Življenjski cikel rastline je sestavljen iz treh zaporednih stopenj:
- rojstvo;
- razvoj;
- reprodukcija.
Lahko je preprosto ali zapleteno. Primer preprostega cikla je klorela, ki se razmnožuje s sporami. Ko se razvija, ta zelena alga postane posoda za 4–8 avtospor, ki rastejo v materinem organizmu in se pokrijejo z lastno membrano. Toda med rastlinami je pogostejši zapleten razvojni cikel, ki je sestavljen iz 2-3 preprostih.
Značilnosti življenjskih ciklov rastlin
Pomembna lastnost vseh živih bitij je sposobnost razmnoževanja. Način razmnoževanja se zgodi:
- spolno (gamete);
- aseksualno (spore);
- vegetativno (del telesa).
V zapletenih ciklih med spolnim razmnoževanjem je vedno več ločenih faz gamete in zigote. Gameta je zrela spolna celica s haploidnim (navadnim) nizom kromosomov. Kot rezultat združitve dveh gamet nastane zigota z diploidnim (dvojnim) nizom. Zigota se razvije v sporofit, kiproizvaja haploidne spore. Iz spor - gametofit, ki je moški in ženski.
Za primer lahko vzamemo izosporno praprot, ki ima dve obliki posameznikov - praprot samo (sporofit) in njeno rast (gametofit). Kalček je potomec odraslih praproti. Obstaja zelo kratko obdobje, vendar uspe roditi enega samega velikolistnega posameznika. Življenjski cikel rastline zaradi te lastnosti razmnoževanja je sestavljen iz izmenjave generacij: od odrasle praproti do rasti in spet do odrasle praproti.
Metode reprodukcije
Večina rastlin se razmnožuje spolno. V tem primeru se iz zigote po oploditvi in združitvi gamet (singamija) oblikuje nov organizem. Partenogeneza - razmnoževanje brez oploditve - se nanaša tudi na spolno metodo: hčerinski organizem nastane iz izogameta, ki povezuje izogamete in spore. Spolno razmnoževanje je skoraj vedno kombinirano z drugimi metodami - vegetativnim ali aseksualnim, saj je samo zanj značilna nizka produktivnost.
Ta način in nespolno razmnoževanje hkrati najdemo pri praproti, v povezavi z vegetativno različico pa tudi pri nekaterih algah. V semenskih rastlinah se tvorba zarodne celice zgodi iz ene hčerinske zigote, zaradi česar je ta proces bolj podoben razmnoževanju kot razmnoževanju.
Pri nespolnem razmnoževanju nastanejo zoospore - celice brez celične stene, ki so pri večceličnih rastlinah v posebnih sporangijah innepremične celice - aplanospore. Neodvisno je ta način razmnoževanja v naravi zelo redek. Običajno je kombiniran s spolnim ali vegetativnim.
Obstajata 2 vrsti spor: mitospore, ki se pojavijo med nespolnim razmnoževanjem, in mejospore, ki nastanejo med spolnim razmnoževanjem. Mitospore se pojavijo z mitozo, kar povzroči, da je posameznik podoben materi. Mejospore nastanejo z mejozo med kalitvijo zigote ali v sporangiji. Za večino rastlin sta značilni oba načina razmnoževanja, zaradi česar dobimo dve različni obliki osebkov.
Vegetativna metoda razmnoževanja
Pri vegetativni različici razmnoževanja pride do delitve na akinete - celice z debelimi stenami. Sestoji iz tega, da se del le-tega loči od matične tekočine - zalege ali telesa. Nekatere nižje rastline se razmnožujejo na ta način, med drugim sargasso, rjave in rdeče alge. Celo cvetoče rastline, kot je na primer raca, se razmnožujejo vegetativno. Nekateri od njih tvorijo zalezne brsti, ki padejo na tla in se tam ukoreninijo. Tudi brsti se lahko odcepijo in ločijo od matične rastline. Pri kritosemenskih rastlinah je razvoj poganjkov pod zemljo iz korenike zelo pogost.
Razmnoževanje rastlin
Ena od zadnjih stopenj razmnoževanja je razmnoževanje rastlin. V naravi so lahko 3 možnosti za naseljevanje: zarodki, spore in semena. V izjemno redkih primerih lahko pride do širjenja s pomočjo zigot. Več K. Linnaeus je povezoval porazdelitev semen in spor z miogamnimi in fanerogamnimi rastlinami. Drugi tip je vključeval skupino golosemenk in kritosemenk, prvi tip pa vse druge skupine, vključno z algami, mahovi in praproti.
Metode razmnoževanja rastlin so prehodile dolgo evolucijsko pot od vegetativne do aseksualne in spolne. Zdaj delitev rastlin na spore in semenske rastline ni povezana z distribucijo, ampak z razmnoževanjem. Semenska metoda izstopa v ločeni skupini, saj velja za kombinacijo razmnoževanja s sporami in gametami. Razmnoževanje semen vključuje več stopenj: nastanek zigot, gamet, spor, zarodkov in semen ter razpršitev rastlin.
Izmenjava generacij
Življenje rastlin v obliki dveh različnih generacij ima lahko različna imena: sprememba oblik razvoja, menjava generacij itd. Sprememba velike praproti in kalčka pri enakosporni praproti je primer menjavanja generacij, ki ga zaznamujejo faze odraslega stanja posameznih oblik. Ti dve obliki sta po videzu tako različni, da je v njih težko prepoznati isto rastlino. Rast praproti je zelo težko videti s prostim očesom. Pri kritosemenkah je analog izrastka zarodna vrečka, ki je izjemno majhna in skrita v globini cveta. Med nekaterimi skupinami alg so te oblike posameznikov po videzu podobne, vendar se popolnoma razlikujejo po bioloških značilnostih. Izmenjava generacij se pojavlja pri skoraj vseh višjih rastlinah in evolucijsko razvitih algah.
Življenjski cikli višjih rastlin
Življenjski cikel višjih rastlin, razen briofitov, je značilen po tem, da je gametofit slabo razvit, sporofit pa zavzema večino življenjskega cikla. Bryophyte rastline odlikuje dejstvo, da se sporofit razvije znotraj ženskega spolnega organa in je v stalni povezavi z gametofitom. V primeru listnatih mahov je videti kot škatla za spore, ki raste iz vrha gametofita.
Preostale višje rastline imajo izrazite sporofite, ki so veliki in zapleteni večcelični organizmi z organi, kot so listje, stebla in koreninski sistem. Večina rastlin, na katere človek pomisli, ko govori o preslici, praproti ali drugih skupinah, so sporofiti.
Življenjski cikli cvetočih rastlin
Najbolj napredne v smislu evolucije so cvetoče rastline. Za življenjski cikel cvetočih rastlin je značilno, da se pogosto zarodek lahko razvije iz neoplojenega jajčeca (apomixis). Prevladujoča oblika cvetočih rastlin je heterosporni sporofit, ki je rastlina z listi in steblom. Moški gametofit je predstavljen s cvetnim prahom, ženski gametofit pa z zarodno vrečko (razvija se hitreje kot pri golosemenkah). Organ tako spolnega kot nespolnega razmnoževanja je modificiran poganjek - cvet. Rudimenti semen so zaščiteni s stenami jajčnikov. Življenjski cikel razvoja rastlin te skupine se konča po oploditvi in nastanku semena, v katerem ima zarodek zalogo hranil in ni odvisen odzunanji dejavniki.
Življenjski cikli golosemenk in kritosemenk
Skupina golosemenk vključuje predstavnike iglavcev in grmovnic. Večina jih ima spremenjene igličaste liste. Življenjski cikel golosemenk se razlikuje po tem, da se mikrospore (pelod) oblikujejo v majhnih moških stožcih (prašnikih), megaspore pa v ženskih (jajci). Moški gametofit nastane iz mikrospor, ženski gametofit pa iz megaspore. Življenjski cikel rastline iz te skupine se razlikuje po tem, da oploditev poteka s pomočjo vetra, ki do jajčec dostavi cvetni prah. Po tem se v jajčni celici začne razvijati zarodek in iz njega nastane seme. Leži na semenskih luskah in ga nič ne pokriva. Seme proizvede nov sporofit, iz katerega zraste nova rastlina.
Življenjski cikel kritosemenk se razlikuje po tem, da ima ta skupina cvet, v katerem nastanejo spore in pride do oploditve gametofitov in razvoja semena. Posebnost te skupine je v zaščiti semen, ki so skrita v notranjosti plodov in zaščitena pred vplivi zunanjega okolja.
Življenjski cikel trosnih rastlin
Spore ne cvetijo, zato jih imenujemo tudi necvetoče. Na voljo so v dveh kategorijah:
- višje (praproti, preslice, mahovi, palicami);
- nižje (alge, lišaji).
Življenjski cikli trosnih rastlin, odvisno od vrste, lahko potekajo spolno ali nespolno. Nisose lahko spolno razmnožujejo brez sodelovanja vodnega okolja. Gametofit se uporablja za spolno razmnoževanje, sporofit pa za nespolno razmnoževanje. Obstajata dve podskupini spornih rastlin: haploidne in diploidne. V haploidno podskupino spadajo mahovi, preslice in praproti, pri katerih je gametofit bolj razvit, sporofit pa nastane v obliki izrastka. Haploidna podskupina se razlikuje po tem, da ima sporofit v njej podrejen status.
Življenjski cikli rastlin: sheme
Mahovi so predstavniki primitivnih vrst višjih rastlin. Imajo zelo pogojno razdelitev telesa na steblo in liste, namesto na korenine - nitaste rizoide. Rastejo na močvirnih, vlažnih mestih in zelo močno izhlapevajo vlago. Razmnožujejo se spolno, sporofit je odvisen od gametofita, spore se tvorijo v posebnem polju, ki se nahaja nad gametofitom in je z njim povezan.
Predstavniki praproti imajo velike pernate liste (sporangije se nahajajo na spodnji strani). Rastlina ima izrazit koreninski sistem, list pa je pravzaprav vejni sistem, imenovan list ali predpoganj. Življenjski cikel rastline iz skupine praproti je sestavljen iz dveh faz: spolne in nespolne.
Spolna faza se pojavi s sodelovanjem spolnih celic, aseksualna pa - spore. Aseksualna generacija se začne z diploidno zigoto, spolna generacija pa s haploidno sporo. Sprememba teh faz je glavni delzanka.
