9. Rozmnožování, růst, vývoj a pohyby rostlin
U rostlin se v životním cyklu střídají dvě generace – gametofyt a sporofyt. Střídání generací se nazývá rodozměna (metageneze).
Gametofyt je vždy haploidní stélka, tvoří gametangia, ve kterých se diferencují gamety. Gamety stejného tvaru se nazývají izogamety a jejich splývání izogamie. Gamety, které se morfologicky liší jsou anizogamety, anizogamie. Větší gameta, často neschopná aktivního pohybu se považuje za samičí (vaječná buňka =oosféra); menší gamety jsou považovány za samčí, jsou-li pohyblivé nazývají se spermatozoidy, nepohyblivé = spermatické buňky. Splynutím gamet vzniká zygota.
Sporofyt je diploidní stélka nebo kormus, jehož základ vzniká mitózou. Zygota je první buňkou sporofytu. Sporofyt tvoří sporangia, ve kterých redukčním dělením vznikají spory (n). Spory mohou být stejného tvaru i velikosti – izospory či různého mikrospory a megaspory (heterosporie). Mitotickým dělením spor vznikají gametofyty.
(Pohlavní x nepohlavní rozmnožování – viz otázka 18 – Krytosemenné rostliny;
dále je možné zmínit základní charakteristiku metageneze plavuní, přesliček, kapradin, semenných rostlin)
Ontogeneze (individuální vývoj) je obdobím od začátku života organismu až po jeho zánik. Zahrnuje dvě oblasti změn – růst a diferenciaci. Trvání ontogeneze za optimálních podmínek je naprogramováno v zygotě.
Jednoleté rostliny v jediném roce vyklíčí ze semen, vytvoří plody a odumírají (letničky, ozimy, efemery); Dvouleté rostliny v prvním roce vytvářejí vegetativní orgány, teprve druhým rokem kvetou a přinášejí plody.
V ontogenezi rostlin rozlišujeme čtyři vývojová období:
1) Období zárodečné (embryonální)
- od vzniku zygoty do ukončení vývoje zárodku
- u semenných rostlin je embryo uzavřeno v semenu
2) O. růstové (vegetativní)
- začíná klíčením semen či výtrusů
- trvá do založení pohlavních rozmnožovacích orgánů
- v tomto období je organismus schopen pouze vegetativního rozmnožování
3) O. dospělosti (reprodukční)
- jedinec dosahuje pohlavní zralosti
- nabývá schopnosti tvořit gamety nebo výtrusy (n)
4) O. stárnutí (senescence)
- zastavuje se rozmnožovací schopnost
- snižuje se metabolická aktivita, převažují katabolické reakce
- ontogenetický vývoj končí smrtí
Růst je charakterizován nevratným zvětšováním rozměrů a hmotnosti buňky, orgánu či celé rostliny. Rozlišujeme tyto fáze růstu:
1) Zárodečná fáze
- omezena na meristémy ve vzrostných vrcholech
- zvětšuje se počet buněk
2) Prodlužovací (elongační) fáze
- může probíhat mnohonásobně rychleji než předchozí fáze
- buňky mnohonásobně zvětšují svůj objem – přijímají velké množství vody
- roste obsah bílkovin v buňkách
3) Diferenciační fáze
- původně identické buňky se tvarově a funkčně specializují
Regulace ontogeneze – rostliny nemají řídící systém na synchronizaci metabolických projevů; vzájemná souhra orgánů a růst a vývin jsou ovlivňovány a kontrolovány na základě působení všech faktorů z různých míst rostliny.
- světlo
- teplota
- vlhkost vzduchu
- dostatek vody
- dostatek kyslíku
Fotoperiodismus – reakce rostlin na délku světelného dne v důsledku pohybu Země kolem
Slunce; sezónní změny
Dormance – období vegetačního klidu, kdy se snižuje nebo přerušuje růstová aktivita, jedná
se adaptaci na pravidelný příchod nepříznivých podmínek (např. extrémní sucha);
je často spojena s vytvářením různých klidových stádií (pupeny, semena, hlízy,
cibule,…), v nichž se hromadí látky zpomalující metabolismus (kyselina
abscisová)
Jarovizace – proces vyvolaný působením nízkých teplot a připravující rostliny na přechod ke
kvetení s následnou tvorbu plodů; chlad vyvolává enzymové reakce, při nichž
vzniká vernalin, který je později potřebný pro tvorbu květního hormonu florigenu
Fytohormony jsou látky, které mají v regulaci životních procesů základní postavení. Jsou to látky, které působí v nepatrných koncentracích, tvoří se v určitých částích rostlinného těla, odkud jsou lýkovou částí cévního svazku transportovány na místo určení. Funkce těchto hormonů je nespecifická, jeden hormon může ovlivňovat více procesů.
Ve vzájemném vztahu mohou hormony působit souhlasně – synergicky (růst prýtů podporují auxiny i gibereliny, nebo antagonosticky (protikladný vliv giberelinů a kyseliny abscisové na na klíčení semen a dormanci pupenů). Fytohormony se využívají jako růstové regulátory v rostlinné výrobě; ve vysokých koncentracích působí jako herbicidy k hubení plevelů. Známé jsou účinky ethenu na posklizňové dozrávání banánů aj.
Schopnost rostlin reagovat pohybem nebo růstem na vnější fyzikální nebo chemický podnět se označuje jako dráždivost. Ačkoli většině rostlin chybí schopnost pohybu z místa na místo, přesto jsou určitých pohybů schopny. Aktivní pohyby, které vykonávají samy rostliny, je třeba odlišit od pasivního ohýbání, přemisťování aj. činností vnějších faktorů (vítr, gravitace, živočichové). Příkladem přizpůsobení rostlin přenosu jsou vzdušné vaky pylových zrn, háčky na plodech aj.
Přehled aktivních pohybů rostlin:
– vykonávají živé i odumřelé části rostlin, jsou založeny na fyzikálních principech
– hygroskopické pohyby: způsobeny pnutím, které vzniká na základě rozdílů v rychlosti bobtnání a propustnosti buněčných stěn pro vodu vně a na vnitřní straně pohybujícího se orgánu. Např. otevírání a zavírání šišek jehličnanů, spirálovité skrucování vysychajících chlopní zralých lusků vlčího bobu.
– kohezní pohyby: jsou založeny na přilnavosti molekul vody k vnitřní straně buněčné stěny. Např. otevírání zralých výtrusnic kapradin a prašníky semenných rostlin.
– explozivní pohyby: vznikají díky rozdílnému napětí, které se vytváří buď mezi silně nabobtnalými a nenabobtnalými pletivy nebo prudkým vyrovnáním turgoru v živých pletivech. Např. zralé tobolky netýkavky vymrští semena do okolí vlivem svinutí chlopní nebo vystřelování výtrusů vřeckovýtrusých hub.
1) Taxe (lokomoční pohyby, pohyby z místa na místo)
- u jednobuněčných řas, u bičíkatých a měňavkovitých stádií rostlin a hub
- jinak jsou omezeny na proudění cytoplazmy a organel v buňkách (např. chloroplasty se při silném ozáření natáčejí hranou místo plochou k silnému zdroji světla)
- pohyb směrem ke zdroji stimulu označujeme jako pozitivní taxe, od zdroje negativní taxe
- fototaxe, hydrotaxe, geotaxe, termotaxe
2) Ohyby (zakřivování)
- příčinou může být nerovnoměrný transport auxinu nebo odlišný turgor buněk ne protilehlých stranách orgánu
a) samovolné – vznikají pouze z vnitřních příčin bez ohledu na vnější podmínky; např. kruhové pohyby stonků ovíjivých rostlin před dosažením opory
b) indukované (odvetné) – jsou vyvolány podnětem z vnějšího prostředí; rozlišujeme tropismy a nastie
§ tropismy: většinou růstové pohyby vyvolané jednosměrně působícími faktory prostředí; např fototropismus – otáčení klíčící rostliny za světlem, geotropismus – je vyvolán zemskou gravitací – receptorem je kořenová čepička, v níž je uložen „přesýpavý škrob“, analogická funkce se statocystami živočichů, hlavní kořen je pozitivně geotropický, po odstranění čepičky přestane kořen geotropicky reagovat
§ nastie: nesměrované pohyby; např termonastie – otevírání květů v teplé místnosti, jelikož vnější strana květních obalů roste pomaleji než vnitřní, fotonastie – změna intenzity světla, za mračného počasí se květ neotevře vůbec, seizmonastie – citlivost na otřesy, sklápění listů citlivky (Mimosa) – zp. změnou turgoru v buňkách řapíčků listů, nyktinastie (spánkové pohyby) jsou vyvolány střídáním dne a noci, např. otevírání a zavírání průduchových štěrbin v epidermis na světle a ve tmě
1
Tofinek3-reaktywacja