BRYOPHYTES: CHARAKTERISTIKY, FYLOGENEZE, KLASIFIKACE, REPRODUKCE - BIOLOGIE - 2025

Mech nebo mechorosty, také známý jako mechy, jsou nevaskulární malá zařízení ve vlhkém prostředí a na různé povrchy, jako jsou kameny, půda, kmeny, mezi ostatními. Je známo asi 24 000 druhů a díky své schopnosti snášet široký rozsah teplot jsou distribuovány v arktických, tropických a dokonce i pouštích.

Historicky byla tato skupina rozdělena do tří hlavních skupin: játrovky, lesní houby a mechy. V současné době je tato klasifikace považována za parafyletickou, protože antokyanty se více vztahují k vaskulárním rostlinám než ke zbytkům mechorostů.

Zdroj: Marie Čcheidzeová, z Wikimedia Commons

Bryophytes, stejně jako rostliny, obsahují řadu pigmentů, jako jsou chlorofyl, karoteny a xantophyly. Jeho životní cyklus zahrnuje proces střídání generací, zvaný gametofyt a sporofyt.

Každá generace se liší od druhé co do počtu chromozomů, tvaru a funkce. Oni také mají asexuální reprodukci přes pučící a fragmentační procesy.

Díky své citlivosti jsou mechorosty užitečné v chráněných oblastech, protože fungují jako environmentální ukazatel znečištění ovzduší.

Mnohokrát, kvůli jejich morfologické podobnosti, některé řasy nebo lišejníky jsou nesprávně nazvané “mechy”. Podobně, výraz "mech" a "mechorost" byl v literatuře používán velmi volně. Přísně vzato, mechy nebo mechorosty jsou mečem, který nezahrnuje jaterníky a antokyány.

Obecné vlastnosti

Botanici rozdělují své studijní organismy na dvě velké skupiny suchozemských rostlin: mechorosty nebo nevaskulární rostliny a tracheofyty nebo vaskulární rostliny.

Bryfyty se vyznačují malými rozměry a rostou ve vysoce nabitých strukturách připomínajících polštář nebo polštář. Nacházíme je na různých typech hornin a polen na zemi a jako epifyty na lesních stromech.

Všechny mechorosty jsou ekologicky perzistentní a fází, která provádí fotosyntetické procesy, je gametofyt, což je haploid. Fáze sporofytů je diploidní a roste jako nerozvětvený kmen a terminální sporangium. Vyznačuje se pomíjivou existencí a životem zakotveným v gametofytech z nutričních důvodů.

Morfologicky se jeho struktury mohou podobat strukturám vaskulární rostliny. V gametofytě lze rozlišit rhizoidy a malé ostré „listy“. Od nich se však liší určitými vlastnostmi.

Přestože mechorosty nemají skutečné vaskulární tkáně odpovědné za transport cukrů a jiných živin, představují homologní struktury zvané hydroidy. Tyto rostliny nikdy netvoří xylem, lignifikovanou vodivou tkáň zodpovědnou za transport solí a vody ve vaskulárních rostlinách.

Místo výskytu

Bryophytes mají relativně širokou úroveň environmentální tolerance. Mohou žít a rozvíjet se v teplém a mírném prostředí, ať už vlhkém nebo stinném. Najdete je také v bažinách.

Konkrétním druhem je rod Sphagnum nebo rašelinový mech, který pokrývá 1% povrchu celého světa. Mezi jeho zvláštnosti patří zadržování ohromného množství vody, od 20 do 30 násobku jeho hmotnosti.

Phylogeny

Fylogeneze zahrnující rostliny se stomatou je rozdělena na dvě velké větve, jedna vede k rostlinám s počínajícími stonky - anterofyty, zatímco druhá vede k rostlinám s velmi účinnými vodivými systémy.

Tato poslední skupina je známá jako hemitracheofyty a zahrnuje mechorosty nebo mechy s rudimentárním vodivým systémem a tracheofyty, které zahrnují vaskulární rostliny, které mají skutečné vodivé cévy.

Protože se fylogeneze mechorostů v průběhu let změnila, vytvoříme popis založený na časovém schématu:

Historická perspektiva

Tři známé linie mechorostů jsou játrovky, zoborožec a mechy. Vztah mezi nimi zůstal po mnoho let neznámý a byl jednou z nejdůležitějších otázek v evoluční biologii rostlin.

Mnoho z hypotéz, které byly vzneseny, zahrnovaly různá uspořádání stromu, přičemž bryofyty se běžně považovaly za třídu tří monofyletických linií uvedených výše.

Někteří autoři navrhli, že játrovky byly sesterskou skupinou dalších embryofytů a jiní navrhovali antokyanci jako sesterskou skupinu.

Bryophytes byl dříve považován za jediné kmen, který byl ve střední poloze mezi řasami a cévními rostlinami.

Aktuální fylogenie

Molekulární biologie a existence výkonných počítačových programů způsobily revoluci v rekonstrukci fylogenií, což umožnilo analyzovat velké množství dat. Lze tedy podpořit fylogeneze získaná pomocí morfologických znaků.

V současné době bylo dosaženo různých závěrů. Nyní se připouští, že tři zmíněné skupiny mechorostů obsahují tři evolučně oddělené linie.

Použitím strukturních rysů genomu a sekvenčních dat bylo zjištěno, že anthoceroty jsou nejblíže příbuzným tracheofytům.

Klasifikace

Druhy Bryophyte jsou rozděleny do tří fyla: Marchantiophyta (játrovky), Bryophyta (mechy) a Anthocerotophyta (anthoceroty). Jak již bylo řečeno, netvoří monofyletickou skupinu - skupinu obsahující nejnovějšího společného předka a všechny jeho potomky - představují tedy stupeň vývoje embryofytů.

Ze tří skupin najdeme největší rozmanitost mechů, s více než 15 000 druhy, které byly dosud známy.

Jaterní

Liverworts obvykle obývají tropické oblasti Ameriky. Jeho velikost je malá, i když některé druhy mohou dosáhnout až 30 cm. Protoném je globózní, gametofyt je jednoduchý nebo vzduchový komorový tallus.

"Listy" jsou uspořádány do tří sloupců a rozděleny do více než dvou laloků, bez střední žíly. Nemají stomatu a mají speciální organely nazývané ropná těla.

Anthoceroty

Vyznačují se globózním protonémem, tvar gametofytů je jednoduchý thallus. Představují plastid a pirinoiodes.

Mechy

Mechy jsou kosmopolitní skupina rozdělená do tří řádů: Bryales, Sphagnales a Andraeales. Protoném je vláknitý a uspořádání „listů“ je spirálovité a s přítomností střední žíly. Nepředstavuje speciální organely.

Na rozdíl od předchozích skupin je rhizoid hnědý a skládá se z několika buněk. Stomata je přítomna v tobolce sporofytů, což je komplex s operculumem, teekem a krkem.

Reprodukce

Bryophytes mají životní cyklus, který zahrnuje dvě generace: gametophyte a sporophyte. První buňkou gametofytu je spora, která se při klíčení transformuje na strukturu s vláknitým laminárním globózním vzhledem, mimo jiné nazývaným protonema.

Protoném

Protonema je připojena k zemi pomocí příloh, které postrádají chlorofyl nazývaný rhizoidy. Klíčení pochází z protonému, který zase produkuje komplexní gametofyt.

Tato struktura je haploidní fáze životního cyklu a je charakterizována tím, že má malý, zploštělý nebo listovitý tallus. V některých případech morfologicky připomíná vláknitou řasu.

V prvním případě je tallus lobed stuhou, která se rozvětví na dvě části a použije rhizoidy k ukotvení k substrátu. Na rozdíl od toho, je-li tallus listovitý, struktura se skládá z osy, která se podobá stonku a z toho se rodí listy. Stejně jako u zploštělých talli jsou foliosy připojeny k substrátu pomocí rhizoidů.

I když existují struktury, které se podobají stonkům, listům a kořenům cévnatých rostlin, v mechorostech nejsou žádné cévy a tyto orgány jsou jednodušší.

Další rozdíl souvisí s chromozomální nadací, gametofyt je haploid, zatímco v rostlinách jsou listy, kořeny a další diploidní.

Gametofyt

Gametofyt produkuje struktury asexuálně, i když má také sexuální orgány. K assexuální reprodukci dochází prostřednictvím pupenů nebo fragmentů talu. Pokud budou tyto struktury umístěny v regionech s příznivými podmínkami prostředí, budou schopny vyvinout protoném a nový gametofyt.

Obdobně jsou pohlavní orgány známé jako archegonie (ženský orgán ve tvaru láhve) a antheridie (globózní mužské orgány) a mohou být odlišně lokalizovány.

U thaloidních gametofytů se pohlavní orgány nacházejí uvnitř rostliny. Některé mechorosty mohou být jednoděložné a jiné mohou být dvojdomé.

Mužské pohlavní orgány produkují typ buňky se dvěma bičíky zvanými anterozoidy. Pro oplodnění je nezbytná přítomnost vody, protože spermie jsou schopny plavat na krátké vzdálenosti pomocí svých bičíků. Takto dochází k sexuální reprodukci.

Sporofyt

Jak se vyvíjí oosféra, buňky umístěné v krku archegonia zmizí a jejich obsah se uvolní prasknutím vrcholu. Anterozoidy jsou vyloučeny a pouze jeden z nich může otevřít kryt oosféry. V tomto bodě se vytvoří první diploidní struktura: sporofyt.

Sporofyt se vyvíjí dělením buněk, dokud se nevytvoří noha a ostatní buňky nevytvoří orgány sporofytů. Buňky břicha archegonia dávají vznik struktury zvané caliptra.

Ve srovnání s gametofytem je sporofyt krátkodobý a struktura není tak zajímavá a atraktivní jako gametofyt.

Životní cyklus popsaný dříve je docela podobný ve třech skupinách mechorostů, s výjimkou toho, že některé struktury se liší svou morfologií a uspořádáním.

Reference

1. Crandall - Stotler, B. (2018). Bryophytes. Katedra biologie rostlin, Jižní Illinois University, Carbondale. Obnoveno z:
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Pozvánka k biologii. Macmillan.
3. Delgadillo, C. (1990). Manuál Bryophytes. Unam.
4. Během HJ (1979). Životní strategie mechorostů: předběžné hodnocení. Lindbergia, 2–18.
5. Mishler, BD a Churchill, SP (1984). Cladistický přístup k fylogenii „mechorostů“. Brittonia, 36 (4), 406–424.
6. Nickrent, DL, Parkinson, CL, Palmer, JD, & Duff, RJ (2000). Multigénní fylogeneze rostlinných rostlin se zvláštním odkazem na mechorosty a nejranější rostlinné rostliny. Molecular Biology and Evolution, 17 (12), 1885–1895.
7. Qiu, YL, Li, L., Wang, B., Chen, Z., Knoop, V., Groth - Malonek, M.,… & Estabrook, GF (2006). Nejhlubší divergence v rostlinách rostlin vyplývající z fylogenomických důkazů. Sborník Národní akademie věd, 103 (42), 15511–15516.