Řasy, mechorosty a kapraďorosty
ŘASY
Řasy jsou eukaryotní a většinou autotrofní organismy, které většinou obývají moře a kontinentální vody. Tělo řas je tvořeno stélkou. Jejich plastidy obsahují některé z fotosyntetických barviv: chlorofyl a, b, c, d, karoteny, xantofyly.
- Bičíkatá (monadoidní) stélka je jednojaderná buňka kapkovitého tvaru, s povrchem krytým buněčnou stěnou. Vepředu vyrůstají dva stejně dlouhé bičíky. Podstatnou část buňky vyplňuje chloroplast obsahující pyrenoid a červenou stigmu. Pyrenoid je bílkovinné těleso obsahující fotosyntetické enzymy, stigma slouží jako fotoreceptor. U kořenů bičíků se nachází dvě pulsující vakuoly. → Krásnoočko štíhlé, dinophyta, crytophyta, dinobrion, váleč
- Kokální (buněčná) stélka je kulovitá nebo oválná jednojaderná nepohyblivá buňka. → Zelenivka, zrněnka
- Měňavkovitá stélka nemá buněčnou stěnu, ale někdy je krytá pelikulou (pevným obalem s otvory) tudíž může vytvářet panožky sloužící k pohybu i lovu drobné kořisti. →Chrysoamoeba
- Kapsální stélka se v průběhu života řasy mění, neboť u buněk žijících ve slizové kolonii se může vytvořit bičík. Buňka s bičíkem odplave, poté zase usedne, dojde ke ztrátě bičíků a díky rozmnožování se opakovaným dělením vznikne nová slizová kolonie. → Hydrurus
- Sifonální (trubicovitá) stélka je mnohojaderná buňka vláknitého tvaru. → Posypanka, caulerpa
- Trichální (vláknitá) stélka je mnohobuněčná stélka tvořená jednojadernými buňkami, které se buď větví (kdy vlákna větví, osní vlákna i boční větve mohou mít rozdílnou funkci), či nikoliv. → Trentepohlia
- Sifonakladální stélka je mnohobuněčná stélka tvořená mnohojadernými buňkami. →Žabí vlas
- Pletivná stélka dosahuje až mnoha metrů. Můžeme rozlišit rhizoidy, které ji upevňují k podkladu, kauloid, který připomíná stonek rostlin i plní jeho funkci, a fyloidy, které připomínají rostlinné listy. Avšak stavba rhizoidů, kauloidu a fyloidů je od rostlinných orgánů odlišná. →Porost locikový
Rozmnožování
Řasy se umí rozmnožovat vegetativně, nepohlavně i pohlavně.
Nepohlavní rozmnožování
Při nepohlavním rozmnožování vznikají uvnitř mateřské buňky buď jednobuněčné pohyblivé výtrusy s bičíkatou stélkou –zoospory, nebo jednobuněčné nepohyblivé výtrusy – aplanospory. Poté, co dojde k protržení mateřské buňky, dochází k uvolnění se výtrusů a následnému vzniku nového jedince. Při vegetativním rozmnožování dochází k fragmentaci stélky nebo rozpadu kolonií.
Pohlavní rozmnožování
Dojde-li ke zhoršení podmínek, jako je vysychání či snížení teploty, přechází řasy na pohlavní rozmnožování. V gametangiích vznikají redukčním dělením haploidní gamety. Ty mohou být buď morfologicky stejné, ale mají jiné pohlaví nebo pohlavní typ – izogamie – vyskytuje se to u zlativek. Také může nastat případ, kdy jsou samčí gamety menší než samičí, tomuto jevu se říká anizogamie. U oogamie je samičí buňka nepohybliví a obsahuje většinu látek, které budou využity po oplodnění vajíčkem. Samčí gameta většinou obsahuje jen genetickou informaci. Tak či tak, po oplození vzniká z haploidních gamet diploidní zygota.
Haploidní cyklus: Diploidní zygota se meioticky rozdělí, dochází ke vzniku gametofytu.
Haplo-diploidní cyklus: Z diploidní zygoty vyroste sporofyt, dojde k redukčnímu dělení, vzniknou haploidní meiospory, ty vyklíčí a vznikne haploidní gametofyt. Vyskytuje se jen u ruduch, chaluh a některých zelených řas. Vyskytuje-li se v rozmnožovacím cyklu sporofyt, dochází k rodozměně. Rodozměna může být buď izomorfní, kdy je gametofyt a sporofyt morfologicky stejný, nebo heteromorfní, kdy se liší.
Diploidní cyklus: Haploidní gamety vznikají jen ve specializovaných orgánech, jinak je celý cyklus diploidní. Vyskytuje se třeba u rozsivek.
Ekologie
Jsou primárními producenty organické hmoty i O2, navazují na ně další články potravního řetězce. Bentos je společenstvo rozsivek a parožnatek na povrchu dna. Perifyton je společenstvo nárůstových řas například na kamenech.Fytoplankton tvoří směs většinou jednobuněčných řas a sinic a obvykle se nachází v povrchových vrstvách stojatých vod. Tím tvoří vodní květ, který zhoršuje kvalitu vody. Řasy, které žijímimo vodní prostředí se nazývají aerofyta. Člověk využívá řasy jako potravu, léčiva či jako agar. Také se z nich získává jód (řasy se spálí a následně se z popela extrahuje jód)
Systematické zařazení
V současné době již nejsou řasy řazeny do říše nižších rostlin, nýbrž jsou rozděleny do říší Chromavolata,
Říše: Chromaveolata
Oddělení: Obrněnky (Dinophyta)
Je tvořeno většinou mořskými bičíkovci, kteří mívají buňku pokrytou pancířem tvořeným z celulózních destiček (ale může chybět) a produkují saxitoxin, který se hromadí v ústřicích a rybách. Mezi destičkami jsou trichocysty, bílkovinná vlákna sloužící k rychlému úhybu před predátory. Plastidy obsahují chlorofyl a a c, plus specifická barviva peridinin, dinoxanthin a neodinoxanthin. Některé jsou dravé, více obrněnek dohromady dokáže ulovit i rybu.
- Obrněnka (ceratium) – sladkovodní
- Svítilka (Noctiluca) – mořská, při odbourávání kyslíku vzniká jako vedlejší produkt enzym luciferin, který způsobuje světélkování. Je jedovatá, red tide na pobřeží Kalifornie zabíjí korýše i ryby.
Oddělení: Skrytěnky(Cryptophyta)
Jsou většinou jednobuněčné, sladkovodní bičíkaté řasy s asymetrickou buňkou. Na přední straně je brázda, která se prohlubuje ve vakovitý jícen, na jehož stěnách jsou ejektozomy – vymrštitelná tělíska. Plastidy obsahují chlorofyl a ac, xanthofyl alloxanthin a fykobylin fykoerythrin nebo fykocyanin. Skrytěnky se živí autotrofně i heterotrofně.
- Skrytěnka – jarní plankton rybníků
Oddělení: Chromophyta(Chromophyta)
Jedná se o většinou mořské řasy s bičíkatými stádii. Chloroplast je tvořen čtyřmi membránami a obsahuje chlorofyly a i c , β- karoten a fukoxanthin (způsobuje hnědou až zlatavou barvu). Užívají se jako potrava a v lékařství k úpravě krevního tlaku.
Třída: Zlativky (Chrysophyceae)
Mají buď bičíkatou, nebo měňavkovitou stélku. Někdy žijí v koloniích.
- Dinobrion – bičíkatá stélka, kolonie
- Chrysamoeba – měňavkovitá stélka
- Rybénka zápašná (Hydrurus) – nachází se v šumavských potocích, smrdí rybinou, má kapsální stélku
Třída: Rozsivky (Bacillariophyceae)
Mají kokální stélku a jejich životní funkce závisí na rozpuštěnosti H2SiO3 ve vodě. Buněčná stěna je tvrdá, dvojdílná, inkrustovaná Si a přesně do sebe zapadá, asi jako Petriho misky. Nepohlavním rozmnožováním dochází k jejímu zmenšování, neboť se vždy po mitotickém dělení doplňuje ta menší z misek. Proto se musí na konci léta rozmnožovat pohlavně. Fosilní rozsivky tvoří křemelinu, z jejich protoplastů část světové ropy. Rozsivky tvoří 20-25% produkce biomasy.
Třída: Hnědé řasy (Phaeophyceae)
Jedná se většinou o mořské pletivné řasy. Vytváří plovací pletivo – měchýřky. Využívají se v potravinářském průmyslu například v Číně a Japonsku.
- Chaluha bublinatá – př i rozmnožování gamety přímo splývají v zygoty, zcela stejně jako u člověka
- Laminárie – velké hloubky, kde již nezasahuje příliv a odliv
- Macrocystis – 30 metrů dlouhá
Třída: Různobrvky (Xantophyceae)
Často se vyskytují v rybnících a tůních, chybí jim flukoxantin.
- Botrydium granulatum – 2-3mm velké, viditelné pouhým okem
- Posypanka – tvořena jednobuněčným vláknem
Říše: Excavata
Oddělení: Krásnoočka (Euglenophyta)
Tvoří jednobuněční bičíkovci s 1 tažným bičíkem. Chloroplasty obsahují chlorofyl a, chlorofyl b, karoteny a xantofyly. Pulsující vakuola slouží k vyměšování přebytečné vody. Povrch buňky je krytý pelikulou, která je tvořena šroubovitě vinutými bílkovinnými proužky. Některé druhy mají povrch krytý hnědě zbarvenou pevnou schránkou – lorikou. Jejich zásobní polysacharid je paramylon. Rozmnožují se podélným dělením a vyskytují se ve znečištěných vodách. Vyživují se autotrofně, a mixotrofně.
- Krásnoočko štíhlé – modelový organismus pro biologické výzkumy
- Krásnoočko zelené
Říše : Archaeplastida
Oddělení: Červené řasy (Rhodophyta)
Mají vláknitou nebo pletivnou stélku a nikdy u nich nenajdeme bičíkatá stádia. Podle podílu fotosyntetických pigmentů chlorofylu a, fykocyaninu a fytoeritrinu jsou buď temně zelené, zeleno modré či jasně červené. Nalézáme je převážně v mořích do hloubky 200m.
I přes absenci bičíkatých stádií jsou schopny se rozmnožovat pohlavně, spermatická buňka je připlavena pasivně vodou a oplodní ji. Jednobuněčné ruduchy se rozmnožují nepohlavně rozpadem na kousky, mnohobuněčné pomocí spor.
- Porfyra – temně červená, Japonsko, Čína, suši, léčiva
- Korálovka – korálové útesy
- Gelidium – získává se z ní agar
- Potěrka žabí símě (Batrachospermum) – sladkovodní ruducha, indikátor čisté vody
Oddělení: Zelené Řasy (Chlorophyta)
Jedná se většinou o sladkovodní druhy. Chloroplasty obsahují chlorofyl a, chlorofyl b, karoteny a xantofyly. Buněčná stěna je tvořena celulózou a zásobní látkou je škrob.
Třída: Zelenivky
Patří sem jednobuněčné i mnohobuněčné řasy, většina z nich je vodních, ale najdeme zde i suchozemské řasy.
- Pláštěnka (chlamydomonas) – bičíkatá stélka, mělké vody
- Váleč koulivý – bičíkatá stélka, vytváří zvláštní typ kolonie, tzv. cenobium. Cenobium je tvořeno bičíkatými buňkami s bičíky směřujícími směrem ven, uvnitř této duté koule jsou nebičíkaté buňky, jejichž úkolem je rozmnožování – zakládání dceřinných cenoví. Možná mají význam pro vznik mnohobuněčných rostlin.
- Řetízovka – několikabuněčné ploché kolonie, řetízovka čtyřbuněčná
- Zrněnka obecná – kokální télka, povlaky na kůrách stromů
- Zelenivka – kokální stélka, využívá se jako léčivo, kosmetické přípravky nebo přísada do těstovin
- Žabí vlas – mírně tekoucí, stojaté vody
- Porost locikový (mořský salát) – pletivná stélka
Třída: Spájivky
Rozmnožují se pohlavně spájením. Po splynutí dvou protoplastů vegetativních buněk vznikne zygota. Nebo nepohlavně fragmentací.
- Šroubatka – má šroubovitě spojené chloroplasty
- Krásivka – dvojčátkovitá řasa – je tvořena jednou buňkou, ale je zářezy rozdělena na dvě poloviny
Třída: Parožnatky
Jsou mnohobuněčné s pletivnou stélkou, je to nejvíce organizovaná třída zelených řas. V plazmatické membráně se nachází rozeta (tedy komplex bílkovin dávajích vznik celulóze). Parožnatky rostou na dně čistých tůní.
- Parožnatka
Nadddělení : Mechorosty (Bryophyta sensu lato)
Obecné vlastnosti
Mechorosty patří suchozemské výtrusné rostliny nižšího vzrůstu (jejich vodivá pletiva jsou nedokonalá), jsou převážně vlhkobytné (protože oplození vázáno na vodu). Spolu s nižšími rostlinami jsou bezcévné rostliny. Mají povrch krytý tenkou neefektivní kutikulou, jejich stélka je lupenitá nebo rozlišená na kauloid (lodyžka) a fyloidy (lístky) a k podkladu přichycena rhizoidy (příchytná vlákénka). Gametofyt převažuje nad sporofytem.
Rozmnožování
Při pohlavním rozmnožování dochází k výrazné rodozměně (metageneze). Jednobuněčný haploidní výtrus vyklíčí v zelený, vláknitý nebo lupenitý prvoklíček (protonema), z něho vyrůstá mechová rostlinka. Ta nese pohlavní orgány gametangia (samčí pelatky = antheridia, samičí zárodečníky = archegonia), rostliny jsou jednodomé a dvoudomé, většinou však dvoudomé. Pelatky produkují dvoubičíkaté spermatozoidy, zárodečníky uzavírají jednu vaječnou buňku oosféru. K oplození dojde ve vodném prostředí (déšť, rosa), z oplozené oosféry (nyní zygota) vyrůstá diploidní sporofytní generace.
Sporofytní generace: štět s tobolkou (výtrusnice = sporangium), ve výtrusnici vznikají redukčním meiotickým dělením spory (výtrusy). Po dozrání spor sporofyt odumírá, sporofytní generace je tudíž zcela závislá na gametofytu.
Mechorosty se mohou rozmnožovat i vegetativně, např. rozpadem prvoklíčku, úlomky mechové rostlinky. U některých druhů zcela převažuje toto vegetativní rozmnožování a vznikají rozlehlé mechové koberce.
Význam mechorostů
Mechorosty tvoří důležitou složku vegetačního krytu Země, osidlují i nepříznivá místa: severské oblasti, vysoká pohoří, rašeliniště. Dále chrání půdu před erozí a zadržují v ní vodu a slouží jako zdroj potravy býložravců v tundrách
Oddělení: Hlevíky (Anthocerophyta)
Mají lupenitou stélku, v níž jsou zanořena gametangia.
- Hlevík
Oddělení: Játrovky (Marchantiophyta)
Mají lupenitou stélku se středním žebrem nebo stélku rozlišenou na lodyžku a dvouřadé lístky (většinou bez středního žebra).
- Porostnice mnohotvárná – lupenitá, vidličnatě větvená stélka, „paraplíčka“
Oddělení: Mechy (Bryophyta)
Tvoří nejdokonalejší a druhově nejbohatší třída mechorostů (asi 15 000 druhů). Jejich stélka je rozlišená na kauloid, rhizoidy a fyloidy (lístky většinou spirálně uspořádány, střední žebro – střední žebro není vždy!). Mají lupenitý nebo vláknitý prvoklíček. Tobolka (výtrusnice) se otevírá víčkem, je kryta čepičkou (v ústí čepičky řada hygroskopických zubů, ty reagují na vzdušnou vlhkost a umožňují uvolňování spor a jejich rozšiřování větrem). Sporofyt je nezelený a závislý na gametofytu.
- Rašeliníky – absence rhizoidů, lupenitý prvoklíček, lístky bez středního žebra
buňky lístků rozlišeny na bezbarvé hyalocysty (=hyalocyty, umožňují poutat velké množství vody, jsou mrtvé) a na zelené chlorocysty (=chlorocyty, (obsahují plastidy))
-rostou na vlhkých kyselých podkladech ve vyšších polohách
-jejich rostliny v dolní části odumírají, zatímco rostou v horní části, tak dávají vzniknout rašelině
Protože těsně nad rašeliništěm panuje bezvětří, musí si rašeliníky pomáhat vysokotlakou technologií. Při vysychání dochází ke zvýšení tlaku uvnitř tobolky až na 5 atmosfér. Když odletí víčko, dojde k vystřelení výtrusů rychlostí až 110 km/h, což jim umožní vylétnout do výšky okolo 20 cm, kde už jsou chyceny větrem a odneseny.
RAŠELINIŠTĚ
Oblasti napájené často jen dešťovou vodou, proto je v půdě málo živin, absence dusíku, půda je kyselá. Jsou tu nepříznivé podmínky pro dekompozitory, proto se spodní odumřelé části rostlin shromažďují a přetvářejí na rašelinu. Rašeliniště jsou domovem erikoidních a masožravých rostlin.
Dělení dle hydrologie:
a) ombrogenní – z hlediska vodního režimu jsou tato rašeliniště odkázána pouze na srážky
b) geogenní – rašeliniště otevřená i pro jiné zdroje vody než pouze srážky
Rostliny žijící v rašeliništích se adaptovaly na podmáčení, nedostatek živin, aciditu půdy.Nebezpečí pramenící z vysoušení: změna chemismu, oxidace, rychlý rozklad organické hmoty, degradace ekosystému
- Měříky – vlhké lesy, běžný objekt laboratorních cvičení
- Bělomech sivý – indikátor dobrého stavu lesa
- Dvouhrotec chvostnatý
- Paprutka nicí
- Ploník obecný
Oddělení : Kapraďorosty (Pterydophyta)
Obecné vlastnosti
Patří mezi mnohobuněčné výtrusné rostliny, ale na rozdíl od mechů a nižších rostlin mají cévní svazky, na rozdíl od semenných rostlin netvoří květy ani semena. Sporofyt výrazně převažuje nad gametofytem. Jejich tělo je tvořeno kořenem, stonkem a listy. Jsou převážně suchozemské, méně často vodní. Nejsou jednotnou skupinou, nýbrž jsou rozčleněny do několika tříd.
Podle listů je lze dělit na mikrofylní (drobné celistvé lístky) a makrofylní (velké členěné a často bohatě zpeřené lístky). Listy se dále dělí dle funkce na trofosporofyly, které kromě asimilační funkce i nesou výtrusnice, trofofyly s asimilační funkcí asimilační funkcí a sporofyly, které nesou výtrusnice.
Kapraďorosty lze dále dělit dle velikosti výtrusů na stejnovýtrusé a různovýtrusné – mikrospory, megaspory (odlišeny nejen velikostně, ale i funkčně – z mikrospor vzniká samčí rostlina, z megaspor samičí)
Význam
Fosilní stromovité druhy se podílely na tvorbě černého uhlí, přeslička rolní je léčivka, druhová diverzita ekosystémů.
Rozmnožování
stejnovýtrusné, různovýtrusné
Jednobuněčný haploidní výtrus vyklíčí v zelený, vláknitý nebo lupenitý prvoklíček (protonema), z něho vyrůstá mechová rostlinka. Ta nese pohlavní orgány gametangia (samčí pelatky = antheridia, samičí zárodečníky = archegonia), rostliny jsou jednodomé a dvoudomé, většinou však dvoudomé. Pelatky produkují dvoubičíkaté spermatozoidy, zárodečníky uzavírají jednu vaječnou buňku oosféru. K oplození dojde ve vodném prostředí (déšť, rosa), z oplozené oosféry (nyní zygota) vyrůstá diploidní sporofytní generace.
Sporofytní generace: štět s tobolkou (výtrusnice = sporangium), ve výtrusnici vznikají redukčním meiotickým dělením spory (výtrusy).
Třída: Psilofyty (Psilotopsida)
Patří mezi nejstarší a vývojově nejprimitivnější, vymřelé druhy (vymřelé druhy bývají označovány Ryniofyty). Jsou to rostliny nižšího vzrůstu, které žily v bažinatých pobřežních vodách, stonky byly vidličnatě větvené.
- rod Rhynia – Silur – Karbon (asi 300 – 200 mil. let), gametofyt zřejmě velmi podobný sporofytu
Třída: Plavuně (Lycopodiopsida)
Patří jak mezi stejnovýtrusné (izosporické) nebo tak i různovýtrusné (= zástupci vranečky). Jejich stonek je nečlánkovaný vidličnatě větvený, mají čárkovité mikrofylní listy. Výtrusnice se nachází na svrchní straně sporofylů, společně s nimi tvoří výtrusnicové klasy (=strobily). Ze spory se pomalu vyvíjí hlízovitý podzemní prokel (prothalium), teprve po několika letech se na něm tvoří gametangia s gametami, dojde k oplození, ze zygoty vyrůstá mladý sporofyt a gametofyt brzy odumírá. Plavuně jsou v ČR vzácné a navíc jsou chráněny.
- Plavuň vidlačka
- Plavuň jedlová
- Vranečky – různovýtrusné, zejména v oblastech tropů a subtropů, mikrosporofyly a pod nimi makrosporofyly, uvnitř spory tvorba gametofytu, z něho vzniká sporofyt, ten často klíčí na původním sporofytu
Třída: Přesličky (Equisetopsida)
Jsou rostliny bylinného charakteru, jejich stonek je článkovaný, zřetelně členěný na nody a internodia, stonek rýhovaný, u dnešních druhů dutý a přeslenitě větvený. Mají drobné šupinovité mikrofyly, pochvovitě srostlé na bázi nodu. Jejich pokožka je prostoupena SiO2 (funkce – mechanická odolnost, odolnost vůči houbovým chorobám, křemík nutný pro růst jako u rýže).
Některé přesličky (např. přeslička rolní) vytváří v jednom vegetačním období lodyhy dvojího typu: jarní nezelené, nesoucí na vrcholu výtrusnicový klas a letní zelené asimilující
stejnovýtrusné, spory s hapterami (haptery se vlivem změn tepla a vlhka pohybují a vzájemně splétají, tak je umožněno rozšiřování výtrusů ve shlucích, aby mohlo dojít k oplození spermatozoidem z jiného gametofytu, kvůli vyšší variabilitě potomstva). Spermatozoidy se pohybují k oosféře ve vodném prostředí (rosa, déšť)
- Přeslička rolní – často plevel (dlouhé a silné oddenky – zásobní funkce, vegetativní rozmnožování) vlhkých okrajů polí, jarní hnědé a letní zelené lodyhy, odvar z ní léčivým prostředkem třeba na houbové choroby rostlin (nebo se kloktá – pít se nesmí!, aby nedošlo k usazování Si v ledvinách)
- Přeslička lesní
Třída: Kapradiny (Polypodiopsida)
Tvoří několik velmi izolovaných linií, patří sem fosilní i recentní typy, objevily se v devonu. Jejich gametofyt je nezávislý na sporofytu. Mají bohatě členěné makrofyly. Nedochází k druhotnému tloustnutí (i u stromových typů v tropech). Jejich stonek je nečlánkovaný, často ve formě oddenku, vyrůstají z něj adventivní kořeny. Na rubu či okraji listů se nacházejí výtrusnicové kupky, chráněné často blanitou ostěrou. Výtrusnice má po obvodu často prstenec ztloustlých buněk (při vysychání v době zralosti výtrusů umožňuje otevírání sporangií a uvolňování spor, praská díky uvolnění vody – viz pohyby rostlin). Jejich spermatozoidy jsou mnohobičíkaté. Mají spirálně svinuté mladé listy v pupenu před rozvinutím – circinátní vernace.
- Kapraď samec – má „prdelky“(tvar výtrusnic), jedovatý, léčivý
- Papratka samičí – má „rohlíčky“ (tvar výtrusnic)
- Osladič obecný – odporně sladký oddenek – obsahuje umělá sladidla, za války používán ke slazení
- Sleziníky – několik druhů, odlišné tvary listů – většinou skály, zídky apod.
- Hlasivka orličí – má listy až 2m dlouhé, často tvoří souvislé porosty – často na spáleništích, cévní svazky ve tvaru heraldické orlice
- Žebrovice různolistá – různý tvar trofofylů a sporofylů
- Vodní kapradiny – nepukalka, marsilka
Třída: Šídlatky (Isoetopsida)
Patří mezi vodní kapraďorosty, různovýtrusné, chráněné, nalezneme je ve dvou šumavských jezerech – ledovcové Plešné a Čertovo jezero (do 5m hloubky), jehlicovité listy tvoří růžici, mají vývojové předky datovány už v karbonu.
- Šídlatka jezerní – výtrusy ve váčku při bázi listu, potřebuje čistou vodu
- Šídlatka ostnovýtrusná
