípadne celého púčika.

tags: #rozmnozovanie #semennych #rastlin

Populárne príspevky:

• Krása čerešňových kvetov na skle
• Fascinujúci svet ježa tmavého
• Ako pestovať stromčekové ruže
• Portulaka v záhrade aj v kuchyni
• Kytice z kvetov a sladkostí s humorom