Šola v naravi 3

… ali Življenjski cikel praprotnic (primer praproti in preslice)

V prvi učilnici v naravi sem spoznavala rastne zakonitosti vrtnih rastlin in uporabo njihovih posameznih užitnih delov v prehrani. Pozornost sem namenila tudi razmnoževanju rastlin in vlogi cveta, organa najvišje razvitih rastlin, cvetnic ali semenk, v razmnoževalnem procesu. Odkrivanje zanimivih dejstev o razvojnem ciklu rastlin se s tem še zdaleč ni izčrpalo. V ozadju je ostalo skritih nekaj pojmov, ki sem jih želela še dodatno raziskati in si pojasniti njihove pomene. Pri tem sem si pobliže ogledala rastline iz dveh razredov debla praprotnic (Pteridophyta), ki imajo razvite vse rastlinske organe (korenino, steblo in list), razen cveta. Na sprehodih po gozdovih in poljih sem tako od spomladi do jeseni opazovala različne vrste praproti (razred Filicatae, praproti) in njivsko preslico (razred Equisetatae, preslice) ter njihove raznolike pojavne oblike. V današnjem prispevku bom s pomočjo botanične literature (seznam na koncu prispevka) opisala življenjski cikel praprotnic, ga primerjala z življenjskim krogom že poznanih rastlin iz debla cvetnic ali semenk – in tako, upam, osvetlila osnovne zakonitosti razmnoževanja višje razvitih rastlin, imenovanih brstnice.

Preden začnemo, za osvežitev spomina le nekaj osnovnih izrazov:pojmi

Pri razmnoževanju rastlin je temeljnega pomena pojem preroda ali metageneze. Gre za izmenjavo spolne in nespolne generacije rastlin v življenjskem ciklu. Nespolnemu rodu pravimo sporofit, spolnemu rodu pa gametofit. Pri praprotnicah je sporofit tista oblika rastline, ki nam je najbolj znana; to je zelena, vidna rastlina, ki jo običajno srečamo v naravi. Gametofit pa je pri praprotnicah majhna, komaj opazna rastlinica. Oglejmo si, kako se rodita ena in druga oblika oziroma kako rastlina iz sporofitne “preide” v gametofitno generacijo.
Hkrati bomo videli, kako poteka razmnoževanje pri rastlinah, ki nimajo razvitega pravega cveta.

Praproti

praprot-trosiV gozdu sem pri opazovanju praproti na spodnji strani njihovih listov uzrla majhne črne ali rjave pike. Tu se skrivajo trosi ali spore, nespolne razmnoževalne celice praproti. Na sporofitu (nespolni generaciji praproti) torej najdemo trosišča ali soruse s trosovniki ali sporangiji, v katerih nastajajo trosi. Ko se spora sprosti, iz nje vzkali gametofit (spolna generacija), ki mu pravimo protalij ali predkal. Je čisto drobcen; tako majhen, da kakega primerka sama niti nisem opazila. Nanj so pritrjeni moški in ženski spolni organi (anteridiji in arhegoniji), ki tvorijo moške in ženske spolne celice, gamete. V deževnem vremenu moške spolne celice, opremljene z bički, odplavajo do jajčne celice in jo oplodijo. Iz nastale zigote bo na predkali (gametofitu) zrasla nova rastlina, praprot, tj. zeleni sporofit, in krog bo sklenjen.
mlada-praprotSporofit je diploidna generacija, gametofit pa monoploidna ali haploidna generacija. Diplo-, mono-, kako? Pa pojasnimo še te pojme. Posamezna spolna celica, ženska ali moška, ima enojno kromosomsko število (n). Ko se celici združita v zigoto, ima ta dvojno kromosomsko število, je diploidna (2n). Tako je tudi sporofit, ki zraste iz zigote, diploiden. Na njem z redukcijsko delitvijo, mejozo, nastajajo monoploidne spore, ki kalijo v monoploiden gametofit. Ta tvori monoploidne spolne celice, ki se z oploditvijo združijo v diploidno zigoto. Krog je sklenjen.
praprot-jeseni

Njivska preslica

Po principih metageneze raste tudi njivska preslica, le da ima drugačne, pa zelo zanimive pojavne oblike. Njen zeleni sporofit je tista rastlina, ki jo najdemo na poljih in železniških nasipih in od daleč nekoliko spominja na majhno smrečico.
preslica-jeseniPreslica ima dve vrsti poganjkov (sporofitne generacije (?)). Spomladi, še pred pojavom sterilnega, neplodnega zelenega sporofita, iz zemlje požene ploden presličin poganjek rjavkastih barvnih odtenkov, podoben gobici.
preslice-aprilNa vrhu vidimo “klas”, sestavljen iz sporofilov, listkov, ki služijo razmnoževanju. V klasu ali strobilusu nastajajo sporangiji, v njih spore. Te kalijo v predkal z anteridiji in arhegoniji.
Kasneje, ko se razvoj plodnega poganjka že konča, iz podzemne korenike poženejo zeleni poganjki, sporofiti.
mlade-preslice
DODATEK 1. 4. 2020, pojasnilo o dveh načinih razmnoževanja: preslica se s predkaljo razmnožuje spolno, s poganjki iz korenike pa vegetativno.
S primerjavo preslice in praproti lahko opazujemo različne pojavne oblike pri nespolni fazi razmnoževanja znotraj metageneze; trosovnike pri praprotih najdemo na listih zelenega sporofita, medtem ko pri njivski preslici nastajajo kar na posebnem poganjku.
Praproti in preslica spadajo med večletne oziroma trajne rastline. Poleg spolne reprodukcije, na katero se osredotočam v tem prispevku, pri njih poznamo tudi vegetativno razmnoževanje.

Metageneza pri semenkah ali cvetnicah

V prvi šoli v naravi sem močno poenostavljeno opisala spolno razmnoževanje pri semenkah ali cvetnicah, natančneje kritosemenkah. Cvetnice imajo kot najvišje rastline razvit še četrti rastlinski organ, cvet (za razliko od praprotnic, ki imajo le korenino, steblo in liste). V cvetu poteka razmnoževanje: v moških spolnih organih, prašnikih, nastajajo pelodna zrna z moškimi spolnimi celicami, ki jih žuželke ali veter ponesejo na brazdo ženskega spolnega organa, pestiča. Iz pristalega pelodnega zrna požene pelodni mešiček in po vratu pestiča potuje do plodnice s semensko zasnovo, v kateri je jajčna celica. Z oploditvijo nastane zigota, iz nje pa zarodek in seme, iz katerega bo pognala nova rastlina.
Metageneza seveda poteka tudi pri cvetnicah, le da je manj izrazita kot pri praprotnicah. Gametofit ali spolna rastlina ima pri praprotnicah dve posebni značilnosti. Kot smo videli, je samostojna rastlinica, iz katere po oploditvi požene sporofit. Ima pa tudi, pri večini* praprotnic, na enem in istem osebku bivajoče moške in ženske spolne organe (anteridije in arhegonije). In v tem se cvetnice pomembno razlikujejo od praprotnic. Cvetnice imajo namreč ločen ženski in moški gametofit, spolni rastlini. Ti tudi nista samostojni. Ženski gametofit se skriva v sporofitu, in sicer v cvetu, v plodnici pestiča. Moški gametofit pa je v pelodnem zrnu. Oba sta precej okrnjena v primerjavi z gametofitom pri praprotnicah (in že ta je zelo majhen). Tako daleč je torej cvetnice, ki so se razvile iz praprotnic, pripeljal filogenetski razvoj, v katerem se je izpopolnil proces oploditve.


Opomba in literatura:

* Velja za večino praprotnic, ne pa za vse. Večina praprotnic ima enakovrstne spore, iz katerih nastane spolna rastlina gametofit. Temu pojavu pravimo izosporija (enakotrosnost). Nekatere praprotnice pa imajo dve vrsti spor, iz katerih nastaneta moška in ženska spolna rastlina. To je heterosporija (raznotrosnost). Značilna je tudi za semenke; te so se razvile iz heterospornih praprotnic.

Franc Sušnik, Biološki sistemi : organizacijske oblike življenja, zv. 1, Rastlinski sistemi (Ljubljana, 1991), str. 33–42.
K. B. Boedijn, Rastlinski svet 3 : steljčnice, mahovi, praprotnice (Ljubljana, 1978), str. 337–339 in 344–346.
Pavel Ličar in Tone Wraber, Razmnoževanje, razvoj, rast (Ljubljana, 1995), str. 4–10.
Josep Cuerda, Vodnik po botaniki (Ljubljana, 2006), str. 62–63.

Dodatno branje:

https://www.fs.fed.us/wildflowers/beauty/ferns/reproduction.shtml
https://www.thoughtco.com/fern-life-cycle-4158558
https://www.biologydiscussion.com/botany/pteridophyta/equisetum-habitat-structure-and-reproduction/46033