Kde jsou semena šišky?

Spěchám vás potěšit, dostali jsme se ke studiu semenných rostlin! Patří sem nahosemenné a krytosemenné (kvetoucí rostliny). Předtím se rozmnožování vyskytovalo pouze pomocí výtrusů: u mechů, kapradin, přesliček a mechů – vyšších výtrusných rostlin. Nastal čas otevřít novou zajímavou kapitolu této knihy, věnovanou rostlinám, které se rozmnožují pomocí úžasného vynálezu přírody – semene.

Nahosemenné rostliny jsou rozšířenou starověkou skupinou rostlin, včetně malého počtu druhů. Hlavním znakem této skupiny jsou „nahá“ (tedy otevřená) ležící vajíčka a následně z nich vyvíjející se semena. Jinými slovy, gymnospermy nemají uzavřené nádoby na semena.

Gymnospermový kužel

Na příkladu typického zástupce – borovice lesní, která patří do třídy jehličnanů, si povíme o charakteristických rysech této třídy a nahosemenných rostlin obecně.

Obecné funkce
  • Stromy a keře

Všechny nahosemenné rostliny jsou zastoupeny stromovými formami: stromy a keře. Neexistují žádné bylinky.

Jehlice (jehlice) jsou jehlicovité modifikace listů. Přetrvávají mnoho let, u některých borovic až 45 let. Jehlice modřínu každoročně opadávají.

Jehly

Dřevo nahosemenných má velkou rezervu mechanické pevnosti. Je to dáno jeho charakteristikou: skládá se z tracheid s ohraničenými póry, parenchym je slabě vyvinutý. Libriformní (dřevěná vlákna) a pravé cévy chybí (s výjimkou utlačujících cévy mají). Ve floému také nejsou žádné doprovodné buňky.

Dřevo a kůra mají kanály vyplněné pryskyřicí. Existují však výjimky – ginkgo neprodukuje pryskyřici vůbec.

Před několika staletími byly v Rusku cíleně vytvářeny a chráněny takzvané lodní háje. To bylo v první řadě vyžadováno pro flotilu, protože stěžně lodí byly vyrobeny z borovic, které splňovaly všechny požadavky – námořní třída (hladký, tvrdý a odolný rovný kmen s minimálním množstvím uzlů a pryskyřice).

Lodní háj

Vajíčka a semena, která se z nich vyvíjejí, leží „nahá“, otevřená, nejsou pro ně žádné uzavřené nádoby a chybí vaječník. Ve srovnání s rostlinami s vyššími výtrusy staví rozmnožování semeny nahosemenné na vyšší úroveň organizace.

Nahosemenné rostliny nepotřebují k rozmnožování vodu, k opylení dochází pomocí větru. Tento proces již není závislý na kapalném médiu, jako tomu bylo u mechů a kapradin. Díky tomu získaly nahosemenné rostliny velkou výhodu a mohly se rozšířit po celé Zemi, včetně suchých oblastí. Dominovaly období jury, kdy se klima stalo sušším a teplejším.

jura

Nahosemenné žijí v místech s chladným klimatem a dostatkem vlhkosti. Existují druhy, které žijí v horkých zemích: úžasná rostlina Welwitschia žije v pouštích jižní Afriky.

READ
Jak pochopit, že je to dub?
Struktura a životní cyklus

Životní cyklus nahosemenných se skládá ze střídání nepohlavní generace – sporofyt (diploidní, 2n) a pohlavní generace – gametofyt (haploidní, n). V cyklu dominuje (dominuje) sporofyt (2n) – jedná se o dospělou rostlinu borovice.

Gymnospermy jsou heterosporózní, stejně jako všechny semenné rostliny. Tvoří různé spory: velké samičí (megaspory) a malé samce (mikrospory). Vznikají ve výtrusnicích umístěných na sporofylech, které se sbírají ve strobili (šištice) – z lat. strobilus – šiška.

Samčí šištice (strobili)

Na konci jara se na bázi mladých výhonků tvoří samčí šištice (strobilae) – malé, shromážděné v úzkých skupinách, žluté barvy. Šupiny samčích šišek jsou mikrosporofyly. Mikrosporofyly jsou homology tyčinek, které jsou na spodní straně spirálovitě připojeny k ose každého čípku a mají dva pylové váčky – mikrosporangium.

Struktura mužského kužele

Tvorba samčího gametofytu

Z mateřských buněk (2n) u mikrosporangií vznikají meiózou 4 mikrospory (n). Struktura mikrospory je následující: je pokryta exine (z řec. exo venku, vně) – vnější schránka, zevnitř intina (z lat. intus inside) – vnitřní schránka. Mikrospora obsahuje také dva vzdušné vaky, vzniklé v důsledku odtržení exiny od intiny a vytvoření dutiny mezi nimi.

Mikrospora se dělí, aniž by opustila sporangium a přeměňuje se na prothallus. Při dělení se z jádra mikrospory vytvoří dvě buňky. Jedna z nich se promění ve dvě prothalliové buňky (protolliální – z řeckého prothallium – prothallium) – rychle odumírají a mizí. Jejich funkce není plně pochopena.

Z jiné buňky se při mitóze také vytvoří dvě: antheridiová buňka, ze které se vyvinou samčí reprodukční buňky – spermie (nepohyblivé, bez bičíků, na rozdíl od spermií) a větší vegetativní buňka, ze které se následně vytvoří pylová láčka.

Samčí gametofyt nahosemenných rostlin

Samčí gametofyt je značně zjednodušený, antheridia chybí. Tvoří se přímo uvnitř mikrospory, která se nakonec změní v pylové zrno. Sbírka pylových zrn se nazývá pyl.

Při otevření (porušení) mikrosporangia neboli pylového váčku se pyl vysype do vnějšího prostředí a dostane se až k samičímu čípku, kde v důsledku opylení dochází uvnitř vajíčka k dalšímu vývoji samčího gametofytu.

Tvorba samičího gametofytu

Na stejných borovicích, kde se nacházejí samčí šišky, leží i samičí. Na jaře se na vrcholu mladého výhonku objevují malé (asi 5 mm) načervenalé šišky – jedná se o samičí šišky (strobili). Skládají se z osy (tyče), na které jsou umístěny dvě váhy: krycí a semenné. Na horní straně u základny semenné stupnice jsou dvě vajíčka.

READ
Jaká by měla být půda pro palmu?

Krycí šupina je upravený list, v jeho paždí je šupina semene. Semenná šupina je modifikovaný boční výhon.

Struktura ženského kužele

Samičí šištice (strobili)

Právě otevřeně umístěné plodnice (vajíčka) jsou důvodem, proč se tomuto rostlinnému oddělení říká nahosemenné.

U samičích šišek, na rozdíl od samčích, je každá šupina homologní s celou samčí šišticí (strobilus). To znamená, že jedna šupina je pro celou samčí šišku, a ne pro její jednotlivé mikrosporofyly (šupinky)!

Mladé vajíčko se skládá z jádra, integumentu a funiculu. Nucellus (z latiny nucella – ořech) je centrální část vajíčka, odpovídající megasporangiu. Integument (z latinského integumentum cover) je obal vajíčka, vyrůstající z jeho centrální části – nucellu. U zralého semene se krycí vrstva přemění na obal semene. Funiculus (z lat. funiculus šňůra, provaz) nebo stopka semene – část vajíčka spojující jej s megasporofylem (semenné šupiny).

Na skořápce v blízkosti vrcholu je mikropyl (pylový průchod) – přes něj po opylení proniká pylová láčka do nucellu. Mezi skořápkou a jádrem je hustá kapalina vyčnívající z mikropylu. Když uschne, vtáhne se do vajíčka a vezme s sebou i pyl, který se na něm usadil.

Mikropyl v ženském kuželu

Tvorba samičího gametofytu

Ve střední části je oddělena sporogenní buňka (2n) (archesporiální – z řeckého arche začátek a sporá semeno). V důsledku jejího mitotického dělení vznikají spórové mateřské buňky – sporocyty (2n), samotná archesporiální buňka však může fungovat jako sporocyt, obcházející stadium mitózy. Sporocyty (2n) jsou meiózou rozděleny do čtyř haploidních (n) megaspor.

Tři megaspory odumřou a zůstane jedna, která se opakovaně dělí mitózou a tvoří endosperm, rezervní živinu. Této skutečnosti věnujte zvláštní pozornost: u gymnospermů je endosperm haploidní (n) a vzniká před oplodněním. Tento endosperm se nazývá primární, odpovídá samičímu gametofytu.

Stejně jako samec je i samičí gametofyt velmi zjednodušený a je uzavřen uvnitř megaspory. Na vrcholu samičího gametofytu (megametofytu) vzniká archegonium s vajíčkem (n). Gnetaceae postrádají archegonia.

Samičí gametofyt nahosemenných

Životní cyklus

Na sporofytu (2n) v mikrosporangii se meiózou tvoří z mateřských buněk (2n) mikrospory (n). Z mikrospory vzniká pylové zrno. Pyl (pylová zrna (n)) je zanášen větrem do samičích čípků, kde je zachycován hustou kapalinou mezi stélkou a nucellem, vyčnívajícím z mikropylu. Tekutina nasává pyl uvnitř vajíčka na nucellus (do pylové komůrky). Po opylení mikropyle přeroste. Šupiny kužele jsou uzavřeny a slepeny pryskyřicí.

READ
Kolik minut se má čočka vařit?

Vajíčka v tuto chvíli ještě nejsou připravena k oplození, takže od opylení do oplození uplyne asi 13 měsíců. Během této doby se ve vajíčku tvoří endosperm, samičí kužel se zvětšuje na 3-4 cm a získává zelenou barvu.

Jakmile je na megasporangiu, vnější obal pylového zrna (exine) praskne a z vegetativní buňky směrem k archegoniu začne vyrůstat pylová láčka. Antheridiová buňka se dělí na generativní (spermogenní) buňku a antheriální stonkovou buňku (funkce posledně jmenované nebyla dosud studována). Spermie vstupuje do pylové láčky a z ní do archegonia.

Těsně před oplodněním se spermie rozdělí na dvě spermie (n), z nichž jedna odumře a druhá splyne s vajíčkem (n). Vzniká zygota (2n), ze které vzniká embryo a roste díky endospermu – zásobě živin.

Semena nakonec dozrávají na podzim ve druhém roce po opylení, kdy samičí šištice zvětší svou velikost na 6 cm, zelená barva se změní na šedou, šupiny se oddělí a semena vytvořená z vajíček se vysypou. Ze semene vyrůstá dospělá rostlina, sporofyt (2n). Cyklus je dokončen.

Životní cyklus nahosemenných rostlin

Struktura semen

Obal semene, který chrání semeno před vysycháním a nepříznivými vlivy prostředí, je tvořen přerostlou slupkou.

Embryo (2n) vzniká jako výsledek mitotického dělení výsledné zygoty. Skládá se z embryonálního kořene, stonku a pupenu.

Počet děložních listů u nahosemenných se liší – od 2 do 15. Děložní listy mají přístup k rezervním živinám (endosperm).

Náhradní živiny se hromadí v endospermu (n). Zvláštností ve struktuře semene nahosemenných ve srovnání se semenem krytosemenných (kvetoucích rostlin) je přítomnost haploidního endospermu (n). Nezapomeňte, že endosperm u nahosemenných je derivátem megagametofytu (n), na základě toho je jasné, proč je tkáň haploidní. U kvetoucích rostlin je na rozdíl od gymnospermů endosperm triploidní (3n).

Gymnospermové semeno

Phytoncides

Fytoncidy (z řeckého phyton – rostlina a latinského caedo – zabíjím) jsou tvořeny rostlinami, biologicky aktivními látkami, které zabíjejí nebo zastavují množení jiných organismů, hlavně mikrobů. Obvykle je uvolňován rostlinami v plynné formě, například allicin v cibuli a česneku. Přítomnost fytoncidů hraje mimořádně důležitou roli při vytváření odolnosti rostlin vůči houbovým chorobám.

Fytoncidy mají lékařský význam, vyrábí se z nich některá léčiva. Hektar listnatého lesa uvolní přes léto 2 kg fytoncidů, jehličnatý les – 5 kg, jalovec – 30 kg! Sanatoria se často nacházejí v borových lesích, kde je zvýšená koncentrace fytoncidů. Vdechování takového vzduchu je velmi užitečné při onemocněních dýchacího systému infekční povahy (když jsou původci bakterie, houby).

READ
Je možné natírat běžnou břidlici?

Jedle

Význam nahosemenných rostlin

Je těžké přeceňovat význam nahosemenných rostlin pro člověka, jsou velmi důležité. Nahosemenné rostliny jsou zdrojem vysoce kvalitního dřeva a produktů z něj zpracovaných. Jsou článkem potravního řetězce (producenti), základem mnoha biocenóz. Jehličnaté rostliny vylučují ve velkém množství fytoncidy, které mají lékařský význam. Kalafuna, terpentýn a laky se získávají z jehličnatých pryskyřic. Piniové oříšky jsou semena několika druhů rostlin z rodu borovic, které se konzumují.

Piniové ořechy

© Bellevich Yury Sergeevich 2018-2023

Tento článek napsal Jurij Sergejevič Bellevič a je jeho duševním vlastnictvím. Kopírování, šíření (včetně kopírování na jiné stránky a zdroje na internetu) nebo jakékoli jiné použití informací a předmětů bez předchozího souhlasu držitele autorských práv je trestné ze zákona. Chcete-li získat materiály článku a povolení k jejich použití, kontaktujte Bellevič Jurij.

V tomto článku budeme stručně hovořit o reprodukci gymnospermů, jejich vlastnostech a typech. Materiál vám pomůže zapamatovat si a upevnit znalosti z biologie probrané v 6. ročníku, připravit se na test k tématu nebo připravit doplňující informace do hodiny.

Materiál byl připraven společně s učitelkou nejvyšší kategorie, kandidátkou biologických věd Faktorovičem Liliyou Vitalievnou.

Schéma reprodukce nahosemenných rostlin

Hlavním způsobem množení nahosemenných rostlin je množení semeny. Vegetativní metoda je poměrně vzácná a pro rozšíření těchto druhů rostlinné říše se prakticky nepoužívá.

Od krytosemenných druhů se liší tím, že nemají orgán jako květ a netvoří plod kolem semene.

Reprodukce nahosemenných rostlin je demonstrována především na příkladu borovice. S nástupem jara se na větvích tohoto stromu tvoří dva typy kuželů:

  • pánské– mají zelenožlutou barvu, která se nachází na základně mladého výhonku;
  • samice– mají načervenalý odstín a nacházejí se na vrcholcích větví.

Kužel má podle své struktury připojenou osu a šupiny. V ženském těle dozrávají na každé váze dvě vajíčka, uvnitř kterých jsou vajíčka. V samčí šištici se tvoří dva pylové váčky, ve kterých dozrává pyl.

kteří spolu s tím čtou

Struktura ženského kužele

Rýže. 1. Struktura samičího kužele.

Po dozrání se rozlije a spolu s větrem se unáší na velké vzdálenosti. Jakmile je na samičí šištičce, dochází k opylení, v důsledku čehož se šiška uzavře a je slepena pryskyřicí. Uvnitř pylu začíná růst do pylové láčky, ve které dozrávají spermie. Tento proces trvá přibližně rok. Během této doby se připraví dvě spermie, z nichž jedna splyne se samičím vajíčkem a druhá zemře. V důsledku splynutí samičích a samčích gamet semeno dozrává.

READ
Co obsahuje křen?

Rýže. 2. Schéma šíření borovice

Vytvoření pylové láčky má velký význam pro adaptabilitu nahosemenných rostlin na podmínky existence v pozemském prostoru.

Vývoj semen

Po oplodnění se embryo začne vyvíjet ze zygoty a z vajíčka se vytvoří semeno.

Zygota obsahuje diploidní sadu chromozomů. Embryo, které je vytvořeno ze zygoty, kombinuje vlastnosti jak otcovského, tak mateřského organismu. Kolem ní jsou živiny, které jsou nezbytné pro růst a vývoj. Na vnější straně je ochranný obal, který chrání vnitřní obsah před vlivy prostředí. Embryo se všemi jeho strukturami (kořeny, pupeny, stonky, děložní lístky) se nazývá semeno.

Zrání semen trvá přibližně jeden a půl roku. Původně zelené šišky časem začnou dřevnat a hnědnou. Kužel se zralými semeny se otevře a vypadnou. Dehiscence nastává 2–3 roky po opylení. K jejich šíření mají borovice křídla, která vítr snadno zvedne a přenese na větší vzdálenosti.

Na rozdíl od kapradin a mechů nepotřebují nahosemenné rostliny k hnojení vodu. To vysvětluje jejich široké rozšíření na planetě.

Šišky jsou obvykle malé, 4–5 centimetrů, zatímco šišky smrkové jsou delší – 10–15 centimetrů. Na rozdíl od borovice dozrávají semena smrku na podzim téhož roku, kdy došlo k opylení. Koncem zimy – začátkem jara se rozlévají a rozšiřují po celém okolí. Semena sibiřské borovice (cedru) se nazývají piniové oříšky a jedí se.

Rýže. 3. Odrůdy šišek.

co jsme se naučili?

Hlavním způsobem množení nahosemenných rostlin je množení semeny. K tomu se na stromech a keřích tvoří dva druhy šišek (samčí a samičí). U samčích organismů dozrávají pylová zrna, která jsou větrem transportována k samičím šištičkám. Po vstupu pylu se šiška slepí a začíná proces zrání semen. Celý proces od opylení po zralost trvá asi 18 měsíců. Jakmile dozraje, šiška se otevře a semena se vysypou. Charakteristickým rysem gymnospermů od kvetoucích zástupců je to, že jejich semena nejsou chráněna amniotickou membránou. Proto oddělení těchto rostlin dostalo takové jméno – gymnosperms.

Rate article
Add a comment

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: