Evoluce rostlin 2008

Greening of Earth první suchozemské povlaky sinic snad před 2,1 miliardami let 500 miliónů let – rostliny, fungi a animalia kolonizují suchou zem i když se některé vrátily do vod, rostliny jako takové jsou suchozemské

Výhody invaze na pevninu sluneční světlo je přímé a je ho dost, není filtrováno skrze vrstvu fytoplanktonu ve vzduchu je mnohem více CO2 pro fotosyntézu než ve vodě na souši nejsou žádní nepřátelé ani býložravci… …alespoň prozatím v půdě je mnohem více minerálů než ve vodě

„Rostliny“ a řasy dodnes pořádně nevíme, jak oddělit „rostliny“ od řas tradiční schéma: Plantae = Embryophyta jiné schéma: Plantae = širší rostliny, určitě by do nich měly patřit i Charophyceae ještě jiné schéma: Plantae = včetně všech zelených řas, nejenom Charophyceae

Embryophyta = suchozemské rostliny embryophyta je ale přesnější, neboť některé druhy řas se dostaly též na suchou zemi mají mnohobuněčný sporofyt, mnohobuněčná gametangia a mnohobuněčná sporangia, kutikulu a spory chráněné silnou stěnou tradičně se dělí na bryophyta a cévnaté rostliny

Znaky, které se vyvinuly až na suché zemi (…a které nemají řasy) apikální meristém rodozměna (ale viz dále) spory opatřené stěnou ve vznikají ve sporangiích mnohobuněčná gametangia mnohobuněčná, závislá embrya je ale třeba být opatrný: některé z těchto znaků se vyvinuly nezávisle u řas a jiné znaky byly u suchozemských rostlin druhotně ztraceny

1. Apikální meristém pro fotosyntézu jsou potřeba látky ve dvou odlišných prostředích: ve vzduchu (světlo a CO2) a v půdě (voda a minerály) protože se rostliny nemohou pohybovat, řeší problém růstem v apexech

2. Rodozměna životní cyklus suchozemských rostlin alternuje mezi dvěma odlišnými typy těl, z nichž vždy jedno produkuje to druhé rodozměna existuje též u různých skupin řas, ale neexistuje u Charophyceae! – řas příbuzensky nejbližším suchozemským rostlinám předkové Charophycae a zelených rostlin tedy rodozměnu zřejmě neznali a je ji tak možno považovat za znak, který se vyvinul až na suché zemi P.S. u člověka o rodozměně mluvit nelze. Rodozměna je situace, při níž existuje mnohobuněčná haploidní a mnohobuněčná diploidní fáze

2. Rodozměna gametofyt = útvar (např. řasa či rostlina), který je tvořen pouze z haploidních buněk (obsahujících tedy pouze 1n chromosomů, úplně stejně jako gameta) gametofyt vzniká opakovanými mitózami ze spory gametofyt produkuje gamety! sporofyt = útvar (např. řasa nebo rostlina), který je tvořen pouze z diploidních buněk (obsahujících tedy 2n chromosomů). Sporofyt vzniká opakovanými mitózami ze zygoty sporofyt produkuje spory!

3. Spory opatřené stěnou vznikají ve sporangiích spora = výtrus = haploidní buňka, ze které vzniká mitózami gametofyt sporopolenin způsobuje, že stěny spor jsou velmi pevné a tuhé sporofyt má mnohobuněčná tzv. sporangia, ve kterých vznikají meiosou haploidní spory specializované buňky ve sporangiích, tzv. sporocyty dají meiosou vznik sporám

3. Spory opatřené stěnou vznikají ve sporangiích mnohobuněčná sporangia produkující spory v obalech ze sporopoleninu jsou klíčovou adaptací k pobytu na suché zemi i když Charophyceae produkují spory, nemají mnohobuněčná sporangia a spory nejsou chráněny sporopoleninem

4. Mnohobuněčná gametangia gametangia = mnohobuněčné útvary ve kterých vznikají gamety archegonium = vázovitý útvar, ve kterém vzniká vajíčko antheridium = produkuje spermie a uvolňuje je do prostředí u semenných rostlin došlo k tak velké redukci gametofytu, že archegonia a antheridia byly u některých skupin druhotně ztraceny

5. Mnohobuněčná, závislá embrya mnohobuněčná rostlinná embrya vznikají ze zygoty a jsou uchovávána v mateřské rostlině… …která dodává embryu živiny, jako cukry a aminokyseliny tento přenos živin mezi embryem a mateřskou tkání umožňují „placental transfer cells“ přenos je umožněn specializovanými póry mezi buňkami, které jsou vystlány plasmatickou membránou celý mechanismus silně připomíná situaci u placentálů (jako např. člověka)

5. Mnohobuněčná, závislá embrya tento znak je natolik charakteristický, že se někdy „rostliny“ nazývají Embryophyta

Další znaky protože jsou suchozemské rotliny vystaveny nebezpečí vyschnutí, vzniká odolná epidermis, krytá na povrchu vrstvou vosků, tzv. kutikulou mnohé suchozemské rostliny produkují tzv. sekundární metabolity – odbočky z „klasických“ metabolických drah (kofein, teofylin, teobromin, chinin a alkaloidy, terpeny, taniny, flavonoidy…) sekundární metabolity mají často ostrou chuť, jsou jedovaté, silně vonící – a chrání proti parazitům a býložravcům flavonoidy o sebe absorbují škodlivé UV záření

Vznik suchozemských rostlin 1970:nalezeny fosilní spory datované do ordoviku, 475 miliónů let staré 2003: nalezeny fosilní spory rovněž 475 milionů let staré ve shlucích po čtyřech podle molekulárních hodin se odhaduje společný předek všech rostlin na dobu 700 miliónů let jiné odhady molekulárních hodin hovoří pro dobu 490 – 425 miliónů let

Systematika celkem 10 kmenů necévnaté: 3 (Hepatophyta, Anthoceratophyta, Bryophyta) cévnaté: 7 bez semene: 2 (Lycophyta, Pterophyta) se semenem: 5 nahosemenné: 4 (Ginkgophyta, Cycadophyta, Gnetophyta, Conifera) krytosemenné: 1 (Anthophyta)

Systematika celkem 10 kmenů semeno = embryo chráněné obalem a zásobeno živinami nahosemenné: semeno není umístěno v ochranných obalech krytosemenné: semeno je chráněno v obalech zvaných ovaria, které jsou umístěny ve květu a dozrávají v plodech

Systém dnes odhadováno 290 000 druhů rostlin cévnaté rostliny tvoří 93 %