Životný cyklus rastliny pozostáva z troch po sebe nasledujúcich fáz:
- narodenie;
- development;
- reprodukcia.
Môže to byť jednoduché alebo zložité. Príkladom jednoduchého cyklu je chlorella, ktorá sa rozmnožuje spórami. Počas vývoja sa táto zelená riasa stáva schránkou pre 4–8 autospór, ktoré rastú vo vnútri organizmu matky a sú pokryté vlastnou membránou. Ale medzi rastlinami je bežnejší komplexný vývojový cyklus, ktorý pozostáva z 2-3 jednoduchých.
Funkcie životného cyklu rastlín
Dôležitou vlastnosťou všetkých živých vecí je schopnosť rozmnožovania. Spôsob reprodukcie prebieha:
- sexuálne (hry);
- asexuálne (spóry);
- vegetatívna (časť tela).
V zložitých cykloch počas sexuálneho rozmnožovania existuje vždy niekoľko oddelených fáz gaméty a zygoty. Gameta je zrelá pohlavná bunka s haploidnou (obyčajnou) sadou chromozómov. Zygota s diploidným (dvojitým) súborom vzniká spojením dvoch gamét. Zygota sa vyvinie na sporofyt, ktorýprodukuje haploidné spóry. Zo spór - gametofyt, ktorý je samčí a samičí.
Môžeme si napríklad vziať izosporóznu papraď, ktorá má dve formy jedincov – samotnú papraď (sporofyt) a jej rast (gametofyt). Klíčok je potomstvom dospelých papradí. Existuje veľmi krátko, no podarí sa mu porodiť jediného veľkolistého jedinca. Životný cyklus rastliny v dôsledku tejto vlastnosti reprodukcie pozostáva zo striedania generácií: od dospelej paprade k rastu a opäť k dospelej paprade.
Metódy reprodukcie
Väčšina rastlín sa rozmnožuje sexuálne. V tomto prípade sa po oplodnení a spojení gamét (syngamia) vytvorí nový organizmus zo zygoty. Partenogenéza – rozmnožovanie bez oplodnenia – sa vzťahuje aj na sexuálnu metódu: dcérsky organizmus sa tvorí z izogaméty, čím sú izogaméty a spóry príbuzné. Sexuálne rozmnožovanie sa takmer vždy kombinuje s inými metódami - vegetatívnymi alebo asexuálnymi, pretože samo sa vyznačuje nízkou produktivitou.
Zároveň sa tento spôsob a nepohlavné rozmnožovanie nachádza v papraďorastoch av spojení s vegetatívnym variantom - v niektorých riasach. V semenných rastlinách dochádza k tvorbe zárodočnej bunky z jednej dcérskej zygoty, v dôsledku čoho sa tento proces podobá skôr rozmnožovaniu ako rozmnožovaniu.
Pri nepohlavnom rozmnožovaní vznikajú zoospóry - bunky bez bunkovej steny, ktoré sú u mnohobunkových rastlín v špeciálnych sporangiách anepohyblivé bunky – aplanospóry. Nezávisle je tento spôsob reprodukcie v prírode veľmi zriedkavý. Zvyčajne sa kombinuje so sexuálnym alebo vegetatívnym.
Existujú 2 typy spór: mitospóry, ktoré sa vyskytujú pri nepohlavnom rozmnožovaní, a meiospóry, ktoré vznikajú pri pohlavnom rozmnožovaní. Mitospóry sa objavujú mitózou, výsledkom čoho je jedinec podobný matke. Meiospóry vznikajú meiózou počas klíčenia zygoty alebo v sporangiách. Väčšina rastlín sa vyznačuje oboma spôsobmi rozmnožovania, vďaka čomu sa získavajú dve rôzne formy jedincov.
Metóda vegetatívneho rozmnožovania
Pri vegetatívnom variante rozmnožovania dochádza k deleniu na akinéty – hrubostenné bunky. Spočíva v oddelení nejakej jeho časti od materského lúhu – plodiska alebo tela. Niektoré nižšie rastliny sa rozmnožujú týmto spôsobom, vrátane sargasso, hnedých a červených rias. Aj kvitnúce rastliny, ako napríklad žaburinka, sa rozmnožujú vegetatívne. Niektoré z nich tvoria plodové puky, ktoré padajú na zem a tam sa zakoreňujú. Tiež púčiky sa môžu rozvetviť a oddeliť od materskej rastliny. V krytosemennej skupine rastlín je vývoj výhonkov pod zemou z podzemku veľmi bežný.
Rozmnožovanie rastlín
Jednou z posledných fáz rozmnožovania je rozmnožovanie rastlín. V prírode môžu existovať 3 možnosti usadzovania: embryá, spóry a semená. Vo veľmi zriedkavých prípadoch môže dôjsť k šíreniu pomocou zygot. Viac K. Linné spájal distribúciu semien a spór s myogamnými a fanerogamnými rastlinami. Druhý typ zahŕňal skupinu nahosemenných a krytosemenných a prvý typ zahŕňal všetky ostatné skupiny vrátane rias, machov a papradí.
Metódy rozmnožovania rastlín prešli dlhou evolučnou cestou od vegetatívnej k asexuálnej a sexuálnej. Teraz rozdelenie rastlín na spórové a semenné rastliny nie je spojené s distribúciou, ale s rozmnožovaním. Metóda semien vyniká v samostatnej skupine, pretože sa považuje za kombináciu rozmnožovania spórami a gamétami. Rozmnožovanie semien zahŕňa niekoľko fáz: tvorbu zygot, gamét, spór, embryí a semien, ako aj rozširovanie rastlín.
Striedanie generácií
Život rastlín v podobe dvoch rôznych generácií môže mať rôzne názvy: zmena foriem vývoja, striedanie generácií atď. Zmena veľkej paprade a klíčka v prípade izosporóznej paprade je príklad striedania generácií, poznačených fázami dospelého stavu jednotlivých foriem. Tieto dve formy sú vo vzhľade také odlišné, že je ťažké v nich rozpoznať rovnakú rastlinu. Rast papradia je veľmi ťažké vidieť voľným okom. U krytosemenných rastlín je analógom výrastku embryonálny vak, ktorý je extrémne malý a skrytý v hĺbke kvetu. Medzi niektorými skupinami rias majú tieto formy jedincov podobný vzhľad, ale úplne sa líšia biologickými vlastnosťami. K striedaniu generácií dochádza takmer u všetkých vyšších rastlín a evolučne vyvinutých rias.
Životné cykly vyšších rastlín
Životný cyklus vyšších rastlín, s výnimkou machorastov, sa vyznačuje tým, že gametofyt je slabo vyvinutý a sporofyt zaberá väčšinu životného cyklu. Rastliny machorastov sa vyznačujú tým, že sporofyt sa vyvíja vo vnútri ženského pohlavného orgánu a je v nepretržitom spojení s gametofytom. V prípade listnatých machov to vyzerá ako schránka spór vyrastajúca z vrcholu gametofytu.
Ostatné vyššie rastliny majú výrazné sporofyty, čo sú veľké a zložité mnohobunkové organizmy s orgánmi, ako sú listy, stonky a koreňové systémy. Väčšina rastlín, na ktoré si človek spomenie, keď sa povie prasličky, paprade alebo iné skupiny, sú sporofyty.
Životné cykly kvitnúcich rastlín
Najprogresívnejšie z hľadiska evolúcie sú kvitnúce rastliny. Životný cyklus kvitnúcich rastlín je charakterizovaný skutočnosťou, že embryo je často schopné vyvinúť sa z neoplodneného vajíčka (apomixis). Prevládajúcou formou kvitnúcich rastlín je heterosporózny sporofyt, čo je rastlina s listami a stonkou. Samčí gametofyt je zastúpený peľovým zrnkom a samičí gametofyt zárodočným vakom (vyvíja sa rýchlejšie ako u nahosemenných). Orgánom pohlavného aj nepohlavného rozmnožovania je upravený výhonok – kvet. Základy semien sú chránené stenami vaječníka. Životný cyklus vývoja rastlín tejto skupiny sa končí po oplodnení a vytvorení semena, v ktorom má embryo zásobu živín a nezávisí odvonkajšie faktory.
Životné cykly nahosemenných a krytosemenných
Skupina nahosemenných rastlín zahŕňa zástupcov ihličnatých stromov a kríkov. Väčšina z nich má upravené ihlicovité listy. Životný cyklus gymnospermov sa líši v tom, že mikrospóry (peľ) sa tvoria v malých samčích šiškách (prašníky) a megaspóry - u žien (vajíčky). Samčí gametofyt sa tvorí z mikrospór a samičí gametofyt z megaspóry. Životný cyklus rastliny z tejto skupiny sa líši v tom, že k oplodneniu dochádza pomocou vetra, ktorý do vajíčok dodáva peľ. Potom sa vo vajíčku začne vyvíjať embryo, z ktorého sa vytvorí semeno. Leží na šupinkách semien a nie je ničím zakrytá. Semeno produkuje nový sporofyt, z ktorého vyrastá nová rastlina.
Životný cyklus krytosemenných rastlín sa líši v tom, že táto skupina má kvet, v ktorom sa tvoria spóry a dochádza k oplodneniu gametofytov a vývoju semien. Zvláštnosť tejto skupiny je v ochrane semien, ktoré sú ukryté vo vnútri plodov a chránené pred vplyvmi vonkajšieho prostredia.
Životný cyklus spórových rastlín
Výtrusné rastliny nekvitnú, preto sa nazývajú aj nekvitnúce. Dodávajú sa v dvoch kategóriách:
- vyššie (paprady, prasličky, machy, palice);
- nižšie (riasy, lišajníky).
Životné cykly spórových rastlín môžu v závislosti od druhu prebiehať sexuálne alebo nepohlavne. Nie súschopné pohlavného rozmnožovania bez účasti vodného prostredia. Gametofyt sa používa na sexuálne rozmnožovanie a sporofyt sa používa na nepohlavné rozmnožovanie. Existujú dve podskupiny spórových rastlín: haploidné a diploidné. Do haploidnej podskupiny patria machy, prasličky a paprade, v ktorých je gametofyt vyvinutejší a sporofyt sa tvorí vo forme výrastku. Haploidná podskupina sa líši tým, že sporofyt má v nej podriadené postavenie.
Životné cykly rastlín: schémy
Machy sú zástupcovia primitívnych druhov vyšších rastlín. Majú veľmi podmienené rozdelenie tela na stonku a listy namiesto koreňov - vláknité rizoidy. Rastú na močaristých, vlhkých miestach a veľmi silne odparujú vlhkosť. Rozmnožujú sa pohlavne, sporofyt závisí od gametofytu, spóry sa tvoria v špeciálnej schránke, ktorá sa nachádza nad gametofytom a je s ním spojená.
Zástupcovia papraďorastov majú veľké perovité listy (na spodnej strane sa nachádzajú sporangie). Rastlina má výrazný koreňový systém a list je vlastne vetvový systém nazývaný vňať alebo predras. Životný cyklus rastliny zo skupiny papraďorastov pozostáva z dvoch fáz: sexuálnej a nepohlavnej.
Sexuálna fáza nastáva za účasti gamét a asexuálnych - spór. Asexuálna generácia začína diploidnou zygotou a sexuálna generácia začína haploidnou spórou. Hlavnou súčasťou je zmena týchto fázslučka.
