Růst rostlin – maturitní otázka

 

Otázka: Růst rostlin

Předmět: Biologie

Přidal(a): Anonymus

 

• základním projev života – kvantitativní změna spojená s přibýváním hmoty a změnou rozměrů. Rostliny na rozdíl od živočichů rostou po celý život. Základem růstu je dělení buněk, jejich prodlužování a diferenciace.

Na buněčné úrovni rozlišujeme 3 růstové fáze:

• Fáze zárodečná (embryonální)- buňky jsou soustředěny v dělivých pletivech – meristémech na vrcholu kořene nebo stonku. Existují i tzv. druhotné meristémy (kambium, felogen). Neustále dochází k dělení buněk a nárůstu buněčné cytoplazmy.
• Fáze prodlužovací – elongační – roste objem buňky, vznikají velké centrální vakuoly, množství cytoplazmy zůstává nezměněno.
• Fáze rozlišovací – diferenciační – je již spíše projevem vývoje buňky. Buňky získávají stavební i funkční specializaci (aktivují se jen určité geny), dochází k několikanásobnému zvětšení objemu.

   

Faktory růstu

• Vnější – Světlo = viditelná část spektra – nezbytné pro fotosyntézu. Rostliny mohou růst i ve tmě, ale v tomto případě netvoří chlorofyl, jsou bledé – etiolované, rychle rostou a vytváří dlouhé stonky (např. klíčení brambor ve tmě).
• Mnohé rostliny vyžadují vhodnou délku osvětlení – fotoperiodu k tomu, aby mohly vykvést. Tato závislost na délce osvětlení se nazývá fotoperiodismus. Podle fotoperiody se rostliny člení na:
• Krátkodenní – 12 hodin (chryzantémy, rýže)
• Dlouhodenní – 14-16 hodin (pšenice, oves, řepa)
• Indiferentní – kvetou za libovolné fotoperiody (sedmikráska, smetánka)
  • Teplo = infračervená část spektra –
  • minimum – růst začíná
  • optimum – růst je nejrychlejší
  • maximum – růst se zastavuje, dochází k útlumu enzymatické a metabolické činnosti
• Vernalizace – jarovizace – účinek nižších teplot
  • Některé rostliny vyžadují teplotu 0-7 °C po dobu 3 měsíců, aby mohly vykvést.
• Voda: nezbytná zejména v zárodečné a prodlužovací fázi
• Minerální výživa – nedostatek minerálů způsobuje zakrnělý růst
• Znečištění prostředí

 

Vnitřní faktory růstu

• Fytohormony – organické sloučeniny, které se tvoří v určitých částech rostlin a vodivými pletivy jsou dopravovány na místa určení. Fytohormony – na rozdíl od živočišných hormonů nespecifické.
• Jeden fytohormon má více účinků.
• Fytohormony povzbuzující růst
• auxiny: tvoří se v dělivých pletivech vzrostných vrcholů a v mladých listech. Způsobují prodlužování buněk a tvorbu kořenů.
• gibereliny: vznikají v kořenech, nejvyšších pupenech a semenech. Přerušují období klidu.
• cytokininy: vznikají v kořenech, urychlují buněčné dělení
• kyselina abscisová: vzniká v dospělých listech, navozuje odpočinek (dormanci), urychluje opad listů, uplatňuje se při zavírání průduchů (v období sucha brání vstupu K+ do svěracích buněk.
• ethylen – využívá se k posklizňovému dozrávání plodů, např. jižního ovoce

 

Syntetické fytohormony

Používají se např. při zakořeňování řízků, při klíčení semen atd. Ve vysokých koncentracích se uplatňují jako herbicidy.

 

Periodicita růstu

• Růst rostlin není konstantní, ale kolísá během dne a noci, i v průběhu roku. Vykazuje periodicitu, např. střídání vegetačního období a období vegetačního klidu.

 

Celistvost rostlinného těla

• Rostlina představuje harmonicky sladěný celek. Vzájemné vztahy se nazývají korelace. Uskutečňují se působením fytohormonů. Odříznutý orgán se chová jinak, než je-li součástí rostliny, např. odřízneme list, v písku zakoření. Cílem korelace je znovunabytí ztracené rovnováhy – náhrada ztraceného orgánu, např. řez ovocných stromů nebo révy vinné -> zvýšení plodnosti.
• Apikální dominance – je základem korelace, nadřazenost vzrostného vrcholu stonku, brání růstu úžlabních pupenů
• Polarita – na rostlině je rozlišen vrcholový (apikální) pól a spodní (bazální) pól – důležité při štěpování. Podnož a roub srostou jen tehdy, spojí-li se nesouhlasnými póly.
• Regenerace – náhrada opotřebovaných, poškozených nebo ztracených částí. Na regeneraci se podílí meristémy. Regeneraci ran způsobuje hojivé pletivo kalus – ránu zacelí. Regenerace umožňuje rozmnožování rostlin řízky, ztěžuje boj s plevely.

 

Vývoj rostlin

• Ontogenetický vývoj – období od vzniku zygoty po smrt rostliny. Zahrnuje změny kvalitativní.
• Ontogenetická období
• embryonální období – období od vzniku zygoty po dozrání semene
• vegetativní období- klíčení semen a tvorba vegetativních orgánů. Rostliny se mohou rozmnožovat pouze nepohlavně, nemají pohlavní orgány.
• období dospělosti- rostlina se může rozmnožovat i pohlavně
• období stárnutí- k rozmnožování nedochází, začíná odumírání orgánů a postupně celé rostliny. Převažují katabolické procesy.
• Klíčení semen = přechod z klidové fáze k růstu zárodku a klíčení rostlin. Je řízeno fytohormony.
• Životní cyklus rostlin trvá od několika týdnů až po tisíce let. Rozlišujeme:
• Efeméry – vývoj trvá pouze několik týdnů, př. osivka jarní
• Ozimy – vyklíčí na podzim a další rok pokračují v růstu a odumírají, např. ozimý ječmen
• Jednoleté – v jednom roce vytváří plody a odumírají, zimu přečkají semena
• Dvouleté – první rok se vytváří přízemní růžice listů, druhý rok se vytváří květy a plod a rostlina odumírá, např. mrkvovité
• Vytrvalé – žijí více vegetačních období, zimu přečkávají v podobě oddenků, hlíz, cibulí nebo kořenů

 

Pohyby rostlin

• Fyzikální pohyby
• Vykonávají je živé i odumřelé části rostlin
• Hygroskopické pohyby
• Jsou založeny na rozdílné schopnosti bobtnání buněčné stěny různých částí rostliny, např. šiška jehličnanů: za sucha se otevírá, za vlhka se uzavírá – dochází k rozdílnému bobtnání pletiva na vnitřní a vnější straně šupin.
• Mrštivé pohyby
• Jsou založeny na kohezi vody, např. otvírání výtrusnic kapradin: při dozrávání se snižuje množství vody v prstenci, až nakonec dojde v důsledku kohezních sil vody k roztržení a vymrštění výtrusů.

 

Vitální pohyby

• Vykonávají je pouze živé rostliny nebo jejich části.

Taxe

• Přemisťování celého organismu pomocí bičíků nebo brv vlivem jednosměrně působícího faktoru. Vyskytuje se např.
• u jednobuněčných řas, gamet, rejdivých výtrusů řas, spermatozoidů mechorostů a kapraďorostů. Např. pohyb krásnoočka ke zdroji světla – pozitivní fototaxe.
• Tropismy
• Z řeckého tropós = směr, ohyb. Jsou to růstové pohyby vyvolané jednosměrně působícími faktory prostředí. Jedná se o orientované pohyby. Rostlina reaguje buď ohybem směrem ke zdroji podráždění – kladně – pozitivně nebo v opačném směru – záporně – negativně.
• Gravitropismus = geotropismus – ohyb orgánů vyvolaný zemskou gravitací. Kořeny se vyznačují kladným gravitropismem, hlavní stonky jsou záporně gravitropické
• Fototropismus- zahrnuje pohyby rostlinných orgánů vlivem jednosměrného osvětlení. Kladně fototropické jsou stonky, záporně fototropické jsou kořeny

Nastie

• Pohyby rostlinných orgánů, jejichž směr není závislý na směru působení podnětu. Podnět může působit jednosměrně, ale reakce není na tomto směru závislá.
• Termonastie – ohyby vyvolané změnou teploty, např. otvírání
• a zavírání květů.
• Fotonastie – jsou vyvolané změnou intenzity světelného záření. Květy se většinou vlivem klesající intenzity světla zavírají.
• Nyktinastie – spánkové pohyby, jsou ovlivněny periodickými změnami, ale i vnějšími faktory, např. šťavel: lístky se na noc sklápějí, jetel: lístky se na noc zvedají.
• Seismonastie – jsou považovány za evolučně nejpokročilejší pohyby. Např. citlivka: vlivem otřesů nebo nárazem se lístky postupně svěšují.

 

Pasivní pohyby

• Řadíme sem rozšiřování spor, pylových zrn, semen atd. Uskutečňuje se např. větrem, vodou nebo prostřednictvím živočichů. Patří sem i rozšiřování vlastní hmotností.

 

Rozmnožování rostlin

Pohlavní rozmnožování

• Nový jedinec vzniká po splynutí samčí a samičí gamety dvou rodičů. Nová rostlinka přebírá chromozomy od obou rodičů. Neshoduje se geneticky s rodičovskými organismy.
• V životním cyklu rostlin se pohlavní rozmnožování střídá s rozmnožováním nepohlavním. Pohlavní generace (gametofyt) se střídá s nepohlavní generací (sporofyt). Toto střídání se označuje jako rodozměna (metageneze).

 

Nepohlavní rozmnožování

• Je charakteristické pro výtrusné rostliny. Nový jedinec vzniká ze spor.
• Vegetativní rozmnožování
• Nový jedinec vzniká rozdělením mateřského organismu nebo oddělením jeho určité části, která doroste. Potomstvo vzniklé tímto způsobem je geneticky identické a označuje se jako klon. Mnohé druhy rostlin vytváří zvláštní morfologické útvary, umožňující vegetativní rozmnožování, např. opadavé pupeny kyčelnice cibulkonosné, oddenky, šlahouny, cibule (sněženka), kořenové hlízy (jiřiny) atd.
• Mezi vegetativní rozmnožování řadíme i rozmnožování pomocí stonkových řízků (pelargónie), kořenových řízků (křen, ostružník) a listových řízků (begonie).

Ovocné stromy se vegetativně rozmnožují roubováním a keře hřížením.