Biologie: Nahosemenné a Krytosemenné Rostliny – Maturitní Otázka

Reprodukční procesy rostlin

Když se pylové zrno dostane na správné místo, začne klíčit a vytváří pylovou láčku - jakýsi "tunel", kterým putují spermatické buňky k vajíčku. Je to trochu jako stavět most k druhé rostlině. Vegetativní buňka staví tento most, zatímco spermatické buňky po něm cestují k cíli.

U krytosemenných rostlin probíhá dvojí oplození - jedna spermatická buňka oplodní vajíčko (vznikne zygota), druhá se spojí s centrální buňkou a vytvoří endosperm. Endosperm je vlastně "svačinka" pro rostoucí zárodek.

Výsledkem je semeno s malou rostlinkou uvnitř. Zárodek má své první listy (dělohy) a hypokotyl - část mezi dělohou a kořínkem. Všechno pěkně zabalené v osemení jako v ochranném obalu.

Tip: Dvojí oplození najdeš jen u krytosemenných rostlin - je to jejich "vynález"!

Nahosemenné rostliny

Nahosemenné rostliny jsou vlastně "prarodiče" dnešních rostlin. Už vyhynulé kordaity se podílely na vzniku černouhelných ložisek, zatímco dnešní konifery (jehličnany) tvoří obrovské lesy po celém světě.

Jehličnany mají pryskyřičné kanálky - malé "potrubí", kterým vytéká lepkavá pryskyřice proti škůdcům. Když se tato pryskyřice časem zkamenělá, vznikl jantar s uvězněnými hmyzem z pravěku.

Samčí šištice produkují pyl, samičí šištice vajíčka. Celý systém je podepřený semeními a podpůrnými šupinami. Některé jehličnany jsou jednodomé (oboje na jedné rostlině), jiné dvoudomé (samci a samice zvlášť).

Hlavní rozdíl proti krytosemenným? Opylování (přenos pylu) a oplození (splynutí buněk) je jednodušší, a semena nejsou ukrytá v plodech.

Pozor: Nezaměňuj opylování s oplozením - jsou to dva různé procesy!

Evoluce a význam semenných rostlin

Kapraďosemenné rostliny byly první, kdo "vynalezl" semena už před 420 miliony let v devonu. Vypadały jako kapradiny, ale už měly skutečná semena - revoluční vynález!

Nahosemenné rostliny dominovaly druhohorám a dodnes nám dávají kvalitní dřevo z tajgy. Z jejich bobulí a "oříšků" získáváme potravu, z pryskyřic léčiva. Krytosemenné rostliny pak přišly s plody - od nažek slunečnice po bobule rajčat.

Cykasy vypadají jako palmy, ale jsou to nahosemenné rostliny žijící v symbióze se sinicemi. Mají obrovské šištice a většinou jsou jedovaté. Dříve rostly i u nás, dnes jen v botanických zahradách.

Jinany jsou živoucí fosilie - jediný druh jinan dvoulaločný přežil z celé skupiny. Jejich semena vypadají jako peckovice a listy na zimu opadávají, což je u nahosemenných neobvyklé.

Zajímavost: Nejstarší jinan v Číně je starý asi 4700 let!

Jehličnany - mistři přežití

Jehličnany mají jehlicovité listy pokryté silnou voskovou vrstvou, která šetří vodu. Proto dokážou přežít zimu i sucho lépe než listnaté stromy. Většina je stálezelených a tvoří šišky místo květů.

Taiga - obří jehličnaté lesy Kanady, severní Evropy a Ruska - je největší ekosystém na Zemi. Tady dominují smrky, borovice a jedle. V mírném pásu tvoří smíšené lesy s listnatými stromy.

Naše původní jehličnany zahrnují borovici lesní, smrk ztepilý, jedli bělokorou nebo vzácný tis červený. Mezi cizokrajné patří obrovské sekvoje a sekvojovce nebo u nás běžná borovice vejmutovka.

Jehličnany se dělí na tři řády: cypřišotvaré (cypřiše, jalovec), borovicotvaré (borovice, smrky, jedle) a liánovcotvaré (vzácné tropické liány).

Fakt: Sekvoj vždyzelená může dorůst přes 115 metrů - to je jako 30patrový dům!

Opylování - láska ve vzduchu

Samosprašnost (autogamie) znamená, že si rostlina "pomůže sama sobě". Cizosprašnost (alogamie) vyžaduje pyl z jiné rostliny. Mnoho rostlin má mechanismy proti samosprašnosti - různočnělečnost (tyčinky převyšují pestík), prvoprašnost (tyčinky dozrávají dříve) nebo prvobliznost (pestíky dozrávají dříve).

Anemogamie (opylování větrem) mají rostliny s nevýraznými květy bez vůně - jako jehličnany nebo trávy. Zoogamie využívá živočichy - entomogamie láká hmyz barevnými, vonícími květy s nektarem, ornitogamie spoléhá na ptáky.

Nahosemenné rostliny mají jednoduché oplození - pyl létá větrem přímo na vajíčka v šišticích. Krytosemenné rostliny vyvinuly dvojité oplození s endospermem a ukrývají svá semena v plodech.

Tohle všechno se liší od hydrochorie (šíření vodou) - to je už o tom, jak se šíří hotová semena!

Tip: Nezaměňuj způsoby opylování se způsoby šíření semen - to jsou různé fáze!

Vývoj semen a jejich cesta světem

Vajíčko se vyvíjí v semeníku a obsahuje nucellus (výživa), embryosak (ženský gametofyt) a obaly vajíčka. Po oplození se z vajíčka stává semeno s embryem, endospermem a ochranným osemením.

Semena se pak musí dostat do světa různými způsoby. Anemochorie využívá vítr - pampelišky mají "padáčky", javory "vrtulníky". Zoochorie spoléhá na zvířata - bodláky mají háčky, třešně sladké dužniny. Hydrochorie funguje u vodních rostlin, autochorie znamená "samočinné vystřelení" jako u netýkavky.

Voda je pro rostliny absolutně klíčová - tvoří 80-90% jejich těla, rozpouští živiny, umožňuje fotosyntézu a udržuje turgor (tlak v buňkách). Bez něj by rostlina "splaskla" jako prázdný balón.

Ve vodě se také transport látek - minerály jdou nahoru transpiračním proudem, cukry dolů asimilačním proudem.

Zajímavost: Netýkavka dokáže vystřelit semena až několik metrů daleko!

Boj rostlin se suchem

Vodní deficit je pro rostliny smrtelné nebezpečí, takže si vyvinuly geniální adaptace. Pouštní rostliny mají krátký životní cyklus, CAM fotosyntézu (přijímají CO₂ v noci) a listy přeměněné v trny. Některé dokonce mohou úplně uschnout a po dešti opět ožít!

Příjem vody probíhá kořenovými vlásky dvěma způsoby - pasivně (rychle, bez energie) nebo aktivně (pomalu, s energií). Ovlivňuje ho teplota půdy, vlhkost vzduchu či koncentrace půdního roztoku.

Transpirační proud je "výtah" rostliny - voda s minerály jede xylemem od kořenů do listů. Pohání ho transpirace (odpařování z listů), kořenový vztlak, koheze (soudržnost vody), kapilarita a adheze (přilnavost ke stěnám).

Celý systém funguje jako dokonale vyladěný stroj - odpařování z listů vytváří podtlak, který nasává vodu kořeny až z hloubky několika metrů.

Tip: CAM rostliny najdeš hlavně v pouštích - kaktusy, agáve, některé orchideje!