Rozmnožovanie rastlín: Fakty a zaujímavosti

Téma rozmnožovania rastlín je kľúčová pre každého záhradkára a milovníka rastlín. Pochopenie rôznych metód a techník umožňuje nielen rozšíriť zásoby obľúbených druhov, ale aj zachovať ich zdravie a vitalitu. Táto oblasť zahŕňa široké spektrum postupov, od jednoduchého výsevu semien až po zložitejšie vegetatívne metódy.

Základné princípy rozmnožovania rastlín

Rozmnožovanie rastlín je proces, kedy vzniká z materskej rastliny nový jedinec. Je to vytváranie nových jedincov (potomkov) existujúcimi jedincami (rodičom alebo rodičmi) u všetkých živých organizmov, umožňuje zachovanie druhu, a tým kontinuitu života. Je základom ontogenézy - individuálneho vývinu jedinca. Rozlišujeme dva hlavné spôsoby rozmnožovania: pohlavné (generatívne) a nepohlavné (vegetatívne) rozmnožovanie.

Rodozmena (Metagenéza)

Rodozmena (metagenéza) predstavuje životný cyklus charakterizovaný striedaním dvoch geneticky odlišných generácií. Fúziou haploidných gamét vzniká diploidná zygota, čím sa cyklus neustále opakuje a generácie sa striedajú.

• Gametofyt (pohlavná generácia) - tvoria ho bunky s jedným súborom chromozómov (haploidný počet, n). Vzniká mitotickým delením zo spóry. Neskôr vytvára pohlavné orgány (gametangiá), ktoré mitózou produkujú pohlavné bunky (gaméty): plemenníčky (anterídiá) tvoria samčie gaméty (často bičíkaté spermatozoidy vyžadujúce vodu) a zárodočníky (archegóniá) tvoria samičiu bunku (oosféra).
• Sporofyt (nepohlavná generácia) - disponuje homologickými chromozómami (diploidný počet, 2n). Vzniká mitotickým delením zygoty.

Prechod rastlín na súš znamenal evolučný tlak na ochranu citlivých fáz. Vývoj smeroval k posilneniu diploidného sporofytu a redukcii haploidného gametofytu. Prvé suchozemské rastliny, ako ryniorasty, mali ešte primitívnejšiu rovnakotvarú rodozmenu. Výraznou evolučnou výnimkou sú machorasty (Bryophyta). Dominuje u nich haploidný gametofyt (zelený mach). Sporofyt (stopka s výtrusnicou) je fyziologicky úplne závislý od gametofytu.

U cievnatých výtrusných rastlín už dominuje mohutný diploidný sporofyt. Ich drobný gametofyt (prvorast) je síce zredukovaný, ale žije nezávislým životom. Pri semenných rastlinách je gametofyt extrémne zredukovaný a trvalo ukrytý v materskom sporofyte.

Nepohlavné (vegetatívne) rozmnožovanie rastlín

Nepohlavné (vegetatívne) rozmnožovanie vyžaduje len jeden materský organizmus. Bunkové delenia prebiehajú výlučne mitózou, vďaka čomu vznikajú geneticky identické klony. Je to energeticky výhodná stratégia na rýchlu kolonizáciu stabilného prostredia bez závislosti od opeľovačov. Nepohlavné rozmnožovanie je kľúčové pre druhy s poruchami meiózy, napríklad pri zmnožení chromozómových sád (polyploidia).

Formy nepohlavného rozmnožovania u jednoduchších organizmov

• Bunkové delenie - typické pre sinice a jednobunkové riasy.
• Schizogónia - rodič sa rozpadne na viacero častí alebo spór (huby, riasy).
• Krčkovité oddelenie - z materskej bunky vznikne výrastok, ktorý sa krčkovito delí (kvasinky).
• Spóry - oddelenie jednotlivých buniek, z ktorých vzniknú noví jedinci (huby, mnohobunkové riasy). Spóry sú zvyčajne jednobunkové útvary špecializované na nepohlavné rozmnožovanie. Vznikajú vo výtrusniciach mitotickým delením buniek.
• Fragmentácia stielky - rozpad stielky na životaschopné časti. Využívajú ju napríklad mnohobunkové sladkovodné spájavky, ktorých vlákno po roztrhnutí jednoducho dorastie na novú riasu.

Zložitejšiu stratégiu na nepohlavné šírenie majú niektoré machorasty.

Špecializované orgány vegetatívneho rozmnožovania u vyšších rastlín

Vyššie rastliny si na vegetatívne rozmnožovanie vyvinuli špecializované orgány vzniknuté premenou stonky, koreňa či listov. Záhradné rastliny tvoria špecializované útvary slúžiace k vegetatívnemu rozmnožovaniu:

• Rozmnožovacia cibuľka - pozostáva z podcibulia a zdužnatých zásobných listov. Tento typ množenia je charakteristický pre čeľaď ľaliovité (napríklad tulipán alebo cesnak, ktorý vytvára zložené dcérske cibuľky) a skorú jarnú čeľaď amarylkovité (snežienka, narcis).
• Hľuza - zdurené podzemné stonky, vytvárajú sa z výhonkov, ktoré rastú v pôde. Príkladom je georgína a zemiak.
• Podzemok (rizóm) - je vodorovne rastúca podzemná stonka. Z jej uzlov rastú korene a púčiky formujúce nové rastliny. Je to bežný jav predovšetkým u papradí, z kvitnúcich rastlín ho využíva napríklad liečivý kostihoj alebo mimoriadne odolný burinný pýr.
• Podzemková hľuza - je zhrubnutý zásobný podzemok stonkového pôvodu. Najlepším príkladom je zemiak, ktorého známe „očká“ sú v skutočnosti pazušné púčiky novej rastliny.
• Stonková hľuza - je nadzemná alebo podzemná metamorfóza plniaca zásobnú aj reprodukčnú funkciu. Typickým zástupcom s nadzemnou hľuzou je kaleráb. Veľmi podobný mechanizmus, avšak vo forme koreňovej hľuzy, si vytvorila reďkovka.
• Poplaz (stolón), šľahúne - ide o horizontálnu plazivú stonku, ktorá rastie po povrchu a zakoreňuje priamo vo svojich uzloch. Tento efektívny mechanizmus plošného šírenia má jahoda.
• Listy - na nepohlavné rozmnožovanie môžu slúžiť priamo aj listy.

Techniky vegetatívneho rozmnožovania v záhradníctve

Z vegetatívneho rozmnožovania je najjednoduchšie rozmnožovanie odrezkami. Rozmnožovanie živého plota odrezkami je rýchle a ide o jednoduchý spôsob, ako zadarmo získať viac rastlín a značne znížiť náklady vynaložené na záhradu. Jedna rastlina vie dať mnoho odrezkov bez toho, aby sme ohrozili jej zdravie.

Delenie

• Hľuznaté rastliny sa rozmnožujú rozdelením hľuzy.
• Dcérske cibuľky opatrne odtrhneme rukou. Dôležité je, aby na každej zostalo niekoľko korienkov. Pri niektorých rodoch však odnože držia pevne a treba ich opatrne oddeliť nožom.

Potápanie

Používame pri získavaní nových kríkov ríbezlí, viniča a iných drevín. Postupujeme tak, že jednoročné výhonky ohýbame do pôdy okolo materského kríka. Potopená časť výhonka v pôde nám za 1 - 2 roky dobre zakorení. Po oddelení od pôvodného kra môžeme nové kríky vysadiť na trvalé miesto v záhradke.

Odrezky

• Ak sa prirodzene vytvárajú dcérske rastliny, ostrým nožom ich odrežeme. Snažíme sa pritom zachovať čo najviac nepoškodených koreňov. Odrezky posypeme práškom proti hnilobe a zasadíme ich.
• Mnohé rastliny ľahko a rýchlo zakorenia vo vode. Odrezkom odstránime spodné listy až po hladinu vody. Vložíme ich do pohára a umiestnime na svetlé miesto. Pravidelne meníme vodu.
• Odrezky aj listy odoberáme zo stredu rozkonáreného vrcholu zdravých rastlín, ktoré nemajú kvety. Vysadíme ich do plytkého črepníka. Na urýchlenie zakoreňovania odrezkov sa veľmi osvedčili stimulátory.
• Odrezky odoberáme neskoro na jeseň alebo zavčasu na jar z neolistených kríkov. Odrezky, jednoročné výhonky, upravíme na dĺžku 15 - 20 cm tak, aby sme spodný rez urobili tesne pod púčikom. Režeme tak, aby horná časť odrezku bola zrezaná rovno a v takej výške, že chráni vrchný pupeň, a v spodnej časti použijeme šikmý rez. Vďaka tomu spoľahlivo rozoznáme hornú a spodnú stranu odrezka. Pôdu pred samotným zakoreňovaním dôkladne pripravíme. Záhony zrýľujeme, urovnáme.
• Na jeseň si vyhliadneme vhodnú materskú rastlinu, z ktorej budeme po opadaní listov, odoberať drevité odrezky. Krík musí byť dobre rozrastený, dospelý a zdravý. Väčšinu okrasných drevín rozmnožujeme odrezkami. Pri rozmnožovaní stromov odrezkami je lepšie ich odlamovať než rezať nožom alebo nožnicami, lebo takto nepomliaždime ich pletivo. Na konci odlomeného konárika - odrezku takto zostane trochu staršieho dreva.

Štepenie (vrúbľovanie alebo očkovanie)

Ovocné dreviny sa nepohlavne rozmnožujú potápaním, vrúbľovaním alebo očkovaním. Ovocné stromy a kry (pestované navrúbľovaním na podpník) nie sú vhodné na množenie odrezkami, napríklad rozmnožovanie jabloní odrezkami nie je vhodné. Nepriame vegetatívne rozmnožovanie, štepenie, spočíva v tom, že spájame časť ušľachtilej odrody (púčik alebo vrúbeľ) s vhodným podpníkom.

Jednou z možností je Forkertov spôsob očkovania. Oproti klasickému očkovaniu do tvaru „T“ má veľkú výhodu. Nie sme závislí od toku miazgy a očkovať môžeme v období, keď miazga začína alebo prestáva prúdiť. Skoro na jar, počas studeného a suchého obdobia, od polovice júla do polovice októbra a pri použití zimných vrúbľov aj v apríli a v máji.

Pohlavné (generatívne) rozmnožovanie rastlín

Pohlavné rozmnožovanie spája genetický materiál dvoch jedincov, čím zabezpečuje nevyhnutnú genetickú variabilitu. Nová rastlina vzniká zo zygoty, produkovanej splynutím dvoch haploidných gamét. Pri pohlavnom rozmnožovaní sa tvoria v pohlavných žľazách (gonádach) špecializované pohlavné bunky - gaméty. Môžu byť nerozlíšené (izogaméty) a rozlíšené (anizogaméty) na samičie pohlavné bunky - vajíčka (ovum) a samčie pohlavné bunky - spermie. Splynutím pohlavných buniek (haploidných) v procese oplodnenia vzniká diploidná zygota - základ nového jedinca.

Pokiaľ je rastlina schopná produkovať samičie aj samčie pohlavné bunky, nazýva sa jednodomá. Pokiaľ každý jedinec produkuje len jeden typ pohlavných buniek, hovoríme, že je dvojdomý.

Reprodukčné orgány

• Samičie reprodukčné orgány: plodolisty (gyneceum) - ich zrastaním vzniká piestik, ktorý sa člení na bliznu, čnelku a semenník.
• Samčie reprodukčné orgány: tyčinky (androeceum), ktoré sa členia na peľnicu a nitku.

Vývin peľového zrna (samčieho gametofytu)

Peľové zrná (samčí gametofyt) vznikajú v peľniciach. Ich povrch chráni pevná vonkajšia exina a vnútorná tenká intina. Peľové zrná vznikajú v peľnici po redukčnom delení. Vzniknuté bunky majú haploidné jadro, ktoré sa mitoticky rozdelí a vzniknú dve haploidné jadrá: vegetatívne (vyživovacie) a generatívne (rozmnožovacie). Neskôr sa generatívne jadro ešte raz rozdelí a vznikajú dve tzv. spermatické jadrá. Práve tieto spermatické jadrá sa zúčastnia oplodnenia ako samčie pohlavné bunky (gaméty).

Zrelé peľové zrnko krytosemenných rastlín tvoria tri bunky: jedna vegetatívna bunka (zabezpečuje rast peľovej trubice) a dve samčie neobrvené bunky, takzvané spermácie.

Vývin vajíčka (samičieho gametofytu)

Zárodočný miešok (samičí gametofyt) sa vyvíja vo vajíčku semenníka. Vajíčka vznikajú u semenných rastlín na plodolistoch, ktoré sa u nahosemenných a krytosemenných rastlinách odlišujú. Plodolisty (megasporofyly) nahosemenných rastlín sú tvorené vretenom a šupinami, na ktorých sú uložené nekryté vajíčka. Plodolisty krytosemenných rastlín zrastajú a tvoria piestik (gynaeceum).

Vajíčko pokrývajú obaly - (integumenty). V obaloch je otvor - mikropyla, peľový vchod, ktorý umožňuje samčím gamétam preniknúť do vajíčka a oplodniť vajcovú bunku. Vo vnútri vajíčka sa nachádza pletivo nucelus, ktorého jedna bunka - materská bunka sa zväčšuje a redukčne sa delí. Vytvorené haploidné bunky tvoria samičiu megaspóru - nezrelý zárodočný miešok. U väčšiny rastlín tri z týchto buniek zanikajú a zostane len jedna bunka, ktorá sa ďalej vyvíja. U niektorých rastlín môžu zostať dve alebo výnimočne všetky štyri haploidné bunky (bispórický resp. tetraspórický zárodočný miešok).

Vývin zárodočného mieška u nahosemenných rastlín

U nahosemenných rastlín sa jadro zostávajúcej spóry mnohonásobne mitoticky delí a vzniká veľký počet haploidných jadier. Po vytvorení bunkových priehradok vzniká zásobné pletivo - primárny endosperm. V ňom sa postupne diferencuje jeden alebo viac zárodočníkov (archegónium) s vajcovou bunkou (oosféra). Tento útvar je zrelý zárodočný miešok.

Vývin zárodočného mieška u krytosemenných rastlín

U krytosemenných rastlín sa zostávajúca spóra mitoticky delí 3-krát, vytvorí sa bunka s ôsmimi haploidnými jadrami. Tieto sa usporiadajú nasledovne:

• Tri sa sústredia na mikropylárnom konci, z nich jedno sa mení na vajcovú bunku - oosféru a dve sú podporné bunky - synergidy.
• Tri sa sústredia na opačnom póle bunky, sú to protistojné bunky - antipódy.
• Dve zvyšné jadrá sa v strede spoja a vytvoria diploidné centrálne jadro zárodočného mieška.

Vedeli ste, že...? Samičí gametofyt krytosemenných rastlín je zredukovaný len na 7 buniek (zárodočný vak) a samčí gametofyt dokonca len na 2-3 bunky (peľové zrnko).

Opelenie

Prenos peľu na bliznu označujeme ako opelenie. Najskôr prebieha opelenie, pri ktorom sa peľ zachytáva na vajíčka (nahosemenné rastliny), alebo na bliznu piestika (krytosemenné), kde začne klíčiť.

Spôsoby opelenia:

• vzduchom,
• vodou,
• pomocou iných živočíchov.

Podľa pôvodu peľu rozlišujeme:

• Samoopelenie (autogamia) - spôsob opelenia, keď sa rastliny opelia samy.
• Cudzoopelenie (alogamia) - spôsob opelenia, keď peľ z jednej rastliny opelí inú rastlinu toho istého druhu.

Rastliny sa samoopeleniu bránia autoinkompatibilitou (biochemický blok) alebo časovým nesúladom dozrievania orgánov. Dômyselný priestorový mechanizmus na podporu cudzoopelenia využíva prvosienka jarná. Jednotlivé rastliny tvoria buď kvety s dlhými čnelkami a krátkymi tyčinkami, alebo presne naopak, čo priamo núti hmyz prenášať peľ výhradne medzi rôznymi jedincami.

Špecifickým prípadom samoopelenia je Kryptogamia (skrytoopelivosť), pri ktorej dochádza k opeleniu ešte v púčiku, teda ešte pred tým ako kvet rozkvitne.

Oplodnenie

Ak na bliznu dopadne správny peľ, prítomný vápnik, bór a fytohormóny ho okamžite stimulujú ku klíčeniu.

• U nahosemenných rastlín splynie spermatické jadro s vajcovou bunkou (oosférou) a vytvorí sa diploidná zygota. Vajíčkové obaly sa menia na osemenie a vyživovaciu funkciu plní primárny endosperm. Samičia šištička sa mení na drevnatú šišku a semenná šupina na krídlo.
• Proces dvojitého oplodnenia je unikátom krytosemenných rastlín. Po vniknutí trubice do vajíčka prebehnú dve splynutia súčasne:
  1. Prvá spermácia splynie s oosférou, čím vzniká diploidná zygota (budúce embryo).
  2. Druhá spermácia splynie s centrálnou bunkou, čím vzniká bunka s triploidným jadrom. Z nej sa sformuje zásobný triploidný sekundárny endosperm vyživujúci embryo.
  Vajíčkové obaly sa menia na osemenie, steny semenníka na oplodie (perikarp) a piestik sa premení na plod.

Semená a plody

Semená a plody sú výsledkom procesu opelenia a oplodnenia. Vznikajú premenou semenníka alebo piestika. Z oplodneného vajíčka sa vyvíja semeno chránené pevným osemením (testa), ktoré vzniklo z pôvodných vajíčkových obalov. Pre úspešný vývin a následné klíčenie sa v semene, predovšetkým v endosperme, koncentrujú kľúčové živiny a veľké množstvo fosforu. Semeno následne stratí väčšinu vody (jej obsah klesne na 5-20 %) a prechádza do ochranného stavu spánku (dormancie).

Výnimočne môže semeno vzniknúť aj úplne bez oplodnenia. V zoológii sa vývin z neoplodneného vajíčka nazýva partenogenéza, no v botanike tento jav produkcie klonálneho semena označujeme ako apomixia (napríklad jastrabník).

Plody vzniknuté len z piestika nazývame pravé plody.

• Suché plody:
  1. Pukavé: struk (hrach), šešuľa (kapusta), šešuľka (chren), tobolka (mak), mechúrik (záružlie)
  2. Nepukavé: nažka (slnečnica, javor, oriešok, lieska), zrno (pšenica)
• Dužinaté plody: kôstkovica (čerešňa), bobuľa (rajčiak, ríbezľa), malvica (jablko)

Zaujímavosti a extrémne javy v rozmnožovaní rastlín

Orchidey

Orchidea patrí do čeľade vstavačovité (Orchidaceae). Názov tejto čeľade vznikol z gréckeho slova orchis, čo v preklade znamená mužský semenník. Orchidey majú peľové zrnká spojené do peľových zhlukov - polínií. Veľa druhov orchideí tvarom kvetu pripomína samičku opeľovača, a tak naláka samčeka. Na lákanie hmyzu používa orchidea aj vylučovanie feromónov. Orchidea rodu Paphiopedilum má hlboké vrecko s jedným východom, v ktorom sa zachytí hmyz, a kým sa mu podarí vyletieť, nalepí sa naň veľké množstvo polínií. Špecifický spôsob oplodnenia má Rhizanthella slateri, je to podzemný druh, ktorý žije v Austrálií a je závislý na mravcoch. Orchidea má veľmi malé semená, preto pri klíčení je závislá na symbióze s mykoríznou hubou. Huba rozkladá organický materiál a poskytuje živiny semenu.

Čísla a extrémne javy

• Je všeobecne známe, že výtrusné rastliny produkujú viac spór ako semenné rastliny semien.
• Najväčšie semená v rastlinnej ríši má palma Lodoicea seychellarum. Dosahujú dĺžku 40 cm a hmotnosť 20 kg.
• Najmenší kvet má Wolffia (0,5 mm) a najväčší Rafflesia (1 m).
• Spóry machu Aloina brevirostris dokážu prekonávať obrovské vzdialenosti. Boli prenesené z Ázie do Fínska, kde vyklíčili.
• Lupína arktická má najväčšiu dlhovekosť. Jej semená zmrznuté v ľade boli klíčivé po vyše 10 000 rokoch.

Knižné zdroje o rozmnožovaní a starostlivosti o rastliny

Na trhu sú dostupné viaceré publikácie, ktoré sa venujú téme rozmnožovania rastlín.

• Množení rostlin od Anji Flehmig (Ottovo nakladatelství s.r.o.) - zameriava sa na praktické aspekty rozmnožovania v domácich podmienkach, vrátane pestovania sadeníc, pikýrovania, presádzania a odberu odnoží a odrezkov.
• Rozmnožovanie rastlín od Alana Toogooda (SLOVART, s.r.o.) - predstavuje základné princípy a historický vývoj metód rozmnožovania pre laikov. Každá kapitola obsahuje podrobný úvod, ktorý vysvetľuje základné princípy a všeobecné techniky rozmnožovania, aplikované na konkrétne rastlinné skupiny.
• Rozmnožovanie rastlín od Kráľovskej záhradníckej spoločnosti (vydavateľstvo neuvedené) - knihy často obsahujú informácie o semenárstve, generatívnych a vegetatívnych spôsoboch rozmnožovania, substrátovej a záhradnej technike.

Okrem rozmnožovania je dôležitá aj starostlivosť o rastliny, ktorá zahŕňa ochranu pred chorobami a škodcami. Príručka Ochrana okrasných rostlin před chorobami a škůdce poskytuje praktické rady, čo robiť, keď rastlina žltne, usychá, krnie, deformuje sa, je poškodená požerkami, plesňou alebo hnilobou. Rýchly kľúč na ochranu rastlín ponúka jedinečný vyhľadávací systém s praktickými obrazovými tabuľkami, ktorý uľahčuje určenie problému s rastlinou. V piatich krokoch vás dovedie k pôvodcovi problému a poradí vám, ako sa s ním vyrovnať.

Správny rez rastlín je nevyhnutný pre ich zdravý rast a bohaté kvitnutie. Na úspešný rez je potrebné zvoliť vhodný čas a správnu techniku. Dreviny, ruže, trvalky, živé ploty a popínavé rastliny by mali byť strihané od začiatku tak, aby sa podporil ich silný, zdravý rast a bohaté kvitnutie.

tags: #rozmnozovanie #rastlin #zaujimavosti