Nepohlavné rozmnožovanie rastlín: Mechanizmy a formy

Rozmnožovanie rastlín je základný proces, ktorý umožňuje vznik nového jedinca z materskej rastliny. Existujú dva hlavné spôsoby rozmnožovania: pohlavné (generatívne) a nepohlavné (vegetatívne). Zatiaľ čo pohlavné rozmnožovanie zahŕňa proces oplodnenia a tvorbu semien, nepohlavné rozmnožovanie umožňuje vznik novej rastliny z rôznych častí tela materskej rastliny.

Nepohlavné rozmnožovanie je energeticky výhodná stratégia, ktorá umožňuje rýchlu kolonizáciu prostredia bez závislosti od opeľovačov. Nový jedinec vzniká z telových (somatických) buniek a je geneticky zhodný s rodičovským organizmom. Tento proces je kľúčový pre druhy s poruchami meiózy, napríklad pri zmnožení chromozómových sád (polyploidia).

Jedince, ktoré vzniknú nepohlavným rozmnožovaním, nazývame klony. Klony vznikajú z telových buniek a majú úplne rovnaké vlastnosti ako rodičovský organizmus, z ktorého vznikli. Tento spôsob rozmnožovania je veľmi rýchly, zachováva všetky znaky rodiča (aj tie výhodné, ale aj nevýhodné), no nezabezpečuje genetickú premenlivosť. Nepohlavné rozmnožovanie je fascinujúcim evolučným mechanizmom, ktorý umožňuje niektorým druhom prežiť v nepriaznivých podmienkach. Aj keď má svoje nevýhody, ako napríklad nízku genetickú variabilitu, u niektorých druhov sa ukázalo ako efektívne. Vývin jedinca vzniknutého nepohlavným rozmnožovaním (blastogenéza) býva jednoduchší ako vývin oplodneného vajíčka (embryogenéza) a do určitej miery sa podobá regenerácii.

Apomixia (Agamia): Rozmnožovanie semenami

Nepohlavné rozmnožovanie vyšších rastlín spĺňa v životnom cykle semenných rastlín predovšetkým funkciu zachovania druhu. Je poistným mechanizmom pre prípad, že by základný systém pohlavného rozmnožovania bol ohrozený. Okrem toho umožňuje rozmnožovanie organizmu v období vegetatívnej fázy vývinu.

Jedným z hlavných typov nepohlavného rozmnožovania vyšších rastlín je apomixia (lat. agamia, apomiktické rozmnožovanie). Ide o rozmnožovanie semenami (agamospermia, semenná apomixia), pri zachovaní striedania pohlavnej a nepohlavnej generácie v životnom cykle rastliny. Zvláštnosťou tohto procesu je to, že prebieha vo vajíčkach - komplexných štruktúrach semenníkov, a napodobňuje pohlavné rozmnožovanie.

Apomixia alebo apomiktické rozmnožovanie (lat. agamia) zahŕňa:

• a1) diplospóriu, resp. apospóriu a [za nimi nasledujúcu] diploidnú partenogenézu rastlín, resp.
• a2) [prípadne aj:] haploidnú apomixiu, t. j.
• c) pravé vegetatívne rozmnožovanie rastlín.

Poznámky k apomixii:(i) Gametofytická apomixia a adventívna embryónia sa pri semenných rastlinách spolu označujú ako agamospermia (= vznik embryí a semien nepohlavnou cestou); pri nahosemenných rastlinách sa agamospermia nevyskytuje.(ii) Slovo partenogenéza v súvislosti s rastlinami môže znamenať najmä niektorú z týchto možností: I. diploidná partenogenéza rastlín, II. (diploidná) partenogenéza rastlín a (diploidná) apogamia, III. (diploidná) gametofytická apomixia a adventívna embryónia, IV. diploidná partenogenéza a haploidná partenogenéza (pričom haploidná partenogenéza = gynogenéza a androgenéza [v zmysle: vznik haploidných rastlín z mikrospór]).(iii) Diplospória a apospória [v užšom zmysle] sa niekedy spolu označujú ako apospória [v širšom zmysle] alebo ako apomeióza.

Pravé vegetatívne rozmnožovanie rastliny je nahradenie oplodnenia rozmnožovaním poplazmi, výhonkami a pod. [t.j. nový jedinec vzniká zo skupiny diferencovaných alebo nediferencovaných buniek bez vzniku embrya a semena].

Základné formy nepohlavného rozmnožovania

Existuje niekoľko základných foriem nepohlavného rozmnožovania.

• Bunkové delenie: Jednoduchšie organizmy využívajú bunkové delenie, typické pre sinice a jednobunkové riasy. Pri nepohlavnom rozmnožovaní nedochádza k vzniku špecializovaných pohlavných buniek, ale nový jedinec vzniká z materského organizmu mitotickým delením buniek. Najjednoduchší prípad je tzv. monocytogénne rozmnožovanie (cytogónia, agamogónia), pri ktorom sa od rodičovského organizmu (bunky) oddelia jednotlivé bunky. Typické je pre jednobunkovce (prvoky, Protozoa). Pri binárnom delení sa materský jedinec rozdelí mitózou na dva dcérske jedince. Delenie môže byť buď priečne (napr. nálevníky - Ciliophora), alebo pozdĺžne (napr. bičíkovce - Mastigophora). Špeciálnym prípadom binárneho delenia je pučanie. Na povrchu materského jedinca (u niektorých druhov smerom dovnútra) sa vytvoria bunkové výrastky, do ktorých prechádzajú dcérske jadrá. U niektorých prvokov (Protozoa) predchádza deleniu bunky niekoľkonásobné delenie jadra. Bunka sa rozdelí až dodatočne a naraz. Materský jedinec sa tak rozpadne na viac dcérskych jedincov. Tomuto množeniu rozpadom hovoríme polytómia. Nepohlavné rozmnožovanie môže u jednobunkovcov súvisieť so vznikom kolónií. Jednotlivé bunky vznikajúce delením materského jedinca zostanú spojené buď v spoločnom rôsolovitom obale, alebo pomocou siete výbežkov, ktoré vznikli z povrchových vrstiev cytoplazmy. Na vyššom vývojovom stupni sa jednotlivé bunky kolónie špecializujú na určité funkcie ako príjem potravy, pohyb atď. (rod váľač - Volvox). Schopnosť rozmnožovania zostáva už iba niektorým bunkám a u ostatných sa stráca.
• Fragmentácia stielky: Ďalšou formou je fragmentácia stielky, kde sa stielka rozpadá na životaschopné časti, čo je bežné u mnohobunkových sladkovodných spájaviek. Mnohé rastliny sa rozmnožujú fragmentáciou, teda rozpadom organizmu na niekoľko menších častí. Aj veľa semenných rastlín (Spermatophyta) (napr. skorocel) sa rozmnožuje fragmentáciou.
• Sporogónia (tvorba výtrusov): Nižšie huby a organizmy využívajú na rozmnožovanie výtrusy, ktoré sú jednobunkové útvary na šírenie. Výtrusy sú nepohlavné rozmnožovacie útvary, ktoré vznikajú vo výtrusniciach (sporogóniách). Vznikajú redukčným delením, preto sú haploidné.

Špecializované vegetatívne útvary vyšších rastlín

Vyššie rastliny si pre vegetatívne rozmnožovanie vyvinuli špecializované orgány, ktoré vznikli premenou stonky, koreňa či listov.

Typy vegetatívnych útvarov

• Rozmnožovacia cibuľka: Skladá sa z podcibulia a zdužnatých zásobných listov. Tento typ množenia je charakteristický pre čeľaď ľaliovité (napríklad tulipán, cesnak) a skorú jarnú čeľaď amarylkovité (snežienka, narcis).
• Podzemok (rizóm): Vodorovne rastúca podzemná stonka, z ktorej uzlov rastú korene a púčiky tvoriace nové rastliny. Je bežný u papradí, kostihoja či pýru.
• Podzemková hľuza: Zhrubnutý zásobný podzemok stonkového pôvodu. Najlepším príkladom je zemiak, ktorého "očká" sú pazušné púčiky novej rastliny.
• Stonková hľuza: Nadzemná alebo podzemná metamorfóza plniaca zásobnú aj reprodukčnú funkciu, ako napríklad kaleráb.
• Poplaz (stolón): Horizontálna plazivá stonka, ktorá rastie po povrchu a zakoreňuje vo svojich uzloch. Tento mechanizmus plošného šírenia má napríklad jahoda. Poplazy, nazývané aj stolóny, sú horizontálne plazivé stonky, ktoré rastú po povrchu pôdy. Na ich uzloch sa vytvárajú nové rastliny, ktoré zakoreňujú a po oddelení od materskej rastliny môžu žiť samostatne. Jahoda je typickým príkladom rastliny, ktorá sa úspešne rozmnožuje pomocou poplazov. Aj pýr je príkladom rastliny s podzemnými poplazmi.
• Odnože: Niektoré rastliny tvoria výrastky stonky alebo koreňa - odnože, ktoré im pomáhajú rozširovať sa do okolia (napr. obilniny).
• Listy: Pri niektorých rastlinách môžu na nepohlavné rozmnožovanie slúžiť priamo aj listy (napr. fialka).
• Pacibule (bubily): Po oddelení od rodiča sa z nich vyvinú nové rastliny; napr. cesnak.

Metódy vegetatívneho rozmnožovania

Okrem spomínaných špecializovaných útvarov existujú aj ďalšie metódy nepohlavného rozmnožovania, ktoré sa bežne využívajú v záhradníctve a poľnohospodárstve.

Rozmnožovanie odrezkami

Rozmnožovanie odrezkami je jedným z najjednoduchších a najefektívnejších spôsobov, ako získať väčšie množstvo rastlín, pričom nový jedinec je geneticky zhodný s rodičovskou rastlinou. Je to ideálny spôsob pre rozmnožovanie odrôd a kultivarov.

Správne obdobie na odber odrezkov:

• Bylinné odrezky: Odberajú sa skoro na jar z bujných, mäkkých a slabých výhonkov. Sú náchylné na vädnutie.
• Polodrevité odrezky: Odberajú sa neskôr, keď výhonky spevnejú a v spodnej časti začínajú drevnatieť.
• Drevnaté odrezky: Získavajú sa z vyzretých, drevnatených výhonkov neskoro na jeseň alebo zavčasu na jar z neolistených kríkov. Tieto odrezky korenia najpomalšie.

Postup pri odoberaní odrezkov:

1. Odberáme len zo zdravých a vitálnych rastlín, aby sme nešírili choroby.
2. Vyhneme sa kvitnúcim výhonkom, pretože obsahujú hormóny podporujúce kvitnutie a dozrievanie.
3. Výhonok odstrihneme niekoľko centimetrov od vrcholu. Dĺžka závisí od druhu, výšky výhonka a hustoty listov. Dlhé odrezky obsahujú viac zásobnych látok.
4. Na jednom odrezku by malo byť približne 4-5 uzlov (miesto, odkiaľ vyrastá list). Zo spodnej časti odrezka odstránime listy.
5. Použijeme čistý ostrý nožík a urobíme čerstvý rez hneď pod listovým uzlom.
6. Pre urýchlenie zakoreňovania sa používajú stimulátory rastu v forme práškov alebo gélov, ktoré pomáhajú s tvorbou koreňov a predchádzajú hnilobe.

Príprava a starostlivosť o odrezky:

• Substrát na zakoreňovanie by mal byť stále vlhký. Zmes z viacúčelového substrátu a ostrého piesku (alebo vermikulitu) je vhodná. Pre rastliny obľubujúce vlhkosť sa pridáva cca 10 % piesku, pre kry, levandule a ruže 25 %.
• Odrezky sa sadia do plytkých črepníkov alebo priamo do záhonov.
• Nádoby s odrezkami umiestnime na miesta s menším svetlom, nie na priame slnko.
• Odrezky denne kontrolujeme, zalievame tak, aby bol substrát vlhký, ale nie premokrený, aby nezačali hniť.
• Zakorenenie spoznáme podľa tvorby nových výhonkov.
• Po zakorenení sa odrezky presádzajú jednotlivo do kvetináčov a mladým rastlinkám sa vytvára optimálne prostredie v polotieni s pravidelnou zálievkou a občasným prihnojením.

Ďalšie metódy

• Potápanie: Jednoročné výhonky sa ohýbajú do pôdy okolo materského kríka. Po zakorenení sa oddelia. Táto metóda sa používa napríklad pri ríbezliach či viniči.
• Vrúbľovanie a očkovanie: Nepriame vegetatívne rozmnožovanie, pri ktorom sa spája časť ušľachtilej odrody s vhodným podpníkom. Pri vrúbľovaní sa na podpník jednej rastliny prenesie odrezok (vrúbeľ, štep) z inej rastliny, pri očkovaní sa prenesie len púčik (očko), ktorý sa vsadí pod kôru materskej rastliny. Používa sa najmä pri ovocných a okrasných drevinách.
• Delenie trsov: Používa sa pri okrasných trávach a iných rastlinách s trsovitým rastom.
• Delenie hľúz: Typické pre rastliny ako begónia, kde sa hľuza rozdelí na časti, pričom každá časť má púčiky.

tags: #nepohlavne #rozmnozovanie #latisky #agamia