4. Výtrusné rostliny

NIŽŠÍ ROSTLINY

• převážně autotrofní rostliny (přeměňují organické látky na anorganické)

• obsahuje v tylakoidech chloroplastů

  • chlorofyl a

  • chlorofyl b (zelené rostliny)

- chlorofyl d (ruduchy)

• tělo řas tvoří stélka bez vodivých cévních svazků; buď jednobuněčná nebo mnohobuněčná

• druhy stélek:

1. bičíkatá (např. pláštěnka)

• nejjednodušší, jednobuněčná

• kryto pelikulou (tenká vrstva cytoplazmatické membrány), celulózní buněčnou stěnou nebo bez krytí

• je-li v buňce plastid, je v něm i světločivná skvrna (stigma)

• sladkovodní druhy mají i pulzující vakuolu (osmoregulační funkci - regulace stálosti koncentrace soli uvnitř těla vůči okolí)

• na předním konci 1 nebo více bičíků

2. kokální (např. zelenivka)

• jednojaderná, jednobuněčná

• na povrchu je buněčná stěna

• nemá pulzující vakuolu ani stigmu

• v mladé buňce - miskovitý tvar chloroplastu

• ve starší buňce - chloroplast tvoří celý povrch kromě malého otvoru

3. trubicovitá/sifonální (např. řasa)

• tvoří jí jediná velká mnohojaderná buňka s buněčnou stěnou

4. trichální (např. kadeřnatka)

• vláknitá mnohobuněčná stélka

• z jednojaderných buněk s buněčnou stěnou

5. sifonokladální (např. žabí vlas)

• mnohobuněčná z mnohojaderných buněk 

6. pletivná (např. parožnatka)

• mnohobuněčná stélka

• tvoří jí kauloid -> lodyžka, nepravý rostlinný orgán

• k podkladu přirůstá pomocí rhizoid (pakořínek)

ROZMNOŽOVÁNÍ ŘAS = METAGENEZE (RODOZMĚNA)

• střídání pohlavní a nepohlavní generace

• převládá gametofyt (pohlavní) na sporofytem (nepohlavní)

  •  GAMETOFYT = haploidní buňka

•  vznikají gametangia -> z nich gamety (pohlavní buňky)

  • gamety, které se liší pouze fyziologicky, jsou izogamety (splývání izogamet -> izogamie)

  • gamety, které se liší velikostí, jsou anizogamety (splývání anizogamet -> anizogamie)

  • samičí gameta, neschopná pohybu, je vaječná buňka "oosféra"

•  “oogamie” -> splynutí oosféry s spermatozoidem vzniká zygota

•  jejím dělením vzniká diploidní sporofyt, na kterém se tvoří sporangia (výtrusnice)

• v nich meiózou vznikají haploidní výtrusy (spory)

  • nepohyblivé spory jsou aplanospory, pohyblivé zoospory

• z nich vyrůstá gametofyt

• Dělení nižších rostlin:

1. RUDUCHY (ČERVENÉ ŘASY)

• nejstarší rostliny na Zemi

• nedošlo u nich k vytvoření bičíků (izolovaná větev)

• řasy s jednobuněčnou i mnohobuněčnou stélkou (trichální, pletivná)

• barviva:

  • chlorofyl a + d; fykocyan; fykoerytrin; β-Karoten

  • zbarvení je proto od modrozelena do jasně červena

• buněčná stěna: pektiny + celulóza

• zásobní látka: škrob

• rozmnožování:

  • jednobuněčné - dělení

  • ostatní - metageneze

• výskyt: teplá moře, i ve větších hloubkách (nepotřebují velké množství světla)

• význam: agar -> potravinářství, výroba papíru, laboratoře pro tvorbu živných půd

• zástupci: 

  •  puchratka kadeřavá (vařením se mění na rosol)

  • potěrka (vyskytuje se v čistých horských vodách)

2. ZELENÉ ŘASY

• velmi druhově početná skupina

• vyskytují se zde všechny typy stélek

• barviva:

  • chlorofyl a + b

  • karoten

  • xantofyly

• buněčná stěna: převážně celulóza

• zásobní látka: škrob

• chloroplasty obsahují pyrenoid 

  • bílkovinné tělísko s vysokým obsahem enzymu rubisco

1. Zelenivky

• bičíky jsou v počtu 2-4, stejně dlouhé

• žijí volně, v koloniích nebo cenobiích

  • kolonie - soubor buněk jedné nebo více generací, ve slizovém obalu

  • cenobia - složitější buněčné soubory, pravidelně uspořádáné, pouze 1 generace

• Zástupci:

  • pláštěnka, váleč, zrněnka, zelenivka

  • chlorokokální řasy

    • zákaly stojatých vod, studium fotosyntézy, genetické pokusy

    • před vytvořením spor se jádro mateřské buňky několikrát mitoticky dělí

    • vzniká mnoho dceřiných jader

    • buněčná stěna praskne a uvolní nové spory, které dorostou v nové mateřské buňky

    • za nepříznivých podmínek - hypnospory s tlustou buněčnou stěnou

2.  Kadeřnatkovité, žábovlasité, trubicovkovité

•  jednojaderné buňky, trichální stélka (v každé buňce jeden chloroplast s pyrenoidem)

• zástupci:

  • porost locikový 

    • potravinářství - mořský salát

  • kadeřnatka

    • nepohlavně:

      • ze čtyřbičíkatých zoospór vyrůstá gametofyt (n), který přisedá bazální buňkou k podkladu

    • pohlavně:

  •  po kopulaci gamet vzniká pohyblivá zygota (2n), která se změní na nepohyblivou tloustostěnnou zygosporu

  •  z ní vyklíčí sporofyt a meiotickým dělením vznikají haploidní vlákna (gametofyty)

3. Parožnatky

• nejsložitější zelené řasy

• vývojově přechodná skupina mezi zelenými řasami a vyššími rostlinami

• pletené stélky, upevněné rhizoidy v substrátu

• buněčná stěna je často obalená uhličitanem vápenatým

• zástupci:

  • parožnatka

    • bez nepohlavního rozmnožování

    • vegetativně se rozmnožuje rozpadem stélky či rozmnožovacími tělísky 

VYŠŠÍ ROSTLINY

• vyvinuly se z řas, někdy v období kambria (prvohor)

  • před tím pouze vývoj ve vodě

• vynesením sporů a gamet na souš a postupnou evolucí ve tvorbě kořenů, čímž mohli rostliny čerpat vodu a živiny z půdy, se vytvořili první suchozemské rostliny

• začali se vyvíjet pletiva vodivá, zpevňovací a krycí

1. RHYNIOPHYTA

• nejjednodušší známé vyšší rostliny, již vyhynulé, první suchozemské rostliny

• stavba (tvoří je pouze stonek)

  • rhizomoid = podzemní část stonku mající funkci jednoduchého kořene

  • mezomy = nadzemní část rostliny, vidličnatě se větví

  • telomy = koncové části 

    • sterilní = asimilační funkce

    • fertilní = zakončené výtrusnicemi

• izomorfická rodozměna (gametofyty a sporofyty jsou stejně velké a mají stejný tvar)

  • nepohlavní - sporofyt (2n) s výtrusnicemi 

    • meiozou vznikají nepohyblivé výtrusy (n) - v gametofyty (n)

      • pelatky (antheridia) - samčí gametangia

      • zárodečníky (archegonia) - samičí gametangia

    • mitótou vznikají samčí a samičí gamety

  • pohlavní - splynutím vzniká zygota (2n) -> vyrůstá sporofyt (2n)

2.  MECHOROSTY

• převaha gametofytu nad sporofytem (G - celý ten mech, S - štět s tobolkou)

• zelené výtrusné rostliny, známe již v karbonu (období prvohor)

• lupenitá stélka = tělo (není rozlišení na stonek a listy) - vývojově nejpůvodnější 

• vývojově starší -> příchytný vlákna (rhizoidy), lodyžka (kauloid), lístky (fyloidy)

• některé druhy mají provazce protáhlých buněk v kauloidu (rozvod vody a živin)

• Rodozměna

  • pohlavní

    • samčí gametangia (pelatky) se spermazoidy; samičí gametangia (zárodečníky) s vaječnými buňkami

    • -> oplození probíhá ve vlhkém prostředí —> —> vznik zygoty

• nepohlavní

  • sporofyt = štět s tobolkou; zde vznikají meiozou výtrusy (n), z nich  prvoklíček (n);  začne se vyvíjet stélka a opět vzniká gametofyt s gametangii

• Rozdělení

1. Játrovky

• dvoudomé gametofyty

• zástupce: porostnice mnohotvárná

2. Mechy

• gametofyty jednodomé i dvoudomé

• rostou pospolitě (spolu)

• zástupci: rašeliník (z odumřelých částí se vytváří vrstvy rašeliny)

• význam: chrání půdu před erozí, ovlivňuje vodohospodářský režim krajiny (při suchu udržují vodu)

3. Hlevíky

3. KAPRAĎOROSTY

• stále převaha G nad S (sporofyt však začíná přijímat roli dominantního stádia)

1. Plavuně

• pravděpodobně z primitivních rhyniophytů

• největší rozmach v karbonu; přežily jen typy bylinného vzrůstu

• zástupci: Plavuň vidlačka

• výtrusy jsou na spodní části listů = kupky

• rodozměna: převládá sporofyt nad gametofytem

  • sporofyt - trvalá vždyzelené bylina s vidličnatě větveným stonkem (2n), při zemi

    • adventivní kořeny

    • obsahuje pouze cévice

    • asimilační lístky na stonku

    • výtrusné lístky = sporofyly; meiózou vznikají výtrusy

  • z výtrusu klíčí jednodomý prokel = gametofyt, který nese pelatky i zárodečníky

  • mitózou vznikají gamety, po oplození vaječné buňky vzniká sporofyt

2. Přesličky

• rostliny bylinného vzrůstu, též pocházejí z rhyniophyt

• zástupci: přeslička rolní (léčivé), přeslička lesní, přeslička poříční

• význam: odvary se používají jako postřiky proti houbovým chorobám a roztočům rostlin

• rodozměna:

  • sporofyt - vytrvalá nezelená jarní lodyha s výtrusným klasem

    • po vyprášení výtrusů oddenek usychá

    • haptery - útvary nacházející se na výtrusech, které se při změně vlhkosti proplétají

  • vzniká dvoudomý gametofyt (rozlišené shluky výtrusů)

    • samčí  prokel s pelatkami (uvnitř mnohobičíkaté spermatozoidy)

    • samičí prokel se zárodečníky (uvnitř vaječné buňky)

  • po oplození vzniká zygota (2n) -> sporofyt

3. Kapradiny

• byliny nebo dřeviny 

• nečlánkovitý (často zakrnělý) stonek a velké složené listy

• vyvinuly se z rhyniophyt

• pro všechny typická heteromorfní rodozměna

  • sporofyt a gametofyt se liší velikostí a tvarem

  • sporofyt (bylina/dřevina) je větší než gametofyt (prokel - jednodomá/dvoudomá stélka malinkých rozměrů)

• složené listy - asimilační i výtrusná funkce

• zástupci: kapraď samec, papratka samičí, hasivka orličí, osladič obecný, žebrovice různolistá, nepukalka vzplývavá (vodní kapradina)

• rodozměna:

  • sporofyt - kapradina přetrvává zimu v zemi plazivým oddenkem, hustě porostlým adventivními kořeny

  • z oddenku vyrůstají složené listy

    • na rubu: kupky výtrusnic (2n), chráněné ostěrami

  • v suchém počasí uniká voda → pnutí způsobí protržení výtrusnice

  • vysypou se výtrusy vytvořené meiozou (n)

  • z výtrusu vyklíčí jednodomý prokel srdčitého tvaru (samčí i samičí gametofyt), nese samčí i samičí gametangia s gametami (n)

  • po oplození vzniká nový sporofyt klíčící výtrusným listem