Rozmnožování rostlin • Rozmnožování nepohlavní – vegetativní – sporami – partenogeneze
• Rozmnožování pohlavní
Rozmnožování rostlin •
Rozmnožování nepohlavní –
vegetativní
regenerace - zvětšuje se počet jedinců daného druhu prostřednictvím oddělováním životaschopných částí rostlin klon – potomstvo vzniklé vegetativním způsobem z jediného individua 1) dělení – jednobuněčné organismy (bakterie, sinice, řasy) mateřské individuum zaniká (binární dělení)
2) fragmentace – vícebuněčné organismy – roztržení stélky, mycélia, trsů mechů a trav, výhonky – podběl, jahodník, ..., větvičky- vrba křehká
vegetativní diaspory rozmnožovací pupeny cibulky, pacibulky
viviparie u mangrovy
Vegetativní rozmnožování - hřížení, roubování, očkování, klonování in vitro - brambory, ovocné stromy, cukrová třtina, česnek, banánovník, chmel, některé květiny - výhody – geneticky identičtí jedinci, rostliny dorůstají rychle, není období klidu - nevýhody – nevznikají nové kombinace vlastností
3) vícebuněčná rozmnožovací tělíska – jatrovky, lišejníky
Porostnice mnohotvárná
Rozmnožování rostlin • Rozmnožování nepohlavní – vegetativní – sporami – partenogeneze
• Rozmnožování pohlavní
Sporami – tj. nepohlavními výtrusy - houby, bezcévné rostliny, mechorosty, cévnaté výtrusné rostliny (kapraďorosty) - spory – specializované buňky – vznik meiotickým nebo mitotickým dělením - haploidní i diploidní - bezcévné rostliny – výtrusnice jednobuněčná – diploidní spory vznikají rozdělením jediného protoplastu mitózou (mitospory)(některé houby, řasy) - mechorosty, cévnaté výtrusné rostliny (kapraďorosty) – výtrusnice mnohobuněčná – haploidní spory vznikají meiosou (meiospory) vyroste haploidní generace – gametofyt - gametofyt produkuje gametangia s gametami - cévnaté výtrusné rostliny i semenné rostliny – v samčích sporangiích (prašných pouzdrech) – meiosou – haploidní mikrospory; v samičích – haploidní megaspory
Rozmnožování rostlin • Rozmnožování nepohlavní – vegetativní – sporami – partenogeneze •
Nový jedinec vzniká pouze z mateřského organismu
• 1.Rozmnožování pohlavní embryo vznikne z neoplozené samičí gamety – haploidní jedinec •
neschopnost rozmnožování, zakrslost
2. embryo vzniká z anomální diploidní samičí gamety 3. embryo vznikne z některé somatické buňky – běžné u rostlin
Rozmnožování rostlin • Rozmnožování nepohlavní – vegetativní – sporami
• Rozmnožování pohlavní živočichové – gonochoristé rostliny – většinou hermafroditi, ale brání se autogamii
Rodozměna - střídání generací • generace pohlavní – GAMETOFYT • generace nepohlavní – SPOROFYT GAMETOFYT – haploidní stélka – tvoří gametangia, ve kterých se diferencují gamety – samičí gameta v gametangiu – vaječná buňka (oosféra) – pohyblivé samčí gamety – spermatozoidy; nepohyblivé spermatické buňky – fúzí vzniká zygota
Pohlavní rozmnožování živočichů (nahoře) a rostlin (dole)
Životní cyklus řasy Cladophora
Porovnání objemu sporofytu a gametofytu u řas
Střídání sporofytu a gametofytu u mechorostů Haploidní gametofyt převládá nad diploidním sporofytem
gametofyt - prvoklíček, lodyžka s lístky nesoucí gametangia sporofyt – štět s tobolkou
kanálek vaječná buňka
archegonium (zárodečník)
štět s tobolkou (sporofyt)
antheridium (pelatka)
Střídání sporofytu a gametofytu u kapraďorostů Diploidní sporofyt převládá nad haploidním gametofytem žijí samostatně
mladý sporofyt vyživovaný gametofytem
Porovnání vzhledu gametofytu a sporofytu u kapradin
Střídání sporofytu a gametofytu u kvetoucích rostlin Převaha sporofytu je jednoznačná
• sporofyt představuje celou
rostlinu • gametofyt je drobný a zcela odkázán na sporofyt • oplození oproštěno od vodního prostředí •
proces opylení
Semenné rostliny (Spermatophyta) • nahosemenné – cykasy, jinany, jehličnany • krytosemenné
Pohlavní orgány nahosemenných rostlin
borovice
samčí
samičí
Uspořádání květu krytosemenných rostlin
květní obal
Květy - oboupohlavné, jednopohlavné, jednodomé, dvoudomé, mnohomanželné
Fylogenetický vývoj samčích orgánů kvetoucích rostlin (vlevo archaické typy, zcela vpravo tyčinka současných květů) Vývin z listového útvaru nesoucího výtrusnice typu mikrosporangií Tyčinka – homologická sporofylu
Obecná morfologie tyčinek a příklady uspořádání v květech
Andreceum – soubor tyčinek v květu
A - čtyřmocné tyčinky B – dvoubratré tyčinky C – trojbratré tyčinky D – synandrium • nahosemenné rostliny – šupinovité, ploché, větší počet prašných
pouzder • útvar homologický sporangiu - mikrosporangium
Mikrosporogeneze
Příčný řez mladým prašníkem lilie
Mikrosporogeneze • proces ve kterém vznikají mikrospory ze sporogenních buněk • archespor → sporogenní buňky →(mitosa) mikrosporocyty (mateřské buňky mikrospor – PMC) → (meiosa) tetráda samčích spor • tetrády, diády..
velikost pylových zrn 2-240 μm
exina Obal pylového zrna (sporoderma)
intina
-primitivnější čeledi – větší zrna -proteiny, glycidy, ,lipidy, enzymy, vitaminy, pigmenty
Mikrogametogeneze •
vývoj samčích pohlavních buněk – v pylové láčce – dvoubuněčné pylové zrno (většina krytosemenných r.) – v pylovém zrnu - trojbuněčné pylové zrno (vývojově pokročilejší taxony) • spermatické buňky jsou uvnitř vegetativní
buňky • jejich pohyb zajišťuje pohyb cytoplasmy vegetativní (láčkové) buňky
• samčí gametofyt krytosemenných
rostlin
Vývoj mikrospory ve zralé pylové zrno vj – vegetativní jádro vb – vegetativní buňka gj – generativní jádro gb – generativní buňka sb – spermatická buňka pl – pylová láčka
Vlevo nahoře nákres pylového zrna větrosnubné rostliny se vzdušnými vaky (vz) a hmyzosnubné rostliny s trny. Dole pylová láčka. Vlevo klíčení pylu v kultuře in vitro
Gyneceum (gynaeceum) • Gyneceum je soubor plodolistů v květu • větší počet jednoplodolistových pestíků (apokarpní gyneceum) nebo jeden pestík srostlý z více plodolistů (cenokarpní gyneceum)
Schema samičích pohlavních orgánů krytosemenných rostlin
Vznik pestíku • z plodolistů – listového původu – megasporofylů nahosemenných předků
Purves et al., Life: The Science of Biology, 4th Edition, by Sinauer Associates
Evoluční vývoj gyneacea
apokarpní
cenokarpní
Uspořádání semeníku v květu
Vajíčko (ovulum) - megasporangium • vyvíjí se z dělivého pletiva plodolistu (placenty) • základ – nucellus • na bázi – vaječné obaly – integumenty obalují nucellus – na vrcholu zůstává otvor klový – prorůstá tudy pylová láčka
Poloha vajíčka na plodolistu krytosemenné rostliny Zleva doprava: vajíčko přímé (evolučně původní typ), obrácené a příčné 1 – obaly, 2 – otvor klový, 3 – vaječné poutko
Vývoj zárodečného vaku krytosemenných rostlin (dva hlavní typy)
Megasporogeneze a megagametogeneze
dvoujaderný zárodečný vak
samičí gametofyt zralý zárodečný vak
Koning, Ross E. 1994. Pollen and Embryo Sac. Plant Physiology Information Website. http://plantphys.info/Plants_human/pollenemb.html
Homologie samčích a samičích orgánů krytosemenných rostlin
Opylení a oplození u rostlin
• •
Vlevo povrch blizny na němž se zachycují pylová zrna Vpravo pylové láčky prorůstající čnělkou blizny
Opylení • přenos pylu na bliznu • entomogamie – blanokřídlí (včely), dvoukřídlí, motýli, méně brouci; barevné vonné květy. nektárium, • ornitogamie – kolibříci, papušci • chiropterogamie – kaloni, noční kvetení • anemogamie – vzdušné proudy, zmenšení květů, laločnatá, pérovitá blizna, nahloučená květenství, často jednopohlavé květy, exina hladká, menší pravděpodobnost opylení • hydrogamie – květy na hladině • vačnatci, měkkýši
• autogamie – opylení vlastním pylem (hrách, rajče) – kleistogamie – ještě před otevřením květu (např. pšenice, pozdní květy- šťavel kyselý, violka vonná) • allogamie – z jiného jedince – cizosprašnost – většina semenných rostlin (kukuřice, žito, líska) • inkompatibilita – zabránění určité rodičovské kombinaci, zabránění autogamie • autoinkompatibilita – ale funkční samčí a samičí gametofyt • samčí sterilita – rostlina nevytváří funkční pyl – morfologické změny orgánů, tyčinková, pylová
Stavba vajíčka krytosemenných rostlin a jeho přeměna v semeno
• zásobní
látky – endosperm (trávy, obiloviny), perisperm (řepa), děložní listy (luskoviny)
• klíčení – kořínek (radikula), prodlužuje se hypokotyl, děložní listy (kotyledony), vrcholový pupen
Yadegari et al., Plant Cell 6:1713-1729, 1994
Vývoj embrya a mladého semena krytosemenných rostlin
-Klíčivost semen – 2-15 let -Podmínky pro klíčení – teplota, vzduch, voda - voda – absorpce 50-60%, klubíčka cukrovky až 130% - teplota 15-20°C - světlo – např. tabák, salát; tma – např. tykev
Růst •
rostlina roste dělením buněk po celý svůj život: 1. 2. 3.
•
typy růstu: – –
•
Embryonální fáze – malé tenkostěnné buňky, velká jádra, bez vakuol, rychlé dělení Prodlužovací fáze – buňky se prodlužují do délky, tenká buň. stěna, začínají vakuoly, není diferenciace Diferenciační fáze – buňky se již nezvětšují, vznik specializovaných buněk a pletiv
pravý – buňka se zvětšuje přírůstkem cytoplasmy a organel nepravý – zvýšení objemu vody ve vakuolách růst zajištěn dělivými pletivy – meristémy – apikální, interkalární, laterální, regenerační
http://biomikro.vscht.cz/groups/biologie/generat.html
