ZNEČIŠTĚNÍ: PROCES, TYPY A VÝZNAM PRO ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ - BIOLOGIE - 2025

Opylení je proces přenosu pylu z „samčí“ část do ženské části květu. Jeho účelem je oplodnění vajíčka (obsaženého v ženském gametofytu) pylovými zrny, které představují samčí gametofyt.

Protože opylování znamená přístup nebo kontakt mezi pohlavními buňkami rostlin stejného druhu (ačkoli to může být také ze stejné rostliny, samoopylení), sexuální reprodukce rostlin do značné míry závisí na tomto procesu.

Včela opyluje květ (Zdroj: Myriams Zilles z pixabay.com)

U rostlin se semeny je opylení pouze krok před oplodněním, což je proces, ve kterém se genetický materiál dvou jedinců smíchá, aby vytvořil semeno, které dá vznik nové rostlině, pravděpodobně s vlastnostmi sdílenými mezi oběma rodiči.

Reprodukční orgán angiospermů (kvetoucích rostlin), který je zodpovědný za produkci a ochranu pohlavních buněk (ženské a mužské gametofyty), je květ, a to je místo, kde dochází k opylení.

Existuje několik typů opylení a některé z nich se liší s ohledem na opylovač, který může být biotický (zvíře) nebo abiotický (vítr, voda), na kterém jsou různé druhy rostlin zcela závislé.

Biotické opylení do značné míry závisí na vlastnostech květu, protože zvířata jsou obvykle přitahována nějakým zvláštním atributem, ať už se živí, ukrývají, rozmnožují atd.

Proces

Znečištění je přenos pylových zrn z mužské části jedné květiny do ženské části druhé (nebo ze stejné, pokud jde o samoopylení) a závisí na vnějších činitelích známých jako opylovače.

Znečištění (Zdroj: Mabel Amber, na pixabay.com)

To je jeden ze základních procesů produkce ovoce a semen zeleniny, to znamená, že je nezbytnou součástí pohlavního rozmnožování rostlin.

Abychom však podrobně porozuměli tomu, o čem je tento proces, je třeba mít základní představu o tom, jak květina vypadá.

- Anatomie květiny

Typický angiospermový květ je poměrně složitá struktura, zejména pokud se vezme v úvahu, že velké množství druhů má květiny, ve kterých současně existují ženské i mužské gametofyty.

Květy jsou obecně produkovány v apikálních meristémech stonku (vzdušná část rostlin) a v závislosti na druhu mohou být samčí, samičí nebo bisexuální.

Schéma anatomie zralého angiospermového květu (Zdroj: LadyofHats přes Wikimedia Commons) Část stonku, která spojuje květ se zbytkem rostliny, je známá jako stopka, jejíž horní část je nádoba, struktura odpovědná za podporu částí květin (sepaly, okvětní lístky, tyčinky a kapry).

Septy a okvětní lístky vykonávají funkce při ochraně kokonů a vizuální přitažlivosti některých opylovačů; zatímco tyčinky a carpels jsou gametophytes kde sexuální buňky jsou produkovány.

Mužský gametofyt

Tyčinky jsou dlouhá vlákna, která končí v prašcích, což jsou „vaky“, kde se produkují pylová zrna. Sada tyčinek květiny je známá jako androecium, což znamená „dům člověka“ a obecně překračuje výšku sepálů a okvětních lístků.

Ženský gametofyt

Karpely obsahují vajíčka. Tyto formy, které se nazývají „pestík“, se skládají ze stigmatu, stylu a vaječníku. Tato část květu se nazývá gynoecium, což znamená „ženský dům“.

Pistole mají tvar podobný bowlingovému kolíku. Horní část odpovídá stigmatu a jedná se o zploštělou strukturu, jejíž lepivý povrch umožňuje adhezi pylových zrn.

Styl je prostřední část pestíku a je ten, který spojuje stigma s vaječníkem; to může být dlouhé nebo krátké. Nakonec je vaječník místem, kde se nachází jedna nebo více ovulí a je nejvíce rozšířenou částí pestíku. Vaječník se může stát součástí nebo veškerým ovocem.

- Jak probíhá opylení?

Když pylové zrno dosáhne stigmatu, „vyklíčí“ a vytvoří dlouhou strukturu známou jako pylová trubice. Pylová trubice roste dolů stylem, to znamená, že roste ve směru vaječníků.

Mnoho směrovacích a signalizačních mechanismů je zapojeno do směru růstu pylové zkumavky směrem k vaječníku a ne jako u mnoha zvířat ne všechny pylové zkumavky, které klíčí a rostou stejným způsobem, dosáhnou vaječníku a postupují směrem k oplodnění.

Když pylová zkumavka proniká do ženského gametofytu (vaječníku), spermie obsažená v pylovém zrnu oplodní vajíčko. Krátce poté, díky procesu oplodnění a jakmile se jádra obou buněk roztaví, se vytvoří zygota.

Tato zygota, jak se vyvíjí v embryu, je to, co později vytvoří semeno, které je nejdůležitějším disperzním orgánem rostlin se sexuální reprodukcí.

Kromě spermatické buňky, která dosahuje oplodnění vaječné buňky, další spermie obsažená ve stejném pylovém zrnu fúzuje se dvěma nebo více jádry získanými z ženského gametofytu; tento proces se nazývá dvojité oplodnění.

Výše uvedená fúze tvoří "polyploidní endospermické jádro", které bude odpovědné za produkci endospermu (potravního materiálu), ze kterého se embryo bude živit v semenech během jeho vývoje a během klíčení.

Typy

Znečištění lze klasifikovat jako „samoopylení“ a „křížové opylení“ v závislosti na tom, odkud pylová zrna pocházejí, nebo jako „biotická“ a „abiotická“, kdo přepravuje pylová zrna (opylovač).

- Samoopylení

Existují druhy rostlin, které mají samičí i samčí květiny na stejném kmeni, ale existují i ​​ty, které mají bisexuální květy, to znamená, že ve stejné době a ve stejné květině jsou samčí i samičí gametofyty (androecium a gynoecium).).

Někteří autoři se domnívají, že opylení, ke kterému dochází mezi unisexuálními květy téže rostliny, je „meziflorové opylení“, zatímco to, které se vyskytuje mezi reprodukčními strukturami téže květiny, je „intraflorální opylení“.

Ačkoli to umožňuje množení jedinců, kteří se rozmnožují, samoopylení znamená, že sloučené pohlavní buňky jsou geneticky identické, takže rostliny, které se vynoří z výsledných semen, budou určitým druhem „klonů“ rodičovských rostlin.

- křížové opylení

Na rozdíl od procesu samoopylení zahrnuje křížové opylení výměnu pylu mezi květy (unisexuální nebo bisexuální) různých rostlin. Jinými slovy, tento proces zahrnuje přenos zrn pylů z prašníku jedné květiny do stigmatu jiné rostliny na jiné rostlině.

Vzhledem k tomu, že genetický materiál, který se vyměňuje během křížového opylení, pochází od geneticky odlišných rodičů, budou semena, která budou vytvořena po dokončení procesu oplodnění, geneticky a fenotypicky vést k různým rostlinám.

- Biotické a abiotické opylení

V závislosti na vektoru, který zprostředkovává přenos pylového zrna z prašníků jedné květiny na stigmu jiné (nebo stejné), lze opylení klasifikovat jako biotické a abiotické

Biotické opylení

Tento typ opylení je možná nejreprezentativnější a nejdůležitější ze všech. Souvisí to s účastí zvířete, obvykle hmyzu, na přenosu pylových zrn z jednoho místa na druhé.

Ačkoli více než 50% opylování provádí mnoho hmyzu a členovců různých druhů, v tomto procesu hrají důležitou roli obratlovci, jako jsou ptáci a netopýři.

Biotické opylení může podpořit křížové opylení i samoopylení a rostliny mohou být specifické nebo obecné, pokud jde o druh zvířete, který je opyluje.

Pollinátoři se však neúčastní sexuální reprodukce rostlin „ad honorem“, protože jsou přitahováni k květinovým strukturám buď svými viditelnými vlastnostmi, nebo prvky odměn, které dostávají (jídlo, přístřeší atd.).).

Vztah rostlin-opylovač znamená důležitou interakci, která formuje vývoj květinové struktury současně s vývojem zvířat, která je opylují. Z tohoto důvodu není divné, aby květiny byly přizpůsobeny struktuře vašich návštěvníků.

Abiotické opylení

Abiotické opylení je to, co se děje díky účasti „neživých“ entit, jako je vítr a voda. První je znám jako anemofilní opylení a druhý jako hydrofilní.

Fotografie rostliny a jejího pylu (Zdroj: pixabay.com)

Rostliny, které jsou opylovány vodou, jsou omezeny (jak je logické) na vodní prostředí a často představují květiny se zvláštními strukturami, aby bylo zajištěno uvolňování i příjem pohlavních buněk.

Význam pro životní prostředí

Znečištění je zásadním procesem životního cyklu mnoha angiospermů. Protože bez opylení nedochází k oplodnění a bez toho by semena nebyla produkována, je opylení nejen životně důležité pro rostliny, ale také pro mnoho zvířat, která se živí.

Samotný proces je velmi důležitý pro zachování genetické variability druhů rostlin, což je nezbytné pro vznik adaptivních mechanismů proti různým environmentálním faktorům, jako je změna klimatu, přítomnost patogenů atd.

Je to také nezbytný proces pro světovou zemědělskou výrobu, a to z antropocentrického hlediska.

Reference

1. Faegri, K., & van der Pijl, L. (1979). Principy ekologie znečišťování (3. vydání). Pergamon Press.
2. Heinrich, B., & Raven, PH (1972). Ekologie energie a znečištění. Science, 176 (4035), 597-602.
3. Nabors, M. (2004). Úvod do botaniky (1. vydání). Pearsonovo vzdělávání.
4. Picó, F., Rodrigo, A. & Retana, J. (2008). Demografie rostlin. Populační dynamika, 2811–2817.
5. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biologie (5. vydání). Philadelphia, Pensylvánie: Saunders College Publishing.