Tyčinky a pestíky, výtrusy a zárodky: na počest Valentýna vám prozradíme všechna tajemství botanické lásky.
Láska. Romantika. Každý z nás o tom všem v životě člověka alespoň něco ví. Ale jen málokdo, například botanici, ví, jak se láska projevuje ve světě flóry. Ano, ano, i v životě rostlin je místo pro lásku a romantiku. Vzpomeňte si na nádherné řádky z básně „Květiny“ od Vladimíra Solodukhina:
Pro nás lidi – láska,
A pro trávu nebo stromy – kvetení.
Touha v přítomnosti milovaného člověka.
Vzrušení z jejího úsměvu, podívej
(Její úsměv mi spaluje srdce!)
Nespavost, randění, líbání,
Touha, touha, smutek a jásot,
Co je pro nás skoro jako ptačí křídla,
Co se pro nás rozvine do slova
Láska v rostlinách
Květ je reprodukčním orgánem vyšších krytosemenných rostlin. Ano, pokud je pro lidstvo „láska“ pocitem a ještě něčím víc, pak ve světě flóry je „láska“ procesem reprodukce. Součástí tohoto procesu je kvetení. Milostné vztahy rostlin zůstaly pro lidi dlouho zapečetěným tajemstvím. Ne každý se zajímá o složitosti množení rostlin, a proto nemůže cítit všechny složitosti pozemku a obdivovat tento přírodní jev, kromě obdivování krásy květiny. Pojďme si krátce připomenout, jak probíhá rozmnožování ve světě rostlin.
Sňatky, otevřené i tajné
Pokud se u lidí sňatky uzavírají v nebi nebo na matrikách, na které jsme zvyklí, pak u rostlin je to jiné. U vyšších suchozemských rostlin lze pozorovat pohlavní i nepohlavní rozmnožování. V souladu s názory z 1848. století byla květina považována za jediné známé místo u rostlin, kde je možný pohlavní proces („sňatek“). V oněch vzdálených dobách se takové rostliny nazývaly „manifestáty“; zahrnovaly rostliny kvetoucí, nahosemenné, cykasy a ginkgo. Byly porovnávány s těmi, u nichž nebylo místo sexuálního procesu („manželství“) neznámé; takové rostliny se nazývaly „kryptogamie“. Mezi sekretagogy patřily kapradiny, přesličky, mechy, selaginella, polushniki, psilotes a příbuzné rostliny, stejně jako mechy, řasy, houby a lišejníky. Záhada jejich reprodukce zmátla velkého taxonoma Carla Linného. Nemyslitelné. Samotný král botaniky, který klasifikoval flóru, faunu, lidi a dokonce i své domácí pokrmy, nemohl odhalit tajemství intimního života výtrusných rostlin a nazval je „tajně“. První, kdo se tajemství tajných sňatků dozvěděl, byl. amatérský botanik Michael Leszczyk-Suminski v roce XNUMX a o tři roky později mu dal za pravdu prodejce hudebních nástrojů Wilhelm Hofmeister.
V dnešní době se nepoužívá systém klasifikace rostlin podle pohlavních znaků rostlin, jehož vývojářem byl Carl Linné.
Kdy kapradina kvete?
Nejznámější každému z tajného klanu jsou kapradiny. Použijme příklad kapradin, abychom zvážili reprodukci této skupiny rostlin. Všichni jsme při procházce lesem obdivovali jemné peříčkové listy. Pokud list otočíte, uvidíte na zadní straně řadu černých „fleků“. „Ach, já vím, já vím! – dalo by se říct. “To jsou semena!” Hádali jste špatně. Nejsou to semena, i když jste blízko pravdě – tyto orgány skutečně souvisejí s rozmnožováním kapradiny. Tyto „skvrny“ se nazývají sori. Jsou to skupiny orgánů nepohlavního rozmnožování kapradin – sporangia.
Sporangia jsou váčky, ve kterých dozrávají spory, mikroskopické buňky s odolnou schránkou. Když spory dozrají, sporangia prasknou a spory odletí. Tím ale fascinující příběh rozmnožování kapradin nekončí. Ve skutečnosti z výtrusů nevyrůstá rostlina, na kterou jsme zvyklí, ale malá destička ve tvaru srdce. Je tak malý, že jej lze vidět pouze přes lupu. Tato deska se nazývá prothalla.
Výhonek je bez kořenů, místo toho využívá k přichycení k půdě drobné výrůstky – rhizoidy, ale zároveň samostatně fotosyntetizuje a je zcela nezávislý. Tedy i přes veškerou nepodobnost výhonu k rostlině s listy je to také kapradina.
Jak si pamatujete, k nepohlavní reprodukci kapradin dochází pomocí spór. A prothallus je fáze pohlavního rozmnožování kapradiny, která se nazývá gametofyt. Výhonek nežije dlouho: vyrůstá ze spór na podzim, přezimuje a na jaře odumírá. Na spodní straně prothallu se vyvíjejí mužské a ženské reprodukční buňky. Ty ženské se nazývají archegonie a mužské antheridia. Pokud spory potřebují suché počasí, aby dozrály a rozptýlily se po lese, pak výhon naopak potřebuje vlhko, aby klíčil a plnil svou biologickou funkci. Existuje několik důvodů pro vlhkomilný charakter výhonku. Jednak je velmi tenký (skládá se pouze z jedné vrstvy buněk), a proto rychle vysychá. A za druhé, k oplodnění v kapradině dochází v kapce vody.
V důsledku oplodnění se vyvíjí embryo. Nejprve roste díky živinám z výhonku. Poté výhon odumře a z embrya vyroste známá rostlina s krásnými listy. Představuje nepohlavní fázi vývojového cyklu kapradiny, nazývanou sporofyt.
Jak vidíme, kapradina má nekonečný cyklus dvou velmi odlišných generací: sporofyt je nahrazen gametofytem a pak zase zpět.
Tyčinky a pestíky
Nyní je vše jasné u sekretogamních rostlin, ale jak je to s rostlinami jasnovidnými? Podívejme se na jejich „lásku“ na příkladu kvetoucích rostlin. Mnozí z vás pravděpodobně již uhodli, že stromy, keře a trávy jsou sporofyty, které produkují spory.
Připomeňme, že orgánem pohlavního rozmnožování krytosemenných rostlin je květ. Květ je upravený, zkrácený, nevětvený výhon určený k tvorbě spór, gamet a pohlavnímu procesu, který vrcholí tvorbou semen a plodů. Pohlavní rozmnožování krytosemenných rostlin je spojeno s květem, jehož nejdůležitější částí jsou tyčinky a pestíky. Aby plod zapadl a semena se vyvinula, musí dojít k oplození, splynutí dvou pohlavních buněk – gamet. U kvetoucích rostlin jsou samčí gamety (spermie) velmi malé, zatímco samičí gamety (vajíčka) jsou mnohem větší.
Aby mohlo dojít k oplodnění, musí na bliznu přistát pyl. Zde vznikají obtíže romantického randění. Vzhledem k tomu, že v semenných rostlinách jsou gametofyty heterosexuální a nacházejí se v různých částech sporofytu a někdy na různých sporofytech, a kromě toho jsou rostliny zbaveny schopnosti pohybu, měli tito zástupci zelené říše obrovskou problém – jak může samec gametofyt oplodnit samičku?
Semenné rostliny našly originální způsob – přenést celý samčí gametofyt, spolehlivě chráněný schránkou výtrusů, na samičí, jinými slovy provést opylení. Ukázalo se, že to lze realizovat dvěma způsoby. Existují dva hlavní typy opylení: samoopylení a křížové opylení. Při samosprašování přistává pyl z tyčinek na bliznu téhož květu. Takto se opyluje pšenice, rýže, oves, ječmen, hrách, fazole a bavlna. Potomci pocházející ze samosprašování jsou velmi podobní mateřské rostlině. Při křížovém opylení se pyl z tyčinek květu jedné rostliny přenese na bliznu květu jiné rostliny. Při křížovém opylení se dědičné znaky přenášejí jak z otcovských, tak z mateřských organismů. Takoví potomci jsou životaschopnější. Existují dva způsoby přenosu pylu: pomocí dynamického biotopu, tedy větru a vody, nebo pomocí třetí strany – zvířat, která jsou schopna pohybu. Na volbě cesty přenosu pylu závisí i barva rozmnožovacího orgánu, květu. U větrem opylovaných rostlin jsou květy malé a nenápadné, shromážděné v květenstvích, často kvetou před rozkvětem listů nebo produkují prach přísně podle hodin, často rostou přeplněné, aby nerozptýlily drahocenný pyl na velké vzdálenosti. Rostliny opylované živočichy ale mají velké, pestrobarevné květy s výraznou vůní, mají hodně nektaru a pylu – to vše dokáže opylovače účinně přilákat.
Poté, co smítko prachu nějakým způsobem přistálo na bliznu pestíku a připojilo se k němu, nabobtná a vyroste do dlouhé, velmi tenké pylové láčky, která prorůstá do dutiny vaječníku. Další dvě buňky jsou spermie. Nemohou se samy pohybovat, takže se ponoří do prodlužující se buňky a ta je nese v sobě. Po dosažení vaječníku se samičím gametofytem se jedna spermie spojí s vajíčkem a druhá se speciální dvoujadernou buňkou. U kvetoucích rostlin tedy během oplodnění dochází ke dvěma fúzím: první spermie splyne s vajíčkem, druhá s velkou centrální buňkou. Dvojité hnojení je charakteristické pouze pro kvetoucí rostliny. Dochází k oplodnění a vzniká zygota, ze které vzniká embryo. Z embrya se pak vyvine zralá kvetoucí rostlina (sporofyt). Spolu s okolním ochranným obalem tvoří semínko. Pokud další struktury pokrývají horní část semene, získá se ovoce.
Složité mechanismy a složité vztahy
Všechny suchozemské vyšší rostliny mají tedy cyklus střídání dvou generací a rozmnožovací (výtrusnice, šištice, pestíky, tyčinky) a rozmnožovací (archegonie a antheridia) orgány nejsou totéž. Zvláště je třeba poznamenat, že samčí reprodukční buňky semenných rostlin nepotřebují k oplodnění vnější vlhké prostředí – vždyť se pohybují uvnitř jiné buňky. Takový mechanismus nemají žádné suchozemské rostliny ani zvířata, včetně lidí. Nezávislost samčích reprodukčních buněk na vnější vlhkosti charakterizuje úroveň adaptability organismu na suchozemské prostředí. A v tomto ohledu semenné rostliny předčily všechny.
Toto je druh milostného vztahu, který se odehrává ve světě rostlin. Existují tajná i otevřená „manželství“ a dokonce „milostné trojúhelníky“ zahrnující opylovače. Zároveň jsou dějové linie vztahů poměrně složité, často velmi matoucí, každý typ má své vlastní nuance, ale zároveň jsou tak jasné, dynamické a nepostrádají romantiku a intriky.
Další novinky
- 15 Zelené perly hlavního města
- 26 V přírodním a historickém parku “Moskvoretsky” se konal otevřený lyžařský závod „Strogino Wake Park“
- 19 02. února se na mezinárodní výstavě a fóru „Rusko“ uskuteční setkání s Olegem Gazmanovem
Květina je komplexní orgán rozmnožování semen kvetoucích (angiosperm) rostlin.
Každá kvetoucí rostlina kvete v určitou dobu svého života. Po odkvetení květu se na jeho místě vyvine plod. V plodu se vyvine jedno nebo více semen. Rozmnožování rostlin semeny se nazývá množení semen. Všechny kvetoucí rostliny se rozmnožují semeny, včetně těch, které se mohou rozmnožovat vegetativně.
Palička и tyčinky – hlavní části květu. Nachází se kolem pestíku a tyčinek periant. V třešni se například periant skládá ze dvou typů letáků. Tento periant se nazývá dvojnásobek. Vnitřní listy jsou okvětní lístky, které tvoří korunu. Vnější listy – sepals – vytvořit šálek.
Koruna květiny se může skládat z několika nesrostlých okvětních lístků (jako třešeň). U mnoha rostlin srůstají okvětní lístky ve spodní části společně do trubice (petrklíč, pupalka černá atd.).
Zvažuje se periant jednoduché, pokud jsou všechny jeho listy víceméně stejné a není tam ani kalich, ani koruna. Tento okvětní lístek se nejčastěji vyskytuje u jednoděložných rostlin (lilie, tulipán).
Mnoho rostlin vyvine květy na tenkých stoncích – pedicels. Na konci pedicel obvykle zesílí nebo se rozšíří nádoba. Všechny části květiny jsou umístěny na něm. Ne všechny rostliny mají stopky.
Každá tyčinka má prašník. Pyl dozrává uvnitř prašníku. Nachází se na vlákno. Palička Má stigma, sloupec и vaječníku. Na bázi pestíku jsou vajíčka(nebo vajíčka). Po odkvětu se z nich vyvinou semena a z vaječníku se vyvinou plody.
Většina kvetoucích rostlin má jak tyčinky, tak pestíky. Takové květiny se nazývají bisexuální. U některých rostlin má jedna část květů pouze pestíky. Takové květiny se nazývají pestík. Druhá část květů má pouze tyčinky. Tento staminate květiny. Takové květiny se nazývají heterosexuální.
Rostliny, které produkují pestíkovité květy na téže rostlině, se nazývají jednodomý (okurky, kukuřice). Rostliny, ve kterých se na jedné rostlině vyvíjejí pouze staminové květy a na ostatních pestíkové květy, se nazývají dvoudomý (topol, vrba, některé druhy ostřic).
Květenství
Květenství (lat. květenství) – skupina květin umístěných blízko sebe v určitém pořadí.
Jednoduchý – květenství, ve kterých jsou jednotlivé květy umístěny na hlavní ose, a proto větvení nepřesahuje dva řády (například hyacint, třešeň ptačí, jitrocel atd.).
Komplexní – květenství, ve kterých jsou soukromá květenství umístěna na hlavní ose, to znamená, že větvení dosahuje tří, čtyř nebo více řádů (například šeřík, ptačí zob, kalina atd.).
Kartáč – jednotlivé květy jsou umístěny za sebou na stopkách vybíhajících ze společné dlouhé osy (konvalinka).
Jednoduché ucho – květy nemají stopky (květy přisedlé) a nacházejí se na společné ose květenství (jitrocel).
Složité ucho — několik klásků sedí na společné ose, každý z nich je tvořen několika květy (žito, pšenice).
ucho – liší se od ucha tím, že je tlustý. často dužnatá osa květenství (kukuřice).
Jednoduchý deštník – stopky vybíhají z vrcholu osy květenství (petrklíč).
Jednoduchá květenství se sdružují do složitých.
Komplexní deštník – deštníkové květenství skládající se z několika jednoduchých deštníků (mrkev, petržel).
Nákupní košík – četné drobné přisedlé květy jsou hustě umístěny na povrchu ploché nebo kuželovité osy květenství. Zvenčí je chráněno zelenými listy – obalečem (slunečnice, pampeliška).
Jednoduché květenství – hroznovitý
Štětec. Konvalinka
Složité ucho. Pšenice
Složité ucho. Žito
Cob. Kukuřice
Složité květenství – pleiochasium
Jednoduchý deštník. Petrklíč
Komplexní deštník. Mrkev
Komplexní deštník. Petržel
Košík. Slunečnice roční
Křížové opylení hmyzem
Křížové opylení je přenos pylu z květu jedné rostliny na květy jiné. Křížové opylení může nastat mnoha způsoby.
Opylování hmyzem – obvykle včelami, vosami, někdy mravenci, brouky, můry, mouchami a motýly. Hmyz ke květinám přitahuje sladký nektar a pyl. Květní pyl je obvykle velký a velmi lepkavý.
Opylení pomocí zvířat – ptáků (kolibříci, sluníčka, medonosné rostliny), netopýři, hlodavci, někteří vačnatci (v Austrálii), lemuři (na Madagaskaru).
Umělé opylení je přenos pylu z tyčinek na pestíky květů za účasti člověka.
Známky hmyzem opylovaných rostlin jsou velké jednotlivé květy, květenství, ve kterých se shromažďují malé květy, světlé barvy okvětních lístků a jednoduchý periant, nektar a vůně. Jsou květiny, které se otevírají za soumraku. Tyto květiny mají silnou vůni. Opylují je moli.
V přírodě existují rostliny, které jsou opylovány pouze určitým hmyzem. Snapdragony opylují pouze čmeláci.
Nektar a pyl slouží včelám jako potrava. Létají z květu na květ a opylují květy. Proto jsou úly se včelami speciálně přiváženy do zahrad během květu. Včely opylují každý květ a výnos plodů se zvyšuje
Křížové opylení větrem. Samoopylení
K opylení může dojít za pomoci větru. Tento způsob opylení je velmi běžný u obilnin, většiny jehličnanů a mnoha listnatých stromů. Větrné rostliny často rostou ve velkých trsech.
Větrné rostliny produkují hodně pylu. Většina z nich zmizí, aniž by došlo k opylení květů. Většina větrem opylovaných rostlin kvete brzy na jaře, ještě před rašením listů. Listy tedy nezasahují do jejich opylování. Větrné rostliny mají vždy nenápadné, často drobné květy, prašníky umístěné na dlouhých visících nitích a drobný suchý pyl.
Existuje ještě jeden způsob opylení – samoopylení. V tomto případě v květním poupěti, které se ještě neotevřelo, pochází pyl z prašníků na bliznu stejného květu. Když se pupen otevře, můžeme předpokládat, že již došlo k opylení.
Umělé opylení
Umělé opylení je přenos pylu z tyčinek na pestíky květů prostřednictvím lidského zásahu.
Obvykle se pyl přenáší čistým, suchým a měkkým kartáčem. Někdy se květy rostlin, které jdou uměle opylovat, připravují předem. Opatrně otevřete pupen, odstraňte tyčinky, aby se samosprašily. Gázové sáčky jsou umístěny přes pupeny, aby se zabránilo větru nebo hmyzu přenášet pyl. Když se poupata otevřou, aplikuje se na blizny předem připravený pyl.
Květy staminate dozrávají dříve než pestíkové květy stejné rostliny. Ale za bezvětří pyl opadává a sklizeň je nízká.
Hnojení u kvetoucích rostlin
Aby plody nasadily a semena se vyvinula, musí být květy rostliny opyleny a poté musí dojít k oplodnění. Oplodnění je splynutí dvou pohlavních buněk – gamet. Samčí gamety v kvetoucích rostlinách – spermie – jsou velmi malé. Ženské gamety – vajíčka – jsou mnohem větší než spermie.
Během opylení padají pylová zrna na blizny. Pylové zrno je pokryto skořápkou. Povrch skořápky může být hladký nebo nerovný a pokrytý různými ostny, bradavicemi a síťovitými výrůstky. Mnoho rostlin má pylová zrna ve tvaru kuliček.
Po celém povrchu stigmatu se vylučuje lepkavá tekutina, která pomáhá zadržovat pyl. Smítko prachu, které dopadne na stigma, vyroste do velmi tenké a dlouhé pylové láčky. Roste mezi buňkami stigmatu, pak stylu a nakonec prorůstá do dutiny vaječníku.
Tato dutina obsahuje vajíčka (ovules). Počet vajíček ve vaječnících se u různých rostlin liší. Může dosahovat od jednoho (pšenice, ječmen, žito, třešně), po několik desítek (bavlna) a dokonce i několik tisíc (mák).
Pylové zrno dosedne na bliznu pestíku a vyklíčí. Pylová láčka roste a z pylového zrna se po ní pohybují dvě buňky. Mají velká jádra. Toto jsou spermie. Po celou dobu zůstávají na konci pylové láčky.
Vajíčka se nacházejí na vnitřních stranách stěn vaječníku a skládají se z buněk. Každá z vajíček je pokryta krytem, v jehož horní části je úzký kanál – pylová trubice.
Pylová láčka vede do centrální části vajíčka. Zde je tkáň skládající se z malých buněk s tenkými membránami. V této tkáni se vyvíjí skupina větších buněk, největší – vajíčko – se nachází blíže pylové láčky. Pylová láčka prorůstá do vajíčka a vajíčko se spojí s jednou ze spermií. Tak dochází k oplodnění.
Ve skupině relativně velkých buněk je ta největší. Sloučí se s ním největší spermie. U kvetoucích rostlin dochází ke dvěma fúzím: jedna spermie splyne s vajíčkem a druhá splyne s velkou centrální buňkou. Tento proces se nazývá dvojité oplodnění.
Tvorba semen a plodů
Po oplodnění se vajíčko rozdělí na dvě buňky. Poté se tyto dvě buňky každá opět rozdělí na dvě atd. V důsledku opakovaného buněčného dělení se vyvine embryo nové rostliny.
Největší buňka vajíčka, která se spojila s druhou spermií, se také dělí jako vajíčko. Vyvíjejí se z něj endospermové buňky. Zásoby živin se hromadí v endospermu. Endosperm zásobuje embryo těmito živinami.
Obal semene se vyvíjí z integumentu vajíčka. Výsledkem je, že po oplodnění se z jednoho vajíčka vyvine semeno, které se skládá ze slupky (změněný obal vajíčka) a embrya (sloučení vajíčka s první spermií).
Po opylení a oplození proudí živiny do vaječníku. Poté se z vaječníku postupně vyvine zralé ovoce. Z jeho stěn se vyvine oplodí, které bude semena chránit před vnějšími nepříznivými vlivy. Stává se, že se na tvorbě plodu podílejí i další části květu.
Všechny zralé plody lze podle povahy oplodí rozdělit na suché a šťavnaté. Jednosemenný plod se tvoří, pokud je ve vaječníku jedno vajíčko, vícesemenný, pokud je mnoho pupenů. Plody v kvetoucích rostlinách mohou být čtyř druhů: šťavnaté jednosemenné, suché jednosemenné, šťavnaté vícesemenné a suché vícesemenné.
Když semena dozrávají v suchých plodech (fazole, lusk, různé tobolky), musí se oplodí otevřít, aby se semena mohla rozptýlit. Některé tobolky a fazole rozptylují semena.
Semena suchých polyspermních plodů mají silný semenný obal. Chrání tato semena po jejich zasetí z ovoce.
Jednosemenné suché plody (ořechy, zrna) se neotevírají, protože tyto plody se samy rozptýlí spolu se semeny. Jejich oplodí praskají, až když semena vyklíčí. Takový plod má špatně vyvinutý obal semen, protože oplodí je vyvinuto docela dobře.
Semena šťavnatých vícesemenných a jednosemenných plodů jsou distribuována zvířaty, která jedí tyto plody. Semena vyvíjející se v bobulích mají dobře vyvinutý obal semen. Semena peckovice jsou chráněna kamenem, vnitřní kamenitou vrstvou oplodí. Taková semena si mohou po průchodu trávicím systémem zvířete zachovat schopnost klíčit.
Plody a semena mají v životě lidí velký význam. Jsou potravou pro lidi, potravou pro zvířata, používají se v průmyslu i medicíně.
