Rychlokurz biologie
Rychlokurz biologie (18/18) · 9:16

Sexuální život bezcévnatých rostlin Bezcévnaté rostliny mají zvláštní vlastnosti i zvyky. Svůj reprodukční cyklus podědili od řas, ale zdokonalili jej tak, že jej využívají i vyšší rostliny.

John: Rostliny, jste seznámení s jejich prací. Přeměňují všechen oxid uhličitý, který nechceme, na kyslík, který chceme. Jsou okolo nás mnohem déle než živočichové. Rostliny, které můžeme vidět dnes, se pravděpodobně vyvinuly z jednoho jediného druhu řasy, která se vyplavila na břeh asi před 1,2 miliardy let a z tohoto jednoho malého druhu řasy, se vyvinulo půl milionů druhů rostlin, které dnes známe. Ale samozřejmě, nic z toho se nestalo před noc. Ani ne před 475 miliony lety se začaly vyvíjet první rostliny a byly velmi jednoduché, neměly mnoho rozdílných druhů tkání. Potomci těchto rostlin tu stále žijí s námi. Jsou to bezcévnaté rostliny, játrovky a hlevíky, a nejlepší kamarádi všech, mechy. Mmm, načechrané. Jasně, je jasné, že tito chlapíci jsou méně komplikovaní než orchidej nebo dub a pokud řeknete, že jsou méně krásné, nebudete mít tak moc námitek ode mě, ale myslím, že jste se teď naučili dost o biologii, aby jste věděli, že když přijde řada na ty nejjednodušší věci, občas to bývají ty nejbláznivější ze všech. Protože se vyvinuly brzy byly částečně schopné si vytvořit jejich vlastní soubor pravidel, podobně jako to můžeme vidět u archeí, prvků a bakterií. Bezcévnaté rostliny mají některé bizarní rysy a praštěné zvyky, na se zdají tak trochu jako: "Co?!" zvláště, když přijde na jejich rozmnožování. Známá věc o bezcévnatých rostlinách je jejich rozmnožovací cyklus, který zdědily od řas, ale zdokonalily ho do bodu, kdy je využíván všemi rostlinami jedním nebo druhým způsobem. A jsou po ně dokonce stopy i v našem rozmnožovacím cyklu. (hudba) Obecně když mluvíme o rostlinách, mluvíme o těch cévnatých, které mají kořeny, stonky a listy. Tyto kořeny, stonky a listy jsou vlastně pletiva, které transportují vodu a živiny z jedné části rostliny do druhé . Proto mohou cévnaté rostliny stvořit obří sekvoje. Hlavním definujícím znakem bezcévnatých rostlin je, že nemají specializované vodivé pletiva. Jelikož nemají kořeny a stonky, nejsou schopny dosáhnout do půdy pro vodu a živiny. Musí si vzít vláhu přímo přes jejich buněčné stěny a posouvat ji od buňky k buňce pomocí osmózy, zatímco se spoléhají na transport minerálů. Další co mají bezcévnnaté rostliny společné je omezený růst, protože nemají pletiva k pohybu věcí kolem nebo dřevnatá pletiva k podpoře hmoty. Jejich vítězná strategie je držet věci malé a jednoduché, tak malé, že když se na tyto chlapíky podíváte, občas nepoznáte, na co se koukáte. A konečně, bezcévnaté rostliny potřebují vodu k jejich reprodukci. To je pro ně celkem průšvih, protože to znamená, že nemohou přežít v suchých místech, tak jako cévnaté rostliny, ale k tomu se ještě vrátím. Mimo to, bezcévné rostliny jsou rostliny v pravém slova smyslu. Jsou vícebuněčné, mají buněčné stěny z celulózy a využívají fotosyntézy. Všechny bezcévné rostliny jsou označovány jako mechorosty a kdo ví, kolik různých druhů zahrnovaly v minulosti, ale teď můžeme potkat tři oddělení mechorostů. Mechy v oddělení bryophyta, játrovky v oddělení hepatophyta a hlevíky v oddělení anthocerotophyta. Když to dáme dohromady, máme přes 24 000 druhů mechorostů, a to asi 15 000 mechů a 9 000 játrovek, pouze hlevíků je asi 100 druhů. Hlevíky a játrovky, legrační názvy, ale mají jména podle tvarů jejich listů. Z angličtiny horns (parohy) -> hornworts (hlevíky) a liver (játra) pro liverworts (játrovky), zakončeny -worts, v angličtině znamenající bylinky. a víte, jak mechy vypadají. Přesto některé rostliny nazývané mechy, např. tilandsie dlouhá (angl. Spanish moss = mech) na jihu USA a dutohlávka sobí (ang. reindeer moss) rostoucí v tundrách, jsou podvodníci. Jsou to vlastně lišejníky a to nejsou ani rostliny. Nejstarší fosilní fragmenty rostlin jsou podobné játrovkám, ale nikdo neví, které z mechorostů se vyvinuly první, a které pocházejí z kterých. Pouze víme, že něco mechorostům podobné byla první rostlina, která vystrčila svou listovou hlavu do ordovických mokřin. Teď tu mám tyhle super staré bezcévné rostliny, aby nám daly vodítko, jak to rostliny vyvíjely a jak jsem zmínil, nejvýznamější příspěvek do království rostlin a všeho co přišlo po něm, je úžasně komplexní reprodukční cyklus. Rostliny, cévnaté i bezcévnaté mají mnohem komplikovanější sexuální životní cyklus, než u zvířat. U kterých je to proces o jednom kroku. Dvě haploidní gamety, jedna od matky a druhá od otce, se spojí a vytvoří diploidní buňku, která kombinuje genetický materiál obou rodičů. Tahle diploidní buňka se dělí a dělí, dokud, voila, svět není bohatší o sviště nebo kobylku. Rostliny, na druhou stranu spolu s řasami a hrstkou bezobratlých živočichů, vyvinuly cyklus dvou odlišných forem v průběhu jejich života, kdy jedna forma dává vznik té druhé. Tenhle typ reprodukčního cyklu se nazývá rodozměna, jako první se vyvinula u řas a mnoho z nich ji využívá do teď. Nicméně, rozdíl mezi řasami a rostlinami je ten, že u řas obě formy vypadají skoro stejně. Zatímco u všech suchozemských rostlin se formy rodozměny od sebe zásadně liší. Tím myslím, že obě formy dokonce nesdílejí ani stejnou základní rozmnožovací strategii. Jedna generace, gametofyt, se rozmnožuje pohlavně produkcí gamet, vajíček a spermií, což jak víte jsou haploidní buňky, které nesou jeden pár chromozomů, spermie mechorostů je dost podobná té lidské, až na to, že má dva bičíky místo jednoho a má trochu hadovitý tvar. Když se spermie a vajíčko spojí, dají vznik druhé generaci, nazývané sporofyt, která je nepohlavní. Sporofyt sám o sobě je diploidní, takže už má dvě sady chromozomů v každé buňce a také malé kapsle nazývané sporangia, které produkují haploidní rozmnožovací buňky, neboli spóry. Během jeho života zůstává sporofyt připojen k mateřskému gametofytu, který mu poskytuje vodu a živiny. Jakmile se spóry rozptýlí a vyklíčí, naoplátku produkují gametofyty, které opět dají vznik sporofytní generaci a tak pořád dokola. Zvláštní, já vím, ale to je ta zábavná část. Život je podivný, ale to je to, co ho dělá tak skvělým. To znamená, bezcévné rostliny, které všichni poznáme, a jejich zelené listové části, mechů, játrovek a hlevíků, jsou ve skutečnosti gametofyty. Sporofyty můžeme pouze najít zastrčené uvnitř samiček a jsou malinkaté a špatně viditelné. V gametofytní generaci jsou vždy jedinci samčí nebo samičí. Samčí spermie vznikají mitózou v pelatce (antheredium), samčí reprodukční útvar, zatímco samičí gametofyt vytváří vajíčka také mitózou v samčím reprodukčním útvaru, který se nazývá zárodečník (archegonium). Tyhle dva gametofyty mohou být zavěšeny vedle sebe, spermie a vajíčko připraveny na akci, ale nemohou, dokud se do toho nevloží voda. Pojďme do toho přidat kapku vody a udělat si výlet rozmnožovacím cyklem mechorostů, můžeme? Pomocí vody si najde spermie cestu k samičce a poté do vajíčka, kde se obě gamety spojí za vzniku diploidní zygoty, která se dělí pomocí mitózy a vyroste ve sporofyt. Sporofyt roste uvnitř matky až jednoho dne praskne a vzroste z něj dlouhý stonek s malou čepičkou na vrcholu, nazývanou calyptra. Tento ochranný obal je tvořen ze zbylých částí mateřského gametofytu a pod ním jsou tobolky plné tisíců malých diploidních spór. Když tobolky dozrají, víčko odpadne a spóry jsou vystavené vzduchu. Pokud je vlhkost dostatečně vysoká, tobolky vypustí spóry a ponechají je svému osudu. Pokud jedna z nich dosedne na basketbalovém hřišti nebo jinde, prostě zemře na nedostatek vody, ale pokud dosedne na vlhkou půdu, tak vyklíčí v malé vlákno zvané protonema. To dává vznik pupenu, ze kterého vyroste mech, který je pouze kolonií haploidních gametofytů. Tato generace se bude množit a dá vznik sporofytům a dále budou generace pokračovat v rodozměně. Teď, protože bezcévnné rostliny jsou nejméně složitý druh rostlin, jejich rodozměna je tak jednoduchá jak jen to jde, ale u cévnatých rostlin, které mají mnoho druhů různých specializovaných pletiv, se to trochu komplikuje. Např. rostliny, které produkují nahá semena, jako jehličnany nebo ginko, se nazývají nahosemenné a na této úrovni můžeme vidět pyl, který je pouze samčí gametou, která může proplouvat vzduchem. Pyl je povýšen na dal úroveň u krytosemenných nebo kvetoucích rostlin, které jsou nejrůznorodějšími skupinami suchozemských rostlin a také nejpozději vyvinuté. Hlavní rozdíl mezi rodozměnou cévnatých a bezcévných rostlin je ten, že u mechorostů rozeznáme gametofyt jako součást rostliny, mechy nebo játrovky nebo cokoliv, zatímco sporofyt je méně rozeznatelný a menší, ale čím je rostlina komplikovanější, jako cévnaté rostliny, sporofyt se stává dominantní fází, více významnou a rozeznatelnou. Jako květ krytosemenných rostlin, například je vlastně sporofyt. Teď můžu prostě strčit lžíci do té kaše, kterou jsme se právě naučili a zamíchat s ní a zmást vás více, ale do toho se dostaneme, až se začneme bavit o reprodukci cévnatých rostlin. Zda mají velký nápadný sporofyt jako květy, nebo malý, vlhký gametofyt jako mechy, všechny suchozemské rostliny pocházejí z té samé, malé, nepatrné, starodávné, bezcévné rostliny, která prostě vypustila svoje spermie v naději, že najdou nějakou slečnu gametofyt, kterou mohou prohlásit za vlastní a já si myslím, že je to celkem sladké.
video