Mystérium rozmnožování krytosemenných rostlin

Reprodukce krytosemenných rostlin může na první pohled připomínat rozmnožování živočichů, je však mnohem spletitější. V květech se totiž vyvíjí samostatná „skrytá“ generace, která odkazuje na dávné doby, kdy představovala samostatné jedince.

Jak již sám jejich název napovídá, krytosemenné rostliny, jejichž typickými zástupci jsou například tulipán, lípa nebo kopretina, mají semena schovaná („ukrytá“), a to uvnitř plodů. Na první pohled se tak zdá, že dospělá rostlina tvoří „normálně“ semena, ze kterých vyroste nový jedinec. Jenže situace je ve skutečnosti o něco složitější – pro rostliny je typické střídání dvou různých generací, sporofytu a gametofytu. Dospělá rostlina náleží ke sporofytní části životního cyklu a nese veškerou genetickou informaci ve dvou kopiích (obr. 1). Má-li dojít k pohlavnímu rozmnožování, vytvoří květy, v nichž nevznikají pohlavní buňky přímo, jak by se na první pohled mohlo zdát, ale nejdříve vzniknou spory. Ty jsou u krytosemenných odděleného pohlaví, to znamená samčí a samičí. Samčí vznikají v prašnících tyčinek, zatímco samičí nalezneme v semeníku uvnitř pestíku. Spory vznikají meiózou, tedy buněčným dělením, při němž se redukuje množství genetické informace na polovinu. Představují tak počátek gametofytní části životního cyklu, která obsahuje oproti sporofytu pouhou polovinu genetické informace. Spory spolu nesplývají, protože se nejedná o obdobu pohlavních buněk, ale dále se dělí a vzniká mnohobuněčný gametofyt. Zralý samičí gametofyt se u asi 70 % krytosemenných (včetně třeba rdesna, modelového huseníčku rolního, brukve řepky olejky, rajčete, brambor, kukuřice a mnoha dalších) skládá z osmi buněk, zatímco samčí gametofyt před oplozením (tj. pylová láčka) je tvořen třemi buňkami. Samičí gametofyt krytosemenných nepředstavuje samostatnou volně žijící generaci, ale naopak se vyvíjí uvnitř květů (v semeníku), kde ho plně vyživuje dospělá rostlina (tedy sporofyt), a zůstává před našimi zraky „skryt“. Až uvnitř samičího gametofytu, zvaného „zárodečný vak“, se vyvíjí samotná samičí pohlavní buňka – vaječná.

Ze samčí spory se naopak vyvíjí samčí gametofyt, jehož úkolem je po opuštění prašníku dopravit svoji neporušenou genetickou informaci na bliznu, a to i navzdory nepříznivým vlivům vnějšího prostředí. V tomto „putovním“ stadiu má podobu pylových zrn.

Schéma životního cyklu krytosemenných. Sporofyt (obsahující úplné množství genetické informace s dvěma kopiemi genů) začíná splynutím dvou gamet, z nichž se postupně vyvíjí zygota, embryo a dospělá rostlina. V květu dospělé rostliny vznikají spory, z nichž se posléze vyvíjí gametofyt. Spory i gametofyty jsou odděleného pohlaví a obsahují pouhou polovinu genetické informace dospělé rostliny (tedy jedinou kopii každého genu). V gametofytu vzniká klasickým buněčným dělením gameta. Samčí a samičí gamety pak opět splývají v zygotu, obě poloviny genetické informace se spojí a pokračuje sporofytní část cyklu. Symbol n označuje fáze cyklu nesoucí polovinou genetické informace; 2n značí fáze cyklu s úplným množstvím genetické informace.Snímek Jan Fíla

Boj o vítěze