Kde se v kapradinách nacházejí výtrusnice s výtrusy?

Na fotografii – sorus kapradiny phlebodium aureus (Phlebodium aureum) je tropická rostlina, která v našich podmínkách roste v místnostech a sklenících. Sorus (ze starověké řečtiny. σωρός ‘hromada, hromada’) je skupina sporangií – orgánů nepohlavního rozmnožování. Sori flebodia se nacházejí na spodní straně vějířovitého listu, listovitého orgánu kapradin, rovnoběžně se žilnatinami. U jiných kapradin se sori nacházejí na různých místech: například v adiantu dámských vlasů (Adiantum capillus veneris) jsou omezeny na okraj peří (tzv. segmenty vějířku) a pokryty přeloženým okrajem; u kapradina obecného (Pteridium aquiline) sori krásně lemují listy podél vrstevnice. Existují i jiná, neméně zajímavá řešení.

Některé druhy kapradin neuznávají možnosti dva v jednom a k rozmnožování využívají speciální plodné listy. Příkladem je onoclea sensitivea neboli kapradina korálková (Onoclea sensibilis). Tato prolamovaná rostlina, nalezená na Sibiři, má sori ve tvaru korálků umístěných na svisle stojících plodných listech – sporofylech.

Sori různých druhů kapradin: 1 – Phlebodium aureus (foto © Forest & Kim Starr z commons.wikimedia.org, Havaj); 2 — panenská panna (foto © Imuzak z commons.wikimedia.org); 3 — kapradí obecný (foto z commons.wikimedia.org); 4 — onokleya (foto z commons.wikimedia.org, Japonsko)

U většiny moderních druhů kapradin se shluk sporangií, který tvoří sorus, vyvíjí z jedné počáteční epidermální buňky vějířku – iniciály sporangia. Buňka se zvětší, její vnější stěny se odtlačí od epidermálního povrchu, vyčnívají ven a začnou se tvořit sporangiální primordia, hustě pokrývající okolní oblast. Z nich se následně tvoří kulovité struktury na krátké stopce a se sporami uvnitř – stejné kulaté sporangie, které jsou viditelné na hlavní fotografii. Všechna sporangia jsou připevněna nožičkami k placentě – mohutnému výrůstku spodní strany vějířku, do kterého vstupuje cévní svazek.

Průřez stonožkou kapradinou sorus (Polypodium). Je vidět, že sporangia jsou připevněny k placentě nohama. Výtrusy uvnitř sporangií jsou barevné červená. Délka segmentu stupnice je 0,35 mm. Foto © Jon Houseman a Matthew Ford z commons.wikimedia.org

Sorus je v podstatě hnízdící panenka s mnoha hnízdícími panenkami uvnitř. To je zvláště jasně viditelné u onoclea: samotný sorus je zabalen do peří – ukáže se jako samostatná koule. Pokud obal rozbalíte, odhalí se trs sporangií. Každé jednotlivé sporangium obsahuje mnoho spor.

Mnoho kapradin zabalí svá „miminka“ do různých přikrývek. Onoclea sori pevně zavinuje, dívčí vlasy a kapradí je maskují zastrčenými okraji peří. Kapradiny rodu Shield (Druh Dryopteris) zakryjte sori jako deštník speciální dekou – indusiem, která se tvoří současně se sporangiemi z placenty.

Sori ze samce štítničky (Dryopteris filixmas), pokryté indusií v rané fázi zrání. Foto © Frank Vincentz z ru.wikipedia.org

Když spory dozrají, všechny tyto rýhy a peříčka vyschnou a odpadnou. Pro spóry však stále není snadné se z takových nahromadění dostat a ještě více se rozšířit co nejdále. Pro usnadnění procesu existuje speciální zařízení – prstenec (anulus, viz Anulus). Na hlavní fotografii to vypadá jako malý kroužkovaný červ na každém sporangiu. Prstenec se skládá z jedné řady buněk s nerovnoměrně zesílenými stěnami (vnější neboli boční stěna je tenká) a jeden konec je pevně připojen ke stopce sporangia. Umístění sporangiového kruhu se liší. Například u šupináče kroužek obklopuje sporangium asi ze dvou třetin; místo, kde nejsou žádné buňky, se nazývá ústa nebo stomium.

Jak spory dozrávají, prstenec vysychá a tenké vnější buněčné stěny se ohýbají dovnitř. Zesílené stěny, stále zalévané, se přibližují k sobě, délka prstence se snižuje a sporangium praskne v oblasti úst. Prstenec se silou rozvine a následuje rychlý zpětný pohyb způsobený kavitací (při dosažení kritického tlaku se v buňkách prstence vytvoří kavitační bubliny, v důsledku čehož buňky získají svůj původní tvar). Při tomto pohybu jsou spory vymrštěny silou ze sporangia. Efektivní mechanismus. A efektní na mikroúrovni (viz video).

Mechanismus ejekce spor u kapradin čeledi mnohonožka (Polypodiaceae). А – zralé sporangium. B — dehydratace prstencových buněk vede ke konvergenci radiálních buněčných stěn a invaginaci bočních stěn. V důsledku toho se prsten narovná. C — tvorba kavitačních bublin v buňkách prstence. D – uvolnění spór v důsledku rychlého uvolnění elastické energie nahromaděné v buněčných stěnách, když se prstenec vrátí do původního tvaru. Obrázek od A. Sakes et al., 2016. Mechanismy střelby v přírodě: Systematický přehled

Výtrusy Adiantum peruviana vystupují průměrnou rychlostí 2,4 m/s a maximální rychlostí 5 m/s u Phlebodium aureus dosahují výtrusy rychlosti 10 m/s.

sporangium peruánské kapradiny adiantum (Adiantum peruvianum) po uvolnění spór. A – obraz získaný pomocí elektronového mikroskopu. Vložka ukazuje triradiátní spor. B — fotografie ve světelném mikroskopu. Vložka ukazuje prstencové buňky s kavitačními bublinkami plynu. 1 – prsten, 2 – noha, 3 – pusa. Fotografie z článku S. Poppinga et al., 2015. Expozice sporangia a uvolnění spór v kapradině peruánské (Adiantum peruvianum, Pteridaceae)

Samotné výtrusy kapradin jsou také poměrně zajímavé a rozmanité, ale to je úplně jiný příběh (viz obrázek dne Třípaprskové výtrusy kapradin).

Foto Anatoly Mikhaltsov ze stránky ru.wikipedia.org, délka sorus – 2 mm, zvětšení: ×50.

Tatiana Natalina

Skrýt úhly zobrazení

Vodivým systémem kapradiny je „diktyostela“. 1866-1897. Brendel R., Brendel R.
Brendel Reinhold (1861-1927)
Brendel Robert (1821-1898)
Kapradinový vodivý systém – “dictyostele”
Materiál, technika
dřevo, papír-mâché
výška cca 50 cm
Místo vytvoření/nález
Původ

Výukový botanický model od R. Brendela & C – vodivý systém, tzv. “dictyostela”, samčí štítová kapradina Dryopteris filix-mas. Papier-mâché, barva. Německo. 1890. léta 400. století Kapradiny (neboli pteridofyty) jsou nejstarší rostlinnou divizí, která se objevila před více než XNUMX miliony let. Kapradiny zahrnují jak bylinné, tak dřevité formy života. Kapradinový list – vějířovitý. Na rozdíl od skutečného listu má list vrcholový růst a často má významnou velikost. Listy obvykle plní dvě funkce – fotosyntézu a sporulaci. Sporangia se nacházejí na spodním povrchu listů a vyvíjejí se v nich spory. V lesích mírného pásma mají kapradiny obvykle krátký stonek, což je oddenek nalezený v půdě. Stonek má dobře vyvinutou vodivou tkáň, mezi jejíž svazky se nacházejí buňky tkáně hlavního parenchymu, sestávající z identických nediferencovaných buněk. Dictyostela u pteridofytů je prstenec vodivých pletiv obklopujících jádro, rozbitý na malé části parenchymatizovanými lakunami listů. Tato stéla je demonstrována tímto modelem.

Výukový botanický model firmy R. Brendel – vodivý systém, tzv. “dictyostela”, samčí štítová kapradina Dryopteris filis-mas. Papier-mâché, barva. Německo. 1890. léta 400. století Kapradiny (neboli pteridofyty) jsou nejstarší rostlinnou divizí, která se objevila před více než XNUMX miliony let. Kapradiny zahrnují jak bylinné, tak dřevité formy života. Kapradinový list – vějířovitý. Na rozdíl od skutečného listu mají listy vrcholový růst a často mají významnou velikost. Obvykle plní dvě funkce: fotosyntézu a sporulaci. Sporangia se nacházejí na spodním povrchu listů a vyvíjejí se v nich spory. V lesích mírného pásma mají kapradiny obvykle krátký stonek, což je oddenek nalezený v půdě. Stonek má dobře vyvinutou vodivou tkáň, mezi jejíž svazky se nacházejí buňky tkáně hlavního parenchymu, sestávající z identických nediferencovaných buněk. Prstenec vodivých pletiv obklopujících jádro je roztrhán na malé oblasti parenchymatizovanými lakunami listů. Tato stéla je demonstrována tímto modelem. Dictyostele (z řeckého diktyon – síť a stéla) je jedním z typů středu, válce (stély) stonku vyšších rostlin. Charakteristický pro kapradiny postrádající kambium. Cévní svazky D. (koncentrické, floém obklopuje xylém) tvoří síťovaný válec. D. — druh trubkové stély; vzniklé v důsledku výskytu lomů listů (lacunae).

Osobnosti
Brendel Reinhold (autor)
Brendel Reinhold (osobnost)
Brendel Robert (autor)
Oddělení přírodovědných sbírek/herbáře/fondu učebních pomůcek GB
Muzejní místnost
Ukaž méně
Zobrazit více