Gymnosperm (Čeština)

Obecné vlastnosti

Ve všech živých skupinách gymnospermu představuje viditelná část těla rostliny (tj. rostoucí stonek a větve) sporofyt nebo nepohlavní, generace, spíše než gametofyt, nebo sexuální generace. Typicky má sporofyt stonek s kořeny a listy a nese reprodukční struktury. Jako cévnaté rostliny obsahují gymnospermy dvě vodivé tkáně, xylem a floém. Xylem vede vodu a minerály z kořenů do zbytku rostliny a také poskytuje strukturální podporu. Floém distribuuje cukry, aminokyseliny a organické živiny vyrobené v listech do nefotosyntetických tkání rostliny.

Ve většině gymnospermů obsahují samčí pylové šišky, nazývané mikrostrobili, redukované listy nazývané mikrosporofyly. Microsporangia neboli pylové vaky se přenášejí na spodní povrchy mikrosporofylů. Počet mikrosporangií se může lišit od dvou u mnoha jehličnanů po stovky u některých cykasů. V mikrosporangii jsou buňky, které podléhají meiotickému dělení za vzniku haploidních mikrospor.

Fáze gametofytů začíná, když mikrospora, zatímco je stále v mikrosporangiu, začne klíčit a vytvoří mužský gametofyt. Jediné jádro mikrospór se dělí mitózou a vytváří několik buněk. V této fázi je mužský gametofyt (nazývaný pylové zrno) vylučován a transportován větrem nebo hmyzem.

Samičí ovulátové kužele, nazývané megastrobili, mohou být přenášeny na stejné rostlině, která nese mikrobrobili (jako u jehličnanů) nebo na samostatných rostlinách (jako u cykasů a ginkga). Megastrobilus obsahuje mnoho šupin, nazývaných megasporofyly, které obsahují megasporangia. V každém megasporangiu prochází jedna buňka meiotickým dělením za vzniku čtyř haploidních megaspor, z nichž tři obvykle degenerují. Zbývající megaspore prochází mitózou, aby vytvořil ženský gametofyt. Jak se počet volných jader množí, megasporangium a stěna megaspór se rozšiřují. V této fázi je vajíčko připraveno k oplodnění.

Před oplodněním však musí být dospělý samčí gametofyt (pylové zrno) transportován do samičího gametofytu – proces opylování. V mnoha gymnospermech vytéká z malé díry v ženském megasporangiu lepkavá „opylovací kapička“, aby zachytila pylová zrna. Kapka se poté resorbuje do megasporangia pro oplodnění. U jiných druhů se pylové zrno usazuje na povrchu megasporangia, kde se mužský gametofyt dále vyvíjí. Z zrna vychází pylová trubice a roste megasporangiem směrem k mnohobuněčné struktuře obsahující vejce, která se nazývá archegonium. Vejce a spermie nadále dozrávají, přičemž jádro druhého prochází dalšími děleními, což vede ke dvěma mužským gamety neboli spermie. Zajímavé je, že cycads a Ginkgo jsou jediné semenné rostliny s bičíkatými spermiemi. V době, kdy pylová trubice dosáhne archegonia, jsou vajíčko i spermie plně zralé a vajíčko je připraveno k oplodnění.

V gymnospermech, když se jádra dvou spermií setkají s vajíčkovou buňkou, jedno jádro zemře a druhé se spojí s jádrem vajíčka a vytvoří diploidní zygotu. vejce prochází mitózou, aby zahájilo vývoj nové generace sporofytů – mnohobuněčného embrya semene. Potravu pro vyvíjející se embryo poskytuje masivní škrobový ženský gametofyt, který jej obklopuje. Časový interval mezi opylováním a zráním embrya do nové generace sporofytů se u různých skupin liší, a to od několika měsíců do více než jednoho roku (například u borovice).

U gymnospermů, jako jsou cykasy a Ginkgo, osivo je známé jako sarcotesta a skládá se ze dvou vrstev. Sarkotesta je na cykasech často pestrobarevná a sarkotesta semen ginka je po zrání páchnoucí. Semena některých jehličnanů mají tenkou křídlovou strukturu, která může napomáhat distribuci semen. Jiné, například tisy, mají kolem semene masitou strukturu, známou jako aril. Šišky jalovce jsou masité a běžně je konzumují ptáci.

V dospělosti má embryo gymnospermu dva nebo více semenných listů, známých jako dělohy. Cycads, Ginkgo a gnetophytes mají v embryu dva děložní lístky; borovice a jiné jehličnany mohou mít několik (osm je běžných; některé mají až 18).U cykasů a ginkga zůstávají dělohy v semeni a slouží k trávení potravy v samičí gametofytu a její absorpci do vyvíjejícího se embrya. Klíšťaty jehličnanů obvykle vycházejí ze semene a stávají se fotosyntetickými.