Vyššie rastliny

Čo sú vyššie rastliny – Cormobionta?

• Mnohobunkové, eukaryotické, autotrofné rastliny

• Majú pravé trvácne pletivá

• Telo (kormus) je rozlíšené na koreň, stonku, listy

• Rozmnožovanie: výtrusnice (výtrusné rastliny), kvety (semenné rastliny)

Čo je antitetická rodozmena?

• Striedanie gametofytu (pohlavnej generácie) a sporofytu (nepohlavnej)

• Generácie sa líšia cytologicky, morfologicky aj fyziologicky

• Objavil W. Hofmeister (1851), pomenoval F. L. Čelakovský (1874)

Ktorá generácia prevažuje u vyšších rastlín?

• Sporofyt – tvorí hlavné telo rastliny

• Gametofyt je redukovaný a tvorí len rozmnožovacie orgány

Ako vznikli vyššie rastliny?

• Z predkov žijúcich vo vodnom prostredí

• Prechod na súš nastal asi pred 420 miliónmi rokov

• Prvé formy známe zo silúru

• Predkovia: vidlicovito rozkonárené riasy

Ako prebiehala anatomická a morfologická špecializácia vyšších rastlín?

• Špecializácia pletív v stielke → vznik orgánov

• Vznikli: cievne zväzky, koreň, stonka, listy

• Adaptácia na život na súši

Ako sa rastliny chránili pred vysychaním a poškodením?

• Vznik krycích pletív

• Tvorba lignínu, kutínu, suberínu

• Umožnili rozšírenie rastlín na pevninu

Ako vznikol koreň vyšších rastlín?

• Zo spodnej časti stielky pôvodných rias

• Vznikol rizomoid s rizoidmi – predchodca koreňa

• Upevňoval rastlinu a prijímal anorganické látky

Aký význam mali cievne zväzky u vyšších rastlín?

• Transport vody a minerálov z pôdy do nadzemných častí

• Transport produktov fotosyntézy do podzemných orgánov

• Podmienili výškový rast a rozšírenie na súši

Aké základné procesy opisuje telómová teória?

• Prevýšovanie telómov

• Vyrovnávanie a splošťovanie

• Zrastanie, redukcia a zakrivenie

Ako vznikli vegetatívne a generatívne orgány vyšších rastlín?

• Zo sterilných telómov → koreň, stonka, listy

• Z fertilných telómov → výtrusotvorné a semenotvorné orgány

Ktorý orgán bol najplastickejší v evolúcii vyšších rastlín?

• List – prešiel najväčšími zmenami

• Hral kľúčovú úlohu aj pri vývoji reprodukčných orgánov

Ako vznikali listy vyšších rastlín?

1. Emergenciou – ako vyrastky pokožky (jednoduchšie listy)

2. Z telómov – ako mikrofyly (nahosemenné) a megafyly (krytosemenné)

Ako vznikali mikrofyly a megafyly?

• Mikrofyly: splošťovaním jedného telómu

• Megafyly: zrastaním viacerých sploštených telómov

Ktoré zmeny v stavbe tela sprevádzali prechod rastlín z vody na súš?

• Vznik orgánov: koreň, stonka, list

• Rozvoj pletív: cievne zväzky, krycie pletivá

• Tvorba ochranných látok: kutín, suberín, lignín

• Prieduchy: spojenie vnútorných pletív s prostredím

Ktorú skupinu rastlín považujeme za predchodcov dnešných suchozemských rastlín?

• Zelené riasy z triedy chár (Charophyceae)

• Mali pletivovú stavbu, fotosyntetizovali a žili v sladkých vodách – podobné vyšším rastlinám

Ako sa nazývali časti tela prarastlín, z ktorých sa postupne vyvinuli pravé rastlinné orgány?

• Telómy, mezómy a rizomoidy

• Tieto časti tvorili základné stavebné prvky tela prach rastlín (sporofytov)

Aký typ rodozmeny mali prvé suchozemské rastliny?

• Izomorfnú rodozmenu

• Gametofyt aj sporofyt boli morfologicky podobné, líšili sa len chromozómovou sadou a funkciou (sporangium vs. gametangium)

Čo je heteromorfná rodozmena a u ktorých rastlín sa vyskytuje?

• Rôznotvará (heteromorfná) rodozmena znamená, že gametofyt a sporofyt sa líšia morfologicky aj funkčne

• Vyskytuje sa u vyšších rastlín, napr. papraďorasty

• Sporofyt prevláda, gametofyt je často redukovaný

Ako prebieha rodozmena u papradí?

• Z výtrusu (n) vyrastie gametofyt (prvorast / prothálium) – malá stielka so samčími a samičími gametangiami

• Po oplodnení vzniká sporofyt (2n) – typické telo paprade s pravými orgánmi

• U heterospórnych druhov sú gametofyty odlišné a vyvíjajú sa vo vnútri výtrusov

Ako sa odlišujú gametofyt a sporofyt u paprade samčej?

• Morfologicky:

  • Gametofyt = stielka (lupeňovitá, bez cievnych zväzkov)

  • Sporofyt = kormus (s pravými orgánmi a cievnymi zväzkami)

• Cytologicky:

  • Gametofyt = haploidný (n)

  • Sporofyt = diploidný (2n)

• Fyziologicky:

  • Gametofyt tvorí gaméty v gametangiach (plemenníček, zárodočník)

  • Sporofyt zabezpečuje výživu fotosyntézou

Aké je evolučné dôležité zistenie zo schémy rodozmeny paprade?

• Po prvýkrát sa v živote rastliny strieda stielka (gametofyt) a kormus (sporofyt)

• Znamená to evolučný pokrok:

  • z jednoduchej stielky bez cievnych zväzkov

  • k anatomicky špecializovanému telu s cievami

• Sporofyt sa stáva dominantnou generáciou u vyšších rastlín

Čo sú základné časti rodozmeny u paprade?

• Výtrus (n) → prvorast (gametofyt) → lupeňovitá stielka s gametangiami

• Plemenníček (antheridium) → tvorí spermatozoidy

• Zárodočník (archegonium) → obsahuje vajíčko

• Po oplodnení vzniká sporofyt (2n) – má koreň, podzemok, listy a výtrusnice

Ktorými znakmi sa odlišujú vyššie rastliny od nižších rastlín?

• Majú pravé pletivá (krycie, vodivé, základné)

• Telo je členené na orgány (koreň, stonka, list)

• Majú kormus, nie stielku

• Sporofyt prevláda nad gametofytom

• Prispôsobili sa životu na súši

Čím sa vyznačuje individuálny vývin vyšších rastlín?

• Striedaním generácií:

  • Gametofyt (n) – tvorí gaméty

  • Sporofyt (2n) – tvorí výtrusy

• Obe generácie sa cytologicky, morfologicky aj fyziologicky odlišujú

Z akých rias sa vyvinuli vyššie rastliny a aký tvar mali ich stielky?

Z akých rias sa vyvinuli vyššie rastliny a aký tvar mali ich stielky?

Ako sa menila stavba stielky pri prechode na suchozemské podmienky?

• Stielka sa špecializovala na vykonávanie rôznych funkcií

• Vznikli vodivé a krycie pletivá

• Rozlíšili sa pravé orgány – koreň, stonka, list

• Vyvinuli sa cievne zväzky

Ktoré faktory chránili telo rastlín pred vyschnutím a poškodením?

• Krycie pletivá

• Kutín – vosková vrstva

• Suberín (korek)

• Lignín – drevovina

• Prieduchy – výmena plynov pri minimálnej strate vody

Čo predstavoval sporofyt prvých suchozemských rastlín?

• Vidlicovito rozkonárenú stielku

• Obsahoval ferfilné (plodné) telómy s výtrusnicami

• Bol diploidný (2n)

• Postupne sa z neho vyvinul pravý kormus

Rozdiel medzi rovnakotvarou a rôznotvarou rodozmenou?

• Rovnakotvará (izomorfná): gametofyt a sporofyt vyzerajú rovnako

• Rôznotvará (heteromorfná): gametofyt a sporofyt sa odlišujú vzhľadom, funkciou aj veľkosťou

  • Príklad: paprade (rôznotvará), ryniorasty (rovnakotvará)

Rozdiel v rodozmene machorastov a izospórickych papradí?

• Machorasty: prevláda gametofyt

• Paprade: prevláda sporofyt

• V oboch prípadoch ide o heteromorfnú rodozmenu

Čím sa líši gametofyt od sporofytu pri izospórických papradiach?

• Gametofyt (n): stielka (prvorast), lupeňovitá, bez cievnych zväzkov

• Sporofyt (2n): kormus s pravými orgánmi, fotosynteticky aktívny

• Odlišujú sa morfologicky, cytologicky aj funkčne

Z čoho pozostával sporofyt ryniorastov a ktorý anatomický znak bol najdôležitejší?

• Sporofyt mal:

  • Plazivé rizomoidy

  • Vzpriamené, vidlicovité stonky (telómy a mezómy)

  • Výtrusnice na koncoch telómov

• Najdôležitejší anatomický znak: drevostredný cievny zväzok (prvý výskyt vodivých pletív)

Ako mohli ryniorasty asimilovať, keď boli bezlisté?

• Asimilovali celým povrchom tela – cez pokožku

• Povrchová vrstva obsahovala chloroplasty

• Listy sa ešte nevyvinuli – fotosyntéza prebiehala cez stonky

Prečo sa machorasty považujú za regresívnu vývojovú vetvu vyšších rastlín?

• U nich prevláda gametofyt – primitívnejšia generácia

• Sporofyt je veľmi jednoduchý a závislý od gametofytu

• Nemajú vyvinuté vodivé pletivá

• Predstavujú bočnú, evolučne zaostávajúcu líniu

Môže žiť gametofyt a sporofyt machorastov samostatne?

• Gametofyt áno – je zelený, fotosynteticky aktívny, nezávislý

• Sporofyt nie – je prichytený na gametofyte, vyživuje sa z neho, neprežije samostatne

Prečo machorasty zadržiavajú veľké množstvo vody a ako to ovplyvňuje prostredie?

• Vytvárajú vankúšovité porasty, ktoré viažu vodu

• Zabraňujú vysychaniu pôdy

• Udržiavajú vlhkosť vzduchu

• Ovlplyvňujú mikroklímu daného územia

Prečo je vznik rašeliny (rašeliníky) významný?

• Rašelina je organická hmota vzniknutá rozkladom machorastov (najmä rašeliníkov)

• Má význam ako palivo, substrát a zásobáreň uhlíka

• Prispieva k zadržiavaniu vody a tvorbe mokradí

Opíšte stielku machorastov

• Stielka machov je diferencovaná na:

  • Rizoidy (pakorienky) – prichytenie k podkladu

  • Kauloid (pabyľka) – stredná os

  • Fyloidy (palístky) – listom podobné útvary

• U niektorých druhov sú v pabyľke vodivé pletivá

Aký je význam machorastov v prírode?

• Zadržiavajú vodu, chránia pôdu pred vyschnutím

• Regulujú vlhkosť a klímu

• Tvorba rašeliny (rašeliník)

• Sú bioindikátormi čistoty ovzdušia

Opíšte rodozmenu machorastov.

• Prevažuje gametofyt (n) – zelený, nezávislý

• Tvorí pohlavné orgány → spermatozoidy + zárodočníky

• Po oplodnení vzniká sporofyt (2n) – vyrastá na gametofyte

• Sporofyt tvorí výtrusy (n), z ktorých opäť vyrastie gametofyt

Prečo sa časť výtrusných rastlín zaraďuje medzi vyššie rastliny?

• Majú už vodivé pletivá (cievnaté rastliny)

• Tvorba sporofytu ako hlavnej generácie

• Prítomnosť kormusu (diferencované telo)

Ktoré oddelenia patria medzi výtrusné cievnaté rastliny?

1. Plavúňorasty (Lycopodiophyta)

2. Prasličkorasty (Equisetophyta)

3. Sladičorasty (paprade) (Polypodiophyta)

Aké znaky má plavúň obyčajný (Lycopodium clavatum)?

• Plazivá stonka, vidlicovito rozkonárená

• Malé, jednožilové listy

• Na konci výtrusnicové klasy (sporofyly)

• Rastie na kyslých pôdach v ihličnatých lesoch

• Chránená rastlina

Čím boli významné fosílne druhy plavúňorastov (napr. Lepidodendron)?

• Boli to stromovité druhy, často 30 m vysoké

• Tvorili uhlie v období karbónu a permu

• Rástli na močaristých územiach a brehoch jazier

• Povrch kmeňov mal jazvy po listoch

Aké triedy patria medzi machorasty (Bryophyta)?

Machorasty sa delia na 3 triedy:

1. Pečeňovky (Hepaticopsida)

2. Machy (Muscopsida)

3. Rožteky (Anthocerotopsida – zriedkavo spomínané v základoch)

Čím sa vyznačujú pečeňovky (Hepaticopsida)?

• Najnižšie organizované machorasty

• Stielka: lupeňovitá alebo listovitá

• Rastú na vlhkých miestach

• Príklad: Porastlica mnohotvará (Marchantia polymorpha)

Čím sa vyznačujú machy (Muscopsida)?

• Najdokonalejšie vyvinuté machorasty

• Stielka je diferencovaná (rizoidy, pabyľka, palístky)

• Sporofyt: dlhá stopka s výtrusnicou

• Významné druhy:

  • Rašeliník močiarny (Sphagnum palustre) – tvorba rašeliny

  • Merík vlnkatý (Mnium undulatum)

  • Ploník borievkový (Polytrichum juniperinum)

Prečo sú pečeňovky a machy dôležité pre ekosystém?

• Udržiavajú vlhkosť pôdy

• Zadržiavajú vodu → ochrana pred vysychaním

• Tvorba rašeliny (významný prírodný zdroj)

• Zlepšujú mikroklímu a podporujú sukcesiu rastlín

Ktoré morfologické znaky sa uplatnili pri rozdelení plavúňorastov na triedy?

Plavúňorasty (Lycopodiophyta) sa delia na triedy podľa týchto znakov:

1. Tvar a typ listov – či majú jednoduché alebo šupinovité listy

2. Prítomnosť jazýčkov (ligula) na listoch

3. Typ výtrusov – izospóry (rovnaké) alebo heterospóry (samčie a samičie)

4. Usporiadanie výtrusníc – samostatne alebo v klasoch

5. Typ stonky – bylinná alebo drevnatá (fosílne druhy)

Podľa ktorých znakov spoľahlivo rozoznáte plavúňorasty?

Plavúňorasty spoznáš podľa:

• Vidlicovitého rozkonárenia stonky

• Malých, jednožilových listov

• Výtrusníc na báze listov, často usporiadaných do klasov

• Niektoré majú na listoch jazýček (lingula)

• Tvoria izospóry alebo heterospóry

• Často rastú na kyslých a vlhkých pôdach

Aké sú hlavné znaky stonky prasličkorastov?

Stonka je článkovaná, dutá, s praslenovitým rozkonárením a cievnymi zväzkami v kruhu okolo centrálnej dutiny.

Kde sa vytvárajú výtrusy u prasličiek?

Výtrusy sa vytvárajú v výtrusniciach na sporangioforoch, ktoré tvoria vrcholové klasy.

Čím sú pokryté bunkové steny pokožky prasličiek?

Oxidom kremičitým – ten ich spevňuje.

Ako prebieha vývoj prasličky roľnej (Equisetum arvense)?

Na jar vyrastie hnedastá plodná byl, ktorá po vypadaní výtrusov odumiera. Potom vyrastie neplodná zelená byl.

V ktorom období dosiahli prasličkorasty svoj najväčší rozvoj?

V karbóne, kde rástli aj ako stromy vysoké 20 – 30 m.

Aké sú príklady prasličiek podľa biotopu?

• Praslička roľná – vlhké polia, záhrady

• Praslička lesná – lesy

• Praslička močiarna – močiare, vlhké miesta

Podľa ktorých znakov vieš rozoznať prasličky od iných rastlín?

• Článkovaná dutá stonka

• Praslenovité rozkonárenie

• Supinovité listy zrastené do pošiev

• Výskyt výtrusnic na štítkovitých sporangioforoch

• Obsah oxidu kremičitého v pokožke

Porovnanie významu jarnej a letnej byle prasličky roľnej

• Jarná byl:

  • hnedastá, plodná

  • vyrastá z podzemku skoro na jar

  • tvorí výtrusy, po ich vypadaní odumiera

• Letná byl:

  • zelená, neplodná

  • vyrastá neskôr z rovnakého podzemku

  • zabezpečuje fotosyntézu a výživu rastliny

Čo sú sporangiofory?

Sú to nosné útvary výtrusníc na vrchole stonky, tvoria klas.

Ako sa v priebehu vývoja menili?(sporangiofory)

• Vyvinuli sa z stonkových orgánov, nie z listov.

• V histórii vývoja boli čoraz viac špecializované na nesenie výtrusníc

Majú vzťah k listovým orgánom?(sporangiofory)

Nie. Sporangiofory vznikli zo stonky, nie z listov, takže nie sú priamym listovým orgánom

Aký je všeobecný vzhľad sladičorastov?

Sú to prevážne byliny, menej často dreviny, zvyčajne s podzemkami husto porastenými koreňmi.

Ako vyzerajú listy sladičorastov?

Sú často veľké, perovito zložené, v mladosti špirálovito zvinuté (na ochranu delivých pletív), porastené trichómami.

Kde sa nachádzajú výtrusnice u sladičorastov?

Na spodnej strane listov, zoskupené do kôpok (sorusov), ktoré sú často chránené blanitou zásterkou.

Ako vyzerajú prvostielky (prvorasty) sladičorastov?

Sú lupienkovité, zelené, pri rôznospórnych typoch veľmi zredukované a vyvíjajú sa vo vnútri materskej spóry.

Odkiaľ sa sladičorasty vyvinuli a kedy?

Pochádzajú z ryniorastov, objavili sa v devóne. Niektoré druhy vrcholili v karbóne, iné v druhohorách (vývoj trvá dodnes).

Čo vieme o fosílnej podtriede prvosladičov (Protopteridiidae)?

Bola vývojovým základom pre sladičorasty aj semenné rastliny.
Mali krovitý vzrast, vidlicovité stonky a listy s neúplne vyvinutou čepeľou (napr. Protopteridium, Cladoxylon).
Žili od spodného devónu do permu.

Prečo sú z vývojového hľadiska dôležité fosílne prvosladičové (Protopteridiidae)?

Pretože predstavujú vývojový základ pre všetky ostatné sladičorasty
a zároveň majú vzťah k vývoju semenných rastlín.
Ich znaky (napr. vidlicovité stonky, neúplne vyvinutá čepeľ listov) naznačujú prechod medzi nižšími výtrusnými rastlinami a vyššími semennými.

Sú výtrusnice všetkých sladičorastov rovnakého typu?

Nie celkom – aj keď sú často podobné, v texte sa spomína, že:
„pri rôznovýtrusných typoch sú prvostielky veľmi redukované a vyvíjajú sa vo vnútri materských spór.“
To znamená, že existujú aj rôznovýtrusné (heterospórne) druhy sladičorastov, ktoré sa odlišujú od bežných (rovnovýtrusných) typov.

Ako sa v našom prehľade delí trieda sladice (Polypodiopsida)?

Deli sa na niekoľko podtried, z ktorých najpočetnejšia je podtrieda sladičové (Polypodiidae) obsahujúca byliny aj stromovité druhy.

Ktorá papraď je najznámejšia z lesných druhov a aké má listy?

Najznámejšia je papraď samčia (Dryopteris filix-mas) s až 1 m dlhými, jednoducho perovito zloženými listami. Kôpky výtrusníc (sorusy) má kryté blanitou zásterkou.

Ktorá papraď má jemnejšie listy a trichómové kôpky výtrusníc kryté zásterkou?

Papraďka samičia (Athyrium filix-femina), ktorá má jemnejšie listy a čiarovité kôpky výtrusníc.

Aký tvar majú listy a kde rastie perovnik pštrosí (Matteuccia struthiopteris)?

Má tvarovo rozdielne listy – mladé a plodné – a rastie v lesoch a pobrežných húštinách.

Kde rastie sladič obyčajný (Polypodium vulgare) a aké má listy?

Rastie v lesoch, najmä na skalných bralách. Má perovito strihané listy s okrúhlymi kôpkami výtrusníc bez zásterky.

Aká je najväčšia papraď a kde rastie?

Najväčšia je orličník obyčajný (Pteridium aquilinum) s listami až 2 m dlhými. Rastie na okrajoch lesov, krovinách, stráňach a pasienkoch.

Do ktorej podtriedy patria vodné sladičorasty a kto je významným zástupcom?

Patrí do podtriedy Marsileidae, významným zástupcom je marsilea štvorlistá (Marsilea quadrifolia).