Pohyby rostlin Znaky na listech Nezelené rostliny Evoluční morfologie rostlin Pavel Veselý MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE CZ.1.07/2.2.00/15.0204 Pohyby rostlin •Pasivní – rozšiřování diaspor • (Anemochorie, hydrochorie, zoochorie) • •Aktivní –fyzikální – založeny na mechanických vlastnostech částí rostlin (i v odumřelých pletivech) –vitální – závislé na fyziologii živých rostlin (aktivní reakce na podněty) •lokomoční, ohybové Fyzikální pohyby rostlin •vratné – bobtnání/vysychání buněčných stěn –Carlina acaulis, Selaginella, šišky jehličnanů • •nevratné – změny turgoru buněk v pletivech –otevírání sporangií a prašníků –otevírání pukavých plodů (Fabaceae, Impatiens, Dictamnus) – Fyzikální pohyby rostlin Pinus sp. Pinaceae Closed pine cone 3 - GraphicRiver Item for Sale Fyzikální pohyby rostlin Carlina acaulis Carlina acaulis http://botany.cz/cs/carlina-acaulis/ Carlina acaulis Asteraceae Fyzikální pohyby rostlin Selaginella lepidophylla Lycopodiophyta Selaginella lepidophylla http://www.akvar.cz/products/selaginella-lepidophylla-/ http://resurrectionplant.net/other-species-of-resurrection-plant/ Fyzikální pohyby rostlin Polypodium sp. Polypodiophyta Fyzikální pohyby rostlin Dictamnus albus Rutaceae http://www.botanickafotogalerie.cz Ohybové pohyby rostlin •Mechanismy –změnou turgoru – vratné •různý turgor buněk na opačných stranách orgánu –růstem – nevratné •různá rychlost růstu buněk na opačných stranách orgánu • •autonomní – nezávislé na okolí –kývání klíčící rostliny, stáčení úponek •indukované – reakce na podnět –nastie a tropismy Ohybové pohyby rostlin •tropismy – orientované pohyby + a – –fototropismus – světlem –geotropismus – gravitací –chemotropismus – chemickými látkami v prostředí –tigmotropismus – dotykem pevné podložky • •nastie – neorientované pohyby –termonastie – změnou teploty –fotonastie a nyktinastie – střídání světla a tmy / dne a noci –seismonastie – otřesem Fototropismus •reakce části rostliny na světlo pozitivní negativní Anthemis arvensisSpec Arundo donax Geotropismus •reakce části rostliny na gravitaci negativní pozitivní Anthemis arvensisSpec Arundo donax Chemotropismus •reakce části rostliny na chemické látky v prostředí Drosera capensis Droseraceae Tigmotropismus a tigmonastie •reakce ovíjivého stonku lián a úponek na oporu http://1.bp.blogspot.com/_iiq5ufCZXT8/SplSbPFdNII/AAAAAAAABPk/hvWm-ozWWG4/s1600-h/cucumber+tendril. jpg http://4.bp.blogspot.com/_iiq5ufCZXT8/SplToJSM2kI/AAAAAAAABPs/020vHDRMWNE/s1600-h/cucumber+spring.J PG Humulus lupulus Termonastie •reakce části rostliny na změnu teploty • •např. otevírání a zavírání květu P1180592 P1180618 Fotonastie a nyktinastie •reakce na změnu intenzity světla • •otvírání a zavírání květů a listů, spánkové pohyby rostlin • •Fabaceae, Oxalidaceae, Nyctaginaceae, Onagraceae Mirabilis jalapaKvet3 Seismonastie •reakce části rostliny na otřesy • •sklápění listů u rodu Mimosa a Oxalis • •ochrana proti poškození listů Oxalis triangularis Oxalidaceae http://2.bp.blogspot.com/-n6tDg8RKGVs/Tk7Po3q6SDI/AAAAAAAAKI8/BwWid0RdyeU/s500/Oxalis%2Btriangulari s-Purple%2BShamrock-Love%2Bflower.jpg Rychlé pohyby rostlin •pohyby rostlin rychlejší než 1 s. • •obvykle se jedná o nastie • •sklapnutí pasti, zavírání listů, sklápění tyčinek, vystřelování semen Rychlé pohyby rostlin http://en.wikipedia.org/wiki/File:VFT_ne1.JPG Dionaea muscipula Droseraceae •sklapnutí pasti při podráždění trichomů • •http://www.youtube.com/watch?v=_DZiTACprhE&feature=related •https://www.youtube.com/watch?v=qW34uFCz9jo • http://travel.mongabay.com/us/sf_conservatory/600/IMG_1712a.jpg •zavírání listů při podráždění u rodů Mimosa, Chamaecrista a Neptunia • (seismonastie) • •http://www.youtube.com/watch?v=g0LFBM3hOLs&feature=related Mimosa pudica Fabaceae http://www.paradiseearth.com/Plant%20Articles/Mimosa%20pudica.jpg Rychlé pohyby rostlin •sklápění tyčinek při podráždění u rodu Berberis a Mahonia • (tigmonastie) Berberis sp. Berberidaceae Rychlé pohyby rostlin http://w3.biosci.utexas.edu/prc/DigFlora/BERB/IrritableStamen.html BETR-T23-nostim BETR-6Mar-fltop-partstim BETRH-BLSW-13Mar-w-stim •pohyb sloupku s tyčinkami a pestíkem při podráždění opylovačem • (tigmonastie) • •http://www.youtube.com/watch?v=Vsk66B66SHo •http://www.youtube.com/watch?v=Rq8KuezHD8M • Stylidium debile Stylidiaceae, Asterales Rychlé pohyby rostlin S. turbinatum http://en.wikipedia.org/wiki/File:Stylidium_turbinatum_column_movement.png •vystřelování semen bobulí •dostřel až 15 m •(fyzikální pohyb) Ecballium elaterium Cucurbitaceae Rychlé pohyby rostlin Ecballium elateriumPlod Ecballium elateriumPlod2 List jako teploměr •okraj listu souvisí s teplotou, kdy se druh vyvinul • •podíl hladkých a zubatých listů stromů ukazuje teplotu v době existence vegetace • •zákonitost objevil r. 1978 geolog Jack Wolfe • •ověřena zkoumáním izotopů kyslíku v mořských sedimentech List jako teploměr File:Southern Magnolia Leaf Cluster 3008px.jpg http://en.wikipedia.org/wiki/File:Southern_Magnolia_Leaf_Cluster_3008px.jpg Magnolia grandiflora Magnoliaceae Quercus pubescensList Quercus pubescens Fagaceae theo2 Phoenix theophrasti Arecaceae http://botany.cz/foto/theo2.jpg Ginkgo bilobaList Ginkgo biloba Ginkgoaceae Cotinus coggygriaList2 Cotinus coggygria Anacardiaceae List jako teploměr Castanea sativa Fagaceae Castanea sativaList2 Tree-Carpinus%20betulus-lf-06-04-09 Carpinus betulus Betulaceae Ulmus laevisList2 Ulmus laevis Ulmaceae Fraxinus-excelsior-leaves http://www.therampantgardener.co.uk/Fraxinus-excelsior-leaves.jpg Fraxinus excelsior Oleaceae List jako teploměr okraje_listu.jpg Macdougall 2004 procento.jpg Macdougall 2004 Macdougall 2004 dnes třetihory Listy složené a jednoduché •tvar listů je u rostlin druhově specifický • •u jednoho druhu obvykle jen jednoduché nebo složené listy, jen vzácně oba typy, někdy přechody • •tvar okraje listu až složenost je způsobena nestejnou činností marginálního meristému listu Listy složené a jednoduché •z hlediska efektivity fotosyntézy se neliší • •patrně adaptace na konkrétní podmínky, i mezi příbuznými druhy nacházíme oba typy • •složené listy mají větší podíl povrchu k objemu – možná rychlejší výměna plynů • •složené listy by mohly být odolnější k herbivorii díky vhodnějšímu uspořádání žilnatiny (to se však nepotvrdilo (Warman & Moles 2011)) Listy složené a jednoduché P1210375 Cytisus procumbens Cytisus procumbens Fabaceae Cytisus nigricans Fabaceae Solanum lycopersicumList Listy složené a jednoduché S. dulcamara Solanum nigrumList Solanum dulcamaraList Solanum sodomeumList Solanum S. nigrum S. sodomaeum S. lycopersicum Heterofylie •na jedné rostlině se vyskytují dva typy listů tvarově odlišné • •Vodní rostliny: akvatické / terestrické listy • •Suchozemské: např. Hedera, Symphoricarpos, Populus, Morus, Smyrnium, Blechnum • Heterofylie Batrachium peltatum Ranunculaceae Výsledek obrázku pro batrachium peltatum leaf Heterofylie Smyrnium perfoliatum Smyrnium perfoliatum Apiaceae hehe1a http://www.nps.gov/plants/alien/fact/img/hehe1a.jpg Hedera helix2 Hedera helix Araliaceae File:Morus alba-leaves.jpg Morus alba Moraceae http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b5/Morus_alba-leaves.jpg Mykotrofní rostliny •přibližně 95 % druhů rostlin je mykorhizních • •mykorhiza zvyšuje efektivitu příjmu minerálních živin (výměnou za org. C) • •některé druhy parazitací na houbě získávají org. C • •některé nezelené druhy takto získávají všechen org. C potřebný pro růst Nezelené rostliny •neefektivní fotosyntéza • •defekt v enzymatickém aparátu • •nefunkční chlorofyl • •ztráta chloroplastových genů • •ztráta chloroplastů • Nezelené rostliny Parasitaxus ustus (Podocarpaceae) parasitaxus_usta_general http://dendrome.ucdavis.edu/treegenes/species/oracjpg/parasitaxus_usta_general.jpg parasitaxus1 http://www.conifers.org/po/pa/parasitaxus1.jpg •má chloroplasty, ale není schopen fotosyntézy • •není schopen přenosu elektronů • •parazituje prostřednictvím mykorhizy (+někdy na xylému okolních dřevin) Nezelené rostliny •rostlina bez chlorofylu • •zcela závislá na mykotrofii Monotropa hypopitys Ericaceae monotropa-hypopitys10999 http://luirig.altervista.org/cpm/albums/bot-026/monotropa-hypopitys10999.jpg Nezelené rostliny •má vlastní chlorofyl a funkční fotosyntézu • •přesto je závislá na mykosymbiontovi a částečně od něj získává org. C Cephalanthera rubra Orchidaceae P1210464 Nezelené rostliny •v Květeně ČR nesprávně označen za „nezelenou ocelově modrou“ rostlinu • •má vlastní chlorofyl a měřitelnou fotosyntézu (Girlanda et al. 2006) • •její intenzita je dokonce nad kompenzačním bodem • •přesto je však závislá na získávání org. C od mykosymbionta Limodorum abortivum Orchidaceae P1150196 P1150202 Nezelené rostliny •nezelená rostlina příbuzná bradáčkům a okroticím • •zcela závislá na přísunu živin od mykosymbiota • •nemá průduchy • •obsahuje chlorofyl v neaktivní formě • •chlorofyl lze zviditelnit nahřátím Neottia nidus-avis Orchidaceae P1210310 Nezelené rostliny Neottia nidus-avis Orchidaceae P1210308 P1210311 před po