Životní cyklus rostliny se skládá ze tří po sobě jdoucích fází:
- narození;
- vývoj;
- reprodukce.
Může to být jednoduché nebo složité. Příkladem jednoduchého cyklu je chlorella, která se rozmnožuje sporami. Tato zelená řasa se rozvíjí a stává se schránkou pro 4–8 autospor, které rostou uvnitř mateřského organismu a pokrývají se vlastní membránou. Ale mezi rostlinami je běžnější složitý vývojový cyklus, který se skládá ze 2-3 jednoduchých.
Funkce životního cyklu rostlin
Důležitou vlastností všech živých věcí je schopnost reprodukce. Způsob reprodukce probíhá:
- sexuální (hry);
- asexuální (výtrusy);
- vegetativní (část těla).
Ve složitých cyklech během sexuální reprodukce existuje vždy několik samostatných fází gamety a zygoty. Gameta je zralá pohlavní buňka s haploidní (obyčejnou) sadou chromozomů. Zygota s diploidní (dvojitou) sadou vzniká spojením dvou gamet. Zygota se vyvine ve sporofyt, kterýprodukuje haploidní spory. Ze spór - gametofyt, který je samčí a samičí.
Za příklad si můžeme vzít izosporózní kapradinu, která má dvě formy jedinců – kapradinu samotnou (sporofyt) a její růst (gametofyt). Klíček je potomek dospělých kapradin. Existuje velmi krátkou dobu, ale zvládá porodit jediného velkolistého jedince. Životní cyklus rostliny díky této vlastnosti rozmnožování sestává ze střídání generací: od dospělé kapradiny k růstu a znovu k dospělé kapradině.
Metody reprodukce
Většina rostlin se rozmnožuje pohlavně. V tomto případě se ze zygoty po oplození a spojení gamet (syngamie) vytvoří nový organismus. Partenogeneze - rozmnožování bez oplodnění - také odkazuje na sexuální metodu: dceřiný organismus je tvořen z izogamety, díky níž jsou izogamety a spory příbuzné. Pohlavní rozmnožování je téměř vždy kombinováno s jinými metodami - vegetativní nebo asexuální, protože samo se vyznačuje nízkou produktivitou.
Zároveň se tato metoda a nepohlavní rozmnožování vyskytují u kapradin a ve spojení s vegetativní variantou - u některých řas. U semenných rostlin dochází k tvorbě zárodečné buňky z jedné dceřiné zygoty, v důsledku čehož tento proces připomíná spíše reprodukci než reprodukci.
Při nepohlavním rozmnožování se tvoří zoospory - buňky bez buněčné stěny, které jsou u mnohobuněčných rostlin ve speciálních sporangiích anepohyblivé buňky – aplanospory. Nezávisle na tom je tento způsob reprodukce v přírodě velmi vzácný. Obvykle se kombinuje se sexuálním nebo vegetativním.
Existují 2 typy spór: mitospory, které se vyskytují během nepohlavního rozmnožování, a meiospory, které vznikají během pohlavního rozmnožování. Mitospory se objevují mitózou a výsledkem je jedinec podobný matce. Meiospory vznikají meiózou při klíčení zygoty nebo ve sporangii. Většina rostlin se vyznačuje oběma způsoby rozmnožování, díky nimž se získávají dvě různé formy jedinců.
Metoda vegetativního rozmnožování
U vegetativní varianty rozmnožování dochází k dělení na akinety – silnostěnné buňky. Spočívá v oddělení nějaké jeho části od matečného louhu – plodiště nebo tělíska. Některé nižší rostliny se tímto způsobem rozmnožují, včetně sargasso, hnědých a červených řas. I kvetoucí rostliny, jako je okřehek, se rozmnožují vegetativně. Některé z nich tvoří plodové pupeny, které padají na zem a tam se zakořeňují. Také pupeny se mohou odvětvit a oddělit od mateřské rostliny. U krytosemenných rostlin je vývoj výhonků pod zemí z oddenku velmi častý.
Rozmnožování rostlin
Jedním z posledních stádií reprodukce je rozmnožování rostlin. V přírodě mohou existovat 3 možnosti usazení: embrya, spory a semena. V extrémně vzácných případech může dojít k šíření pomocí zygot. Více K. Linné spojoval distribuci semen a spór s myogamními a fanerogamními rostlinami. Druhý typ zahrnoval skupinu nahosemenných a krytosemenných a první typ zahrnoval všechny ostatní skupiny, včetně řas, mechů a kapradin.
Metody rozmnožování rostlin prošly dlouhou evoluční cestou od vegetativní k asexuální a sexuální. Nyní je dělení rostlin na výtrusné a semenné rostliny spojeno nikoli s distribucí, ale s reprodukcí. Metoda semen vyniká v samostatné skupině, protože je považována za kombinaci reprodukce sporami a gametami. Množení semeny zahrnuje několik fází: tvorbu zygot, gamet, spor, embryí a semen a také šíření rostlin.
Střídání generací
Život rostlin v podobě dvou různých generací může mít různé názvy: změna forem vývoje, střídání generací atd. Změna velké kapradiny a výhonku u izosporické kapradiny je příklad střídání generací, poznamenaných fázemi dospělosti jednotlivých forem. Tyto dvě formy jsou vzhledově tak odlišné, že je těžké v nich rozpoznat stejnou rostlinu. Růst kapradiny je pouhým okem velmi obtížně viditelný. U krytosemenných rostlin je analogem výrůstku zárodečný váček, který je extrémně malý a skrytý v hlubinách květu. Mezi některými skupinami řas jsou tyto formy jedinců vzhledově podobné, ale zcela se liší biologickými vlastnostmi. Ke střídání generací dochází téměř u všech vyšších rostlin a evolučně vyvinutých řas.
Životní cykly vyšších rostlin
Životní cyklus vyšších rostlin, s výjimkou mechorostů, je charakterizován skutečností, že gametofyt je špatně vyvinutý a sporofyt zabírá většinu životního cyklu. Mechorosty se vyznačují tím, že sporofyt se vyvíjí uvnitř samičího pohlavního orgánu a je v nepřetržitém spojení s gametofytem. V případě listnatých mechů to vypadá jako schránka výtrusů rostoucí z vrcholu gametofytu.
Zbytek vyšších rostlin má výrazné sporofyty, což jsou velké a složité mnohobuněčné organismy s orgány, jako jsou listy, stonky a kořenové systémy. Většina rostlin, které si člověk vybaví, když se řekne přesličky, kapradiny nebo jiné skupiny, jsou sporofyty.
Životní cykly kvetoucích rostlin
Evolučně nejprogresivnější jsou kvetoucí rostliny. Životní cyklus kvetoucích rostlin se vyznačuje tím, že embryo je často schopno vyvinout se z neoplozeného vajíčka (apomixis). Převládající formou kvetoucích rostlin je heterosporózní sporofyt, což je rostlina s listy a stonkem. Samčí gametofyt je zastoupen pylovým zrnem a samičí gametofyt zárodečným vakem (vyvíjí se rychleji než u nahosemenných). Orgánem pohlavního i nepohlavního rozmnožování je upravený výhonek - květ. Rudimenty semen jsou chráněny stěnami vaječníku. Životní cyklus vývoje rostlin této skupiny končí po oplození a vytvoření semene, ve kterém má embryo zásobu živin a není závislé navnější faktory.
Životní cykly nahosemenných a krytosemenných
Skupina nahosemenných rostlin zahrnuje zástupce jehličnatých stromů a keřů. Většina z nich má upravené jehlicovité listy. Životní cyklus nahosemenných rostlin se liší v tom, že mikrospory (pyly) se tvoří v malých samčích šiškách (prašníky) a megaspory - u žen (vajíček). Samčí gametofyt se tvoří z mikrospor a samičí gametofyt z megaspory. Životní cyklus rostliny z této skupiny se liší tím, že k oplodnění dochází pomocí větru, který dodává pyl do vajíček. Poté se uvnitř vajíčka začne vyvíjet embryo a z něj se vytvoří semeno. Leží na semenných šupinách a není ničím zakrytý. Semeno produkuje nový sporofyt, ze kterého vyroste nová rostlina.
Životní cyklus krytosemenných rostlin se liší v tom, že tato skupina má květ, ve kterém se tvoří spory a dochází k oplození gametofytů a vývoji semen. Zvláštnost této skupiny je v ochraně semen, která jsou ukryta uvnitř plodu a chráněna před vlivy vnějšího prostředí.
Životní cyklus výtrusných rostlin
Výtrusné rostliny nekvetou, proto se jim také říká nekvetoucí. Jsou ve dvou kategoriích:
- vyšší (kapradí, přesličky, mechy, klubové mechy);
- spodní (řasy, lišejníky).
Životní cykly výtrusných rostlin mohou v závislosti na druhu probíhat sexuálně nebo nepohlavně. Nejsouschopný pohlavně se rozmnožovat bez účasti vodního prostředí. Gametofyt se používá pro sexuální reprodukci a sporofyt se používá pro nepohlavní reprodukci. Existují dvě podskupiny sporových rostlin: haploidní a diploidní. Do haploidní podskupiny patří mechy, přesličky a kapradiny, u kterých je gametofyt vyvinutější a sporofyt se tvoří ve formě výrůstku. Haploidní podskupina se liší tím, že sporofyt v ní má podřízené postavení.
Životní cykly rostlin: schémata
Mechy jsou zástupci primitivních druhů vyšších rostlin. Mají velmi podmíněné rozdělení těla na stonek a listy namísto kořenů - vláknité rhizoidy. Rostou na bažinatých, vlhkých místech a velmi silně odpařují vlhkost. Rozmnožují se pohlavně, sporofyt závisí na gametofytu, spory se tvoří ve speciální schránce, která je umístěna nad gametofytem a je s ním spojena.
Zástupci kapradin mají velké zpeřené listy (sporangia jsou umístěny na spodní straně). Rostlina má výrazný kořenový systém a list je ve skutečnosti větvový systém nazývaný vějířovitý nebo předras. Životní cyklus rostliny ze skupiny kapradin se skládá ze dvou fází: sexuální a nepohlavní.
Sexuální fáze nastává za účasti gamet a asexuálních - spór. Asexuální generace začíná diploidní zygotou a sexuální generace začíná haploidní sporou. Změna těchto fází je hlavní částísmyčka.
