Rastlinná Bunka a Jej Organely

Za rastliny (Plantae, Archaeplastida, zast. Vegetabilia) sa spravidla považujú eukaryotické organizmy, ktoré majú primárne (na rozdiel od živočíchov a húb) autotrofný spôsob výživy. Rastlinné bunky majú jadro obklopené jadrovou membránou a ďalšie znaky typické pre eukaryoty, napr. bunkové organely. Rastliny sú jedinou autotrofnou eukaryotickou ríšou (aj keď v symbióze s inými organizmami môžu byť autotrofné aj huby alebo živočíchy).

Vymedzenie termínu „rastliny“ je nejasné. Najcharakteristickejším procesom, ktorý prebieha v rastlinách, je fotosyntéza. Preto sa za rastliny možno zjednodušene považovať všetky organizmy, v ktorých časť rastlinných buniek obsahuje chlorofyl a jeho fotosyntetická aktivita vyživuje rastlinu. Schopnosť fotosyntéza majú rastliny vďaka chlorofylom a iným asimilačným farbivám, ktoré sú ale po väčšinu života rastliny prekryté zelenou farbou chlorofylu, čiže na pohľad sú (až na výnimky) zelené.

Táto podmienka však nebýva splnená napríklad v období vegetačného pokoja rastlín (dormancie), kedy hlavne rastliny mierneho pásma dočasne strácajú chlorofyl a s ním aj zelené sfarbenie. Niektoré rastliny zase chlorofyl stratili úplne a stali sa parazitmi iných rastlín. Tieto druhotne nezelené rastliny, napríklad hniezdovka hlístová (Neottia nidus-avis) majú stavbu tela podobnú ako zelené rastliny, ale v ich orgánoch chlorofyl chýba.

Vo všeobecnosti majú rastliny oproti živočíchom vyššiu regeneračnú schopnosť poškodených častí. Základná stavebná jednotka rastliny je bunka, ktorá má eukaryotickú štruktúru. Tvar a rozmery bunky sú rôzne.

Bunky bývajú spravidla mikroskopické, ale v extrémnych prípadoch môžu nadobúdať dĺžku rádovo v centimetroch (napr. jednobunková riasa Acetobularia meria až 5 cm, niektoré sklerenchymatické vlákna až 7,5 cm). Rastlinná bunka je na rozdiel od živočíšnej bunky alebo bunky prvokov obklopená bunkovou stenou. Tá obsahuje celulózu a spevňuje bunku. Bunková stena chýba len u pohlavných buniek.

Pod bunkovou stenou sa nachádza cytoplazmatická membrána, nazývaná u rastlín tiež plazmalema. Vnútro bunky vypĺňa cytoplazma (cytosol). Bunkové jadro obsahuje genetickú informáciu vo forme chromozómov. Dospelá rastlinná bunka obsahuje ešte aj jadierko, vakuoly, plastidy (chloroplasty, chromoplasty, leukoplasty) a mitochondrie. Chloroplasty a mitochondrie majú vlastnú DNA uzavretú do kruhu podobne ako baktérie, z ktorých sa pravdepodobne vyvinuli.

Skupina buniek rovnakého pôvodu, funkcie a niekedy aj tvaru sa u rastlín nazýva pletivo. U živočíchov sa podobné skupiny buniek nazývajú tkanivá. Bunky pletiva sú pospájané tzv. Stavba rastlinného tela je rozličná a veľmi závisí od prostredia, ktoré rastlina obýva.

Vodné rastliny napríklad nepotrebujú takú pevnú oporu tela ako suchozemské, na druhej strane však často majú adaptácie na znížené množstvo svetla, ktoré je pre vodné prostredie charakteristické. Suchozemské rastliny zase často obsahujú spevňovacie pletivá (kolenchým, sklerenchým), ktoré im dodávajú pevnosť a umožňujú rast do výšky.

Najcharakteristickejšími orgánmi u rastlín sú asimilačné orgány, ktoré majú zelenú farbu a v ktorých prebieha fotosyntéza. U suchozemských rastlín je to najčastejšie list, ktorý môže mať rôzny tvar a vnútornú stavbu. Rastliny z čeľade borovicovité majú napríklad listy pozmenené na ihlice.

Niekedy list stráca pôvodnú asimilačnú funkciu (a s ňou aj zelenú farbu) a preberá iné funkcie, pričom asimiláciu musia zabezpečiť iné orgány. Niektoré jednoduchšie rastliny, najmä riasy, asimilujú celým povrchom tela. Machorasty už môžu mať na fotosyntetickú asimiláciu vyčlenené samostatné orgány - palístky (fyloidy), ktoré tvarom a funkciou pripomínajú listy vyšších rastlín.

Dôležitým orgánom, ktorý ale pozorujeme len u vyšších rastlín, je koreň. Jeho hlavnou úlohou je nasávať vodu spolu s rozpustenými živinami z pôdy. Koreň tiež upevňuje rastlinu v substráte (najčastejšie v pôde). Korene však môžu byť takisto pozmenené na vykonávanie mnohých iných funkcií (zásobné orgány, dýchacie orgány,…). U machorastov úlohu plní úlohu koreňa tzv. paskorienok (rizoid).

Na pohlavné rozmnožovanie rastlín slúžia generatívne orgány. U semenných rastlín sú to kvety, z ktorých sa po oplodnení vyvýjajú plody. Stielkaté rastliny a výtrusné cievnaté rastliny nikdy nekvitnú, ale rozmnožujú sa výtrusmi.

Rastliny (a riasy) majú nezastupiteľný význam v každom ekosystéme, pretože sú hlavnými producentami organickej hmoty. Takmer všetky živočíchy sú na ne odkázané a to nielen výživou, ale aj kvôli tvorbe kyslíka, ktorého fotosyntetizujúce rastliny za optimálnych podmienok vyrábajú väčšie množstvá, než samy predýchajú. Okem tvorby kyslíka je význam rastlín pre človeka veľmi široký a rôznorodý.

Neisté je aj ohraničenie bazálnych vývojových skupín rastlín, medzi ktoré patria jednobunkové a jednoduché mnohobunkové fotosyntetizujúce vodné organizmy súhrnne nazývané riasy (Algae). V súčasnosti nie všetky riasy patria do ríše rastlín (Plantae), ale časť z nich je zaradená do ďalších dvoch eukaryotických ríš Chromista a prvoky (Protista, Protozoa), respektíve Rhizaria a Chromalveolata.

Zvláštnosťou rias je nielen ich zjednodušená stavba tela, adaptácia na výlučne vodné prostredie, ale často aj iné fotosyntetické farbivá, ktoré u niektorých skupín dokonca úplne prekrývajú zelený chlorofyly, napríklad u červených rias (Rhodophyta), rozdielna stavba bunkových organel, neprítomnosť vodivých pletív a v neposlednom rade schopnosť niektorých skupín získavať potravu aj iným spôsobom ako fotosyntézou.

Takýto zmiešaný spôsob výživy, pri ktorom výživu okrem fotosyntézy zabezpečujú ešte aj iné procesy, sa nazýva mixotrofia. Niektoré jednobunkové riasy, napríklad červenoočká (Euglenophyta), sú predátormi baktérií. Sú tiež schopné premiestňovať celé svoje telo v priestore, čo sa u vyšších rastlín nepozoruje. Aj niektoré vyššie rastliny však môžu byť prispôsobené na mixotrofný spôsob života. Ide hlavne o druhy rastúce v prostredí chudobnom na živiny.

Machorasty

Machorasty (Bryophytae) sú vývojová vetva výtrusných rastlín. Sú to autotrofné, mnohobunkové a najvyššie organizované stielkaté rastliny. Spoločným znakom machorastov je antitetická rodozmena, čiže striedanie pohlavnej a nepohlavnej generácie. Ich telo tvorí stielka, ktorá môže byť lupeňovitá alebo diferencovaná na pakorienky (rizoidy), pabyľku (kauloid) a palístky (fyloidy).

Machorasty sú väčšinou suchozemské, niektoré druhy sa však druhotne vrátili do vody. Súš osídlili približne pred 300 miliónmi rokov, väčšina fosílnych nálezov pochádza z treťohôr. Bunková stena je tvorená celulózou, ako zásobná látka im slúži škrob. Delia sa na tri oddelenia, v starších systémoch považované za triedy: pečeňovky (Hepaticae), rožteky (Anthocerotae) a machy (Musci). Machorastov je známych asi 25 000 druhov.

Vodu získavajú prevažne z atmosféry, len veľmi málo zo substrátu. Dokážu prijať množstvo vody, ktoré sa rovná až 2,5-násobku ich hmotnosti. Niektoré druhy naproti tomu znášajú aj vyschnutie.

Stielka machorastov je v rámci jedného druhu veľmi odlišná na základe toho, či ide o pohlavnú generáciu - sporofyt, alebo o nepohlavnú - gametofyt. Úlohou sporofytu je priniesť výtrusy (spóry), ktorými sa rastlina nepohlavne rozmnožuje. Gametofyt machorastov je tvorený prvoklíkom, zelenou stielkou schopnou fotosyntézy.

Často býva vláknitá a podobá sa na vláknité zelené riasy, od ktorých sa však líši šikmími priehradkami. Prvoklík býva najčastejšie vláknitý, môže byť ale aj ružicovitý a lupeňovitý. Z prvoklíku vyrastá tzv. gametofor, ktorý môže byť rozlíšený na pakorienky, pabyľku a palístky. Na gametofore sa vytvárajú pohlavné orgány - gametangiá.

Samčie pohlavné orgány sa nazývajú plemeníčky (anterídiá) a tvoria sa v nich spermatozoidy. Samičie pohlavné orgány sú zárodočníky (archegóniá) a nesú vajcovú bunku - oosféru. Gametangiá sú obvykle chránené obalovými palístkami, ktoré majú odlišné sfarbenie.

Sporofyt vzniká z oplodnenej vajcovek bunky. Je tvorený nohou (bulbus), ktorá zabezpečuje spojenie medzi gametofytom a sporofytom. Môže ju chrániť pošvička (vaginula), čo je zvyšok steny zárodočníka. Noha niekedy chýba. Ďalšou časťou tela je stopka (seta), ktorá tiež niekedy chýba. Stopka nesie výtrusnicu (sporangium, téka), ktorá nesie výtrusy.

Výtrusy sa tvoria z výtrusorodého pletiva (arecheospóru) redukčným delením. Rozmnožovanie môže byť aj vegetatívne, napr. Od nižších rastlín sa machorasty odlišujú stavbou stielky, v ktorej sú už prítomné pletivá, napr. asimilačné. Majú aj veľmi primitívne vodivé pletivá. U rias sa navyše nevyskytujú sterilné obaly gametangií.

Chloroplasty machorastov majú stavbu typickú pre chloroplasty vyšších rastlín. Ich fotosyntetickými farbivami sú chlorofyl a, chlorofyl b, karotény a xantofyly. Väčšina machorastov už má prieduchy, u niektorých pečeňoviek, troch rodov rožtekov a niektorých primitívnych machov však chýbajú.

Machorasty dokážu stabilizovať substráty a pripraviť ich na osídlenie napr. cievnatými rastlinami. Indikujú ložiská kovov alebo stanoviská s vysokým obsahom dusíka, sú schopné indikovať aj znečistenie vody alebo ovzdušia. V niektorých biotopoch (rašeliniská) tvoria hlavnú zložku biomasy.

Machorasty spolu s cievnatými rastlinami patria medzi zelené rastliny (Viridophyta). V rámci zelených rastlín sa zaraďujú medzi vyššie rastliny v širšom zmysle, pretože zo zygoty sa vyvýja embryo vyživované materskou rastlinou a tiež ďalšie znaky ich približujú k typickým predstaviteľom vyšších rastlín. V starších systémoch boli zaraďované k cievnatým rastlinám, kde sa už dnes nezaraďujú. Hoci majú cievne zväzky, čo je dôležitý znak cievnych rastlín, tieto zväzky nie sú lignifikované.

Machorasty sa rozdeľujú na tri základné taxóny: rožteky, pečeňovky a machy, ktoré boli v starších systémoch považované za triedy. V súčasnosti tvoria už samostatné oddelenia.

Cievnaté Rastliny

Cievnaté rastliny (lat. Tracheophyta, niekedy stotožňované s vyššími rastlinami - Cormobionta) sú mnohobunkové zelené rastliny, u ktorých sú vyvinuté vodivé pletivá súvisiace s adaptáciou na súš. Na rozdiel od stielkatých rastlín je telo cievnatých rastlín už rozlíšené na dve základné časti: koreň a výhonok. Výhonok sa môže ďalej deliť na stonku a listy, pričom tieto časti môžu byť zmenené (metamorfované) alebo zakrpatené.

Cievne zväzky v tele sú rozdelené na drevitú časť (xylém) a lykovú časť (floém). Cievy umožňujú prúdenie vodných roztokov v rastline a to hlavne v podobe transpiračného prúdu (od koreňov k vrcholu rastliny) a asimilačného prúdu (z listov do koreňov). Ich telá sú väčšinou chránené pokožkou - epidermou, ktorá obsahuje prieduchy a ktorá môže byť ešte pokrytá kutikulou.

Prvé cievnaté rastliny sa na Zemi objavili asi pred 420 miliónmi rokov. Boli to rýniorasty (Rhyniophyta). Ich gametofyt bol, podobne ako u niektorých doteraz prežívajúcich papradí a plavúňov, ešte nezávislý od sporofytu. Základné členenie cievnatých rastlín nastalo pred viac ako 400 miliónmi rokov oddelením vetvy Lycopodiophyta (predchodcovia dnešných plavúňov) od vetvy Euphyllophyta.

S postupujúcou evolúciou sa gametofyt stále viac redukoval a u väčšiny cievnatých rastlín je obmedzený na niekoľko buniek a úpne závislý od sporofytu. Cievnaté rastliny majú už dobre diferencované pletivá, čo sú skupiny buniek rovnakého pôvodu a funkcie, ktoré vykonávajú rozličné úlohy. Výživu zabezpečuje najmä asimilačné pletivo, ktoré sa nachádza v listoch a obsahuje chloroplasty zabezpečujúce výživu rastliny.

Vodivé pletivá rozvádzajú roztoky v rastline a sú usporiadané do cievnych zväzkov. Krycie pletivá kryjú povrch rastliny a chránia ju proti nadmerným stratám vody. V zásobných pletivách sa ukladajú zásoby, pričom zásobná látka je škrob.

Vďaka tomu, že sú vyvinuté cievne zväzky, rastlina nie je pri vedení vody vo svojom tele odkázaná na prenos vody z bunky do bunky osmózou, ale dokáže viesť vodu špecializovanými bunkami tracheami a tracheidami, ktoré sú v podstate kapilárne trubičky. Tým sa rýchlosť pohybu vody v rastline niekoľkonásobne zvýšila z vyše jedného milimetra za hodinu, čo je maximálna rýchlosť presunu vody z bunky do bunky, na rádovo decimetre až metre za hodinu.

Preto cievnaté rastliny môžu narásť do oveľa väčších rozmerov (rádovo desiatky metrov), ako organizmy bez ciev (machorasty, huby a pod.). Výnimku tvoria riasy, ktoré nemajú kutikulu a preto dokážu prijímať vodu celým povrchom tela. Nemajú teda pre príjem a vedenie vody vyvinuté špecializované pletivá, a napriek tomu nie sú vo svojom raste obmedzované.

Prevažná väčšina cievnatých rastlín je fotoautotrofná. Znamená to, že organické látky získavajú z anorganických za prítomnosti slnečného svetla. Tento proces sa nazýva fotosyntéza. Na to, aby mohla rastlina fotosysntetizovať, musí mať v bunkách prítomné chloroplasty s fotosyntetickým farbivom chlorofylom.

V štádiu semena a klíčenia do vytvorenia asimilačných orgánov je rastlina odkázaná na heterotrofnú výživu zo zásob. Heterotrofná výživa nemusí byť vždy len zo zásob. Poznáme rastliny, ktoré ako substrát využívajú odumretú hmotu zo živých organizmov a živia sa teda saprofyticky.

Saprofytizmus cievatých rastlín môže byť viazaný len na určité obdobie života (napríklad gametofyt papraďorastov sa vyživuje saprofyticky, ale sporofyt už autotrofne). Iné druhy ostávajú saprofytmi po celý život, napr. Niektoré rastliny druhotne prešli na parazitizmus.

Rozonávame hemiparazity (napr. imelo biele), ktoré síce z hostiteľa odčerpávajú živiny, ale sú samy schopné fotosyntézy, a holop...

Základné časti cievnatých rastlín:

• Koreň: Väčšinou podzemná, zriedkavo čiastočne alebo úplne nadzemná časť rastliny. Upevňuje rastlinu v pôde a čerpá z nej vodu s rozpustenými živinami. Niekedy plní aj zásobnú alebo rozmnožovaciu funkciu. Neobsahuje chlorofyl a teda v ňom nemôže prebiehať fotosyntéza.
• Stonka: Väčšinou nadzemná časť rastliny. Jej hlavnou úlohou je spájať koreň s listami a rozmnožovacími útvarmi, zabezpečiť vhodné postavenie listov, rozvádzať výživu z koreňa do listov a asimiláty z listov do celej rastliny. Stonka bylín je schopná fotosyntetickej asimilácie, vzácne sa dokonca môže stať hlavnýnm asimilačným orgánom rastliny. Druhotne môže plniť, podobne ako koreň, aj zásobnú alebo rozmnožovaciu funkciu. Niektoré stonky sú článkované alebo zdrevnatené.
• List: Nadzemná časť rastliny, hlavný asimilačný orgán rastliny. Zabezpečuje predovšetkým fotosyntézu, vyparovanie vody, výmena plynov a metabolizmus. List pozostáva spravidla z čepele, pošvy a stopky. Niekedy môže plniť aj rozmnožovaciu funkciu.
• Generatívne orgány: U semenných rastlín sú to kvety a plody.

tags: #zemiakovy #skrob #organela

Populárne príspevky:

• Recept na nakladaný šalát
• Ako pripraviť tortový korpus
• Olivový olej pre suché vlasy: domáce recepty
• Mrazené lístkové cesto: Recepty a tipy
• Plnený kačací krk