Kapradiny – rozdělení, obecná charakteristika, stavba

Nejstarší cévnaté rostliny na Zemi jsou nosorožci. Objevily se v silurském období paleozoické éry, asi před 440 miliony let, a rostly v pobřežní zóně. Neměly ještě skutečné kořeny, v půdě byl vodorovný výhon, z něhož stoupaly vzhůru svislé, dichotomicky se rozvětvující osy, z nichž mnohé končily sporangiemi. Všichni nosorožci byly homosporní rostliny. Stále nebyly žádné listy, roli kořenů hrály rhizoidy. Ale to už byly cévnaté rostliny, měly již vytvořený xylém, který vede vodu vzhůru stonkem, a floém, který vede organické látky, obklopoval centrální provazec xylému. Centrální cévní svazek byl obklopen mechanickou tkání a kortikálními buňkami, vně již byla kožní tkáň – epidermis, která měla průduchy. Mechanické, vodivé a kožní tkáně umožnil rostlinám přizpůsobit se životu ve vzduchu a začít rozvíjet půdu.

Další vývoj země byl doprovázen výskytem kořenů a listů. Z jedné ze skupin nosorožců (zosterophyllophytes) vznikly lykofyty, jejichž listy vznikly jako zploštělé postranní stonky s jednou žilnatinou (vodivým svazkem), takové listy se nazývají mikrofyly. Kapraďovité a případně i přesličkové rostliny pocházejí z jiné skupiny nosorožců – psilofyty. Jejich listy vznikly ze systému postranních rozvětvených zploštělých výhonů, tzv megaphylla a mají složitý systém žil.

Nejdůležitější výhodou pteridofytů je, že diploidní (2n) sporofyt zcela dominuje životnímu cyklu. Mutace se hromadí a jejich kombinace se u potomků dostávají pod kontrolu přirozeného výběru. Vodivou soustavu křídlatek zatím nepředstavují cévy (trachey), ale tracheidy a ve floému jsou sítové buňky bez doprovodných buněk, které se objeví později, u kvetoucích rostlin.

Gametofyty jsou malé velikosti, vyvíjejí se nezávisle na sporofytu a tvoří vajíčka a spermie, které ke splynutí vyžadují vodu. Takže pteridofyty – “obojživelníky”, jsou sporofyty přizpůsobeny životu na souši, ale vývoj gametofytů stále vyžaduje vodu.

Obr Vznik megafylů

Sekce Lycopodi (Lycopodiophyta). V současné době toto oddělení vyšších výtrusných rostlin sdružuje asi 1 tisíc druhů. Moderní lykofyty jsou vytrvalé bylinné, obvykle stálezelené keře se vyskytují i v tropech. Zosterofylofy jsou považovány za předky lykofytů. V životním cyklu dominuje sporofyt, což je listnatá rostlina s podzemními orgány – oddenkem a adventivními kořeny, lodyhy jsou většinou plazivé, dichotomicky se větví, listy jsou drobné s jednou žilnatinou (mikrofyly). Uspořádání listů je spirálové, protilehlé nebo spirálovité. mech – homosporózní и heterosporózní rostlin, výtrusnice se sbírají ve výtrusných kláscích – strobili. Gametofyt homosporních druhů je oboupohlavný, vytrvalý, heterosporózní gametofyt je dvoudomý, rychle dozrává.

Mechový kyjovitý tvar. Klubkový mech roste především v lesním pásmu, zejména v jehličnatých lesích. Jedná se o stálezelenou bylinnou vytrvalou rostlinu s plazivým stonkem dosahujícím délky 3 metrů (obr. 69). Ve střední části stonku je cévní svazek, ve kterém je xylém obklopen floémem. V periferní části stonku je vyvinuta mechanická tkáň, zvenčí pokrytá epidermis.

Obr Mechový kyjovitý:
1 – celkový pohled na sporofyt; 2 – kořeny; 3 – strobili, výtrusné klásky; 4 – řez dříkem; 5 – sporofyl a výtrusná erupce. 6 – antheridium; 7 – archegonium; 8 – prothallus; 9 – prothallus s mladým sporofytem.

V internodiích se stonek zakoření pomocí tenkých adventivních kořenů. Z hlavního stonku plazivého po zemi vybíhají svisle nahoru dichotomicky větvící se až 25 cm vysoké výhony. Povrch stonku je hustě pokryt spirálovitě uspořádanými malými kopinatými čárkovitými listy.

Přečtěte si více

Příznaky a první pomoc při krvácení z nosu

V polovině léta se u dospělých rostlin na bočních výhonech stonku vyvinou kyjovité, výtrusné klásky (strobili), z nichž každý se skládá z osy a na ní sedících špičatých listů. sporofyly. Na bázi sporofylu je na jeho horní části ledvinovité výtrusnice, ve které se meioticky tvoří haploidní spory. Ze spor se za příznivých podmínek během 10-20 let vyvine haploidní gametofyt – malý bělavý (asi 2 cm v průměru) výrůstek, zahloubené do půdy a připojené k ní rhizoidy. Výhonek se vyvíjí v symbióze s houbou symbiont a žije jako saprofyt. Na horní straně prothallu se tvoří archegonia a antheridia, ponořené do tkáně prothallu. Biflagelátová spermie oplodní vajíčko a vznikne zygota, ze které se vyvine embryo. Proniká do tkáně gametofytu a živí se jím. Teprve po vytvoření kořenů přechází k samostatné existenci a dává vzniknout novému sporofytu – nepohlavní generaci mechu.

Význam klubových mechů. Zvířata je většinou nežerou. Některé druhy palicových mechů obsahují jed podobný účinku jako kurare. Výtrusy mechového mechu neboli lycopodium jsou nejjemnější světle žlutý prášek, sametový, na dotek mastný, obsahují až 50 % nevysychavého oleje a používají se k posypání pilulek, jako dětský zásyp (přírodní mastek) a někdy v průmyslu na tvarovaný odlitek pro kropicí modely. Mechový mech se používá k výrobě žlutého barviva na vlnu a dvoubřitý kyjový mech se používá k získávání zeleného barviva.

Mechy jsou známé již od paleozoika, objevily se v devonu, dominovaly lesům období karbonu – jsou známy mechy stromové lepidodendrony, dosahující velikosti 35-40 m Lepidodendrony byly heterosporózní rostliny.

Divize Equisetophyta. Oddělení vyšších výtrusných rostlin, které v současnosti zahrnuje pouze jeden rod, zastoupený 25 druhy. Životní forma – vytrvalé, oddenkové byliny, v životním cyklu dominuje sporofyt – olistěná rostlina, adventivní kořeny, tvoří se v uzlinách oddenku, stonky mají dobře definovanou metamerní strukturu, obvykle roční, plní funkci fotosyntézy, listy jsou silně redukované, mají vzhled hnědých šupin, které se nacházejí v uzlech výhonků. Tkáň nesoucí chlorofyl se nachází přímo pod epidermis stonku, stěny kožních buněk jsou impregnovány oxidem křemičitým. Stonek obsahuje mechanickou tkáň cévní svazky tvoří prstenec. Xylém je tvořen tracheidami, floém sítovými prvky a parenchymem. Všechny přesličky jsou homosporní rostliny, výtrusnice se sbírají ve skupinách (8-10) na modifikovaných výtrusných postranních výhonech, tvořících výtrusné klásky vyvíjející se na vrcholcích fotosyntetických nebo na specializovaných výtrusných výtrusných výhoncích bez chlorofylu. Výtrusy se vyvinou v jednopohlavné nebo oboupohlavné výrůstky – haploidní gametofyty, které mají vzhled malých zelených členitých destiček s rhizoidy, na kterých se tvoří antheridia a archegonia, nejprve se ze zygoty vyvine embryo a z něj dospělý diploidní sporofyt;

Rýže. 70. Přeslička rolní:
1 – výtrusný výhon; 2 – vegetativní výhon; 3,4 – zkrácené postranní výhony, sporangiofory; 5,6 – výtrusy s obalenými a rozvinutými elatry; 7 – gametofyty, výhonky; 8 – multiflagelátové spermie.

Přeslička rolní. Rostlina rozšířená v mírném pásmu, často se vyskytuje na písčitých svazích, úhorech, orné půdě, v plodinách a na loukách. Jedná se o vytrvalou bylinnou vzpřímenou rostlinu vysokou až 50 cm (obr. 70). Podzemní část přesličky je tenký, dlouhý, členěný, rozvětvený oddenek s uzlíky, ve kterých je uložen škrob. Náhodné kořeny vybíhají z uzlin oddenku ve svazcích. Existují dva typy jarních výhonků – sporonosný a léto – fotosyntetické, vytvořený na jednom oddenku.

Přečtěte si více

Bronchopulmonální dysplazie u předčasně narozených dětí

V předjaří vyrůstají z oddenku šedorůžové, nevětvené, chlorofylové, výtrusné výhony, na jejichž vrcholu se vyvíjejí výtrusné klásky. Ve sporangii se vyvíjejí tmavě zelené kulovité výtrusy, ve kterých se při dozrávání tvoří spirálovitě stočené stužkovité výrůstky – elaters. Zajišťují, že spóry přilnou do malých volných hrudek. To usnadňuje šíření spor, při jejichž klíčení vzniká celá skupina zárodků, což usnadňuje oplodnění.

Po sporulaci jarní výhonky odumírají a jsou později nahrazeny letními vegetativními výhonky. Tyto výhonky jsou segmentované, rozvětvené, boční větve jsou uspořádány ve formě přeslenů. Drobné šupinovité listy tvoří na stonkových uzlinách trubkovité pochvy.

Jakmile jsou v příznivých podmínkách, spory vyklíčí. Výhonky přesličky jsou malé zelené rostliny s čepelovitými výrůstky. Na samčích výběžcích s antheridiemi se tvoří mnohobičíková spermie. Samičí výrůstky mají členitější tvar. Vyvíjí se na nich archegonie, ve kterých dozrávají vajíčka a následně dochází k oplození a vzniku zygoty. Samičí prothallus zajišťuje klíčení embrya, ze kterého se postupně vyvíjí sporofyt.

Význam přesliček. Většina přesliček je nejedlá. Přeslička rolní je nepříjemný plevel. Přeslička bahenní, přeslička říční, přeslička dubová jsou jedovaté rostliny. Přeslička rolní se používá v lékařství jako hemostatikum a diuretikum při otocích spojených se srdečním selháním. Houževnaté stonky přezimující přesličky lze použít jako abrazivní materiál.

V pozdním devonu a karbonu byly mezi přesličkami velké stromy – kalamity, dosahující výšky 15-30 m.

Divize kapradiny (Polypodiophyta). Oddělení, které sdružuje asi 12 tisíc moderních druhů. Kapradiny jsou široce rozšířeny v nejrůznějších klimatických pásmech, největší počet druhů je charakteristický pro tropy, formy života jsou rozmanité – vytrvalé bylinné, stromovité rostliny, liány, epifyty.

Kořeny jsou vždy adventivní, stonky jsou dobře vyvinuté ve stromovitých formách; u bylinných kapradin jsou výhony nejčastěji zastoupeny oddenky, často pokrytými různými chlupy a šupinami, kůra stonku obsahuje mechanické pletivo a ve středu je několik soustředných cévních svazků; Xylém tvořený tracheidami je obklopen floémem sítových buněk bez doprovodných buněk.

Listy (listy) jsou po dlouhou dobu megafyly, jako výhonky si zachovávají schopnost vrcholového růstu; může být buď pevná nebo chlupatá; typický celý list se rozlišuje na řapík a listovou čepel, naprostá většina kapradin má listy zpeřené. Listy často spojují funkce fotosyntézy a sporulace, právě na nich se tvoří sporangia. Sporangia se nacházejí na spodním povrchu listů a nejčastěji se sbírají sori, každý sorus je zakrytý závojem – indusium.

Výtrusy se tvoří meioticky (výtrusná redukce u suchozemských kapradin jsou morfologicky shodné ();homosporózní), mezi vodními kapradinami jsou heterosporózní rostliny. Z haploidních výtrusů se u naprosté většiny homosporních kapradin vyvine bisexuální gametofyt (tzv. výrůstek), mající vzhled malé (asi 1 cm) zelené destičky, připojené k substrátu rhizoidy a na spodním povrchu prothallu se vyvíjejí archegonie a antheridia; Hnojení vyžaduje vodu a ze zygoty se nejprve vyvine diploidní embryo a poté dospělý sporofyt, listová rostlina, která dominuje životnímu cyklu.

Přečtěte si více

Co je polohovač spánku

Rýže. 71. Samčí štítovec:
1 – celkový pohled na sporofyt; 2 – sorus sporangia; 3 — otevřené sporangium; 4 – klíčení spor; 5 – prothallus; 6 – antheridium (a – mladé; b – se spermiemi); 7 – archegonium (a – mladé; b – zralé); 8 – vyvíjející se sporofyt.

Mužský štít. Jeden z nejrozšířenějších druhů kapradin v Evropě (obr. 71). Roste hlavně ve stinných lesích. Sporofyt je velká vytrvalá bylina vysoká až 1 metr. Oddenek je mohutný, hojně pokrytý zbytky listových řapíků minulých let a rezavě hnědými šupinami. Ze spodní části oddenku vybíhají tenké adventivní kořeny.

Dva roky se listy – vějířky (plotny) vyvíjejí v poupatech pod zemí a teprve třetím rokem na jaře se objevují nad povrchem půdy. Mladé listy jsou stočené do ploché spirály, rozvinou se a rostou nahoře jako výhonky. Čepel listu je dvojitě zpeřená členitá.

Na podzim se na spodním povrchu listů podél středních žeber tvoří sporangia, shromážděné v sori. V důsledku meiotického dělení sporogenních tkáňových buněk vznikají haploidní spory. Sporangia mají katapultační účinek – uprostřed sporangia je prstenec speciálních buněk, jehož vnitřní část je značně ztluštělá. Na základně prstence je zvláštní oblast, skupina tenkostěnných buněk – stomium.

Když buňka dozraje, prstence nejprve prasknou v oblasti sporangium stomium a rozvinou se, a poté se vrátí do své původní polohy a vymršťují spory jako katapult. V příznivých podmínkách spora vyklíčí a vytvoří se z ní haploidní gametofyt, který má vzhled srdcovitého plátu dlouhého 1,5-5 mm. Prothallus je jednovrstevný a vícevrstevný pouze ve střední části. Na spodní straně přivrácené k zemi se tvoří velké množství rhizoidů. Vznikají zde archegonie a antheridia. Archegonia se nacházejí na zesílené části prothallus, blíže k zářezu ve tvaru srdce, a antheridia jsou umístěny blíže ke špičaté části, často mezi rhizoidy. V antheridii se tvoří stuhovité multibičíkové (několik desítek) spermií. Jakmile jsou ve vodě, spěchají k archegoniu a pronikají do jeho břicha přes krk. Zde dochází k oplození vajíčka a tvorbě zygoty. Embryo diploidního sporofytu je vyživováno gametofytem pomocí haustoria. Záleží na gametofytu, dokud nevytvoří zelený list a vlastní kořeny.

Význam kapradí. Kapradiny jsou důležitou součástí mnoha rostlinných společenstev, zejména v tropických, subtropických a boreálních (převážně listnatých) lesích. Mnoho kapradin je indikátorem různých typů půdy. Některé druhy kapradin se používají v lékařství jako anthelmintikum, k léčbě otevřených ran, kašle a krčních chorob. Azolové druhy se používají jako zelené hnojení, které obohacuje půdu dusíkem. Některé kapradiny se používají v dekorativním květinářství.

V období karbonu (karbon) tvořily významnou část rostlinného společenstva stromové kapradiny dosahující velikosti 8-20 m. Mezi nimi se objevily semenné kapradiny, první semenné rostliny Země.

Klíčové pojmy a pojmy

1. Nosorožci. 2. Psilofyty. 3. Mikro- a megafyly. 4. Mechový kyjovitý. 5. Výrůstek. 6. Přeslička rolní. 7. Elatera. 8. Sori. 9. Vaii.

Přečtěte si více

Lze v motorové pile použít benzín 92 místo 95?

Základní kontrolní otázky

Obecná charakteristika kapradin.
Struktura gametofytu a sporofytu mechu.
Struktura gametofytu a sporofytu přesličky.
Struktura gametofytu a sporofytu kapradiny.
Které pteridofyty jsou klasifikovány jako ekvisporózní a heterosporózní?

Plavy, přesličky a kapradiny jsou rostliny a rostliny se vyznačují autotrofním typem výživy – kdy organismy samy syntetizují organické látky z anorganických.

Jak se kapradiny rozmnožují?

Kapradiny se rozmnožují výtrusy a vegetativně (listy, oddenky, pupeny, aflebie atd.). Kromě toho se kapradiny vyznačují pohlavním rozmnožováním jako součástí jejich životního cyklu.

Jaké orgány má kapradina?

Kapradiny mají vyvinuté všechny rostlinné orgány – kořen, stonek a listy. Mají dobře vyvinutý oddenek. Kapradiny se mohou rozmnožovat částmi oddenku. Tyto rostliny mají dobře vyvinutý vodivý systém.

Co jsou kapradiny třídy 7?

Kapradiny jsou skupinou vyšších sporových rostlin s dobře vyvinutými pletivy: fotosyntetickými, vodivými, mechanickými a krycími. Mají stonek, listy a kořeny. V životním cyklu převládá nepohlavní generace (sporofyt).

Jaký je způsob krmení kapradiny?

Kapradiny jsou fotoautotrofní, což znamená, že využívají světlo jako zdroj k syntéze organických látek, jako jsou cukry, zatímco heterotrofní organismy naopak konzumují jiné organismy k získání výživy (Campbell et al. 2008).