Oplodnenie a vývin novej rastliny

Rozmnožovanie je základným predpokladom pre zachovanie druhu a zabezpečuje prenos dedičných vlastností z rodičov na potomkov. Rastliny sa môžu rozmnožovať dvoma základnými spôsobmi: pohlavne (generatívne) a nepohlavne (vegetatívne).

Nepohlavné rozmnožovanie rastlín

Pri nepohlavnom rozmnožovaní vzniká nový jedinec z telových buniek alebo častí pletiva rodičovského organizmu. Jedince, ktoré takto vzniknú, sa nazývajú klony a sú geneticky identické s rodičovským organizmom. Tento spôsob rozmnožovania je rýchly a zachováva všetky znaky rodiča, avšak nezabezpečuje genetickú premenlivosť.

Nepohlavné rozmnožovanie môže prebiehať rôznymi spôsobmi:

• Zakoreňovanie odrezkov: Využívajú sa časti tela rastliny, napríklad stonkové odrezky (vŕba, fikus) alebo listové odrezky (fialka).
• Vrúbľovanie a očkovanie: Pri vrúbľovaní sa na podpník jednej rastliny prenesie odrezok (vrúbeľ) z inej rastliny. Pri očkovaní sa prenáša len púčik (očko), ktorý sa vsadí pod kôru materskej rastliny. Tieto metódy sa často využívajú pri ovocných a okrasných drevinách.
• Sporogónia: Tvorba výtrusov (spór) vo výtrusniciach (sporogóniách). Výtrusy sú nepohlavné rozmnožovacie útvary, ktoré vznikajú redukčným delením a sú haploidné.
• Poplazmi a odnožami: Niektoré rastliny tvoria výrastky stonky alebo koreňa (poplazy, odnože), ktoré im pomáhajú v šírení do okolia.
• Špecializované útvary: Vyššie rastliny si vyvinuli špecializované orgány pre vegetatívne rozmnožovanie, ako sú rozmnožovacie cibuľky (cesnak, cibuľa), podzemky (paprade, kostihoj), podzemkové hľuzy (zemiak), stonkové hľuzy (kaleráb) a poplazy (jahoda).

Pohlavné rozmnožovanie rastlín

Pri pohlavnom rozmnožovaní vzniká nový jedinec splynutím pohlavných buniek - gamét. Pohlavné bunky vznikajú v pohlavných orgánoch nazývaných gametangiá.

Typy gamét a ich vznik

• Izogaméty: Morfologicky rovnaké gaméty, líšiace sa len fyziologicky.
• Anizogaméty: Morfologicky aj fyziologicky odlišné gaméty. Sem patria samčie mikrogaméty (menšie) a samičie makrogaméty (väčšie).

Anizogaméty vznikajú v gametangiách:

• Samčie (mikrogametangiá): Nazývajú sa aj plemenníčky (anterídium) a vytvárajú samčie gaméty.
• Samičie (makrogametangiá): Nazývajú sa aj zárodočníky (archegónium) a vytvárajú samičie gaméty.

Splynutie gamét sa nazýva:

• Izogamia: Splynutie izogamét.
• Anizogamia: Splynutie anizogamét.
• Oogamia: Splynutie samičej bunky (oosféry) a samčieho (spermatického jadra).

Z oplodnenej samičej gaméty (oosféry) vzniká zygota, z ktorej sa vyvinie zárodok novej rastliny.

Rodozmena (Metagenéza)

U rastlín sa pohlavné a nepohlavné rozmnožovanie často strieda. Toto striedanie sa nazýva rodozmena. Rozlišujeme dve generácie:

• Gametofyt: Pohlavná generácia, ktorá produkuje gaméty. Je tvorená haploidnými bunkami (n).
• Sporofyt: Nepohlavná generácia, ktorá produkuje spóry. Je tvorená diploidnými bunkami (2n).

Pri prechode rastlín na súš sa vyvinula rôznotvará (heteromorfná) rodozmena, kde jedna generácia (často sporofyt u vyšších rastlín) dominuje a druhá je redukovaná. U machorastov dominuje gametofyt, zatiaľ čo u cievnatých rastlín a semenných rastlín je dominantnou generáciou sporofyt.

Vývin rastlín

Vývin rastliny je zložitý proces, ktorý začína od jednej bunky - zygoty, z ktorej sa postupne vytvára celé telo rastliny. Tento proces prebieha v dvoch fázach:

• Vegetatívna fáza: Vytvárajú sa korene, stonka a listy.
• Generatívna fáza: Dochádza ku kvitnutiu a tvorbe plodov, čo predstavuje pohlavné rozmnožovanie.

Rast a diferenciácia buniek

Po rozdelení zygoty sa niektoré bunky špecializujú, zatiaľ čo iné si zachovávajú schopnosť delenia. Zhluk týchto deliacich sa buniek tvorí meristém, ktorý sa nachádza najmä na vrcholoch koreňov a stoniek, čím umožňuje rast rastlín počas celého života. Listy a kvety majú rast determinovaný, po dosiahnutí určitej veľkosti prestávajú rásť.

Bunky, ktoré vznikajú delením meristému, prechádzajú do fázy objemového rastu, kde prijímajú vodu a zväčšujú svoj objem. Vďaka pevným bunkovým stenám sa bunky rozťahujú, pričom dochádza k uvoľňovaniu väzieb medzi vrstvami celulózy. Bezprostredne po predlžovaní nasleduje diferenciácia, kedy bunky nadobúdajú svoju špecifickú funkciu. Mnohé rastlinné bunky si zachovávajú plnú genetickú informáciu, čo umožňuje ich regeneráciu do celej rastliny - tento jav sa nazýva totipotencia.

Rast rastlín je regulovaný rastlinnými hormónmi, ako sú auxíny, giberelíny a cytokiníny, ktoré sa často označujú aj ako rastové látky.

Štruktúra rastlinných orgánov

Stielka (Thallus)

Najjednoduchším typom rastlinného tela je stielka, ktorá tvorí telo nižších rastlín. Nevytvára špecializované orgány, hoci ich môže tvarovo napodobňovať.

Koreň (Radix)

Koreň je zvyčajne podzemný orgán, ktorý rastlinu upevňuje v pôde, čerpá z nej vodu a anorganické látky a môže slúžiť aj ako zásobáreň.

• Pokožka (rhizodermis): Jednovrstvová, bez kutikuly a prieduchov, vytvára koreňové vlásky na príjem živín.
• Prvotná kôra (cortex): Parenchymatická vrstva slúžiaca ako zásobáreň. Najvnútornejšia vrstva, endodermis s Casparyho pásikom, reguluje tok vody.
• Stredný valec (stéla): Obsahuje cievne zväzky a povrchový druhotný meristém (pericykel), ktorý produkuje bočné korene.

Rast koreňa do dĺžky prebieha v rastovom vrchole, nad ktorým rozlišujeme meristematickú, predlžovaciu a diferenciačnú zónu. Vrchol je chránený koreňovou čiapočkou (kalyptra).

Premeny koreňa (Metamorfózy)

• Prísavky (haustóriá): U parazitických rastlín na cicanie živín.
• Vzdušné korene: Na prijímanie vzdušnej vlhkosti (orchidey).
• Dýchacie korene (pneumatofóry): U močiarnych rastlín na dýchanie.
• Barlovité korene: Na upevnenie v sypkej alebo bahnitej pôde.

Vedeli ste, že...? Až 80 % druhov rastlín žije v symbióze s hubami (mykoríza), čím sa výrazne zväčšuje ich plocha na prijímanie vody.

Stonka (Kaulom)

Stonka je zvyčajne nadzemná časť rastliny, na ktorej vyrastajú listy a rozmnožovacie orgány. Spája koreň s listami a môže slúžiť ako zásobáreň. Rastie na vrchole.

• Články (internódiá) a uzly (nódy): Stonka sa delí na tieto úseky, z uzlov vyrastajú listy.
• Pokožka (epidermis) s kutikulou: Chráni povrch stonky.
• Prvotná kôra (cortex) a stredný valec (stéla): Obsahujú vodivé cievne zväzky.

U dvojklíčnolistových a nahosemenných rastlín sú cievne zväzky usporiadané v kruhu (eustéla), u jednoklíčnolistových sú roztrúsené (ataktostéla).

Typy bylinných stoniek

• Byľ: Po celej dĺžke olistená, často rozkonárená.
• Stvol: Bezlistá stonka s prízemnou listovou ružicou na vrchole s kvetom alebo súkvetím.
• Tŕstie: Listnatá dutá stonka rozdelená kolienkami.
• Pasteblo: Podobná stvolu, bez uzlov, s predĺženým internódiom vyplneným stržňom.

Dreviny hrubnú pomocou druhotných delivých pletív (kambium), ktoré vytvára drevo a lyko.

List (Fylom)

List je orgán výživy, kde prebieha fotosyntéza, transpirácia a výmena plynov. U nahosemenných rastlín sú listy často ihlicovité alebo šupinovité, prispôsobené suchým a mrazivým podmienkam.

Časti listu

• Stopka: Spája list so stonkou.
• Báza: Rozšírená časť, z ktorej vychádza čepeľ.
• Čepeľ: Plošná časť listu.

Poznámka: Stonka je hlavný rastlinný orgán, z ktorého vyrastajú listy a kvety. Stopka je časť listu, ktorou sa list pripája na stonku.

Priečny rez listom

• Vrchná pokožka (epidermis) s kutikulou.
• Palisádový parenchým: Vrstva buniek s vysokým obsahom chloroplastov.
• Hubovitý (špongiovitý) parenchým: Obsahuje cievne zväzky. Tieto dve vrstvy spolu tvoria mezofyl.
• Spodná pokožka: Obsahuje prieduchy na výmenu plynov.

Cievne zväzky tvoria na povrchu listov žilnatinu.

Typy žilnatiny

• Perovitá: Od hlavnej žily vybiehajú bočné žilky.
• Dlaňovitá: Žily sa lúčovito rozbiehajú od stopky.
• Rovnobežná: Charakteristická pre jednoklíčnolistové rastliny.

Typy listov

• Jednoduché listy: Majú súvislú listovú čepeľ (celistvé, delené).
• Zložené listy: Majú čepeľ rozdelenú na samostatné lístky (dlaňovito zložené, perovito zložené).

Kvet (Flos)

Kvet je reprodukčný orgán rastliny, tvorený z kvetných obalov a vlastných reprodukčných orgánov na kvetnom lôžku. Je to vlastne súbor premenených listov.

Kvetné obaly

• Kalich (calyx): Vonkajšia, zvyčajne zelená časť tvorená z kališných listov.
• Koruna (corolla): Vnútorná, pestrofarebná časť tvorená z korunných lupeňov.

Ak kvetné obaly nie sú rozlíšené, nazývajú sa okvetie (perigonium).

Reprodukčné orgány

• Tyčinka (stamen): Samčí reprodukčný orgán, tvorený nitkou a peľnicou, kde vznikajú peľové zrná. Súbor tyčiniek sa nazýva andréceum.
• Piestik (pistillum): Samičí reprodukčný orgán, tvorený čnelkou, bliznou a semenníkom, v ktorom sú uložené vajíčka.

Súkvetia

Kvety môžu byť usporiadané v súkvetiach, ktoré sa delia podľa spôsobu vetvenia na strapcovité (dcérske stonky neprevyšujú materskú) a vrcholíkovité (dcérske stonky prerastajú materskú).

Príklady strapcovitých súkvetí

• Strapce (racemus)
• Klas (spica)
• Jahňada (amentum)
• Klások (spicula)
• Šúlok (spadix)
• Chocholík (corymbus)
• Okolík (umbella)
• Metlina (panicula)
• Hlávka (capitulum)
• Úbor (anthodium)

Príklady vrcholíkovitých súkvetí

• Dvojramenný vrcholík / vidlica (dichasium)
• Jednoramenný vrcholík (monochasium), ktorý zahŕňa formy ako závinok (cincinnus), skrutec (bostryx) a vejárik (rhipidium).

Plod (Fructus)

Plod vzniká po oplodnení z piestika a jeho hlavnou funkciou je vyživovanie semien. Plody vzniknuté premenou piestika sú pravé plody, ak sa na ich tvorbe podieľajú aj iné časti kvetu, ide o nepravé plody.

Stavba plodu

Plod sa skladá z oplodia (perikarpium), ktoré má tri vrstvy:

• Vonkajšie oplodie (exocarpium)
• Stredné oplodie (mesocarpium)
• Vnútorné oplodie (endocarpium)

Nahosemenné rastliny nemajú plody, pretože nemajú semenník.

Typy plodov

Plody delíme na dužinaté a suché, a ďalej na pukavé a nepukavé.

• Suché pukavé plody: Mechúrik, struk, šešuľa, šešuľka,.(pozri aj súplodie a plodstvo).
• Súplodie: Súbor plodov z jedného súkvetia (slnečnica, moruša).
• Plodstvo: Súbor plodov z jedného kvetu s viacerými piestikmi (malina, černica).

Oplodnenie a vývin semena

Opelenie (Pollinatio)

Je to prenesenie peľu z tyčinky na bliznu piestika. Rozlišujeme samoopelenie (autogamia) a cudzoopelenie (allogamia).

Prenos peľu

Peľ môže byť prenášaný:

• Vetrom (vetroopelivé rastliny).
• Živočíchmi (hmyzom, vtákmi, cicavcami).
• Vodou.

Dozrievanie peľového zrna (vznik samčieho gametofytu)

Peľové zrná vznikajú v peľniciach po redukčnom delení. Obsahujú vegetatívne a generatívne jadro. Generatívne jadro sa ďalej delí a vytvárajú sa dve spermatické jadrá, ktoré sa zúčastnia oplodnenia.

Dozrievanie vajíčka (vznik samičieho gametofytu)

Vajíčka vznikajú u semenných rastlín na plodolistoch. U krytosemenných rastlín plodolisty zrastajú do piestika. Vnútri vajíčka sa nachádza nucelus, ktorého jedna bunka sa redukčne delí a vytvára megaspóru. Tá sa ďalej vyvíja do zárodočného mieška.

Vývin zárodočného mieška

• Nahosemenné rastliny: Vzniká veľký počet haploidných jadier, ktoré tvoria zárodočné pletivo (primárny endosperm) a diferencuje sa zárodočník s vajcovou bunkou.
• Krytosemenné rastliny: Vyskytuje sa typické delenie, kde vzniká 8 haploidných jadier v jednom útvare - zrelý zárodočný miešok.

Oplodnenie (Fertilizácia)

Pri oplodnení dochádza k splynutiu samčej a samičej gaméty.

• Nahosemenné rastliny: Splynie spermatické jadro s vajcovou bunkou, vzniká zygota. Zárodočné pletivo je haploidné.
• Krytosemenné rastliny: Prebieha dvojité oplodnenie. Jedno spermatické jadro splynie s vajcovou bunkou (vzniká diploidná zygota), druhé splynie s centrálnym jadrom zárodočného mieška (vzniká triploidný endosperm).

Z oplodneného vajíčka sa vyvíja semeno, chránené osemením. Semeno obsahuje živiny a prechádza do stavu spánku (dormancie).

Rozmnožovanie živočíchov

Rozmnožovanie živočíchov môže byť taktiež nepohlavné a pohlavné.

Nepohlavné rozmnožovanie živočíchov

Je typické pre jednobunkovce a nižšie mnohobunkovce. Nevyvoláva genetickú variabilitu.

• Mitotické delenie: Binárne delenie (pozĺžne, priečne), polytómia (mnohonásobné delenie jadra).
• Pučanie: Vznik nového jedinca z výbežku na tele.
• Delenie materského organizmu: U živočíchov s vysokou regeneračnou schopnosťou (napr. polypy).

Pohlavné rozmnožovanie živočíchov

Nový jedinec vzniká z zygoty, ktorá vzniká splynutím samčej (spermia) a samičej (vajíčko) pohlavnej bunky. Tieto bunky vznikajú v pohlavných žľazách (gonádach) redukčným delením a sú haploidné.

Typy gamét

• Makrogaméta (vajíčko): Väčšia, nepohyblivá.
• Mikrogaméta (spermia): Menšia, pohyblivá.

Typy splynutia gamét

• Izogamia: Splynutie rovnakých gamét.
• Anizogamia: Splynutie odlišných gamét.
• Oogamia: Splynutie veľkého vajíčka s malou spermiou.

Pohlavné žľazy

Sú to semenníky (produkujú spermie) a vaječníky (produkujú vajíčka).

Rôznopohlavnosť a obojpohlavnosť

• Rôznopohlavné (gonochorizmus): Samčie a samičie pohlavné orgány sú u rôznych jedincov.
• Obojopohlavné (hermafroditizmus): Samčie aj samičie orgány sú u jedného jedinca.

Partenogenéza

Vývin nového jedinca z neoplodneného vajíčka (napr. vošky).

Oplodnenie

Rozlišujeme vonkajšie (mimo tela matky) a vnútorné (vo vnútri tela matky) oplodnenie.

tags: #oplodnenie #a #vyvin #novej #rastliny