Samičí rozmnožovací orgán: zákrov
Samičí části květu se skládají z vaječníku, který obsahuje jedno nebo více vajíček, tyčinky a tyčinky. Vaječník se nachází na bázi květu.
Z vaječníku vybíhá trubkovitá struktura zvaná tyčinka a na vrcholu tyčinky je ploška vnímavá pro pyl zvaná stigma.
Tyčinka může mít mnoho různých forem, většina z nich je určena k tomu, aby pomáhala zachycovat pyl. Existuje mnoho variací na toto základní strukturní téma.
Po oplození se z vajíčka stane semeno a z vaječníku plod.
Samčí rozmnožovací orgán: tyčinka
Samčí části květu se skládají z jedné nebo více tyčinek. Každá tyčinka je tvořena párovými prašníky (váčky obsahujícími pyl) na vlákně nebo stopce.
Prašníky jsou oranžové/žluté struktury, které jsou často vidět uprostřed květu.
Pyl z prašníků jednoho květu je přenášen na tyčinku jiného květu obvykle buď větrem, nebo živočichy, zejména hmyzem.
Pylníky, koruna, kalich, kalich
Rozmnožovací struktury vyšších rostlin jsou obsaženy v květech. Květy mají více než jeden okvětní lístek a okvětní lístky se souhrnně nazývají koruna. Květní pupen je chráněn zelenými listovými útvary, které se nazývají kališní lístky. Všechny kališní lístky dohromady tvoří kalich.
Korolla nebo okvětní lístky jsou často pestře zbarvené a mají znaky lákavé pro hmyz. Květy mohou být také vonné. Například zimolez má nápadné, atraktivní květy, které přes den lákají hmyz. Za tmy však jejich barevná show není příliš užitečná a jejich opojná vůně pak pomáhá přilákat noční můry.
U hmyzosnubných rostlin se v květu obvykle nacházejí také nektária, která vylučují sladký nektar. Ty jsou pro hmyz pobídkou k návštěvě květů. Při hledání nektaru se hmyzu na těle často zachytí pylová zrnka. Ta se pak mohou rozetřít na stigma dalšího navštíveného květu a tímto způsobem dochází k opylování květů.
Pouzdro je místo na stonku, kde vznikají a připojují se květní orgány.
Tvorba pohlavních buněk
Pohlavní buňky kvetoucí rostliny se nazývají gamety. Existují samčí i samičí gamety, květ tedy prochází pohlavním rozmnožováním.
Tvorba pylu: Vývoj pylového zrna v pylovém váčku prašníku:
Příčný řez vyvíjejícím se prašníkem zobrazuje čtyři komůrky. Tyto komůrky se nazývají pylové váčky (viz horní obrázek). Každý pylový váček je vyplněn buňkami obsahujícími velká jádra. Jak prašník roste, každá z těchto buněk prochází dvěma meiotickými děleními a vytváří tetrádu. Tyto buňky se nazývají mikrospory. Z každé z těchto mikrospor se nakonec stane pylové zrno. Každý pylový váček je obklopen ochrannou epidermis a vláknitou vrstvou. Uvnitř vláknité vrstvy je tapetum. To je zásobárnou potravy a poskytne energii pro budoucí dělení buněk.
Každé pylové zrno je obklopeno pevnou ochrannou stěnou zvanou exina. Jedná se o houževnatý obal, který pylovému zrnu umožňuje dlouhodobě přežívat v drsných podmínkách. Intine je další tenký ochranný obal.
Nejprve se každé jádro rozdělí mitózou na dvě jádra. Jedno je jádro trubice. Druhé je generativní jádro. Stěna buňky zesílí, aby chránila vyvíjející se pylové zrno. Jakmile prašník dozraje, stěna mezi párovými pylovými váčky zmizí. Pylová váčku prasknou a zralá pylová zrna jsou připravena k rozptylu.
Vývoj zárodečného vaku
Každý vaječník obsahuje jedno nebo více vajíček. Zelená struktura v horní části obrázku je vaječník. Integumenty jsou 2 stěny vaječníku. Ve stěnách je malý otvor, který se nazývá mikropyl. Tímto místem vstupuje pylová trubice. (Bude popsáno později.) Jádro jsou buňky, které zajišťují výživu pro růst vajíčka. Zárodkový váček, známý také jako megaspora, se dělí meiózou za vzniku 4 haploidních buněk. Tři z těchto buněk degenerují a jedna zůstává. V každém vajíčku přežívá pouze jedna megaspora. Ten se stane embryonálním váčkem. Haploidní jádro přeživšího megasporu projde třemi mitotickými děleními. Nyní je přítomno osm haploidních jader. Ve zduřelé buňce megaspory se vytvoří šest haploidních buněk a dvě polární jádra. Celá struktura se nazývá embryonální váček. Jedna z buněk v blízkosti konce mikropylu vajíčka je haploidní samičí gameta (vaječná buňka).
Karpel se zralým zárodečným vakem bude vypadat podle následujícího obrázku:
Opylení
Opylení je přenos pylu (samčí gamety) z prašníku na tyčinku. Křížové opylení: pyl je přenesen na stigma jiné rostliny. Zvyšuje genetickou variabilitu, populace je odolnější vůči změnám prostředí.
Samoopylení: pyl se přenáší na stigma téhož květu nebo na květ téže rostliny. Zaručuje reprodukci v případě nepřítomnosti nebo neúčinnosti opylovače.
Opylení může být provedeno větrem nebo živočichy. Hmyz je nejčastějším živočichem, který opyluje karpelu.
Nejdokonalejší vztahy mezi rostlinami a hmyzem jsou obvykle ty, na nichž se podílejí včely. Včely sbírají pyl a nektar nejen pro sebe, ale také pro výživu svých mláďat. Z tohoto důvodu se u včel vyvinula řada přizpůsobení, díky nimž jsou obzvláště dobrými přenašečkami pylu. Na zadních končetinách a spodní straně břicha mají včely speciální chloupky, které tvoří „košíčky“ na pyl. Tyto adaptace jim umožňují sbírat a přenášet velké množství pylu. Včely jsou ideálními opylovači, protože navštěvují mnoho květů a přitom přenášejí velké množství pylu, než se vrátí do svého hnízda. Šance, že včela přenese pyl mezi květy stejného druhu, je tedy velmi vysoká.
Mnoho druhů hmyzu se živí pylem. Při konzumaci se jím obalují. K opylení dochází, když hmyz, který se živí pylem, přenáší pyl na příjemce pylu téže rostliny nebo jiné rostliny téhož druhu, protože hledá další pyl k jídlu.
Oplodnění
Oplodnění je spojení samčí a samičí gamety za vzniku zygoty. Protože samčí a samičí gamety jsou haploidní (n), po jejich spojení je zygota diploidní (2n).
Oplodnění začíná, když pylové zrno dopadne na stigma. Pylová zrna pak vyklíčí a vytvoří pylovou trubičku. Jádro trubice řídí růst pylové trubice. Pylová trubice je příkladem chemotropismu, protože roste směrem k chemickým látkám produkovaným z vajíčka. Generativní jádro se pohybuje po pylové trubičce. Prochází mitózou a vytváří dvě haploidní jádra samčí gamety. Pylová trubice vstupuje do vajíčka mikropylí. Dvě jádra samčí gamety se uvolní do zárodečného vaku. Jádro trubice se rozpadá.
Dvojité oplození
Protože do zárodečného vaku dorazila 2 jádra spermií, obě jádra splynou se samičími gametami. Jedno jádro spermie splyne s vaječnou buňkou a vytvoří zygotu (2n), zatímco druhé jádro spermie splyne s 2 polárními jádry v zárodečném vaku a vytvoří jádro endospermu (3n).
Tvorba semene
Z oplodněného se stane semeno. Z obalů se stává stěna semene zvaná testa. Mikropyl se uzavírá. Z jádra endospermu vzniká triploidní endosperm, potravní tkáň. Z diploidní zygoty se mitózou vyvine rostlinný zárodek. Vyvíjející se embryo čerpá výživu z endospermu. Embryo ukončí vývoj a přejde do klidového stavu. Z vajíčka se stává semeno, které obsahuje spící rostlinný zárodek, zásobu potravy a ochranný obal zvaný testa.
Zárodek
Zárodek se skládá z radikuly neboli budoucího kořene a plumule neboli budoucího výhonu. Buňky endospermu se mnohokrát dělí a pohlcují jádro. To je výživou (hlavně tuky, oleje a škrob) pro embryo.
Existují 2 typy semen. Některá jsou endospermická, zatímco jiná jsou neendospermická. U endospermických semen je zásobou potravy endosperm, který je mimo embryo rostliny. Příkladem tohoto typu semen je kukuřice a pšenice. Neendospermická semena mají zásobu potravy v listenu (listenech) rostlinného zárodku. To se vyskytuje u bobu.
Monokoty a dvouděložné
Monokoty mají v semeni jeden listenec, zatímco dvouděložné mají dva listence. Listeny tvoří zásobu potravy pro mladou rostlinu po vyklíčení z půdy. Tyto zásoby potravy využívá do doby, než je schopna vytvářet si vlastní potravu. U jednoděložných se potrava vstřebává z endospermu, zatímco u dvouděložných se potrava ukládá v listenech.
Jednoděložné:
Dvouděložné:
Vývoj plodu
Z vaječníku vzniká plod. Stěna vaječníku se stává stěnou plodu zvaného oplodí. Plod chrání vyvíjející se semena a hraje důležitou roli při šíření semen. Tento proces je řízen auxiny produkovanými semeny. Jakmile se vytvoří plod, ostatní části květu odumírají a opadávají.
Rozptyl plodů a semen
Rozptyl semen je rozptyl potomstva od sebe navzájem a od mateřské rostliny. V důsledku rozptylu se zvyšuje šance na úspěch tím, že se snižuje konkurence a přelidnění. Rozptyl také umožňuje kolonizaci nových vhodných stanovišť, a tím se zvyšuje šance na přežití druhu.
Způsoby rozptylu semen:
Vítr: Semena rostlin rozptylovaných větrem jsou lehká semena. Mají velký odpor vzduchu, takže mohou být přenášena daleko od mateřské rostliny.
Vodní rozptyl:
Semena, která se vznášejí, jako například semena leknínu a kokosové palmy, jsou přenášena vodou. Kokosové palmy mohou cestovat tisíce kilometrů přes moře a oceány.
Původní kokosové palmy na jihomořských ostrovech vyrostly z plodů, které tam z pevniny zanesly mořské proudy.
Šíření živočichů:
Některé rostliny mají šťavnaté plody, které živočichové s oblibou konzumují.
Živočich plody sní, ale stráví pouze šťavnatou část.
Kostičky a pecky projdou trávicí soustavou živočicha a jsou vyloučeny, aby vytvořily nové rostliny. Ta může být daleko od mateřské rostliny. Tímto způsobem se šíří semena ostružin, třešní a jablek.
Ptáci také rádi jedí ovoce a svým trusem pomáhají šířit semena do dalších oblastí.
Jmelí má lepkavé plody, které jsou pro ptáky atraktivní. Lepkavá semena se ptákům lepí na zobák. Ti si pak čistí zobák o kůru stromů. Lepkavá semena zůstávají na kůře a vyrůstají z nich nové rostliny jmelí – jmelí je parazitická rostlina.
Veverky sbírají ořechy, například žaludy, a zahrabávají je jako zimní potravu, často však zapomenou, kam je zahrabaly, a ty pak vyrostou v nové stromy.
Některé plody, například plody lopuchu, mají semena s háčky. Ta se zachytí na srsti zvířat a jsou odnesena pryč.
Samovolné šíření: Některé rostliny mají lusky, které po dozrání explodují a vystřelují semena. Tímto způsobem rozptylují svá semena vlčí bob, jírovec maďal a košťál. Také rostliny hrachu a fazolu uchovávají svá semena v lusku. Když semena dozrají a lusk uschne, lusk praskne a hrách a fazole se rozptýlí.
Dormancie
Dormancie je období nečinnosti. Dochází k velmi malé buněčné aktivitě a k žádnému růstu. Dormanci způsobuje jeden nebo více z následujících důvodů:
Auxiny, které inhibují růst- Inhibitory růstu
Testus je nepropustný pro vodu a kyslík- Testus se nakonec rozpadne a propustí vodu a kyslík do semene.
Testa může být příliš tvrdá na to, aby embryo vyklíčilo.
Auxin (regulátor růstu) může chybět, dokud nenastanou vhodné podmínky prostředí.
Klíčení
Zárodek vyklíčí ze semene, pokud jsou vhodné podmínky prostředí. Když k tomu dojde, embryo obnoví svůj růst.
Aby došlo ke klíčení, musí být přítomny následující podmínky:
Musí být přítomna voda. Díky tomu může semeno nabobtnat a enzymy fungovat.
V půdě musí být přítomen kyslík.
Teplota musí být vhodná pro daný druh rostliny. Vhodná teplota se obvykle pohybuje v rozmezí 5-30 stupňů Celsia v závislosti na druhu.
Období dormance musí být ukončeno.
Některá semena potřebují světlo a jiná potřebují tmu.
Děje při klíčení
Když klíčení začíná, první, co se děje, je, že semeno absorbuje vodu přes mikropyle a přes testa.
Enzymy v půdě nyní tráví potraviny uložené v semenech:
Z olejů se stávají mastné kyseliny a glycerol
Ze škrobu se stává glukóza
Z bílkovin aminokyseliny
Tyto potraviny jsou nyní vstřebávány zárodkem.
Glukóza a aminokyseliny vytvářejí nové struktury, jako jsou buněčné stěny a enzymy.
Tuky a glukóza se využívají při buněčném dýchání k výrobě energie.
Uložená potrava semene se spotřebovává, jak se embryo zvětšuje.
Radikul se zvětšuje a proráží semeník. Stává se kořenem nové rostliny.
Plodyha se zvětšuje a vyrůstá nad zem.
Tvoří se listy.
Klíčení probíhá u různých rostlin různě. U některých rostlin zůstává listénka pod zemí, zatímco u jiných rostlin listénka vyrůstá nad zemí. Na následujících obrázcích jsou znázorněny tyto dva způsoby klíčení.
.