Množení semenných rostlin

U všech zelených rostlin žijících na souši i u vyšších řas je pozorováno střídání generací, u kterých se střídá gametofyt se sporofytem. Krytosemenné rostliny mají mezi rostlinami nejpokročilejší reprodukční orgány. V procesu adaptace na život na souši vyvinuli semena a plody, které poskytovaly výživu a ochranu embryím. Samčí gamety obsažené v pylu jsou přeneseny do ženských orgánů (opylení), po kterých vyroste pylová láčka.

Kvetoucí rostliny mají jedinečný reprodukční systém

Evoluce vybavila krytosemenné rostliny specializovaným reprodukčním orgánem – květinou, umístěnou na schránce. Květiny lze kombinovat do skupin – květenství: chocholíky, klásky, deštníky a jiné. Za nejsložitější květenství jsou považovány košíky hvězdnicovitých (Asteraceae); Často kombinují několik druhů jednoduchých květin. Zdá se, že velká květenství přitahují hmyz více než malé jednotlivé květy.

Vnější strana květu je obklopena sepaly a okvětními lístky. U dvouděložných rostlin se liší strukturou: vnější kališní lístky (kalichy) slouží hlavně k ochraně květu a koruna okvětních lístků umístěná uvnitř přitahuje pozornost hmyzu. U větrem opylovaných rostlin je koruna malá a nazelenalá a někdy úplně chybí. Kalich i korunka se mohou skládat ze samostatných okvětních lístků, nebo mohou být srostlé (alespoň částečně) do trubičky.

Samčí reprodukční orgán květiny, androecium, se skládá z tyčinek. Každá tyčinka se skládá ze čtyř pylových váčků uzavřených v prašníku, ve kterém se tvoří pyl, a vlákna, kterým jsou přiváděny živiny a voda. Ženským reprodukčním orgánem je gynoecium (pestik). Skládá se ze stigmatu, který musí přijímat pyl, který plní podpůrné funkce stylu a vaječníku, obsahujícího jednu nebo více vajíček. Z vajíček se vyvinou zárodečné váčky, které se po oplodnění promění v semena. Kromě toho hmyzem opylované květy zahrnují nektary, které vylučují sladký nektar.

Tyčinky a pestík se mohou vyvinout buď v jednom hermafroditním květu, nebo v různých květech. V druhém případě se samčí a samičí jedinci mohou vyvíjet na stejném jedinci (jednodomé rostliny) nebo na různých (dvoudomé rostliny).

Pylová zrna dozrávají v pylových váčcích. Každé zrnko vytváří silnou stěnu, jejíž povrch je pokryt reliéfními vzory typickými pro tento druh. Materiál tvořící stěnu je velmi stabilní, díky čemuž může pyl zůstat nezměněn po miliony let. Jak prašníkové stěny dozrávají, zmenšují se a praskají a pyl vypadává. Během procesu opylování se pyl přenáší na pestíky. Pokud se pyl přenese na jinou rostlinu, dojde ke křížovému opylení. Je méně spolehlivé než samosprašování (zejména v oblastech, kde se zástupci daného druhu vyskytují ve velkých vzdálenostech od sebe), ale přispívá ke genetické variabilitě. Během evoluce si kvetoucí rostliny vyvinuly speciální mechanismy, které podporují křížové opylení: dichogamie (zrání tyčinek a pestíků v různých časech), vlastní neslučitelnost, struktura květu. U rostlin opylovaných hmyzem mají květy specifické aroma a lepkavá nebo hrubá pylová zrna se snadno přilepí na tělo zvířete. Rostliny opylované větrem jsou nuceny produkovat velmi velké množství pylu.

Květiny mohou být opylovány větrem, hmyzem a dokonce i ptáky

Jakmile je pylové zrno na stigmatu, pod vlivem auxinu a sacharózy začne rychle prorůstat hlouběji. Směr růstu určují speciální látky (chemotropismus). Jádro pylového zrna se rozdělí a vytvoří dvě samčí gamety. Pomocí pylové láčky pronikají do zárodečného vaku, kde jeden z nich splyne se samičí gametou a druhý se dvěma polárními jádry, čímž vznikne triploidní jádro. Vajíčko se stává semenem a vaječník se stává plodem. Ovoce se nazývá pravé, pokud je tvořeno pouze vaječníkem, a nepravé, pokud se na tvorbě plodu kromě vaječníku podílejí i jiné části květu, například schránka a koruna. Na tvorbě společných plodů se podílí několik pestíků.

Vlevo je struktura prašníku. Vpravo – pylová zrna pod mikroskopem

Po opakovaných děleních se zygota vyvine v mnohobuněčné embryo sestávající z primárního výhonku, primárního kořene a jednoho nebo dvou kotyledonů. Živiny jsou uloženy v kotyledonech. Triploidní jádro se opakovaně dělí a vytváří endosperm, který také obsahuje zásobu živin. Jak se semeno vyvíjí, obsah vody v semenech klesá na 10–15 %. Plody dozrávají, stěny vaječníku někdy získávají velmi složitý tvar, což usnadňuje šíření semen (ostny a háčky, mouchy, perutýn). Zbytek květu zemře. Semena (s ovocem nebo bez něj) jsou přenášena větrem, vodou nebo zvířaty na nové místo, kde vyklíčí a dají vzniknout nové rostlině.

Semena jsou adaptací rostliny na suchozemský životní styl. Mají ochranné a nutriční funkce, přídavná zařízení pro transport větrem nebo zvířaty. Na druhou stranu produkce semen stojí rostlinu mnoho energie a živin a poruchovost množení semeny je větší než množení spor.

Šťavnaté ovoce. Zleva doprava: jablko, bobule (rajče), vícedrupe (jahodová semena s nádobou), peckovice (broskev), vícepeckovice (ostružiny)

Sušené ovoce. Zleva doprava: ořech, fazole (hrách), semenný lusk (mák), nažka (slunečnice), obilka (pšenice), perutýn (javor)