Kapradiny: struktura, rozmnožování, význam | 5. třída

V současné době je většina kapradin bylinné rostliny. V historii vývoje života na Zemi však bylo období, kdy kapradiny určovaly vzhled planety. Mezi nimi bylo mnoho dřevitých forem. Právě oni následně vytvořili uhelná ložiska, která dnes lidé aktivně využívají.

Kapradiny patří k vyšším výtrusným rostlinám. To znamená, že mají orgány a tkáně, ale stále se rozmnožují prostřednictvím spor. Existuje legenda o květu kapradiny. Kapradiny však z principu nemohou kvést. Květina je složitý orgán, který se nachází pouze v kvetoucích rostlinách.

Existuje více než 10 tisíc druhů živých kapradin.

Kapradiny rostou v borových lesích, bažinách a dokonce i v pouštích a nádržích. Stromové kapradiny rostou v tropických lesích a dosahují výšky 20 metrů. Existují kapradiny podobné liáně a také epifyty (rostou na stromech). Obecně platí, že kapradiny preferují vlhká stanoviště.

V mírném podnebném pásmu je rozšířen pštros, kapradí, štítenka a měchýřník.

Na rozdíl od mechorostů mají kapradiny pravé kořeny. Stonek kapradin je krátký a listy se nazývají vějířovité (mají charakteristické strukturní a růstové znaky). List kapradiny má zvláštní strukturu. Těžko říct, jestli je to list nebo celý výhonek.

Někdy se vějířovitý list nazývá předplod, což naznačuje, že kapradiny ještě nemají jasné rozdělení na stonky a listy. List vyrůstá z jeho vrcholu a takto rostou výhonky.

Mnoho kapradin má v půdě rozšiřující se oddenek – ve skutečnosti je to stonek. Organické látky se zde ukládají jako zásoby. Listy vyrůstají z pupenů oddenku. Jak rostou, zdá se, že se listy odvíjejí od pupenu. Kvetoucí list je zkroucený jako šnek.

Kořeny kapradiny se vyvíjejí ze stonku, nikoli z kořene embrya, protože ten během růstu a vývoje rostliny odumírá. V důsledku toho je kořenový systém kapradin adventivní. Ale na rozdíl od mechů jsou to skutečné kořeny.

Stonek kapradiny je krátký, dřevnatý oddenek. Stonek obsahuje mechanickou a vodivou tkáň, stejně jako epidermis. Vodivá tkáň je reprezentována cévními svazky. Mezi svazky vodivé tkáně je parenchymatická tkáň.

Každý rok vyrůstají ze stonku nové listy. Vyrůstají přitom z vrcholu oddenku, kde se nachází růstový bod.

Rozkvetlé listy kapradin jsou stočené do tvaru šneka. Jsou pokryty mnoha hnědými šupinami. List pomalu roste. Každý list listů je poměrně velký, rozřezaný na mnoho malých lístků. U některých druhů je délka listů několik desítek metrů. V mírném podnebí listy kapradí během zimy odumírají.

Rozmnožování kapradiny

V listech podobných kapradinám plní listy nejen fotosyntetickou funkci. Slouží také ke sporulaci. Na spodní straně listů se objevují speciální hlízy (sori), což jsou skupiny sporangií. Tvoří se v nich spory. Výtrusy kapradin jsou haploidní, to znamená, že obsahují jednu sadu chromozomů.

Po dozrání spory vypadnou ze sori a jsou unášeny větrem, případně vodou. Jakmile jsou v příznivých podmínkách, vyklíčí do haploidů výrůstek. Vypadá jako zelený talíř ve tvaru srdce. Velikost výhonku je jen několik milimetrů, ale je schopen fotosyntézy, což znamená, že se živí sám. Místo kořenů má rhizoidy, jako mechorosty. Pomocí nich se výhonek přichytí k půdě a absorbuje vodu a minerály.

Antheridia a archegonia (samčí a samičí reprodukční orgány) se tvoří na spodní straně prothallu. Dozrávají v nich haploidní gamety (spermie, respektive vajíčka). Během dešťů nebo silné rosy spermie plavou k vajíčkům a oplodňují je. Vzniká diploidní zygota (mající dvojitou sadu chromozomů), tedy sporofyt.

Přímo na klíčku se ze zygoty začíná vyvíjet zárodek kapradiny. Embryo má primární kořen, stopku a list. Embryo je vyživováno prothallus. Když se vyvine, zesílí v půdě a živí se sám. Vyrůstá z ní dospělá rostlina.

U pteridofytů, stejně jako u mechorostů, dochází ke střídání dvou generací – gametofytu a sporofytu. U kapradin však v životním cyklu převažuje sporofyt, zatímco u mechů je dospělou zelenou rostlinou gametofyt. To znamená, že rostlina, kterou běžně nazýváme kapradina, je sporofyt. Sporofytové buňky mají dvojitou sadu chromozomů, zatímco gametofytové buňky mají jednu sadu.

Sporofyt v kapradinách je považován za asexuální generaci.

Lze mít za to, že k hlavní reprodukci kapradin dochází pomocí spór, protože díky nim se zvyšuje počet nových rostlin kapradin a také šíření. Při pohlavním rozmnožování (pomocí zárodečných buněk) roste nová rostlina tam, kde již byla rostlina vyrůstající ze spóry.

U pteridofytů dochází k vegetativnímu rozmnožování pomocí oddenků, pupenů, které se tvoří na kořenech atd.

Na Zemi byly doby, kdy kapradiny byly převládající suchozemskou vegetací. V současnosti však význam kapradin není tak velký. Člověk využívá některé druhy kapradin jako okrasné rostliny (polypodium, adiantum, nephrolepis). Mladé listy některých druhů se dají jíst. Z oddenků se připravují odvary a z listů se připravují tinktury, které se používají jako protizánětlivá, analgetická a anthelmintická léčiva. Některé léky z kapradin se používají při léčbě plicních a žaludečních onemocnění a také křivice.

Význam kapradí

Kapradiny poskytují potravu a životní prostředí pro mnoho mikroorganismů a bezobratlých živočichů.

Stejně jako ostatní rostliny produkují kapradiny kyslík, který je nezbytný pro dýchání všech živých organismů.

Kapradina Salvinia může vést k zarůstání vodních ploch, protože se rychle vegetativně rozmnožuje. To může poškodit živočišná a rostlinná společenstva vodních ploch.

Lidé často používají kapradiny k dekorativním účelům. Z jejich listů se vyrábí řemesla. Byly vyšlechtěny rostliny pokojových kapradin.

Některé druhy kapradin našly využití v lékařství. Například anthelmintická léčiva se vyrábějí z oddenků samčí štítovky.

Některé kapradiny jsou jedlé. Například mladé kapradí listy, ale ne syrové, protože v této podobě jsou jedovaté. Jedlý je i pštros obecný. Ale štítová rostlina je jedovatá.

Stromové kapradiny lze použít ve stavebnictví.

Některé kapradiny tvoří symbiózu se sinicemi, které absorbují vzdušný dusík. Takové kapradiny se v některých zemích používají jako hnojiva.

Při tom všem je pro člověka nejdůležitější význam kapradin, že díky jejich vyhynulým dřevnatým formám vznikala uhelná ložiska. V dnešní době slouží uhlí jako palivo a chemické suroviny pro člověka, ze kterého se vyrábí oleje, pryskyřice, plasty a další.

Kapradiny patří k vyšším výtrusným rostlinám. Struktura kapradin se liší od stavby mechů, přesliček a mechů. Kapradiny se tedy vyznačují listy, na kterých se nacházejí sporangia.

Kapradiny, stejně jako jiné výtrusné rostliny, hrají důležitou roli v přírodě i v životě člověka. Například díky nim se na Zemi objevilo uhlí.

Struktura kapradin

Kapradiny najdeme nejen na souši, ale i ve vodě. Nacházejí se po celém světě. Jejich velikosti se liší od několika milimetrů do 20 metrů!

Kapradinové listy se nazývají listy (z řeckého bayon „palmová ratolest“). Jsou prakticky křížencem listu a větve.

Zpočátku nebyly listy listy, ale výhonky. Starověké výtrusné rostliny měly pravidelné větve s listy, ale v průběhu evoluce se tyto větve měnily, stávaly se ploššími a zvětšovaly fotosyntetický povrch.

Mají důležitou vlastnost: na zadní straně listu kapradiny jsou vidět tmavé skvrny, které jsou někdy mylně považovány za semena. Kapradiny však nemají semena, rozmnožují se výtrusy.

Ale výtrusy jsou mikroskopické, proč je tak snadno vidět na listu kapradiny? Faktem je, že tyto tmavé skvrny nejsou spory, ale něco jako váčky obsahující mnoho spor. Jmenují se sporangia.

Rozmnožování kapradiny

Když spory dozrají, rozptýlí se a vyroste z nich pohlavní generace kapradiny. Vůbec se nepodobá kapradině, na kterou jsme zvyklí a je to malá destička, jako šupina, prothallus. Po oplodnění se na výhonu vyvine známá kapradina s oddenkem a ratolestmi, na jejichž spodních částech dozrávají nové výtrusy.

Prostudujte vnější stavbu kapradiny. Zvažte tvar a barvu oddenku; tvar, velikost a barva listů.

Ukaž možnou odpověď

Kapradina má velký hnědý oddenek, což je podzemní výhon, z něhož vybíhají tenké adventivní kořínky. Listy kapradiny jsou světle zelené, silně řezané, nazývají se vějířovité. Velikost listů dospělé rostliny je od 20 do 70 cm.

Prohlédněte si hnědé hlízy na spodní straně listů. jak se jim říká? Co se v nich vyvíjí? Jaký význam mají výtrusy v životě kapradiny?

Ukaž možnou odpověď

Hnědé hlízy na spodní straně listů se nazývají sporangia. Vyvíjejí se v nich spory, tedy mikroskopické buňky, ze kterých se vyvíjí další generace kapradiny.

Proč si myslíte, že mnoho druhů kapradin, které jsou také výtrusnými rostlinami, na rozdíl od mechů, může dosáhnout významných velikostí?

Na rozdíl od mechů jsou kapradiny vyvinutější rostliny. Struktura kapradin je složitější. Mají plnohodnotný kořenový systém (a ne rhizoidy, jako mechy) a tento systém vám umožňuje posílit rostlinu v půdě a přijímat živiny a vodu z půdy v dostatečném množství. Navíc se tyto živiny díky vodivým pletivům dostanou do všech částí rostliny, včetně těch vzdálených od kořenů. Mechy nemají vodivou tkáň, a to je pro ně nemožné.

Kapradiny mají také vyvinutou mechanickou tkáň. Díky tomu je rostlina pružná a odolná, schopná odolat silnému větru a dalším nepříznivým faktorům prostředí.

Rozmanitost vyšších výtrusných rostlin

Rostliny s vyššími výtrusy existují na planetě již od paleozoické éry. Jejich vývoj byl krokem k tomu, aby se na Zemi vytvořily podmínky vhodné pro růst nahosemenných a následně krytosemenných.

Úloha vyšších spor v koloběhu organických látek je velmi velká. Tvořily atmosféru a půdu a jejich zbytky se staly minerály.

Tato tabulka obsahuje informace o rostlinách s vyššími výtrusy: kde rostou, jaká je jejich struktura.

Vyšší výtrusné rostliny se používají v lékařství, průmyslové výrobě, zemědělství a dalších oborech.

Jaký význam mají kyjové mechy, přesličky a kapradiny?

Kapradiny plní následující funkce:

— Utváření prostředí. Mezi kapradinami žijí drobní živočichové (brouci, hlemýždi, červi), hnízdí některé druhy ptáků. Ryby kladou vajíčka do houštin vodních kapradin; ukrývají se tam mláďata a vodní bezobratlí.

– Fotosyntetický. Kapradiny, stejně jako všechny rostliny, uvolňují do atmosféry kyslík a berou z ní oxid uhličitý.

– Zdroj potravy. Některé druhy kapradin ( kapradí, pštros, mladé výhonky přesličky) mohou pozřít losi, jeleni, vodní ptactvo a dokonce i lidé.

— Použití ve farmacii. Antiparazitika se vyrábí z kapradiny štítové. Dětský pudr se vyrábí z výtrusů mechu, v lidovém léčitelství se výtrusy používají i k hojení ran, popálenin, omrzlin. Z výhonků přesličky se vyrábějí hemostatické a diuretické látky.

— Použití v hutnictví. V metalurgii se používá prášek z výtrusů mechu. Odlévací formy jsou posypány práškem vyrobeným z těchto výtrusů. Při hoření výtrusů se vytvoří vrstva plynů, díky které se části nepřilepí na stěny. Výhonky přesličky se dříve používaly k leštění kovových výrobků. Jsou houževnaté díky speciálním vláknům a obsahují oxid křemičitý (oxid křemičitý).

Za zmínku také stojí, že právě díky kapradinám vzniklo v přírodě uhlí, hořlavý minerál.

Jak vzniklo uhlí?

Uhlí se začalo tvořit již v paleozoické éře. Starověké kapradinaté rostliny, které umíraly, dopadaly na vlhkou, bažinatou půdu a byly pokryty bahnem. Zformováno rašelina – sypká usazená hornina, ve které se rostliny rozložily jen částečně. Po staletí se rašelinová ložiska vrstvila na sebe, odřezávala přístup kyslíku do spodních vrstev a zvyšovala tlak.

Při zvýšeném tlaku a vysoké teplotě v uhlonosných vrstvách docházelo k postupné změně jejího chemického složení a molekulární struktury.