Kapradiny a životní cyklus kapradiny samčí

Kapradiny nebo Polipodiophita jsou oddělením vyšších výtrusných rostlin, které zahrnuje více než 10 tisíc druhů běžných v pouštích, suchých borových lesích, jezerech, bažinách a slaných vodách.

Dříve byly i velké stromy, keře a bylinné rostliny kapradinovité – o tom svědčí nalezené zkameněliny.

Jednou z hlavních charakteristik kapradin a dalších vyšších rostlin je střídání generací. Ve vývojovém cyklu kapradin převažuje sporofyt. Nejčastěji se jedná o vytrvalou bylinu nebo dřevinu se stonkem, listy a adventivními kořeny. Listy se obvykle nazývají vějířovité listy – jsou obvykle zpeřené, někdy jednoduché nebo dlanité, v délce 2-4 až 30 mm.

Mezi kapraďovitými druhy jsou i velmi malí zástupci – jejich délka je jen několik milimetrů. Stromoví obři dosahují délky 30 metrů.

V horských lesích se vyskytují kapradiny a epifyty podobné liáně – rostou na kmenech a větvích stromů.

Kapradiny se vyznačují některými vlastnostmi:

• převaha fáze diploidního sporofytu v životním cyklu. Sporofyt je typická suchozemská rostlina;
• umístění sporangií na spodní straně listové čepele in sori;
• adaptace gametofytu na život v podmínkách vysoké vlhkosti.

Nepohlavní rozmnožování se provádí pomocí spór.

Mezi moderními křídlatky se vyskytují zástupci homosporních (kapraď samičí, mnohonožka, štítenka samec, kapradí, dívenka, vlásenka alpinská) a heterosporózní (marsilia čtyřlístek, sylvinie plovoucí, azola).

Téměř všechny druhy jsou homosporózní, charakterizované tvorbou morfologicky identických spor. Pro heterosporózní kapradiny je typická tvorba mikro- a megaspor.

Pohlavní generace, tj. gametofyt, homosporózních druhů se vyznačuje různými formami: destičkami, stuhami, rozvětvenými filamenty nebo noduly. Pohlavní generace může být jednoletá nebo víceletá.

Heterosporózní kapradiny se vyznačují vysoce redukovanými dvoudomými gametofyty.

Hnojení je možné pouze za přítomnosti vody.

Zygota dává vzniknout novému gametofytu.

Poměrně častým jevem je tvorba plodových pupenů na kořenech kapradin, díky kterým dochází mimo jiné k nepohlavnímu rozmnožování.

Divize Fern zahrnuje 7 tříd. 4 z nich jsou fosilní formy a 3 jsou moderní druhy. Mezi poslední patří:

• Užovnikov;
• Marattiaceae;
• Polypodiaceae nebo kapradiny.

Životní cyklus mužského štítonožce

Samčí štítovec nebo dryopteris je vytrvalá bylina, která se vyznačuje přítomností silného černohnědého oddenku a 5–7 velkých, dvojitě zpeřených listů.

Růst listů štítné rostliny je pomalý. K jejich tvorbě dochází v horní části oddenku: v prvním roce zůstávají rudimentární. Příští léto už listy vypadají jako spirálky, které jsou hustě pokryty hnědými šupinami. Na jaře 3. roku listy stočené jako slimáci vyrůstají nahoře, zbavují se šupin a rychle se rozvinou.

List kapradiny kombinuje dvě funkce: fotosyntézu a sporulaci. V létě se na spodní straně listů tvoří hromádky sporangií – sori, které jsou svrchu pokryty tenkou špachtlí (indusium). Jednovrstvé sporangium má hřebenovitý pruh buněk se zesílenými membránami, díky nimž dochází k otevření. Typicky každé sporangium produkuje 64 identických spor. Každá výtrus má 2 slupky: vnitřní (tenkou) a vnější (tlustou).

Jakmile se spora dostane do vlhké půdy, vyklíčí a vytvoří výrůstek – gametofyt. Jedná se o malou zelenou desku ve tvaru srdce, která je připevněna k zemi pomocí jednobuněčných rhizoidů. Tvorba pohlavních orgánů probíhá na spodní straně výrůstku. Archegonia se tvoří v blízkosti zářezu a antheridia se tvoří mezi rhizoidy. Pokud je vlhké počasí, pak se z antheridia vynoří spirálovité multiflagelátové spermie, proniknou do břicha archegonie a oplodní vajíčka.

Bez období klidu se zygota vyvine v embryo – sporofyt. Po určitou dobu se živí gametofytem a poté tvoří kořen, stonek a první list, což mu umožňuje samostatnou existenci.

Velké listy štítovce na podzim odumírají a jejich řapíky zanechávají na základním oddenku.

Význam kapradin v přírodě a lidském životě

Kapradiny se podílejí na vytváření rostlinných společenstev v lesních a horských oblastech a tvoří významnou organickou hmotu (především v tropických a subtropických lesích). V neposlední řadě se podílí kapradiny na formování zemské krajiny.

Pokud mluvíme o vyhynulých stromových kapradinách, byly důležitou složkou při vzniku uhelných ložisek. Černé uhlí se dnes používá jako palivo a surovina v různých průmyslových odvětvích. Vyrábí se z něj benzín, petrolej, hořlavý plyn, laky, aromatické a léčivé látky, různá barviva, plasty atd.

Některé moderní druhy se pěstují jako skleníkové, pokojové a zahradní okrasné rostliny. Patří mezi ně panenka, pteris, nephrolepis, asplenia, pštrosí peří atd. Mladé listy kapradí se například konzumují v různých formách: čerstvé, solené a nakládané.

Tropická vodní kapradina azolu se používá jako dusíkaté hnojivo na rýžových polích.

Mezi kapradinami jsou i jedovaté druhy.

Mnoho kapradin je široce používáno v lidovém léčitelství a homeopatii: při léčbě různých onemocnění (křivice, plicní onemocnění, střevní poruchy). Přípravky na nich založené mají analgetický a protizánětlivý účinek. Nejlépe však fungují jako anthelmintikum.

Kapradiny patří k vyšším výtrusným rostlinám. Struktura kapradin se liší od stavby mechů, přesliček a mechů. Kapradiny se tedy vyznačují listy, na kterých se nacházejí sporangia.

Kapradiny, stejně jako jiné výtrusné rostliny, hrají důležitou roli v přírodě i v životě člověka. Například díky nim se na Zemi objevilo uhlí.

Struktura kapradin

Kapradiny najdeme nejen na souši, ale i ve vodě. Nacházejí se po celém světě. Jejich velikosti se liší od několika milimetrů do 20 metrů!

Kapradinové listy se nazývají listy (z řeckého bayon „palmová ratolest“). Jsou prakticky křížencem listu a větve.

Zpočátku nebyly listy listy, ale výhonky. Starověké výtrusné rostliny měly pravidelné větve s listy, ale v průběhu evoluce se tyto větve měnily, stávaly se ploššími a zvětšovaly fotosyntetický povrch.

Mají důležitou vlastnost: na zadní straně listu kapradiny jsou vidět tmavé skvrny, které jsou někdy mylně považovány za semena. Kapradiny však nemají semena, rozmnožují se výtrusy.

Ale výtrusy jsou mikroskopické, proč je tak snadno vidět na listu kapradiny? Faktem je, že tyto tmavé skvrny nejsou spory, ale něco jako váčky obsahující mnoho spor. Jmenují se sporangia.

Rozmnožování kapradiny

Když spory dozrají, rozptýlí se a vyroste z nich pohlavní generace kapradiny. Vůbec se nepodobá kapradině, na kterou jsme zvyklí a je to malá destička, jako šupina, prothallus. Po oplodnění se na výhonu vyvine známá kapradina s oddenkem a ratolestmi, na jejichž spodních částech dozrávají nové výtrusy.

Prostudujte vnější stavbu kapradiny. Zvažte tvar a barvu oddenku; tvar, velikost a barva listů.

Ukaž možnou odpověď

Kapradina má velký hnědý oddenek, což je podzemní výhon, z něhož vybíhají tenké adventivní kořínky. Listy kapradiny jsou světle zelené, silně řezané, nazývají se vějířovité. Velikost listů dospělé rostliny je od 20 do 70 cm.

Prohlédněte si hnědé hlízy na spodní straně listů. jak se jim říká? Co se v nich vyvíjí? Jaký význam mají výtrusy v životě kapradiny?

Ukaž možnou odpověď

Hnědé hlízy na spodní straně listů se nazývají sporangia. Vyvíjejí se v nich spory, tedy mikroskopické buňky, ze kterých se vyvíjí další generace kapradiny.

Proč si myslíte, že mnoho druhů kapradin, které jsou také výtrusnými rostlinami, na rozdíl od mechů, může dosáhnout významných velikostí?

Na rozdíl od mechů jsou kapradiny vyvinutější rostliny. Struktura kapradin je složitější. Mají plnohodnotný kořenový systém (a ne rhizoidy, jako mechy) a tento systém vám umožňuje posílit rostlinu v půdě a přijímat živiny a vodu z půdy v dostatečném množství. Navíc se tyto živiny díky vodivým pletivům dostanou do všech částí rostliny, včetně těch vzdálených od kořenů. Mechy nemají vodivou tkáň, a to je pro ně nemožné.

Kapradiny mají také vyvinutou mechanickou tkáň. Díky tomu je rostlina pružná a odolná, schopná odolat silnému větru a dalším nepříznivým faktorům prostředí.

Rozmanitost vyšších výtrusných rostlin

Rostliny s vyššími výtrusy existují na planetě již od paleozoické éry. Jejich vývoj byl krokem k tomu, aby se na Zemi vytvořily podmínky vhodné pro růst nahosemenných a následně krytosemenných.

Úloha vyšších spor v koloběhu organických látek je velmi velká. Tvořily atmosféru a půdu a jejich zbytky se staly minerály.

Tato tabulka obsahuje informace o rostlinách s vyššími výtrusy: kde rostou, jaká je jejich struktura.

Vyšší výtrusné rostliny se používají v lékařství, průmyslové výrobě, zemědělství a dalších oborech.

Jaký význam mají kyjové mechy, přesličky a kapradiny?

Kapradiny plní následující funkce:

— Utváření prostředí. Mezi kapradinami žijí drobní živočichové (brouci, hlemýždi, červi), hnízdí některé druhy ptáků. Ryby kladou vajíčka do houštin vodních kapradin; ukrývají se tam mláďata a vodní bezobratlí.

– Fotosyntetický. Kapradiny, stejně jako všechny rostliny, uvolňují do atmosféry kyslík a berou z ní oxid uhličitý.

– Zdroj potravy. Některé druhy kapradin ( kapradí, pštros, mladé výhonky přesličky) mohou pozřít losi, jeleni, vodní ptactvo a dokonce i lidé.

— Použití ve farmacii. Antiparazitika se vyrábí z kapradiny štítové. Dětský pudr se vyrábí z výtrusů mechu, v lidovém léčitelství se výtrusy používají i k hojení ran, popálenin, omrzlin. Z výhonků přesličky se vyrábějí hemostatické a diuretické látky.

— Použití v hutnictví. V metalurgii se používá prášek z výtrusů mechu. Odlévací formy jsou posypány práškem vyrobeným z těchto výtrusů. Při hoření výtrusů se vytvoří vrstva plynů, díky které se části nepřilepí na stěny. Výhonky přesličky se dříve používaly k leštění kovových výrobků. Jsou houževnaté díky speciálním vláknům a obsahují oxid křemičitý (oxid křemičitý).

Za zmínku také stojí, že právě díky kapradinám vzniklo v přírodě uhlí, hořlavý minerál.

Jak vzniklo uhlí?

Uhlí se začalo tvořit již v paleozoické éře. Starověké kapradinaté rostliny, které umíraly, dopadaly na vlhkou, bažinatou půdu a byly pokryty bahnem. Zformováno rašelina – sypká usazená hornina, ve které se rostliny rozložily jen částečně. Po staletí se rašelinová ložiska vrstvila na sebe, odřezávala přístup kyslíku do spodních vrstev a zvyšovala tlak.

Při zvýšeném tlaku a vysoké teplotě v uhlonosných vrstvách docházelo k postupné změně jejího chemického složení a molekulární struktury.