Opelenie (pollinatio) je prenesenie peľu z tyčinky na bliznu piestika. Ak je peľ prenesený z tyčinky na piestik toho istého kvetu, jedná sa o samoopelenie (autogamia). Ak je peľ prenesený na cudzí kvet, je to cudzoopelenie (allogamia). Špecifickým prípadom samoopelenia je Kryptogamia (skrytoopelivosť), pri ktorej dochádza k opeleniu ešte v púčiku, teda ešte pred tým, ako kvet rozkvitne. Peľ môže byť prenesený pomocou vetra - vetroopelivé rastliny, prostredníctvom živočíchov najčastejšie hmyzu (včely), ale aj vtákov (kolibríky) alebo malých cicavcov. U niektorých rastlín môže peľ preniesť voda.
Dozrievanie peľového zrna (vznik samčieho gametofytu) prebieha tak, že peľové zrná vznikajú v peľnici po redukčnom delení. Vzniknuté bunky majú haploidné jadro, ktoré sa mitoticky rozdelí a vzniknú dve haploidné jadrá: vegetatívne (vyživovacie) a generatívne (rozmnožovacie). Neskôr sa generatívne jadro ešte raz rozdelí a vznikajú dve tzv. práve tieto spermatické jadrá sa zúčastnia oplodnenia ako samčie pohlavné bunky (gaméty).
Vajíčka vznikajú u semenných rastlín na plodolistoch, ktoré sa u nahosemenných a krytosemenných rastlín odlišujú. Plodolisty nahosemenných rastlín sú tvorené vretenom a šupinami, na ktorých sú uložené nekryté vajíčka. Plodolisty krytosemenných rastlín zrastajú a tvoria piestik (gynaeceum). Na každom plodoliste sa nachádza zárodočné pletivo (placenta), kde sa vytvárajú vajíčka (obr. a). Vajíčko u rastlín je mnohobunkový útvar, ktorý pokrývajú obaly - integumenty (a-2). V obaloch je otvor - mikropyla, peľový vchod (a-1), ktorý umožňuje samčím gamétam preniknúť do vajíčka a oplodniť vajcovú bunku. Vo vnútri vajíčka sa nachádza pletivo nucelus (a-3), ktorého jedna bunka - materská bunka (b) sa zväčšuje a redukčne sa delí. Vytvorené haploidné bunky tvoria samičiu megaspóru - nezrelý zárodočný miešok (c).
U väčšiny rastlín tri z týchto buniek zanikajú a zostane len jedna bunka, ktorá sa ďalej vyvíja (d). U niektorých rastlín môžu zostať dve alebo výnimočne všetky štyri haploidné bunky (bisporický resp. zostávajúca bunka - spóra (e) sa vyvíja odlišne u nahosemných a krytosemenných rastlín. Vývin zárodočného mieška u nahosemenných rastlín zahŕňa, že jadro zostávajúcej spóry mitoticky delí a vzniká veľký počet haploidných jadier; po vytvorení bunkových priehradok vzniká zásobné pletivo - primárny endosperm. V ňom sa postupne diferencuje jeden alebo viac archegónium s vajcovou bunkou (oosféra). Archegónium je samičí pohlavný orgán rastlín, oosféra je samičia gaméta. U krytosemenných rastlín sa zostávajúca spóra (A) mitoticky delí, vzniká zrelý zárodočný miešok krytosemenných rastlín. Zrelý zárodočný miešok semenných rastlín je po opelení pripravený na oplodnenie.
Oplodnenie: ak sa dostane zrelé peľové zrno na bliznu piestika, vlhká blizna spôsobí, že začne peľové zrno klíčiť. Vytvára sa peľové vrecúško, ktoré prerastá cez čnelku až do semenníka. Do peľového vrecúška sa presúvajú vegetatívne jadro a obe už vytvorené spermatické jadrá. Peľové vrecúško prerastá až k obalom vajíčka, praská a spermatické jadrá sa dostávajú cez mikropylárny otvor dovnútra do vajíčka. U nahosemenných rastlín splynie spermatické jadro s vajcovou bunkou a vytvorí sa zygóta. Zásobné pletivo (endosperm) je haploidné a je vytvorené pred oplodnením.
U krytosemenných rastlín splynie jedno spermatické jadro s vajcovou bunkou - vzniká zygóta. Druhé spermatické jadro sa spojí s centrálnym jadrom zárodočného mieška a postupne sa z neho delením vytvorí triploidný (3n) endosperm, ktorý vyživuje embryo. Splynutím samčej a samičej gaméty nastalo oplodnenie. Z fyziologického hľadiska rozdeľujeme spôsoby rozmnožovania rastlín do dvoch skupín: nepohlavné rozmnožovanie a pohlavné rozmnožovanie. Rodozmena (metagenéza) predstavuje životný cyklus charakterizovaný striedaním dvoch geneticky odlišných generácií.
Gametofyt (pohlavná generácia) - tvoria ho bunky s jedným súborom chromozómov (haploidný počet, n). Vzniká mitotickým delením zo spóry. Neskôr vytvára pohlavné orgány (gametangiá), ktoré mitózou produkujú pohlavné bunky (gaméty): Plemeníčky (anterídiá) tvoria samčie gaméty (často bičíkaté spermatozoidy vyžadujúce vodu) a zárodočníky (archegóniá) tvoria samičiu bunku (oosféra). Sporofyt (nepohlavná generácia) - disponuje homologickými chromozómami (diploidný počet, 2n). Vzniká mitotickým delením zygoty. Prechod rastlín na súš znamenal evolučný tlak na ochranu citlivých fáz. Vývoj smeroval k posilneniu diploidného sporofytu a redukcii haploidného gametofytu. Prvé suchozemské rastliny mali ešte primitívnejšiu rovnakotvarú rodozmenu. Machorasty (Bryophyta) sú výnimočné, kde dominuje haploidný gametofyt (zelený mach). U cievnatých výtrusných rastlín dominuje diploidný sporofyt; ich drobný gametofyt žije nezávislým životom. Pri semenných rastlinách je gametofyt extrémne zredukovaný a ukrytý v materskom sporofyte.
Vedeli ste, že Samičí gametofyt krytosemenných rastlín je zredukovaný len na 7 buniek (zárodočný vak) a samčí gametofyt dokonca len na 2-3 bunky (peľové zrnko). Nepohlavné (vegetatívne) rozmnožovanie vyžaduje len jeden materský organizmus. Bunkové delenia prebiehajú výlučne mitózou, vďaka čomu vznikajú geneticky identické klony. Je to energeticky výhodná stratégia na rýchlu kolonizáciu stabilného prostredia bez závislosti od opeľovačov.
Nepohlavné rozmnožovanie je kľúčové pre druhy s poruchami meiózy, napríklad pri zmnožení chromozómových sád (polyploidia). Jednoduchšie organizmy využívajú na množenie základné fyziologické formy: bunkové delenie; fragmentácia stielky; výtrusy. Zložitejšiu stratégiu majú niektoré machorasty. Vyššie rastliny si na vegetatívne rozmnožovanie vyvinuli špecializované orgány vzniknuté premenou stonky, koreňa či listov: rozmnožovacia cibuľka, podzemok (rizóm), podzemková hľuza, stonková hľuza, poplaz (stolón). Listy môžu tiež slúžiť na nepohlavné rozmnožovanie. Pohlavné rozmnožovanie spája genetický materiál dvoch jedincov, čo zabezpečuje genetickú variabilitu. Nová rastlina vzniká zo zygoty, produkovanej splynutím dvoch haploidných gamét. Peľové zrná (samčí gametofýt) vznikajú v peľniciach; ich povrch chráni exina a vnútorná intina. Zrelé peľové zrno krytosemenných rastlín tvoria tri bunky: jedna vegetatívna bunka (rast peľovej trubice) a dve spermácie.
Zárodočný miešok (samií gametofyt) sa vyvíja vo vajíčku semenníka. Prenos peľu na bliznu označujeme ako opelenie. Podľa pôvodu peľu rozlišujeme samoopelenie (autogamiu) a cudzoopelenie (alogamiu). Rastliny sa samoopeleniu bránia autoinkompatibilitou alebo časovým nesúladom dozrievania orgánov. Dômyselný priestorový mechanizmus na podporu cudzoopelenia využíva prvosienka jarná: jednotlivé rastliny tvoria buď kvety s dlhými čnelkami a krátkymi tyčinkami, alebo presne naopak, čo priamo núti hmyz prenášať peľ medzi rôznymi jedincami. Ak na bliznu dopadne správny peľ, prítomný vápnik, bór a fytohormóny ho okamžite stimulujú ku klíčeniu.
Proces dvojitého oplodnenia je unikátom krytosemenných rastlín. Po vniknutí trubice do vajíčka prebehnú dve splynutia súčasne: prvá spermácia splynie s oosférou, čím vzniká diploidná zygota (budúce embryo); druhá spermácia splynie s centrálnou bunkou, čím vzniká bunka s triploidným jadrom. Z nej sa sformuje zásobný triploidný endosperm vyživujúci embryo. Z oplodneného vajíčka sa vyvíja semeno chránené pevným osemením (testa), ktoré vzniklo z pôvodných vajíčkových obalov. Pre úspešný vývin a následné klíčenie sa v semene, predovšetkým v endosperme, koncentrujú kľúčové živiny a veľké množstvo fosforu. Semeno následne stratí väčšinu vody a prechádza do ochranného stavu spánku (dormancie).
Výnimočne môže semeno vzniknúť aj úplne bez oplodnenia. V zoológii sa vývin z neoplodneného vajíčka nazýva partenogenéza, no v botanike tento jav produkcie klonálneho semena označujeme ako apomixia.
Proces opeľovania a oplodnenia 🌷| Postup krok za krokom
tags: #opelenie #a #oplodnenie #nahosemennych #rastlin