42 Rozmnażanie roślin

Rozmnażanie roślin – wytwarzanie nowych osobników roślin prowadzące do zwiększenia liczebności populacji i rozszerzenia zasięgu gatunku. Samoodtwarzanie materii organicznej zachodzi na poziomie replikacji DNA, podziałów komórkowych oraz rozmnażania organizmów, aby doszło do rozmnożenia rośliny muszą zajść procesy samoodtwarzania na niższych poziomach. Wyróżniane są dwa podstawowe rodzaje rozmnażania roślin: rozmnażanie wegetatywne oraz rozmnażanie generatywne. Poznano procesy rozmnażania roślin w warunkach naturalnych, opracowano wiele metod rozmnażania roślin w warunkach sztucznych. Prowadzone są także eksperymenty nad rozmnażaniem roślin w warunkach przestrzeni kosmicznej na orbicie okołoziemskiej. Procesy rozmnażania roślin poza Ziemią badano na roślinach należących do Arabidopsis, Epidendrum, Pisum, Triticum. Jeżeli warunki fizyczne mieszczą się w granicach potrzeb fizjologicznych badanych roślin, ich rozmnażanie przebiega prawidłowo także na orbicie okołoziemskiej.

Aplanospora – nieruchliwy zarodnik. Tego typu zarodniki wytwarzają m.in. niektóre grzyby lub glony. Charakteryzują się cienką ścianą komórkową. Są wytwarzane w aplanosporangiach i uwalniane po pęknięciu ścianki na wierzchołku.Zobacz teżzoospory

Apomiksja, agamospermia – typ rozmnażania, w którym do powstania zarodka i wytworzenia nasion dochodzi bez zapłodnienia. Zarodek powstaje wyłącznie z komórek osobnika matczynego. W przeszłości termin apomiksja oznaczał wszelkie formy rozmnażania bezpłciowego występujące u roślin. Aktualnie apomiksja jest synonimem agamospermii i dotyczy roślin wytwarzających nasiona. Znane są zjawiska podobne do apomiksji u roślin niższych, jednak użycie samego terminu wobec tych organizmów jest dyskusyjne.

Bielmo (endosperm) – di- lub tri- lub pentaploidalna tkanka miękiszowa w nasionach roślin okrytonasiennych powstająca w trakcie procesu podwójnego zapłodnienia po połączeniu jednego z jąder plemnikowych z wtórnym jądrem woreczka zalążkowego. Cytoplazmę pierwszej komórki bielma stanowi pozostałość woreczka zalążkowego po utworzeniu i oddzieleniu się błonami komórki jajowej, synergid i antypod. U roślin jednoliściennych bielmo jest głównym źródłem substancji pokarmowych w dojrzałym nasieniu. U roślin dwuliściennych bielmo zostaje zużyte przez rozwijający się zarodek, który następnie wykorzystuje substancje pokarmowe w liścieniach.

Dwupienność, dioecja – u roślin występowanie żeńskich i męskich organów rozrodczych na różnych osobnikach. Rośliny takie określane są mianem dwupiennych (rozdzielnopłciowych). W przypadku dwupiennych mszaków i paprotników rodnie i plemnie występują na różnych roślinach (przedroślach). W przypadku roślin nasiennych dwupiennymi nazywane są te rośliny, na których występują wyłącznie kwiaty męskie lub kwiaty żeńskie. Rozdzielenie płci organów generatywnych między różnymi osobnikami jest jedną z form zapobiegania samozapyleniu.

Elatery (sprężyce) – wydłużone płonne komórki pozbawione protoplastu, występujące w zarodniach niektórych roślin zarodnikowych. W ścianach elater znajdują się charakterystyczne śrubowate zgrubienia. Elatery po otwarciu się zarodni ułatwiają rozsiewanie się zarodników. Odbywa się to dzięki skręcaniu się i rozkręcaniu elater, następującemu w wyniku zmian w wilgotności powietrza. Ruchy te mają charakter kohezyjny, czyli wynikają z oddziaływania sił między cząsteczkami wody nasiąkającej struktury komórkowe.

Gametofit – haploidalne stadium przemiany pokoleń roślin i protistów roślinopodobnych. W dawniejszych ujęciach gametofitem nazywano również analogiczne stadium u grzybów. Nazwę zawdzięcza temu, że daje początek gametom roślinnym w wyniku podziału mitotycznego. Sam gametofit powstaje w wyniku podziału mejotycznego wyspecjalizowanych komórek sporofitu nazywanych zarodnikotwórczymi i trwa do momentu fuzji gamet. Początkowo gametofity stanowią jednokomórkowe, haploidalne zarodniki. W wyniku kolejnych podziałów mitotycznych rozwijają się wielokomórkowe gametofity o różnej budowie w różnych grupach systematycznych roślin. Dojrzałe gametofity wytwarzają gametangia męskie, w których powstają plemniki i gametangia żeńskie wytwarzające pojedyncze komórki jajowe. U większości roślin lądowych gametofit jest silnie zredukowany i całkowicie lub częściowo zależny od sporofitu ponieważ nie jest w stanie żyć bez dostarczanej do niego wody i substancji odżywczych. Wyjątek stanowią mszaki, u których pokolenie gametofitu dominuje nad sporofitem.

Gametofor – u roślin część gametofitu, na której powstają narządy płciowe (gametangia). W szczególności termin stosowany jest w odniesieniu do ulistnionych łodyżek mszaków wyrastających ze splątka i zakończonych rodniami i plemniami. U mszaków, u których splątek jest tworem krótkotrwałym, gametofor można utożsamiać z gametofitem. Po zapłodnieniu z rodni na szczycie gametoforu wyrasta sporofit. Gametofor jest w przypadku mchów zasadniczą częścią pokolenia płciowego.

Globalny Bank Nasion – bank nasion znajdujący się na norweskim archipelagu Svalbard, na wyspie Spitsbergen. Zbudowany w celu bezpiecznego przechowywania nasion roślin jadalnych z całego świata. Bank ulokowany jest w tunelu wydrążonym w wiecznej zmarzlinie. Budynek działa bez stałego personelu.

Haplofaza – faza generatywna w cyklu życiowym organizmu. W stadium tym komórki są haploidalne. Haplofaza może być ograniczona do gamet, jak ma to miejsce u zwierząt. U roślin z przemianą pokoleń rośliny haplofaza odpowiada okresowi istnienia gametofitu.

Hermafrodytyzm, inaczej obojnactwo, dwupłciowość, obupłciowość, androgynia – zjawisko występowania w ciele jednego osobnika jednocześnie męskich i żeńskich gruczołów rozrodczych albo występowanie w jego ciele gruczołu obojnaczego wytwarzającego jaja i plemniki. Obojnactwo występuje często u zwierząt bezkręgowych i u roślin wyższych, rzadziej u kręgowców. U osobników hermafrodytycznych najczęściej zachodzi zapłodnienie krzyżowe, rzadziej samozapłodnienie – u roślin nazywane samopylnością.

Jednopienność, jednodomowość, monoecja – występowanie u roślin rozdzielnych męskich i żeńskich (jednopłciowych) narządów rozrodczych na jednym osobniku. W przypadku jednopiennych mszaków i paprotników na tej samej roślinie występują rodnie i plemnie, czyli gametangia męskie i żeńskie. W przypadku roślin nasiennych jednopiennymi nazywane są te rośliny, na których występują zarówno kwiaty męskie, jak i odrębne kwiaty żeńskie. Rośliny, na których obok kwiatów rozdzielnopłciowych występują także kwiaty obupłciowe, określane są mianem poligamicznych. Rozdzielenie płci organów generatywnych jest jedną z form zapobiegania samozapyleniu.

Kiełkowanie (germinacja) – zespół procesów zachodzących wewnątrz nasiona, które prowadzą do aktywacji zarodka. Rozpoczęcie wzrostu siewki jest zakończeniem kiełkowania i rozpoczęciem następnej fazy rozwojowej. Makroskopowym objawem zakończonego kiełkowania jest pojawienie się korzonka zarodkowego, co jest już objawem wzrostu. Kiełkowanie polega na przemianie nasienia w siewkę.

Kiełkownik – urządzenie doświadczalne w botanice, służące do określania zdolności kiełkowania nasion. Mianem kiełkownika można też określić miejsce (naczynie), w którym umieszcza się zamoczone nasiona celem wykiełkowania. Zwykle taki zestaw składa się ze zbiornika na wodę, kilku poziomów na kiełki oraz przykrycia (pokrywy). Najprostszym kiełkownikiem w warunkach domowych może być przezroczysty słoik.

Kłos zarodnionośny, kłos zarodniowy, sporofilostan, strobil, strobila – gęste skupienie drobnych liści zarodniowych (sporofilów) na szczycie pędów, mające postać szyszkowatego kłosa. Występuje u skrzypów, widłaków, niektórych paproci, sagowców. W kłosie zarodnionośnym znajdują się zarodnie wytwarzające zarodniki. U niektórych skrzypów kłosy zarodnionośne występują na wyspecjalizowanych pędach zarodnionośnych, u pozostałych roślin kłosy wyrastają na pędach pełniących równocześnie funkcje asymilacyjne. U niektórych gatunków, jak np. u widłaka goździstego sporofilostany są wyraźnie wyodrębnione, a u innych, jak np. u widliczki ostrozębnej, słabo odróżniają się od pędów płonnych. W niektórych przypadkach wyróżnia się makrostrobile (żeńskie), produkujące jedynie makrospory oraz mikrostrobile (męskie), produkujące jedynie mikrospory.

Koniugacja – typ rozmnażania płciowego charakteryzujący sprzężnice. Jest to rodzaj syngamii, w której rolę gamet odgrywają całe protoplasty amebowato wypełzające w tym celu z obrębu ściany komórkowej. Zlanie się protoplastów-gamet odbywa się wewnątrz specjalnego kanału kopulacyjnego, na zewnątrz w galaretowatej otoczce lub po przepełznięciu jednej gamety do gametangium drugiej.

Kwitnienie, okres kwitnienia, okres dojrzałości – u roślin nasiennych okres, w którym dochodzi do wytworzenia kwiatów. Rośliny w początkowym okresie wzrostu nie są w stanie wytworzyć kwiatów. Czas ten określany jest jako okres młodociany lub juwenilny, a jego długość zależy od gatunku rośliny oraz warunków w jakich następuje jej wzrost. Niektóre rośliny mogą przejść w fazę generatywną już po kilku dniach wzrostu, inne mogą wytworzyć kwiaty dopiero po kilkudziesięciu latach rozwoju młodocianego. Niektóre rośliny wytwarzają kwiaty tylko raz w życiu. Są to rośliny monokarpiczne, które po kwitnieniu starzeją się i obumierają. Zalicza się do nich rośliny jednoroczne, niektóre dwuletnie oraz część roślin wieloletnich. Drugą grupę stanowią rośliny polikarpiczne, które po osiągnięciu dojrzałości kwitną wielokrotnie. Przechodzenie do fazy dojrzałości może zachodzić stopniowo w kolejnych pędach. Pierwsze zakwitają pędy położone najwyżej, a pędy w dolnych partiach rośliny dłużej pozostają w fazie młodocianej. Stopniowe przechodzenie części rośliny w fazę dojrzałości określa się jako zjawisko topofizy.

Makrospora (megaspora) – zarodnik, z którego rozwija się gametofit żeński. Makrospory wytwarzane są w makrosporangiach na sporoficie. Występują u roślin różnozarodnikowych.

Makrosporangium, megasporangium – jeden z dwóch typów zarodni obecny u roślin różnozarodnikowych. Powstają w nim nieliczne lub wręcz pojedyncze zarodniki zwane makrosporami, z których z kolei rozwijają się przedrośla wytwarzające tylko żeńskie narządy – rodnie, a w nich komórki jajowe. Makrosporangia są zwykle większe od mikrosporangiów. Wyrastają na liściach zwanych makrosporofilami, często zmodyfikowanych i odmiennych od innych liści.

Mikrospora – zarodnik męski, z którego rozwija się gametofit męski. Mikrospory wytwarzane są w mikrosporangium na sporoficie. Występują u roślin różnozarodnikowych.

Mikrosporogeneza – proces powstawania mikrospor u paprotników różnozarodnikowych i roślin nasiennych.

Mitospora – zarodnik roślin lub grzybów wytwarzany bezpłciowo w procesie mitozy.

Nasiono, nasienie – organ roślin nasiennych powstający z zapłodnionego zalążka i składający się z zarodka otoczonego tkanką zapasową i osłoniętego łupiną nasienną. Zarodek jest nowym organizmem roślinnym. Tkanka spichrzowa umożliwia wzrost zarodka w pierwszym okresie rozwoju, a łupina nasienna pełni funkcję ochronną.

Obupłciowość – występowanie u roślin żeńskich i męskich organów płciowych w tym samym kwiecie. Kwiaty obupłciowe zawierają zarówno pręciki, jak i słupki. Tego rodzaju kwiaty występują u większości roślin okrytozalążkowych. Pomimo obecności pręcików i słupków w jednym kwiecie, do samozapylenia dochodzi tylko u niektórych gatunków. Wiele roślin o kwiatach obupłciowych chroni się przed samozapyleniem przez przedprątność, przedsłupność lub samoniezgodność (samobezpłodność).

Partenokarpia – wytwarzanie owoców bez żywotnych nasion. Zjawisko powszechne wśród roślin. Jako przyczyny wymieniane są brak zapylenia i zapłodnienia. Nie tłumaczy to jednak, dlaczego roślina wytwarza i podtrzymuje rozwój owoców. Do partenokarpii mogą doprowadzać czynniki endogenne, takie jak fitohormony czy czynniki genetyczne. U tytoniu, bakłażanu, truskawki, maliny i pomidora zidentyfikowano gen odpowiedzialny za wytwarzanie owoców pozbawionych nasion. Wpływ zidentyfikowanego genu potwierdzono doświadczalnie poprzez stworzenie transgenicznego pomidora i bakłażanu wykazującego partenokarpię.

Pęd zarodnionośny – występujący u skrzypów pęd, na którym występują kłosy zarodnionośne wytwarzające zarodniki. U skrzypów na ogół jest on niezielony i nierozgałęziony, w naszej strefie klimatycznej wytwarzany jest wczesną wiosną. Ponieważ nie przeprowadza fotosyntezy, składniki niezbędne do wzrostu czerpie z podziemnych kłączy i znajdujących się na nich bulwek pędowych. Ma zabarwienie brunatne, ponieważ jego łodyga nie zawiera chlorofilu. Pęd ten zakończony jest kłosem zarodnionośnym – sporofilostanem zbudowanym z tarczowatych listków. Na każdym z tych listków występuje do 20 zarodni wytwarzających liczne zarodniki. Po wyprodukowaniu zarodników kłos zarodnionośny u niektórych gatunków obumiera, u innych.

Przedrośle – stadium rozwojowe u roślin, zawierające organy męskie, żeńskie lub oba jednocześnie.

Przetrwalnik lub endospora – forma spoczynkowa umożliwiająca organizmom przetrwanie niekorzystnych dla nich warunków.

Roślina monokarpiczna, hapaksant – roślina, która zakwita raz w ciągu swego cyklu rozwojowego i po rozsianiu diaspor zamiera. Jedno- lub wielokrotność cyklu rozmnażania generatywnego jest jednym z modeli rozwojowych roślin. Rośliny, które w przeciwieństwie do monokarpicznych mają powtarzalne etapy rozwojowe w cyklu życiowym, określane są mianem roślin polikarpicznych.

Siewka – etap w rozwoju rośliny następujący po kiełkowaniu nasiona, czyli po pojawieniu się korzonka zarodkowego (kiełka). Siewki, w odróżnieniu od kolejnych etapów rozwoju, rosną dzięki substancjom pokarmowym zgromadzonym w nasionie. W fazie siewki z korzenia zarodkowego zaczynają wyrastać korzenie boczne kotwiczące roślinę w glebie, a z pączka wyrasta młody pęd osiągający powierzchnię ziemi. W zależności od tego czy kiełkowanie jest epigeiczne lub hipogeiczne, liście zarodkowe, czyli liścienie, są wynoszone ponad lub pozostają pod powierzchnią gleby. Po wykształceniu liści asymilacyjnych i umocowaniu się korzenia w glebie siewka staje się samożywna.

Spermacjum – nieuwiciona gameta męska. W odróżnieniu od typowych plemników, nie mając wici, spermacja nie są zdolne do aktywnego ruchu lub mogą w niewielkim zakresie wykonywać ruchy pełzakowate lub ślizgowe. U krasnorostów spermacja wytwarzane są w plemniach. Po uwolnieniu do wody wydzielają poza komórkę polisacharydy, tworząc wypustki ułatwiające dryfowanie i przyleganie do włostka gamety żeńskiej (karpogonium).

Sporofil, liść zarodnionośny – liść, na którym tworzą zarodnie z haploidalnymi zarodnikami u widłaków, skrzypów i niektórych paproci. Sporofile mogą występować pojedynczo lub zebrane w kłosy zarodnionośne.WidłakowceSporofile różnią się kształtem od liści asymilacyjnych. Zwykle w górnej części są ząbkowane, łuskowate, bezbarwne, zaostrzone na szczycie, o nasadzie szerokiej i trójkątnej. Na sporofilach znajduje się zazwyczaj jedna zarodnia, osadzona w pobliżu nasady, na brzusznej (doosiowej) stronie sporofilu. Widliczkowce mają sporofile - zróżnicowane na mikrosporofile i makrosporofile - rozmieszczone bardzo gęsto, skrętolegle, na osi kłosa zarodnionośnego. Zwykle w dolnej części kłosa skupione są makrosporofile, a w górnej – mikrosporofile, u niektórych gatunków widliczek oba typy sporofili tworzą oddzielne kłosy. Również sporofile lepidofitów, zebrane w szyszki zarodniowe, zróżnicowane były na makrosporofile położone w dolnej części szyszki i mikrosporofile leżące wyżej. Ustawione były prostopadle do osi szyszki, zwykle spiralnie, rzadziej okółkowo, gęsto, nachodząc na siebie dachówkowato. Pojedyncze zarodnie zlokalizowane były w dolnej części sporofili. Każdy sporofil miał języczek oraz pojedynczą wiązkę przewodzącą.U przedstawicieli rodzaju poryblin wydłużone zarodnie osadzone są pojedynczo u nasady sporofilu, w zagłębieniu, osłonięte przez velum, czyli fałd z rozrośniętej tkanki liścia. U nasady sporofilu znajduje się języczek.PsylotoweMają sporofile zebrane w luźny nieregularny kłos zarodnionośny. U nasady sporofili występują pojedyncze zarodnie z jednakowymi zarodnikami. Gatunki z rodzajów nasięźrzał oraz podejźrzon posiadają jeden liść, którego górna, sporofilowa część posiada liczne zarodnie.SkrzypoweSporofile mają postać tarczek na trzonkach, przytwierdzonych do osi kłosa zarodnionośnego okółkowo, nadlegle lub międzylegle. Pod tarczkami podczepionych jest 4 do 12 zarodni, w postaci woreczków z jednakowymi zarodnikami.PaprocieSporofile mogą być różnie wykształcone – bywają wyspecjalizowane jako organy służące wyłącznie do rozmnażania, u większości gatunków jednak są niezróżnicowane i pełnią również funkcje asymilacyjne.

Sporofit – diploidalne stadium w przemianie pokoleń roślin i glonów. W stadium sporofitu zachodzi proces mejozy, w wyniku której powstają zarodniki.

Sporokarp, sporokarpium – wyspecjalizowana struktura występująca u niektórych paproci, związana z wytwarzaniem i uwalnianiem zarodników. Sporokarpia są wytwarzane przez trzy rodziny wodnych paproci różnozarodnikowych z rzędu Salviniales. W przypadku rodziny Azollaceae i Salviniaceae sporokarp jest rodzajem zmodyfikowanej zarodni. Bardziej złożoną formę struktura ta przybiera u przedstawicieli Marsileaceae.

Synergidy, komórki pomocnicze – dwie komórki należące do składającego się z trzech komórek aparatu jajowego. Znajdują się po bokach komórki jajowej, wraz z którą tworzą aparat jajowy, pełniący u okrytonasiennych funkcję rodni. Aparat ten tworzy się w woreczku zalążkowym roślin okrytonasiennych na biegunie mikropylarnym. Synergidy powstają wraz z komórką jajową, jądrami komórki centralnej i antypodami w wyniku serii trzech podziałów mitotycznych makrospory. Synergidy zazwyczaj żyją krótko i giną po zapłodnieniu komórki jajowej.

Szyszka – kłos zarodnionośny u roślin iglastych utworzony z osi i liści zarodnionośnych (sporofili). W piśmiennictwie polskojęzycznym narządy te określane są mianem kwiatów lub kwiatostanów, czasem na wzór terminologii anglosaskiej preferowane jest określenie „strobil”. Szyszka w zależności od ujęcia opisywana jest jako organ skupiający narządy rozrodcze nagonasiennych lub w węższym ujęciu tylko iglastych, ewentualnie nawet tylko sosnowatych. Szyszkami bywają określane zarówno jako strobile męskie (mikrostrobile) jak i żeńskie (makrostrobile). W niektórych źródłach termin „szyszka” odnoszony jest tylko do drewniejących strobili żeńskich zawierających zalążki.

Turion – forma rozmnażania i przetrwalnikowa wielu roślin, głównie wodnych umożliwiająca przetrwanie okresu mrozów. Rośliny przed zimą tworzą skrócony pęd z pąkiem wierzchołkowym, zwykle osłonięty gęsto rosnącymi wokół liśćmi. Po oddzieleniu od macierzystej rośliny turion opada na dno zbiornika i przeczekuje niekorzystny okres podczas gdy roślina macierzysta ginie. Wiosną turiony rozwijają się w nowe rośliny, przy czym w wielu przypadkach by rozwinąć się muszą zostać przemrożone w okresie zimowym.

Włostek, trichogyne (gr. τρίχα – 'włos', γυναίκα – 'kobieta' – wyrostek lęgni krasnorostów i workowców.

Zarodnik, spora – termin stosowany w botanice, mykologii i mikrobiologii w odniesieniu do komórki powstałej podczas rozmnażania protistów, roślin i grzybów. Zarówno termin „zarodnik”, jak i „spora” są stare – pochodzą z czasów, gdy nie znano jeszcze dokładnie procesów rozmnażania tych grup organizmów, stąd też używane były zarówno do określania komórek powstałych podczas rozmnażania bezpłciowego, jak i płciowego. Zarodniki powstają z reguły w wyniku rozmnażania bezpłciowego – ich rozwój nie jest poprzedzony zapłodnieniem i odtwarzają one pod względem genetycznym taki sam organizm jak rodzicielski. U roślin i grzybów cechujących się przemianą pokoleń proces powstawania zarodników związany jest jednak z rozmnażaniem płciowym i przed ich utworzeniem następuje podział mejotyczny.

Zoosporangium – zarodnia glonów i grzybów produkująca pływki zwane też zoosporami.

Zygospora – komórka przetrwalnikowa powstająca w wyniku rozmnażania płciowego glonów lub grzybów.

Rośliny żyworodne – gatunki roślin, które oprócz lub zamiast nasion, wytwarzają rośliny potomne wprost na organizmie macierzystym w postaci rozmnóżek, np. bulwek.