Anatomie, histologie a embryologie

Transkript

1 Anatomie, histologie a embryologie

2 Témata: - Embryogeneze a sexuální rozmnožování rostlin - Vegetativní a generativní cykly semenných rostlin - Základní strukturní a funkční organizace generativních orgánů rostlin

3 Morfologická organizace rostlin ve vegetativní fáze

4 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

5 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

6 Morfologická organizace rostlin při ontogenezi Apical Basal Embryonic development - embryo roste a mění se v semenáč - vývoj kořene, stonky, listů a všech odnoží (větvení) - vstup do reproduktivní fázy, vývoj květů a květenství

7 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.

8 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).

9 Střídání gametofytu (pohlavní generace) a sporofytu (nepohlavní generace) - 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

10 Střídání gametofytu (pohlavní generace) a sporofytu (nepohlavní generace)

11 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

12 Schéma životního cyklu dvouděložné rostliny Nicotiana tabacum.

13 Schéma tvorby samčích a samičích spor a gamet.

14 Schéma životního cyklu dvouděložné rostliny

15 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

16 Pohlavní a nepohlavní rozmnožování 1. Pohlavní amfimixis megasporogeneze megagametogeneze mikrosporogeneze mikrogametogeneze 2. Nepohlavní amixis 3. Apomiktické apomixis

17 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.

18 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).

19 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.

20 Plant Classification Non Flowering Ferns Cone-Producers (Conifers) Flowering Monocots Dicots

21 Rostliny nahosemenné 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

22 Rostliny krytosemenné Rozmnožovací orgán je květ Vajíčka jsou ukryta v semeníku Probíhá dvojí oplození

23 Květ Květní části jsou uloženy v květním lůžku Květní obaly: ROZLIŠENÉ kalich koruna NEROZLIŠENÉ okvětní plátky, okvětí Tyčinka - : nitka prašník Pestík - : blizna čnělka semeník

24 Květ

25 Květ

26 Květ

27 Květ

28

29 Různé typy květů: 1. Třešeň 2. Jahodník 3. Prvosenka Souměrnost květů: 1.Souměrný 2. Pravidelný 3. Nesouměrný 4. Bisymetrický

30

31 Různé typy květenství

32 Monocots Leaves have parallel Veins Fibrous Roots Flower parts in 3 s Seed has one part (cotyledon) Vascular bundles are scattered

33 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

34 Flower Types: Flowers 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

35 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)