Post on 06-May-2020
Anatomie, histologie a embryologie
Témata:
- Embryogeneze a sexuální rozmnožování rostlin
- Vegetativní a generativní cykly semenných rostlin
- Základní strukturní a funkční organizace generativních orgánů rostlin
Morfologická organizace rostlin ve vegetativní fáze
Individuální vývoj rostlin (ontogeneze)
Životní cyklus vyšších rostlin má 4 fáze vývoje:
1. Embryonální fáze – od vzniku zygoty až po dozrání semene
2. Vegetativní fáze – začíná klíčením semene, pokračuje vytvářením vegetativních
orgánů (kořen, stonek, listy), pak rozmnožovacích orgánů
3. Generativní fáze (rozmnožovací) - fáze dospělosti
4. Stárnutí a úhyn - zastavení rozmnožování, odumírání orgánů, katabolické děje
Embryogenéza a post-embryonálny vývin
u rastlín:
dve vývinové fázy, ktoré sú časovo a vývinovo oddelené.
Prvé štádium: vytvorenie embrya so základnou organizáciou plánu tela a vzoru budúcej
organizácie diferenciácie pletív. Vytvorí sa longitudinálna a radiálna organizácia embrya
vrátane protomeristémov, ktoré sa podielajú na zakladaní a diferencovaní všetkých
orgánov rastliny v postembryonálnom vývine
Druhé štádium: aktivita meristémov, vytvárajú sa, rastú a diferencujú primordiá orgánov
- Organizácia tela rastliny je rozoznatelná už v štádiu zrelého embrya
- Ked je vzor založený, za ďalší vývin rastliny sú zodpovedné meristémy
Organogenéza u rastlín je vývinovo separovaná
od embryogenézy
Apical
Basal
Embryonic development
Morfologická organizace rostlin při ontogenezi
- embryo roste a mění se v semenáč
- vývoj kořene, stonky, listů a všech odnoží (větvení)
- vstup do reproduktivní fázy, vývoj květů a květenství
Etapy ontogenetického vývoje cévnatých rostlin
Období embryonální:
- první buňku sporofytu představuje diploidní zygota, jež vznikla splynutím samčí
gamety (spermatozoid nebo buňka spermatická) a gamety samičí (oosféra).
- Mitotickým dělením zygoty vzniká embryo (zárodek). U rostlin, které nedosáhly
vývojového stupně semennosti je embryo bezprostředním základem sporofytu.
- U rostlin semenných je embryo součástí semene, z něhož teprve po určité době
(období dormance) vyrůstá mladý sporofyt.
Střídání gametofytu (pohlavní generace) a sporofytu
(nepohlavní generace)
Cévnaté rostliny představují systematickou skupinu u nichž v ontogenetickém vývoji
převažuje sporofyt (nepohlavní, většinou diploidní generace produkující spory) nad
gametofytem (pohlavní, většinou haploidní generace produkující gamety).
Pro fylogenetický vývoj cévnatých rostlin je charakteristická postupná redukce
gametofytu až k jeho úplné závislosti na sporofytu, jak je tomu u rostlin, které dosáhly
semennosti (Spermatophyta).
Sporofyt cévnatých rostlin (kormus) je rozlišen na vegetativní a generativní orgány
Hierarchické uspořádání sporofytu a gametofytu cévnatých rostlin
•Sporofyt: organizační úrovní představuje dokonale diferencované rostlinné tělo
(kormus). Kormus je tvořen systémy pletiv, jež utvářejí dokonalé orgány.
•Gametofyt: organizační úrovní představuje stélku (thalus).
- Organizované tělo semenných rostlin představuje sporofyt - fáze životního cyklu
- Sporofyt začíná splynutím gamét a vytvořením jednobuněčné zygoty, která se vyvíjí
v embryo v procese zvaném embryogeneze
- Embryogeneze zakládá organizaci těla celé rostliny
Střídání gametofytu (pohlavní generace) a sporofytu
(nepohlavní generace)
Střídání gametofytu (pohlavní generace) a sporofytu
(nepohlavní generace)
Gametofyt:
• haploidní stélka
• nese gametangia, v nichž se mitotickým dělením tvoří gamety
Sporofyt:
• diploidní stélka
• Nese výtrusnice, v nichž meiotickým dělením vznikají spory
Střídání gametofytu (pohlavní generace) a sporofytu
(nepohlavní generace)
Schéma životního cyklu dvouděložné rostliny Nicotiana tabacum.
Schéma tvorby samčích a samičích spor a gamet.
Schéma životního cyklu dvouděložné rostliny
Pohlavní a nepohlavní rozmnožování
Pohlavní rozmnožování:
• Tvorba gamet → splývání jejich jader
• Kombinování genotypů rodičovských jedinců
Nepohlavní rozmnožování:
• Tvorba haploidních spor jako nepohlavní fáze rodozměny
• VEGETATIVNÍ
1. Pohlavní – amfimixis
–megasporogeneze
–megagametogeneze
–mikrosporogeneze
–mikrogametogeneze
2. Nepohlavní – amixis
3. Apomiktické – apomixis
Pohlavní a nepohlavní rozmnožování
Amixis – nepohlavní rozmnožování
Amiktické, nepohlavní rozmnožování je nejprimitivnějším způsobem rozmnožování, při
němž není organizmus schopen pohlavní diferenciace. Tento způsob rozmnožování je
typický pro nejnižší organizmy, u vyšších rostlin se však může vyskytovat souběžně
s rozmnožováním generativním (pohlavním).
Při nepohlavním rozmnožování vzniká jedna rostlina z jednoho rozmnožovacího
základu, a to buď z rozmnožovací buňky, nebo ze složitější části mateřského těla. Po
oddělení od mateřské rostliny vyrůstají z tohoto rozmnožovacího základu přímo noví
samostatní jedinci, kteří vznikli pouze mitotickým dělením buněk. U rostlin se tento
způsob rozmnožování nazývá vegetativní.
Amfimixis – pohlavní rozmnožování
Amfimixie je pohlavní rozmnožování, které představuje evolučně progresivnější
reprodukci potomstva. Jeho předností je zajištění genetické rozmanitosti zabezpečující
přizpůsobení organizmů vnějšímu prostředí.
Pro tento způsob rozmnožování je typická tvorba diferencovaných reprodukčních orgánů
a střídání pohlavní haploidní generace (gametofytu), produkující gamety, s nepohlavní
diploidní generací (sporofytem).
U nižších rostlin převažuje fáze gametofytu nad sporofytem, zatímco u vyšších rostlin je
tomu naopak.
U krytosemenných rostlin jsou generativní orgány součástí specifické části rostliny –
květu. Samičím pohlavním orgánem je pestík (pistillum) vznikající srůstem jednoho
nebo více plodolistů (megasporofylů). Pestík je obvykle rozlišen na semeník (ovarium),
čnělku (stylus) a bliznu (stigma).
Apomixis
Apomiktický způsob rozmnožování je považován za fylogeneticky nejmladší, odvozený
od pohlavního rozmnožování. Apomixie je nepohlavní způsob rozmnožování semeny, při
kterém nový jedinec vzniká bez splynutí samčích a samičích gamet (tj. bez syngamie)
a nevyvíjí se tedy ze zygoty.
Plant Classification
• Non Flowering
– Ferns
– Cone-Producers (Conifers)
• Flowering
– Monocots
– Dicots
• Sporofyt převažuje nad gametofytem
• Nedokonale chrání vajíčka, která vyrůstají na bázi nebo okraji plochých plodolistů
• Do této skupiny patří vyhynulé rostliny lyginodendrové, cykasy (plodolisty - megasporofyly a tyčinky - mikrosporofyly tvoří oddělené soubory), jinany (tyčinky vyrůstají z brachyblastů) a hlavně jehličnany
Rostliny nahosemenné
• Rozmnožovací orgán je květ
• Vajíčka jsou ukryta v semeníku
• Probíhá dvojí oplození
Rostliny krytosemenné
• Květní části jsou uloženy v květním lůžku
• Květní obaly:
ROZLIŠENÉ – kalich
koruna
NEROZLIŠENÉ – okvětní plátky, okvětí
• Tyčinka - ♂: nitka prašník
• Pestík - ♀: blizna
čnělka
semeník
Květ
Květ
Květ
Květ
Květ
• Různé typy květů:
1. Třešeň
2. Jahodník
3. Prvosenka
•Souměrnost
květů:
•1.Souměrný
•2. Pravidelný
•3. Nesouměrný
•4. Bisymetrický
Různé typy květenství
Monocots
• Leaves have parallel Veins
• Fibrous Roots
• Flower parts in 3’s
• Seed has one part (cotyledon)
• Vascular bundles are scattered
Dicots
• Leaves have branched Veins
• Tap Roots
• Flower parts in 4’s & 5’s
• Seed has two parts (cotyledons)
• Vascular bundles are in a ring
Flowers
• Flower Types:
– Perfect Flower: Has both male and female parts
– Imperfect Flower: A flower that is missing either male or female parts
– Complete Flower: Flowers that have sepals, petals, pistils, and stamens
– Incomplete Flowers: When a flower is missing sepals, petals, pistils, or stamen.
– Imperfect Flowers are always incomplete. Incomplete flowers may or may not be imperfect
Typy pohlaví jednotlivých květů Oboupohlavný (obojaký, hermafroditní, hermaphroditus) – květ, který má jak tyčinky,
tak i jeden nebo několik plodolistů
Tyčinkový (samčí, masculum) – květ, který má pouze tyčinky a nemá plodolisty
Pestíkový (samičí, feminus) – květ, který má pouze plodolisty a nemá tyčinky
Typy pohlaví jednotlivých rostlin
Oboupohlavná (obojaká, hermafroditní, hermaphroditus) – rostlina, která má pouze
oboupohlavné květy
Jednodomá (monoecická, monoická, monoecious) – rostlina, která má jak tyčinkové,
tak pestíkové květy
Dvoudomá (dioecická, dioická, dioecious) – skupina, která má samčí a samičí rostliny,
(Bryonia dioica, Melandrium album, Silene alba, Humulus lupulus)
Samčí (androecická, androecious) – rostlina, která má pouze tyčinkové květy
Samičí (gynoecická, gynoecious) – rostlina, která má pouze pestíkové květy
Andromonoeická (andromonoecious) – rostlina, která má jak oboupohlavné, tak
tyčinkové květy (Veratrum album, Astrantia major)
Gynomonoeická (gynomonoecious) – rostlina, která má jak oboupohlavné, tak
pestíkové květy (Paraetaria officinalis)
Trimonoeická (trimonoecious) – rostlina, která má tři typy květů: oboupohlavné,
tyčinkové a pestíkové (Saponaria ocimoides)
Agamonoeická (agamonoecious) – rostlina, která má vedle oboupohlavných květů ještě
květy bezpohlavné se zakrnělými nebo abortovanými tyčinkami a semeníky (Viburnum
opulus)