Jaké způsoby nepohlavní reprodukce existují u rostlin?
Rostliny mají mnoho způsobů rozmnožování. Současně různé systematické skupiny rostlin mají své vlastní charakteristiky reprodukce, tak či onak kombinující několik metod. Reprodukční metody lze klasifikovat různými způsoby. Nejjednodušší a nejsrozumitelnější možností je zvýraznění pohlavní a nepohlavní rozmnožování. Nepohlavní rozmnožování se zase dělí na vegetativní a sporulační.
- Sexuální reprodukce
- Asexuální reprodukce
- Vegetativní
- Tvorba spór
Pohlavní rozmnožování rostlin
Charakteristickým rysem pohlavního rozmnožování je to, že se zárodečné buňky dvou rostlin spojí. Díky tomu se v dceřiné rostlině spojují vlastnosti rodičovských.
Ženské pohlavní buňky se nazývají vejce. Mužské reprodukční buňky se nazývají spermie (jsou-li pohyblivé) popř spermie (pokud nejsou pohyblivé).
Pohlavní buňky obsahují jednu sadu chromozomů. (Chromozomy uchovávají dědičné informace o stavbě a funkci tělesných buněk.) Buňky, které tvoří tělo většiny skupin rostlin, obsahují dvojitou sadu chromozomů. Když se tedy pohlavní buňky spojí, obnoví se dvojitá sada chromozomů.
Pohlavní rozmnožování v různých systematických skupinách rostlin má své vlastní charakteristiky. Například u krytosemenných a nahosemenných rostlin během pohlavního rozmnožování, semen. Pyl, ve kterém dozrávají spermie, se přenáší do orgánů (pestíky květů nebo samičí šištice), kde dozrávají vajíčka. Po oplodnění (sloučení vajíčka se spermií a vytvoření zygoty) se v ženském orgánu vyvine semeno. Obsahuje zárodek nové rostliny a živiny. Přísun živin zvyšuje šance embrya na úspěšné vyklíčení.
Hlavní výhody semenných rostlin (krytosemenných a nahosemenných) jsou v tom, že 1) nepotřebují vodu k dodání samčích reprodukčních buněk, 2) semeno obsahuje zásobu živin. Tyto výhody jim umožnily rozšířit se po zemi více než jiné skupiny rostlin.
Zvláštností pohlavního rozmnožování u mechů je to, že jejich zelená rostlina obsahuje jedinou sadu chromozomů, nikoli dvojitou sadu, jako u většiny organismů. Na dospělých mechových rostlinách s jedinou sadou chromozomů se tvoří vajíčka a spermie, rovněž s jedinou sadou chromozomů (což je běžné pro zárodečné buňky). Poté spermie doplavou k vajíčkům, která zůstávají na dospělé rostlině, a oplodní je. Ze zygoty se vyvine dceřiná rostlina obsahující dvojitou sadu chromozomů, ale tato „rostlina“ neopouští mateřskou rostlinu a roste přímo na ní a také se jí živí. Tato dceřiná společnost je sporofyt, zatímco rodičovské rostliny se nazývají gametofyt. Sporofyt v meších vypadá jako schránka na stonku. Spory dozrávají v pouzdře, a když dozrají, dvojitá sada chromozomů se opět stává jedinou. Když se výtrusy vysypou z lusku, vyrostou v rostlinu zeleného mechu.
Tělo kapradin má na rozdíl od mechů dvojitou sadu chromozomů. Tyto rostliny produkují spory s jedinou sadou chromozomů. Opouštějí rodičovské rostliny a vyrůstají do takzvaných výhonků, které mají v buňkách jedinou sadu chromozomů. Na výrůstcích se tvoří vajíčka a spermie. Spermie plavou k zárodkům obsahujícím vajíčka, dochází k oplození. Ze zygoty se vyvine obyčejná kapradina s dvojitou sadou chromozomů. Tato mladá rostlina se nejprve živí výhonkem a jakoby z něj vyrůstá. Pak výhonek zemře.
Mechy, kapradiny a další skupiny výtrusných rostlin se vyznačují závislostí na vodě. Spermie může oplodnit vajíčko pouze tím, že k němu připlave vodou.
Nepohlavní rozmnožování rostlin
Při nepohlavním rozmnožování se na vzniku nového organismu podílí pouze jeden mateřský organismus.
Vegetativní reprodukce
Vegetativní množení je množení pomocí částí těla dospělé rostliny. Oddělený výhonek, list, oddenek kvetoucí rostliny nebo stélka řasy tak mohou dát vzniknout nové rostlině. Tato nová rostlina bude mít sadu genů identickou s rodičovskou.
Tvorba spór
Jak již bylo popsáno výše, vyšší výtrusné rostliny (patří sem mechy, kapradiny a některé další) tvoří výtrusy. U takových rostlin se gametofyt střídá se sporofytem. Výtrusy jsou tvořeny sporofytem (u kapradin je to dospělá zelená rostlina, u mechů tobolka na stopce). Vzniká mnoho spór, které jsou přenášeny větrem a vodou na velké vzdálenosti. Proto je sporulace jedním z typů reprodukce.
Výtrusy tvoří i řasy (patří k nižším rostlinám). Mohou být jak prostředkem rozmnožování, tak i způsobem přežití v nepříznivých podmínkách. Řasy jsou také schopné pohlavního rozmnožování.
Reprodukce neboli schopnost reprodukovat svůj vlastní druh je nejdůležitější vlastností všech živých organismů.
U rostlin, stejně jako u zvířat, existují dva způsoby rozmnožování – sexuální a nepohlavní. Při sexuální reprodukci dostává potomek genetickou informaci od dvou rodičů, čímž se liší od svých rodičů. Tato metoda vznikla později než ta asexuální a je progresivnější. Výsledná rozmanitost znaků a vlastností rostlin vytváří materiál pro přirozený výběr a nakonec evoluci. Při nepohlavním rozmnožování potomstvo zdědí vlastnosti pouze jednoho rodiče a je vlastně jeho klonem. Nepohlavní rozmnožování v podmínkách, kdy pohlavní styk není možný, však pomáhá zvýšit počet jedinců a zachovat druh.
Nepohlavní rozmnožování v rostlinách
U rostlin existují dvě formy nepohlavního rozmnožování – vegetativní, založené na schopnosti rostlin regenerovat jednotlivé části rostliny, a rozmnožování pomocí speciálně vytvořených buněk – spor.
Vegetativní reprodukce vyskytuje se v jednobuněčných i mnohobuněčných rostlinách. Například mnoho jednobuněčných řas se rozmnožuje mitotickým buněčným dělením na dvě.
Jednobuněčné řasy s hustými schránkami, jako je Chlamydomonas, se množí a tvoří nové jedince přímo uvnitř buňky.
pak je buněčná membrána zničena a vycházejí noví jedinci.
Vegetativní množení u vyšších rostlin je popsáno v samostatném článku zde
Reprodukce pomocí spór.
Výtrusy – (z řeckého spora – semeno) – jednobuněčné mikroskopické rudimenty organismů. K šíření a klíčení většinou vyžadují vodní prostředí, proto jsou typičtější pro řasy. Výtrusy s bičíky se nazývají zoospory.
Z vyšších rostlin tvoří výtrusy mechorosty a kapradiny. V nepříznivých podmínkách se výtrusy kryjí ochranným obalem. Při umístění do vhodných podmínek začnou klíčit.
Mnohobuněčné řasy, například ulothrix, se mohou množit jak nepohlavně, přičemž v jednotlivých buňkách stélky tvoří čtyřbičíkovité zoospory, tak sexuálně, splynutím dvou pohlavních buněk – gamet.
Sexuální reprodukce
Při pohlavním rozmnožování dochází k tvorbě samčích a samičích reprodukčních buněk – gamet, které nesou polovinu dědičné informace (haploidní sada chromozomů). Mužské gamety se nazývají spermie (ty s bičíky – spermie), tvoří se v mužských pohlavních orgánech, například tyčinky květu, a ženské gamety se nazývají vajíčka, tvoří se ve vajíčkách uvnitř vaječníku – ztluštělé část pestíku. Spermie a vajíčka se mohou tvořit jak na různých rostlinách (dvoudomé rostliny), tak na stejné rostlině (jednodomé rostliny). Při splynutí mužské a ženské reprodukční buňky vzniká zygota, buňka, která nese dědičnou informaci obou rodičů. Ze zygoty tedy vzniká organismus s novými vlastnostmi odlišnými od těch rodičovských.
Někdy u rostlin, které jsou schopné se pohlavně i nepohlavně rozmnožovat, dochází postupně k tvorbě buď nepohlavních jedinců – sporofytů nebo pohlavních jedinců – gametofytů. Tento jev se nazývá střídání generací.
Střídání generací je pozorováno u některých řas, mechů a kapradin.
Někdy převažuje jedna z fází – sporofyt nebo gametofyt. Například u mechů převažuje gametofyt, zatímco u řas a kapradin převažuje sporofyt.
Pro sporofyty a gametofyty existují zvláštní názvy, například u mechů se sporofyt vyvíjí na gametofytu, a proto se nazývá sporogonie, gametofyty ve všech ostatních rostlinách se nazývají prothallusy.
U kapradin existují prothallusy samostatně, ale u semenných rostlin se vyvíjejí na sporofytu, kterým je pyl (samčí gametofyty, neboli prothallusy), a zárodečném vaku. (samičí gametofyt). Pyl i zárodečný vak se vyvíjejí ze spor.
Příklad střídání generací:
Sporofyt vyrůstá ze zygoty, která vzniká splynutím dvou gamet. Na sporofytu se vyvíjejí sporangia s výtrusy, z nichž vyrůstají gametofyty tvořící gamety.
