Gymnospermy. Obecná charakteristika | Biologie

Při rozmnožování nevytvářejí nahosemenné výtrusy jako mechy a kapradiny, ale semena, proto jsou klasifikovány jako semenné rostliny. Semena jsou také kvetoucí nebo krytosemenné rostliny. Naproti tomu nahosemenné netvoří květy a plody, jejich semena leží „nahá“ na vnitřním povrchu šiškových šupin, semena jako by nebyla ničím pokryta. Šiška je upravený výhon se šupinovitými listy.

Vznik semene je progresivní větev vývoje života na Zemi. Semena nahosemenné se vyvíjejí z vajíček, ve kterých dochází k oplodnění. Tam se vyvíjí embryo. Na rozdíl od výtrusů mají semena rezervu živin a ochranu ve formě obalu semen. To dalo nahosemenným rostlinám výhodu oproti sporonosným rostlinám.

Gymnospermy se vyvinuly ze starověkých kapradin.

Na rozdíl od rostlin s vyššími výtrusy se vyšší semenné rostliny (nahosemenné a krytosemenné) v procesu evoluce posunuly dále na souš. Jejich reprodukční proces nezávisí na dostupnosti vody. Pyl z nahosemenných rostlin je tedy přenášen větrem a k oplodnění dochází prostřednictvím pylové láčky.

Všechny nahosemenné rostliny jsou suchozemské rostliny (neexistují žádné vodní).

V současnosti žije více než 1000 druhů nahosemenných rostlin. Většina z nich patří mezi jehličnany, jejichž zástupci jsou borovice, smrk, modřín, cedr, tis a další rostliny. Asi před 150 miliony let jehličnany ovládaly vegetaci planety.

Mezi životními formami nahosemenných rostlin je málo nebo žádné trávy. Většinou se jedná o stromy, vzácně o keře (jalovec, chvojník) a některé liány. Většina nahosemenných rostlin jsou stálezelené rostliny, ale některé jsou opadavé. Modřín takto shazuje jehličí každý rok.

Při charakterizaci nahosemenných rostlin se často popisují jehličnaté rostliny. Ačkoli v současné době jsou nahosemenné rostliny považovány za skupinu rostlin zahrnující čtyři divize: jehličnany, ginkgos, opium a cykasy.

Jehličnany se vyznačují zvláštními jehličkovitými listy zvanými jehlice. Jehlice jsou pokryty kutikulou a průduchy jsou hluboko zapuštěny do pletiva listu. To vše slouží jako zařízení ke snížení odpařování. V průměru každá jehla žije několik let. Proto mohou jehličnany žít v nepříznivých podmínkách, například v tajze. Jehličnany jsou rozšířeny v mírném podnebí, kde tvoří mnoho lesů.

U nahosemenných mohou být kromě jehličí i listy šupinaté.

To, že jsou jehličnany stálezelené, neznamená, že jejich listy nikdy neopadají. Jde jen o to, že každá jehla žije několik let (u různých druhů) a pak spadne. Jehličnaté stromy neshazují všechny listy najednou, jako to dělají jiné stromy. To je důvod, proč jehličnany vypadají stále zelené.

Gymnospermy se vyznačují systémem kůlových kořenů. Jejich boční kořeny jsou poměrně krátké, takže stromy často vstupují do symbiózy s houbami, to znamená, že tvoří mykorhizu.

U nahosemenných rostlin jsou vyvinuty všechny tkáně. Existují fotosyntetické, kožní, vodivé, mechanické, skladovací a vzdělávací.

Tkáně stonků nahosemenných se lépe odlišují než u kapradin. Je tam kůra a dřevo, ale jádro je špatně definované a vodivá tkáň se skládá z tracheid. Nahosemenné mají vyvinuté kambium a druhotné dřevo, takže jejich kmeny dosahují značných rozměrů.

Vodivý systém nahosemenných je jednodušší než u krytosemenných. Skládá se převážně z tracheid, ale některé druhy mají cévy, jako krytosemenné rostliny. To slouží jako znamení, že nahosemenné rostliny jsou předky krytosemenných rostlin.

Jehličnaté stromy mají v kmenech pryskyřicové kanály. Jsou to mezibuněčné dutiny, do kterých buňky, které je vystýlají, vylučují pryskyřice a silice. Tyto látky zabraňují pronikání hmyzu a bakterií.

Borovice

Borovice je rozšířena na severní polokouli, zejména v mírném podnebí. Tento strom je nenáročný na půdu, ale náročný na světlo (je světlomilný). Borovice se vyskytují nejen v jehličnatých lesích, ale také v bažinách, skalách a píscích. Navíc, v závislosti na podmínkách pěstování, borovice vypadá jinak. Takto se hlavní kořen borovice silně rozvíjí v lese a jde hluboko. V otevřených oblastech se vyvíjejí boční kořeny, které zabírají velkou plochu blízko povrchu. Borovice rostoucí v lese jsou vyšší než ty, které rostou na otevřených plochách, dosahují výšky kolem 40 metrů. V lese však spodní větve borovic odumírají kvůli nedostatku světla. Borovice rostoucí na otevřených plochách má rozložitější tvar, její větve začínají u dna kmene.

Životnost borovice je asi 300 let.

Chov borovice

Na borových výhoncích se na jaře tvoří samčí a samičí šišky.

Samčí šištice se shromažďují ve skupinách připomínajících květenství, mají žlutozelenou barvu a rostou na bázi výhonků. Ve skupině jsou samčí šištice umístěny těsně vedle sebe. Na spodní straně každé šupiny se vyvinou 2 pylové váčky. Dozrává v nich pyl. Pyl nahosemenných rostlin je haploidní, to znamená, že má jednu sadu chromozomů. Pylové zrno borovice má dva vzduchové vaky. Jedná se o zařízení pro transport pylu větrem.

Samičí šišky jsou větší, načervenalé barvy a rostou jednotlivě spíše než ve skupinách. Samičí šištice vyrůstají na špičkách výhonků. Na každé stupnici kužele se vyvinou 2 vajíčka. Vajíčka říkají tomu jinak vajíčka.

Opylení nastává koncem jara nebo začátkem léta. Pyl padá ze samčích šišek a je přenášen větrem. V tomto případě část pylových zrn spadne na šupiny samičích šišek. Poté se váhy uzavřou a slepí pryskyřicí.

Po opylení samičí šiška vyroste a zdřevnatí. V tomto případě k oplodnění nedochází. Teprve po roce pyl vyklíčí a dá vzniknout samčímu gametofytu. Jedna z jeho buněk je tzv vegetativní, vyvine se do pylové láčky. Druhá buňka se nazývá generativní, tvoří se z něj dvě spermie. Pyl se nazývá mikrospora .

Vajíčko je makrospora, který se vyvine v samičí gametofyt sestávající z vajíčka a endospermu.

Podél pylové láčky jedna ze spermií oplodní vajíčko, což vede k vytvoření zygoty. Následně se z něj vyvine embryo, které má kořen, stopku, několik kotyledonů a pupen. Semeno se tvoří z vajíčka.

Ke konci dozrávání semen šišky ztmavnou. Semena dozrávají až na podzim příštího roku. V zimě se šupiny šišek oddělují a vypadávají z nich semena.

Semena borovice mají výběžky ve tvaru křídel. Díky tomu je snadno unáší vítr na velké vzdálenosti.

Smrk

Na rozdíl od borovice je smrk rostlina odolná vůči stínu. Jeho koruna vyrůstá ze samého dna kmene a má pyramidální tvar. Smrkové lesy jsou proto tmavé a kvůli nedostatku světla v blízkosti zemského povrchu v nich neroste téměř žádná tráva.

Smrk roste na úrodných půdách, na místech s dostatkem vláhy.

Kořenový systém smrku se nachází blíže k povrchu půdy a je méně vyvinutý než u borovice. Smrky proto nesnášejí silný vítr, který může z půdy vytrhat celé smrkové výsadby.

Pokud v borovicích každá jehla žije několik let, pak ve smrku žijí až 9 let. Smrkové jehly jsou umístěny jednotlivě.

Šišky byly větší než šišky borovice. Dosahujte délky 15 cm. Kromě toho uplyne jeden rok od začátku vzhledu šišky do jejího zrání.

Smrky se dožívají až 500 let.

Význam jehličnanů

Tam, kde je mnoho jehličnatých a smíšených lesů, je jejich podíl na tvorbě kyslíku a organické hmoty významný.

Tím, že jehličnaté lesy zpomalují tání sněhu, obohacují půdu vláhou.

Borovice produkuje speciální těkavé látky, které mají antibakteriální vlastnosti – fytoncidy.

Velký význam v životě člověka mají i jehličnany. Od pradávna lidé používali dřevo jako stavební materiál. Lodě byly vyrobeny z borovicového dřeva. Jako dokončovací materiál se používá dřevo sekvoje (mahagon). Modřínové dřevo je odolné vůči hnilobě. Papír je vyroben ze smrkového dřeva.

Jehličnany se používají v chemickém průmyslu. Tak se z nich získává terpentýn, plasty, kalafuna, laky, alkoholy.

Semena borovice sibiřské vypadají jako oříšky. Jedí se a vyrábí se z nich olej.

Šišky jalovce vypadají jako bobule. Používají se jako lék.

Mezi jehličnany jsou okrasné rostliny.