Kapradiny nebo kapradiny: struktura, reprodukce, význam | Biologie

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 mezi nejstarší výtrusné rostliny. Žijí v nejrůznějších podmínkách prostředí: v mokřadech a nádržích, lesích tropického a mírného podnebí. Nejznámějšími představiteli jsou samec štítonožce, kapradina a pštrosa. V životním cyklu kapradin, přesliček a mechů dominuje sporofyt.

Rozkvět kapradin nastal asi před 358 miliony let a trval přibližně 65 milionů let, období prvohor je po kapradinách pojmenováno – karbon, neboli karbonské období, které trvalo stanovenou dobu. Právě kapradiny hrají aktivní roli při tvorbě uhlí: v karbonu byly lesy osídleny stromovými kapradinami, které dosahovaly výšky 40 a více metrů.

Dřevité formy kapradin přežily dodnes, ale většina zástupců jsou bylinné rostliny, které postrádají kambium, což znamená, že neexistuje žádné sekundární dřevo.

Kapradiny patří do skupiny cévnatých rostlin, neboť mají žilnatost – cévnato vláknité svazky, na rozdíl od mechů, které nemají žilky a nejsou cévnatými rostlinami. Mechanická pevnost je zajištěna ukládáním sklerenchymu kolem cévních svazků (žil).

Na rozdíl od mechů mají kapradiny ve svých stoncích a kořenech cévní tkáň sestávající z xylému a floému. Všimněte si, že jsem napsal „kořen“ – mechy neměly kořeny; místo toho měly rhizoidy, které vykonávaly funkci podobnou kořenům. Kořeny kapradin, přesliček a mechů jsou vždy adventivní a vyrůstají z upraveného výhonu – oddenku.

Struktura

Podívejme se na stavbu kapradin na příkladu typického zástupce – štítovce samčího. Jedná se o široce rozšířenou kapradinu, typickou pro mírné podnebí. Je to vytrvalá bylinná oddenková rostlina.

Tvoří jej svazek silně členitých listů vybíhajících z oddenku. Listy rostou nahoře a tvoří kadeře – „šneky“.

Všimněte si, že list kapradiny se nazývá list (z řeckého baion, palmový list). Na rozdíl od pravých listů mají listy neurčitý vrcholový růst. Listy mají na stonku připojený řapík, který může pokračovat do vřetena, hlavní osy složeného listu odpovídající centrální žilce.

Životní cyklus kapradin

Listová kapradina na obrázku výše je sporofyt (2n). Sporofyt dominuje životnímu cyklu pteridofytů, na rozdíl od mechového cyklu, kde je sporofyt v podstatě přílohou gametofytu (redukovaný). Na spodní straně vějířku jsou výtrusnice, které se shromažďují do sori – skupin těsně rozmístěných výtrusnic. Na sporofytu (2n) se ve sporangiu po meióze tvoří spory (n).

V roce 2012 skupina vědců vedená Xavierem Nobleyem z univerzity v Nice zjistila, že sporangium má speciální mechanismus „katapultu“ a spory z něj vylétají rychlostí asi 10 m/s.

Haploidní spory (n) vyklíčí do prothally (n), malé destičky ve tvaru srdce (několik mm). Výhonek je zelený, schopný fotosyntézy a přichycený k půdě rhizoidy. Tvoří se na něm mužské a ženské reprodukční orgány – antheridia, respektive archegonia. Spermie (n), vytvořená v antheridiu, se díky vodě (při dešti) dostává do archegonia, kde splyne s vajíčkem (n) a vznikne zygota (2n).

Ze zygoty se vyvine embryo, které pomocí speciálního přístroje – haustoria (z lat. haustor – nabírání, pití) proniká do tkání archegonie. Haustorium je stéblo, které proniká do tkáně prothallu a absorbuje z něj živiny. Začne rychlý růst embrya, vytvoří se výhonek a poté dospělá rostlina – sporofyt (2n). Cyklus je dokončen.

Význam kapradí

Kapradiny jsou hlavní složkou mnoha lesních společenstev, článkem potravního řetězce – producenti (producenti organických látek). Lidé používají kapradiny k dekorativním účelům. Mladé výhonky některých kapradin jsou jedlé a používají se jako potrava: výhonky kapradiny, listy pštrosa obecného.

Mužský shchitovník má lékařský význam: z jeho oddenků se vyrábí anthelmintikum.

© Bellevich Yury Sergeevich 2018-2025

Tento článek napsal Jurij Sergejevič Bellevič a je jeho duševním vlastnictvím. Kopírování, šíření (včetně kopírování na jiné stránky a zdroje na internetu) nebo jakékoli jiné použití informací a předmětů bez předchozího souhlasu držitele autorských práv je trestné ze zákona. Chcete-li získat materiály článku a povolení k jejich použití, kontaktujte Bellevič Jurij.