Biology for Majors II

Popis způsobu pohlavního rozmnožování rostlin

Pohlavní rozmnožování rostlin probíhá několika různými způsoby a procesy. Mnohé struktury spojené s pohlavním rozmnožováním rostlin jsou pro člověka cenným zbožím (vzpomeňme na ovoce, bobule a zeleninu). Stejný počet z nich je „škodlivý“ (vzpomeňte si na sezónní alergie). V této části se dozvíme, jak právě proces pohlavního rozmnožování u rostlin probíhá.

Samoopylení a křížové opylení

U nahosemenných rostlin, je opylení definováno jako umístění nebo přenos pylu z prašníku na tyčinku téhož nebo jiného květu. U gymnospermů zahrnuje opylení přenos pylu ze samčí šištice na samičí šišku. Po přenosu pyl vyklíčí a vytvoří pylovou trubičku a spermie pro oplodnění vajíčka. Opylování je dobře prozkoumáno již od dob Gregora Mendela. Mendel úspěšně prováděl samoopylení i křížové opylení u zahradního hrachu a zároveň studoval, jak se vlastnosti přenášejí z jedné generace na druhou. Dnešní plodiny jsou výsledkem šlechtění rostlin, které využívá umělý výběr k získání současných kultivarů. Příkladem je dnešní kukuřice, která je výsledkem mnohaletého šlechtění, jež začalo u jejího předka teosinte. Kukuřice teosinte, kterou původně začali pěstovat staří Mayové, měla malá semínka – výrazně odlišná od dnešních relativně obřích kukuřičných klasů. Zajímavé je, že ačkoli se tyto dvě rostliny zdají být zcela odlišné, genetický rozdíl mezi nimi je nepatrný.

Opylování má dvě formy: samoopylení a křížové opylení. K samoopylení dochází, když se pyl z prašníku usadí na tyčince téhož květu nebo na jiném květu téže rostliny. Křížové opylení je přenos pylu z prašníku jednoho květu na tyčinku jiného květu na jiném jedinci téhož druhu. K samoopylení dochází u květů, kde tyčinka a zákrovní listen dozrávají současně a jsou umístěny tak, aby pyl mohl dopadnout na tyčinku květu. Tento způsob opylení nevyžaduje investice ze strany rostliny, která by poskytovala nektar a pyl jako potravu pro opylovače.

Živé druhy jsou navrženy tak, aby zajistily přežití svých potomků; ty, kterým se to nepodaří, vyhynou. Genetická rozmanitost je proto nutná, aby při měnících se podmínkách prostředí nebo stresu mohlo některé z potomků přežít. Samoopylení vede k produkci rostlin s menší genetickou rozmanitostí, protože pro tvorbu gamet a nakonec zygoty se používá genetický materiál ze stejné rostliny. Naproti tomu křížové opylení – neboli out-crossing – vede k větší genetické rozmanitosti, protože mikrogametofyt a megagametofyt pocházejí z různých rostlin.

Protože křížové opylení umožňuje větší genetickou rozmanitost, vyvinuly rostliny mnoho způsobů, jak se vyhnout samoopylení. U některých druhů dozrává pyl a vajíčko v různou dobu. Tyto květy téměř znemožňují samoopylení. V době, kdy pyl dozrává a je vyloučen, je stigma tohoto květu zralé a může být opyleno pouze pylem z jiného květu. Některé květy mají vyvinuté fyzické vlastnosti, které brání samoopylení. Jednou z takových květin je prvosenka. U prvosenek se vyvinuly dva typy květů, které se liší délkou prašníků a tyčinek: květ s kolíčkem má prašníky umístěné v polovině pylové trubice a tyčinka květu s trsem je rovněž umístěna v polovině pylové trubice. Hmyz se při hledání nektaru na dně pylové trubice snadno opyluje křížem. Tento jev je také znám jako heterostylie. Mnoho rostlin, například okurka, má samčí a samičí květy umístěné na různých částech rostliny, což ztěžuje samoopylení. U jiných druhů jsou samčí a samičí květy na různých rostlinách (dvoudomé). To vše jsou překážky samoopylení, proto jsou rostliny při přenosu pylu závislé na opylovačích. Většinu opylovačů tvoří biotičtí činitelé, jako je hmyz (např. včely, mouchy a motýli), netopýři, ptáci a další živočichové. Ostatní druhy rostlin opylují abiotičtí činitelé, jako je vítr a voda.

Způsoby opylování

Opylování hmyzem

Obrázek 1. Opylování hmyzem. Hmyz, například včely, jsou důležitými činiteli opylování. (kredit: úprava práce Jona Sullivana)

Včely jsou pravděpodobně nejdůležitějšími opylovači mnoha zahradních rostlin a většiny komerčních ovocných stromů (obr. 1). Nejběžnějšími druhy včel jsou čmeláci a včely medonosné. Protože včely nevidí červenou barvu, mají včelami opylované květy obvykle odstíny modré, žluté nebo jiné barvy. Včely sbírají energeticky bohatý pyl nebo nektar pro své přežití a energetické potřeby. Navštěvují květy, které jsou otevřené během dne, jsou jasně zbarvené, mají silnou vůni nebo aroma a trubkovitý tvar, obvykle s přítomností nektarového vodítka. Nektarový průvodce zahrnuje oblasti na okvětních lístcích, které jsou viditelné pouze pro včely, nikoli pro člověka; pomáhá navádět včely do středu květu, čímž zefektivňuje proces opylování. Pyl ulpívá na chlupech včel, a když včela navštíví jiný květ, část pylu se přenese na druhý květ. V poslední době se objevuje mnoho zpráv o úbytku populace včel medonosných. Pokud včely medonosné zmizí, mnoho květů zůstane neopyleno a nevydá semena. Dopad na komerční pěstitele ovoce by mohl být zničující.

Mnoho much přitahují květy, které mají pach rozkládajícího se nebo hnijícího masa. Tyto květy, které produkují nektar, mají obvykle matné barvy, například hnědou nebo fialovou. Vyskytují se na mrtvolkovém květu neboli voodoo lilii (Amorphophallus), dračím arumu (Dracunculus) a mrchožravém květu (Stapleia, Rafflesia). Nektar poskytuje energii, zatímco pyl bílkoviny. Vosy jsou také důležitými hmyzími opylovači a opylují mnoho druhů fíkusů.

Obrázek 2. Molice kukuřičná srká nektar z noční kvetoucí rostliny Gaura. (kredit: Juan Lopez, USDA ARS)

Motýli, jako je monarcha, opylují mnoho zahradních a polních květin, které se obvykle vyskytují v trsech. Tyto květy jsou pestře zbarvené, mají výraznou vůni, jsou otevřené během dne a mají nektarové vodítko, které usnadňuje přístup k nektaru. Pyl je sbírán a přenášen na končetinách motýlů. Můry naopak opylují květy v pozdním odpoledni a v noci. Květy opylované můrami jsou světlé nebo bílé a ploché, což můrám umožňuje přistání. Jedním z dobře prozkoumaných příkladů rostlin opylovaných můrami je juka, kterou opyluje můra juka. Tvar květu a můry se přizpůsobily tak, aby umožnily úspěšné opylení. Můra ukládá pyl na lepkavou tyčinku, aby později došlo k oplození. Samička můry také ukládá vajíčka do vaječníku. Když se z vajíček vyvinou larvy, získávají potravu z květu a vyvíjejících se semen. V tomto symbiotickém vztahu si tedy hmyz i květina navzájem prospívají. Podobný vztah mají i můra kukuřičná a rostlina Gaura (obr. 2).

Opylování netopýry

V tropech a pouštích jsou netopýři často opylovači nočních květů, jako jsou agáve, guava a jitrocel. Květy jsou obvykle velké a bílé nebo světle zbarvené; v noci je tak lze odlišit od tmavého okolí. Květy mají silnou ovocnou nebo pižmovou vůni a produkují velké množství nektaru. Jsou přirozeně velké a široce rozevřené, aby se do nich vešla hlava netopýra. Jak netopýři vyhledávají nektar, pokrývá se jejich obličej a hlava pylem, který pak přenášejí na další květ.

Opylování ptáky

Obrázek 3: Netopýři ptačího druhu. Kolibříci mají přizpůsobení, které jim umožňuje dosáhnout na nektar některých trubkovitých květů. (kredit: Lori Branham)

Mnoho druhů drobných ptáků, jako jsou kolibříci (obr. 3) a sluneční ptáci, jsou opylovači rostlin, jako jsou orchideje a další polní květiny. Květy, které ptáci navštěvují, jsou obvykle robustní a orientované tak, aby se ptáci mohli zdržovat v blízkosti květu, aniž by se jim křídla zamotala do okolních květů. Květ má obvykle zakřivený, trubkovitý tvar, který umožňuje přístup ptačího zobáku. Jasně zbarvené květy bez zápachu, které jsou otevřené během dne, jsou opylovány ptáky. Když pták hledá energeticky bohatý nektar, pyl se mu usazuje na hlavě a krku a přenáší se na další květ, který navštíví. Je známo, že botanici dokázali určit areál vyhynulých rostlin díky tomu, že nasbírali a identifikovali pyl z 200 let starých exemplářů ptáků ze stejné lokality.

Opylování větrem

Obrázek 4. Osoba sráží pyl z borovice.

Většina druhů jehličnanů a mnoho druhů nahosemenných rostlin, jako jsou trávy, javory a duby, jsou opylovány větrem. Šišky borovic jsou hnědé a nevonné, zatímco květy větrem opylovaných druhů nahosemenných rostlin jsou obvykle zelené, malé, mohou mít malé nebo žádné okvětní lístky a produkují velké množství pylu. Na rozdíl od typických květů opylovaných hmyzem neprodukují květy přizpůsobené opylování větrem nektar ani vůni. U druhů opylovaných větrem visí mikrosporangia z květu ven, a jak vítr fouká, lehký pyl je unášen s ním (obr. 4).

Květy se obvykle objevují brzy na jaře, ještě před listy, aby listy nebránily pohybu větru. Pyl se usazuje na obnaženém zpeřeném pysku květu (obrázek 5).

Obrázek 5. Tyto samčí (a) a samičí (b) kočičky pocházejí z vrby kozí (Salix caprea). Všimněte si, jak jsou obě struktury lehké a opeřené, aby se pyl roznášený větrem lépe rozptýlil a zachytil.

Opylování vodou

Některé plevele, například australské mořské trávy a rybniční plevele, jsou opylovány vodou. Pyl se vznáší na vodě, a když se dostane do kontaktu s květem, usazuje se uvnitř květu.

Opylení podvodem

Obrázek 6. Některé orchideje používají k přilákání opylovačů potravní nebo sexuální klam. Na obrázku je včelí orchidej (Ophrys apifera). (kredit: David Evans)

Orchideje jsou vysoce ceněné květiny s mnoha vzácnými druhy (obr. 6). Rostou na řadě specifických stanovišť, především v tropech Asie, Jižní a Střední Ameriky. Bylo identifikováno nejméně 25 000 druhů orchidejí.

Květiny často lákají opylovače potravní odměnou v podobě nektaru. Některé druhy orchidejí jsou však výjimkou z tohoto standardu: vyvinuly si různé způsoby, jak přilákat žádoucí opylovače. Používají metodu známou jako klamání potravou, při níž jsou nabízeny jasné barvy a parfémy, ale žádná potrava. Anacamptis morio, běžně známá jako orchidej zelenokřídlec, nese jasně fialové květy a vydává silnou vůni. Čmelák, její hlavní opylovač, je ke květu přilákán kvůli silné vůni – která pro včelu obvykle znamená potravu – a přitom nasbírá pyl, který přenese na jiný květ.

I jiné orchideje používají sexuální klamání. Chiloglottis trapeziformis vylučuje sloučeninu, která voní stejně jako feromon vylučovaný samičkou vosy, aby přilákala samečka vosy. Samec vosy je vůní přilákán, přistane na květu orchideje a přitom přenese pyl. Některé orchideje, jako například australská kladívkovitá orchidej, používají vůni i vizuální trik v další strategii sexuálního klamu, aby přilákaly vosy. Květ této orchideje napodobuje vzhled samičky vosy a vylučuje feromon. Sameček vosy se snaží spářit s tím, co vypadá jako samička vosy, a přitom nasbírá pyl, který pak přenese na další falešnou partnerku.

Dvojité oplození

Po usazení pylu na tyčince musí pyl vyklíčit a prorůst tyčinkou, aby se dostal k vajíčku. Mikrospory neboli pyl obsahují dvě buňky: buňku pylové trubice a generativní buňku. Z buňky pylové trubice vyrůstá pylová trubice, kterou prochází generativní buňka. K vyklíčení pylové trubice je zapotřebí voda, kyslík a určité chemické signály. Při cestě stélkou k zárodečnému vaku je růst pylové trubice podporován tkáněmi stélky. Pokud se mezitím generativní buňka ještě nerozdělila na dvě buňky, dělí se nyní a vytváří dvě spermatické buňky. Pylová trubice je vedena chemickými látkami, které vylučují synergidy přítomné v zárodečném vaku, a mikropylem vniká do vaječného vaku. Jedna ze dvou spermií oplodní vaječnou buňku a vytvoří diploidní zygotu; druhá spermie splyne se dvěma polárními jádry a vytvoří triploidní buňku, která se vyvine v endosperm. Tyto dva případy oplození u nahosemenných rostlin se společně označují jako dvojité oplození (obr. 7). Po dokončení oplození do nich nemůže vstoupit žádná další spermie. Z oplozeného vajíčka vznikne semeno, zatímco z tkání vaječníku se stane plod, který obvykle semeno obaluje.

Obrázek 7. U nahosemenných rostlin jedna spermie oplodní vajíčko a vytvoří 2n zygotu a druhá spermie oplodní centrální buňku a vytvoří 3n endosperm. Tomu se říká dvojité oplození.

Po oplození se zygota rozdělí a vytvoří dvě buňky: horní neboli terminální buňku a spodní neboli bazální buňku. Dělením bazální buňky vzniká suspenzor, který nakonec naváže spojení s mateřskou tkání. Suspenzor zajišťuje přenos výživy z mateřské rostliny do rostoucího embrya. Terminální buňka se rovněž dělí, čímž vzniká proembryo kulovitého tvaru (obr. 8a). U dvouděložných rostlin (eudicots) má vyvíjející se embryo tvar srdce díky přítomnosti dvou rudimentárních listénků (obrázek 8b). U neendospermických dvouděložných rostlin, jako je Capsella bursa, se zpočátku vyvíjí endosperm, který je však poté stráven a zásoby potravy se přesunou do dvou listénků. Jak se embryo a listeny zvětšují, dochází jim uvnitř vyvíjejícího se semene místo a jsou nuceny se ohnout (obrázek 8c). Nakonec embryo a listeny vyplní semeno (obrázek 8d) a semeno je připraveno k rozptýlení. Vývoj embrya je po určité době pozastaven a růst se obnoví, až když semeno vyklíčí. Vyvíjející se semenáček se bude spoléhat na zásoby potravy uložené v listenech, dokud první sada listů nezačne fotosyntézu.

Obrázek 8. Zobrazeny jsou fáze vývoje embrya ve vaječníku kokošky pastuší tobolky (Capsella bursa). Po oplození se zygota dělí za vzniku horní terminální buňky a dolní bazální buňky. (a) V první fázi vývoje se terminální buňka dělí a vytváří kulovité proembryo. Bazální buňka se rovněž dělí, čímž vzniká suspenzor. (b) Ve druhém stadiu má vyvíjející se embryo díky přítomnosti listenu tvar srdce. (c) Ve třetím stadiu rostoucímu embryu dochází místo a začíná se ohýbat. (d) Nakonec zcela vyplní semeno. (kredit: úprava práce Roberta R. Wise; data s měřítkem od Matta Russella)

Vývoj semene

Zralé vajíčko se vyvíjí v semeno. Typické semeno obsahuje semenný obal, listeny, endosperm a jedno embryo (obr. 9).

Obrázek 9. Zobrazeny struktury semen dvouděložných a jednoděložných rostlin. Dvouděložné rostliny (vlevo) mají dva listeny. Jednoděložné rostliny, jako je kukuřice (vpravo), mají jeden listenec, který se nazývá scutellum; vede výživu k rostoucímu embryu. Embrya jednoděložných i dvouděložných rostlin mají plumulu, která tvoří listy, hypokotyl, který tvoří stonek, a radikulu, která tvoří kořen. Osa embrya zahrnuje vše mezi plumulí a radikulí, nepočítaje v to listeny.

Uložení potravních zásob v semenech nahosemenných rostlin se u jednoděložných a dvouděložných liší. U jednoděložných rostlin, jako je kukuřice a pšenice, se jediný listenec nazývá scutellum; scutellum je prostřednictvím cévního pletiva (xylému a floému) spojeno přímo se zárodkem. Zásoby potravy jsou uloženy ve velkém endospermu. Při klíčení jsou enzymy vylučovány aleuronem, což je jedna vrstva buněk těsně uvnitř semenného obalu, která obklopuje endosperm a embryo. Enzymy rozkládají uložené sacharidy, bílkoviny a lipidy, jejichž produkty jsou vstřebávány stélkou a přenášeny cévním řečištěm do vyvíjejícího se embrya. Scutellum lze tedy považovat za absorpční, nikoliv skladovací orgán.

Dva listeny v semeni dvouděložných rostlin mají také cévní spojení s embryem. U endospermických dvouděložných rostlin jsou zásoby potravy uloženy v endospermu. Během klíčení proto oba listeny fungují jako absorpční orgány, které přijímají enzymaticky uvolněné zásoby potravy, podobně jako u jednoděložných rostlin (jednoděložné rostliny mají z definice také endospermická semena). Tabák (Nicotiana tabaccum), rajče (Solanum lycopersicum) a paprika (Capsicum annuum) jsou příklady endospermických dvouděložných rostlin. U neendospermických dvouděložných rostlin se triploidní endosperm po dvojím oplození vyvíjí normálně, ale zásoby potravy v endospermu jsou rychle přemístěny a přesunuty do vyvíjejícího se listenu k uskladnění. Dvě poloviny semene podzemnice olejné (Arachis hypogaea) a děleného hrachu (Pisum sativum) z děleného hrachu jsou jednotlivé listeny nabité zásobami potravy.

Semeno je spolu s vajíčkem chráněno semenným obalem, který je vytvořen z obalů semenného váčku. U dvouděložných rostlin se semenný obal dále dělí na vnější obal známý jako testa a vnitřní obal známý jako tegmen.

Zárodková osa se skládá ze tří částí: pluchy, radikuly a hypokotylu. Část embrya mezi místem připojení listenu a radikulí se nazývá hypokotyl (hypocotyl znamená „pod listeny“). Embryonální osa je zakončena radikulí (embryonálním kořenem), což je oblast, ze které se vyvine kořen. U dvouděložných rostlin vyčnívají hypokotyly nad zem a dávají vzniknout stonku rostliny. U jednoděložných rostlin se hypokotyl nad zemí nevyskytuje, protože u jednoděložných rostlin nedochází k prodlužování stonku. Část embryonální osy, která vyčnívá nad listeny, se nazývá epikotyl. Epikotyl se skládá z epikotylu, mladých listů a apikálního meristému výhonu.

Po vyklíčení má epikotyl u dvouděložných semen tvar háčku, přičemž epikotyl směřuje dolů. Tento tvar se nazývá háček plumule a přetrvává, dokud klíčení probíhá ve tmě. Když se tedy epikotyl prodírá tvrdou a abrazivní půdou, je plumula chráněna před poškozením. Po vystavení světlu se hypokotylový háček narovná, mladé listeny směřují ke slunci a rozšiřují se a epikotyl se dále prodlužuje. Během této doby také roste radikul a vytváří primární kořen. Jak roste směrem dolů a vytváří kůlový kořen, boční kořeny se rozvětvují do všech stran a vytvářejí typický kůlový kořenový systém dvouděložných rostlin.

Obrázek 10. Při klíčení tohoto semene jednoděložné trávy se nejprve objeví primární kořen neboli radikula, následovaná primárním výhonkem neboli koleoptile a adventivními kořeny.

U semen jednoděložných rostlin (Obrázek 10) jsou testa a tegmen semenného obalu srostlé. Jakmile semeno vyklíčí, objeví se primární kořen chráněný obalem kořenového vrcholu: koleorhizou. Poté se objeví primární výhonek, který je chráněn koleoptile: krytem špičky výhonu. Po vystavení světlu (tj. když plůdek opustí půdu a ochranný koleoptil již není potřeba) se prodlužování koleoptilu zastaví a listy se rozšíří a rozvinou. Na druhém konci embryonální osy primární kořen brzy odumírá, zatímco z báze stonku vyrůstají další, adventivní kořeny (kořeny, které nevznikají z obvyklého místa – tj. z kořene). Díky tomu mají jednoděložné rostliny vláknitý kořenový systém.

Klíčení semen

Mnoho zralých semen vstupuje do období nečinnosti nebo extrémně nízké metabolické aktivity: proces známý jako dormance, který může trvat měsíce, roky nebo dokonce staletí. Dormance pomáhá udržet semena životaschopná během nepříznivých podmínek. Po návratu do příznivých podmínek dochází ke klíčení semen. Příznivé podmínky mohou být různé, například vlhkost, světlo, chlad, oheň nebo chemické ošetření. Po vydatných deštích se objeví mnoho nových semenáčků. Lesní požáry rovněž vedou ke vzniku nových semenáčků. Některá semena vyžadují před vyklíčením vernalizaci (ošetření chladem). To zaručuje, že semena vyprodukovaná rostlinami v mírném podnebí vyklíčí až na jaře. Rostliny rostoucí v horkém podnebí mohou mít semena, která ke klíčení potřebují tepelnou úpravu, aby v horkém a suchém létě nevyklíčila. U mnoha semen zpomaluje schopnost klíčení přítomnost tlustého semenného obalu. Před klíčením se často používá skarifikace, která zahrnuje mechanické nebo chemické postupy ke změkčení semenného obalu. Může se také použít předmáčení v horké vodě nebo průchod kyselým prostředím, např. trávicím traktem zvířete.

V závislosti na velikosti semen se může doba potřebná ke vzejití semenáčku lišit. Druhy s velkými semeny mají dostatečné zásoby potravy, aby vyklíčily hluboko pod zemí, a přesto prodloužily epikotyl až na povrch půdy. Semena druhů s malými semeny obvykle vyžadují jako signál ke klíčení světlo. To zajišťuje, že semena klíčí pouze na povrchu půdy nebo v její blízkosti (kde je nejvíce světla). Pokud by vyklíčila příliš hluboko pod povrchem, neměl by vyvíjející se semenáček dostatečné zásoby potravy, aby dosáhl slunečního světla.

Vývoj plodů a typů plodů

Po oplození se z vaječníku květu obvykle vyvine plod. Plody jsou obvykle spojovány se sladkou chutí; ne všechny plody jsou však sladké. Z botanického hlediska se termín „plod“ používá pro dozrálý vaječník. Ve většině případů se z květů, u nichž došlo k oplodnění, vyvinou plody a z květů, u nichž k oplodnění nedošlo. Některé plody se vyvíjejí z vaječníku a označují se jako pravé plody, zatímco jiné se vyvíjejí z jiných částí samičího gametofytu a označují se jako přídatné plody. Plod obaluje semena a vyvíjející se embryo, čímž mu poskytuje ochranu. Plodů je mnoho typů v závislosti na jejich původu a struktuře. Sladká tkáň ostružin, červená dužina rajčat, skořápka arašídů a kukuřičná slupka (tvrdá, tenká část, která uvízne v zubech, když jíte popcorn) jsou plody. S dozráváním plodů dozrávají i semena.

Podle původu lze plody klasifikovat jako jednoduché, agregátní, vícenásobné nebo akcesorní (obr. 11). Pokud se plod vyvíjí z jediného karpelu nebo ze srostlých karpelů jediného vaječníku, označuje se jako jednoduchý plod, jak je vidět u ořechů a fazolí. Souhrnný plod je takový, který se vyvíjí z více než jednoho karpelu, ale všechny jsou v jednom květu: zralé karpely se spojí a vytvoří celý plod, jak je vidět u maliníku. Mnohonásobný plod se vyvíjí z květenství nebo shluku květů. Příkladem je ananas, kde květy splynou dohromady a vytvoří plod. Přídatné plody (někdy nazývané nepravé plody) se nevyvíjejí z vaječníku, ale z jiné části květu, například z čnělky (jahoda) nebo hypancia (jablko a hruška).

Obrázek 11. Existují čtyři hlavní druhy ovoce. Jednoduché plody, jako jsou tyto ořechy, pocházejí z jednoho vaječníku. Sdružené plody, jako jsou maliny, vznikají z mnoha plodolistů, které spolu splývají. Mnohonásobné plody, jako je ananas, vznikají ze shluku květů zvaného květenství. Přídatné plody, jako je jablko, vznikají z jiné části rostliny než z vaječníku. (kredit „ořechy“: úprava práce Petra Kratochvíla; kredit „maliny“: úprava práce jill111; kredit „ananas“: úprava práce psaudio; kredit „jablko“: úprava práce Paolo Neo)

Ovoce má obvykle tři části: exokarp (vnější slupka nebo obal), mezokarp (střední část plodu) a endokarp (vnitřní část plodu). Všechny tři dohromady se označují jako oplodí. Mezokarp je obvykle masitá, jedlá část plodu; u některých plodů, jako jsou mandle, je však jedlou částí endokarp. U mnoha plodů jsou dvě nebo všechny tři vrstvy srostlé a v době zralosti jsou nerozlišitelné. Plody mohou být suché nebo dužnaté. Dále lze plody rozdělit na dehiscentní a indehiscentní typy. Dehiscentní plody, jako například hrách, snadno uvolňují semena, zatímco indehiscentní plody, jako například broskve, se při uvolňování semen spoléhají na rozklad.

Rozptyl plodů a semen

Plod má jediný účel: rozptyl semen. Semena obsažená v plodech se musí rozptýlit daleko od mateřské rostliny, aby mohla najít příznivé a méně konkurenční podmínky pro klíčení a růst.

Některé plody mají zabudované mechanismy, takže se mohou šířit samy, zatímco jiné potřebují pomoc činitelů, jako je vítr, voda a zvířata (obr. 12). Modifikace struktury, složení a velikosti semen pomáhají při rozptylu. Plody rozptylované větrem jsou lehké a mohou mít přívěsky podobné křídlům, které jim umožňují být neseny větrem. Některé mají strukturu podobnou padáku, která je udržuje na hladině. Některé plody – například pampeliška – mají chlupaté beztížné struktury, které jsou vhodné pro šíření větrem.

Obrázek 12. Plody a semena se šíří různými způsoby. (a) Semena pampelišky se rozptylují větrem, (b) semena kokosového ořechu se rozptylují vodou a (c) žaludy se rozptylují zvířaty, která je schovají a pak zapomenou. (kredit a: úprava práce „Rosendahl“/Flickr; kredit b: úprava práce Shine Oa; kredit c: úprava práce Paolo Neo)

Semena rozptýlená vodou jsou obsažena v lehkých a vztlakových plodech, což jim dává schopnost vznášet se. Kokosové ořechy jsou dobře známé svou schopností vznášet se na vodě, aby se dostaly na pevninu, kde mohou vyklíčit. Podobně vrba a bříza stříbrná produkují lehké plody, které se mohou vznášet na vodě.

Zvířata a ptáci jedí plody a semena, která nejsou strávena, vylučují ve svém trusu na určitou vzdálenost. Někteří živočichové, například veverky, zahrabávají plody obsahující semena pro pozdější použití; pokud veverka nenajde svou skrýš s plody a jsou-li příznivé podmínky, semena vyklíčí. Některé plody, jako například chřestýš, mají háčky nebo lepkavé struktury, které se přilepí na srst zvířete a jsou pak přeneseny na jiné místo. Velkou roli v šíření semen hrají také lidé, když přenášejí plody na nová místa a vyhazují nejedlou část, která obsahuje semena.

Všechny výše uvedené mechanismy umožňují šíření semen v prostoru, podobně jako se potomci zvířat mohou přesunout na nové místo. Dormance semen, která byla popsána dříve, umožňuje rostlinám rozptýlit své potomstvo v čase: to živočichové nedokážou. Dřímající semena mohou čekat měsíce, roky nebo dokonce desetiletí na vhodné podmínky pro vyklíčení a šíření druhu.

Ověřte si své porozumění

Odpovězte na níže uvedené otázky, abyste zjistili, jak dobře rozumíte tématům probíraným v předchozí části. Tento krátký kvíz se nezapočítává do hodnocení v hodině a můžete jej opakovat neomezený početkrát.

Pomocí tohoto kvízu si můžete ověřit své porozumění a rozhodnout se, zda (1) předchozí oddíl dále studovat, nebo (2) přejít k dalšímu oddílu.