Organologie. Orgány vegetativní

Organologie Orgány vegetativní

RŮST ROSTLIN 3 fáze růstu:  1.) zárodečná fáze (= embryonální)  malé tenkostěnné buňky, které se stále dělí, hodně cytoplazmy, velké jádro  hlavně v meristémech (vzrostné vrcholy)

 2.) prodlužovací fáze (= elongační)  buňky se nedělí, pouze se zvětšují, vakuoly se spojují a plní se buněčnou šťávou  velké požadavky na příjem vody  kratší než 1.)

 3.) rozlišovací fáze (= diferenciační)  dochází k diferenciaci pletiv  probíhá současně s 1.) a 2.)

Vnější faktory     

Teplota Světlo Voda Živiny Znečištěné prostředí

Teplota  - ovlivňuje rychlost růstu  - u většiny rostlin probíhá růst v teplotním rozmezí 5 až 40 °C  - pro každý druh rostliny je možno stanovit tři důležité body teploty:  teplotu, při níž růst začíná (minimum),  teplotu, při níž růst je nejvyšší (optimum),  teplotu, při níž růst ustává vzhledem k útlumu enzymatické a metabolické aktivity (maximum)

Světlo  je nezbytné pro růst zelených rostlin, potřebují je nutně k tvorbě asimilátů při fotosyntéze  při nedostatku světla dochází k nápadnému prodloužení stonků v článcích, potlačení růstu listů a ztrátě zeleného zbarvení

Voda  voda je nezbytná v embryonální a v prodlužovací fázi, kdy dochází k vakuolizaci buňky

Živiny  živiny, jež čerpá rostlina ze vzduchu i z půdy, jsou nezbytné k růstu  velký nedostatek minerálních živin vede k zakrnělému růstu  protikladem je gigantický růst související s hojnou výživou

Znečištěné životní prostředí

 znečištění vody, vzduchu a půdy negativně ovlivňuje růst rostlin a jejich orgánů

Vnitřní faktory  K nejvýznamnějším vnitřním faktorům růstu patří rostlinné hormony (fytohormony). Známe fytohormony růst povzbuzující (stimulátory) a fytohormony růst brzdící (inhibitory).  Periodicita růstu  Celistvost rostlinného těla

Stimulátory  auxiny  tvoří se ve vrcholech stonků  ve vysoké koncentraci mohou brzdit růst např. postranních pupenů

 cytokininy  tvoří se hlavně v kořenových špičkách  urychlují buněčné dělení, zpomalují stárnutí listů a stimulují klíčení semen

 gibereliny  tvoří se především v mladých listech, kořenech a klíčících semenech  urychlují růst rostlinných orgánů, přerušují období klidu u semen, hlíz a cibulí

Inhibitory  kyselina abscisová  vyskytuje se hlavně v plně vyvinutých listech a plodech  zpomaluje růstové procesy, navozuje u rostlin odpočinek (dormanci), způsobuje opad listů a plodů, zvyšuje odolnost rostlin vůči nepříznivým vnějším vlivům jako je např. vysoká teplota nebo nedostatek vody

 etylen  vysoká produkce se vyskytuje u dozrávajících plodů a v poraněných rostlinných orgánech  zpomaluje růst kořenů a stonků, reguluje opad listů, květů a plodů  využívá se při posklizňovém dozrávání plodů (např. banánů)

Periodicita růstu  denní periodicita  kolísání růstu během dne a noci  uplatňují se změny teploty, vlhkosti a rozdíly v přísunu minerálních živin  většina rostlin roste rychleji v noci

 roční periodicita  je podmíněna změnou podmínek v jednotlivých ročních obdobích  střídá se období růstu (vegetační období) s obdobím vegetačního klidu  vegetační klid je v mírném pásmu podmíněn především nízkými teplotami v zimě,  v jižních oblastech vysokými teplotami a suchem v létě

Celistvost rostlinného těla  Základními projevy celistvosti rostlin jsou růstové korelace a schopnost regenerace.

Růstové korelace čarověník

 části rostlinného těla tvoří celek a navzájem se ovlivňují. Toto působení a ovlivňování se nazývá korelace, která se uskutečňuje především působením fytohormonů.  Jedním ze základních korelačních vztahů je tzv. apikální dominance vzrostného vrcholu stonku, který brání růstu úžlabních pupenů. Obdobně se projevuje apikální dominance i ve vztahu vrcholu hlavního kořene k postranním kořenům.

Regenerace  nahrazení opotřebovaných nebo poškozených částí rostlin. Ránu zaceluje ochranná vrstva zkorkovatělých buněk, jejichž tvorbu podporují auxiny.  Vysoká regenerační schopnost má pro rostliny dvojí význam:  1/ jedná se o jeden ze základních způsobů obrany rostlin před poškozením  2/ využití při vegetativním způsobu rozmnožování, např. řízkování

Kořen  Pravé kořeny až u kapraďorostů a semenných rostlin.  U nižších, mechorostů, nahrazují kořeny rhizoidy.  Většinou je radiálně symetrický a pozitivně geotropický, má neomezený růst.

Kořen slunečnice

 Tři hlavní funkce kořene. V určitých fázích růstu rostliny ještě plní funkce syntetická v kořeni probíhá část metabolismus dusíku

zásobní v metamorfovaných kořenech

prodlužovací absorpční upevňovací Upevňuje rostlinu v půdě

příjem a vedení vody a roztoků minerálních látek

Neustálý růst, schopnost vegetativního rozmnožování

 Kořen se zakládá již v embryu semene jako radicula.  Terminál tvoří dělivá zóna s kořenovou čepičkou (kalyptrou).  První kořenový článek – hypokotyl.  Kořeny  hlavní,  vedlejší,  přídatné.

Hlízková symbióza  především u bobovitých. Bobovité rostliny se často sázejí na polích za účelem zvýšení obsahu dusíku v půdě.  Bakteriálním symbiontem jsou hlízkové bakterie (rhizobia).  Bakterie a bobovité rostliny tvoří vnitrobuněčnou symbiózu. Rostlinné buňky obsahují váčky s bakteroidy, kterým jsou dodávány energeticky bohaté organické látky (např. kyselina jablečná) a ionty železa, síry. Rostlina naopak přijímá amonný kationt (NH4)+.  Hlízka je orgán v kořeni, který vzhledem k vysokému obsahu proteinu, jenž je nezbytný při plnění funkce enzymu nitrogenázy, dostává růžové zbarvení.  hlízkové meristémy zahájí tvorbu hlízky.  Bakterie (nyní již bakteroidy) se následně zvětšují a mění tvar.

Mykorhiza  symbiotické soužití hub s kořeny vyšších rostlin.  Může docházet buď k pronikání houbových vláken do kořenových buněk primární kůry (endomykorhiza),  nebo vlákna zůstávají jen v mezibuněčném prostoru (ektomykorhiza).  houbové mycelium nezasahuje nikdy do středního válce kořenu rostliny.  Mykorhiza je především mutualistický vztah, tedy oboustranně prospěšný, při jeho porušení jde o parasitismus.  Význam mykorhizy byl dlouho podceňován, ale v poslední době se ukazuje, že 70 - 90 % všech rostlin je mykorhizních. Proto má mykorhiza velký vliv na život rostlin.

Metamorfózy kořene  chůdovité (podpůrné) kořeny – udržení rostliny ve vzpřímené poloze, na sypkých, písčitých substrátech

Mangrove  Mangrove jsou společenstva vázaná na mořská pobřeží tropů a subtropů.  Určujícími činiteli pro existenci mangrovů je zejména kolísání mořské hladiny, délka zaplavení, salinita a obsah kyslíku v půdě.

Význam mangrovů  slouží jako přirozené trdliště ryb a útočiště rybího plůdku, jsou domovem mnohých živočišných druhů,  přirozeně filtrují vodu,  mořské plody pro obživu obyvatel,  Dřevo, léčivých rostlin,  přirozená ochrana pobřeží proti erozní aktivitě moře, v extrémním případě i proti cunami,  Jeden ha mangrovového porostu dokáže „vydýchat“ emise 20 automobilů za rok (automobil vyprodukuje ročně přibližně 1,7 tuny oxidu uhličitého).  rájem komárů.

 kořenové úponky - liány

 stahovací, kontraktilní kořeny – zatahují rostlinu do půdy;  Typické jsou u vojtěšky, řepy, komonice a cibulí jednoděložných rostlin (tulipán)

 vzdušné kořeny epifytů – zachycování vzdušné vlhkosti

 asimilační kořeny – zelené, s chloroplasty; kotvice, halucha

 dýchací kořeny (pneumatofory) – stromy a keře rostoucí v bažinatých půdách, mangrovové porosty

 dužnaté kořeny a kořenové hlízy – pouze kořen nebo další část rostliny

 kořeny pro vegetativní rozmnožování – na kořenech se vytvářejí adventivní pupeny

 kořeny parazitů – přizpůsobeny k odebírání živin z těla hostitele

raflesie

 mykorhitické (symbiotické) kořeny – symbioza s půdními houbami nebo bakteriemi

 příčepivé kořeny – typ adventivních kořenů, kterými se rostlina přichycuje povrchu a částečně doplňuje výživu

 kořeny škrtičů – fíkovníky

Stonek  Typy stonku

 Podle tvaru    

lodyha – listnatý stonek stvol – bezlistý, ukončený květem stéblo – dutý, článkovaný kmen – dřevnatý

 Podle polohy v prostoru      

Přímý vystoupavý – poléhavá spodina poléhavý – jen vrchol se napřimuje Plazivý Ovíjivý popínavý – přichycuje se úponky

 Podle průřezu     

Oblý Hranatý Křídlatý Rýhovaný dvouřízný

 Stonek má základ v embryu jako plumula.  Stonek se většinou větví v zásadě dvojím způsobem: vidličnatě a bočně.  Stonky jsou ukončeny pupeny (pravé – zimní, adventivní – nahodilé).

 Rozlišení pupenů podle postavení  Střídavé  vstřícné

 Rozlišení pupenů podle polohy na stonku  terminální (vrcholové)  laterální (postranní, úžlabní)  adventivní (nahodilé)

 Rozlišení pupenů podle tvaru    

vejčité, kuželovité ( jilm) vřetenovité (buk) kulovité (bez) obráceně vejčité (olše)

 Rozlišení pupenů podle přisedání ke stonku  přisedlé (jabloň)  stopkaté (olše)

 Rozlišení pupenů podle krytí obalnými šupinami  Šupinaté  Nahé  Polonahé

Metamorfózy stonku  zkrácené osy (brachyblasty) – stonky, které brzy zastavují svůj růst, často u ovocných dřevin, kde na konci vyrůstá květ.  trny a kolce – typické pro trnky, hlohy, plané hrušně a jabloně.

 Fylokladia – zkrácené a zploštělé stonky, přebírají asimilační funkci místo nevyvinutých listů – chřest, janovec  stonky sukulentů – vodní pletiva – dužnatý stonek různých tvarů

 úponky – u rostlin s chabým stonkem  oddenky – rostou vodorovně pod povrchem půdy, nesou šupiny (listy) a v jejich úžlabí pupeny (leknín, kosatec, konvalinka, kostival, sasanka, pýr, přeslička)

 oddenkové hlízy – vznikají ztloustnutím jednotlivých částí oddenku – funkce zásobní nebo rozmnožovací (očka), brambor, topinambur

 bazální hlízy – vznikají ztloustnutím spodní části stonku, většinou nad nebo v úrovni substrátu (šafrán, ocún, bezkolenec, ředkvička)  stonkové hlízy - vznikají ztloustnutím nadzemních částí stonku (kedluben)

List  Vegetativní orgán rostliny,vykonává především funkci fotosyntetickou a transpirační. Po metamorfóze i rozmnožovací.  U některých nižších rostlin připomíná část stélky listové útvary – fyloidy – u řas.

Postavení listů na stoncích  Původní šroubovité může přecházet do protistojného případně přeslenu.  Nejrozšířenější postavení listů je střídavé.

Opadavost listů  Přizpůsobení podmínkám prostředí, až už je to chlad nebo naopak horko.

Morfologie listu  Velká variabilita tvarů i typů, přizpůsobených své funkci.

Řapík  u spodních listů zpravidla delší než u horních, může i chybět.  Vodivá pletiva – transport živin a metabolických produktů; mechanická pletiva – udržení polohy listu, jeho odpružení.

Palisty  u některých krytosemenných vybíhá báze čepele či řepíku v tzv. palisty – blanité, šupinovité nebo asimilující.  Palisty mohou srůstat a vytvářejí botku (rdesno) objímající stonek nad uzlinou.

Listová pochva  nadměrný vývin spodní části listu, kdy široká báze řapíku objímá stonek – miříkovité, růžovité, vikvovité, lipnicovité – ouška a jazýček

Listová čepel  bifaciální – rub a líc  monofaciální – obě strany shodné (sítina, rozchodník).  Čepel je buď celistvá nebo nejrůznějšími způsoby členěná.

Charakteristika listové čepele dle obrysu  okrouhlý – vrbina penízková  eliptický – střemcha obecná  vejčitý – jabloň

 obvejčitý – olše lepkavá  podlouhlý – kokořík mnohokvětý  kopinatý – kyprej vrbice

 kopisťovitý – sedmikráska  klínovitý – prvosenka nejmenší  kostníkovitý – merlík

 jehlicovitý – smrk  srdčitý – lípa  obsrdčitý – šťavel kyselý

 ledvinovitý – kopytník evropský  střelovitý – šípatka střelolistá  hrálovitý – šťovík

 štítnatý – lichořeřišnice kapucínská  čárkovitý – lipnicovité  trojhranný – topol černý

Charakteristika listové čepele dle okraje  celokrajný – jaterník podléška  pilovitý – bříza  dvakrát pilovitý – jilm

 kracovitý – smetanka lékařská  zubatý – podběl lékařský  vroubkovaný – česnáček lékařský

   

chobotnatý – starček obecný vykrajovaný – zběhovec vyhlodávaný – šalvěj vlnatá laločnatý – dub

Charakteristika listové čepele dle tvaru a hloubky zářezů    

peřenolaločnatý – do 1/3 – dub dlanitolaločnatý . do 1/3 – kontryhel peřenoklaný – do ½ - skočec dlanitoklaný – do ½ - sléz lesní

 peřenodílný – téměř k hlavní žilce – kokoška pastuší tobolka  dlanitodílný - téměř k hlavní žilce – pryskyřník prudký  peřenosečný - téměř k střední žilce – kmín obecný  dlanitosečný - téměř k střední žilce – sléz pižmový

Charakteristika složené listové čepele  sudozpeřené – vikev  lichozpeřené – akát  přetrhovaně zpeřené – brambor

 složeně trojčetné – jetel  složeně pětičetné – mochna  složeně mnohočetné – vlčí bob

Listová vernace  způsob složení listu v pupenu, typické a neměnné pro každý druh. Složen tak, aby byl co nejvíce chráněn.

Dub letní (Quercus robur)

A – celkový pohled na pupen; B – podélný řez pupenem; C – příčný řez pupenem; 1 – vrcholový pupen; 2 – šupina pupenu; 3 – listová jizva; 4 – základ listu; 5 – vzrostný vrchol větvičky

Javor klen (Acer pseudoplatanus)

A – celkový pohled na pupen; B – podélný řez pupenem; C – příčný řez pupenem; 1 – vrcholový pupen; 2 – postranní; 3 – šupina pupenu; 4 – listová jizva; 5 –základ listu; 6 – vzrostný vrchol větvičky; 7 – čočinka (lenticela)

Topol osika (Populus tremula)

A – celkový pohled na pupen; B – podélný řez pupenem; C – příčný řez pupenem; 1 – vrcholový pupen; 2 – šupina pupenu; 3 – listová jizva; 4 – základ listu; 5 – listová čepel svinutá směrem dovnitř – podvinutá listová vernace; 6 – vzrostný vrchol větvičky; 7 – hlavní žilka budoucích listu (osa listu)

Metamorfózy listu  listové trny – dřišťál, pcháč, bodlák, akát  dužnaté listy sukulentů – zásobárna vody  zavlažovací listy – bromelie – zadržení vody

 listové úponky - hrachor  listy masožravých rostlin – tentakule vybavené proteolytickými enzymy (rosnatka), nebo u bublinatky měchýřky, u láčkovek „konvičky“ s víčkem  cibule – vzniká přeměnou jednoho listu ne zdužnatěním spodní části několika listů – cibule, sněženka, tulipán

 kořenové listy – u nepukalky (Salvinia) se jeden ze 3 listů v přeslenu přeměňuje na vlákna vypadající jako kořeny  sporofyty – listy kapraďorostů s rozmnožovací funkcí

Chlupovité útvary  Výrůstky pokožkového pletiva.  Rozšířeny zejména u kapradin a většiny krytosemenných rostlin.  Rozlišujeme trichomy, vznikají z jediné pokožkové buňky, a emergence, vznikají ze skupiny pokožkových nebo i podpokožkových buněk.

Trichomy (vznikají z jediné pokožkové buňky)  Papily – vychlípeniny pokožkových buněk (maceška), vláskovité u bavlníku  krycí chlupy – všechny, které nevylučují žádné látky, jejich funkce je ochrana před nadměrným výparem, zadržování vlhkosti, ochrana před náhlými změnami teplot. Mohou být hákovitě zahnuté – lepší opora u popínavých rostlin. Ostnité – lepší šíření živočichy.

 žláznaté chlupy – vylučují silice a pryskyřice, vodu, nektar nebo proteolytické enzymy. Chrání rostlinu nebo lákají živočichy, brání nadměrné transpiraci (tabák, rajče, smolnička, chmel)  žahavé chlupy – u kopřivy  absorpční chlupy – u tropických epifytů, nasávají dešťovou vodu a rosu.

Emergence  (vznikají ze skupiny pokožkových nebo i podpokožkových buněk)  ostny – zdřevnatělé výrůstky s velkým množstvím sklerenchymatických buněk  žlaznaté emergence – vylučují nejrůznější sekrety – rosnatka, medníky

Vývoj rostlin  Vývoj rostlin (ontogeneze) zahrnuje období od vzniku zygoty až do smrti rostliny.  Dochází ke kvalitativním změnám ve stavbě, látkové výměně i aktivitě rostliny a jejích částí (orgánů, pletiv, buněk).

Vývoj vyšších rostlin rozdělujeme do čtyř období (fází):  1/ embryonální období  zahrnuje vývoj embrya (zárodku) od vzniku zygoty až po dozrání semene

 2/ vegetativní období  začíná klíčením semene, vyznačuje se tvorbou vegetativních orgánů a pouze vegetativním způsobem rozmnožování

 3/ období dospělosti  dochází k tvorbě pohlavních buněk a pohlavnímu rozmnožování, příp. k tvorbě výtrusů (spor)

 4/ období stárnutí  převažují rozkladné (katabolické) děje, dochází k odumírání jednotlivých orgánů i celé rostliny, nedochází již k rozmnožování

 Během ontogeneze procházejí rostliny jedním nebo několika obdobími vegetačního klidu (dormance), kdy zastavují růst a výrazně snižují metabolickou aktivitu. Jedná se o významné přizpůsobení rostlin pro přežití nepříznivých podmínek. V semenech a pupenech se zvyšuje koncentrace především kyseliny abscisové, v důsledku čehož nedochází ke klíčení a rašení pupenů.

Rozdělení rostlin podle délky životního cyklu

Jednoleté rostliny – v jednom roce vyklíčí, plodí a odumírají  efeméry  celý vývoj trvá jen několik týdnů, např. osivka jarní

 letničky  celý životní cyklus proběhne od jara do podzimu, např. slunečnice  zimní období přežívají v podobě semen

 ozimy  na podzim vyklíčí, přezimují a další rok vytvářejí plody a odumírají, např. ozimý ječmen

Dvouleté rostliny

 v prvním roce vytvoří vegetativní orgány, přezimují a ve druhém roce plodí a odumírají, např. mrkev

Vytrvalé rostliny  jednou plodící  několik let vytvářejí vegetativní orgány, potom jednou vykvetou, plodí a odumřou, např. agáve na pobřeží Středozemního moře vykvete za 20–50 let a pak odumře

 opakovaně plodící  žijí více vegetačních období a většinou opakovaně plodí

 trvalky (pereny)  vytrvalé byliny, plodí většinou už v prvním roce, nepříznivé období přečkávají pomocí oddenků, hlíz, cibulí, např. tulipán

 dřeviny  žijí většinou déle než trvalky, plodí až po několika letech

Příště začínáme … 

Generativní orgány a rozmnožování vyšších rostlin