Evoluce rostlin. Cévnaté rostliny

1. Evoluce rostlin Cévnaté rostliny

2. osnova

evoluce rostlin
postavení cévnatých rostlin
charakteristika cévnatých rostlin
plavuně

3. Snímek 3

Diverzita cévnatých rostlin
Dryas octopetala
Isoetes lacustris
Cactaceae

4. Snímek 4

Diverzita cévnatých rostlin
Eucalyptus 138 m
Sequoia sempervirens
110 m

5. Snímek 5

Diverzita cévnatých rostlin
Rafflesia arnoldii (Euphorbiacea)
průměr květu až 1 m, Sumatra, Amorphophallus titanum
velké (Araceae, paleotropy)

6. Rostliny

• 99% biomasy na
Zemi
• biosféra významně
ovlivněna rostlinami
a jejich diverzifikací
• 300 000 druhů cévnatých rostlin

7. Vznik života – 4 miliardy let nazpět

• přísun energie ze Slunce
• plyny, které odpovídají
plynům ze sopek
• H2O, CO2, S2 (dominantní
současní rostlin)
• kovy a další látky se
koncentrují ve vysychajících
jezírcích (redukční prostředí)

8. Snímek 8

Geologický čas

9. Fotosyntéza – důkazy (2 miliardy let)

• vrstvy železa (hematit, silikáty) (1,8-3 miliardy let)
bakterie – sezónní cykly fotosyntézy
• zpočátku hodně CO2 = skleníkový efekt, tepleji
stromatolity 2,7-1,3 miliardy let
cyanobakterie (Austrálie, Brazílie)

10. Kambrická exploze

• 530 milionů let zpět
• rozvoj mnohobuněčného
života

11. Kolonizování souše

• 400 milionů let zpátky
• zvířata a rostliny kolonizovaly souš ve stejném
období
• kolonizace trvala asi 50 milionů let
• ancestrální typ pro suchozemské kytky = zelená
řasa (podobná rodu Coleochaete, patřící mezi
parožnatky, Charophyta)

12. Vývoj rostlin

13. Suchozemské rostliny

hlevíky
(Anthoceratophyta)
cévnaté rostliny
(Tracheophyta)
mechy
(Bryophyta)
játrovky
(Marchantiophyta)
> 425 mil. let
mechorosty
(Bryophytae)
> 450 mil. let

14. Asteroxylon (příbuzné Lycopodiophyta), Rhynia

Rostliny na souši
• Asteroxylon (příbuzné
Lycopodiophyta), Rhynia

15. Kolonizování souše – mykorrhiza

starobylý rod Zygomycotina (řád Glomerales)
fosilní rostliny mají znaky mykorrhizy
Glomerales vznikly 462-353 miliónu let BP
mykorrhiza navíc rozšířena napříč kapraďorosty,
nahosemennými a krytosemennými rostlinami

16. Kolonizování souše – kompetice o světlo

Rhynia
Lepidodendron (Lycopodiophyta)

17. Souš – selekce na následující vlastnosti

Celá stavba těla rostlin a jejich chování se
mění
• sklerenchym
• kutikula
• průduchy
• cévní svazky
• rozmnožování

18. Rozmnožování – přechod na souš

1. vnější oplození samčí generativní buňky plují
vodou k samičím organům
2. nahosemenné rostliny vodu nevyžadují (pouze
polinační kapka na vajíčku)
Chaetosphaeridium
Ginkgo biloba – polynační kapka

19. Tracheophyta (cévnaté rostliny)

• zelené (druhotně i nezelené) rostliny (chlorofyl
A, B)
• diferenciace těla (kořen, stonek, list)
• vodivá pletiva tvořená dřevní (xylém) a lýkovou
(floém) částí
• epidermis s průduchy
• kutikula
• sporofyt převažuje nad gametofytem
• zásobní látka škrob, v buněčných stěnách
celulóza

20. Vodivá pletiva

21. Evoluční trendy

• 420 mil. let
• redukce gametofytu (RG), podpora heterosporie
1. hypotéza RG = více alel v jenom genomu – lépe reagují na podmínky prostředí
2. hypotéza RG = diploidní sexuální organismus odolný vůči mutacím

22. Snímek 22

23. Rhyniophyta

Ly
E
B
R
Rhynia
Rhyniophyta
nejprimitivnější cévnaté
rostliny
• rhizomoid (s kořenovými vlásky)
• telómy (koncové větvičky)
• mezómy (články spojující koncové
větvičky)
• sporangia jednotlivá nebo v
šišticích
• 420-270 mil. let (silur, devon)
• Aglaphyton major

24. 400 mil. zpět

Ly
B
R
E
400 mil. zpět
Lycopodiophyta
(plavuně)
• dvoubičíkatý
spermatozoid
(mnohobičíkatý
spermatozoid vznikl u
Isoëtes nezávisle)
• sympodiální větvení
Euphyllophyta (zbytek
cévnatých rostlin)
• mnohobičíkatý
spermatozoid
• hlavní stonek a vedlejší
větve
• srůstem vedlejších větví
vznikají megafyly –
telomová teorie

25. Lycopodiophyta + Monilophyta (kapraďorosty)

Ly M
B
R
Li
Lycopodiophyta
+ Monilophyta (kapraďorosty)
• výtrusné cévnaté rostliny
• nejsou monofyletickou skupinou
Obr. 13
obústí (stomium)
2n
prstenec
(annulus)
n

26. od. Lycopodiophyta

Ly M
Li
B
od. Lycopodiophyta
R
• vznik před 400 mil. let, max. rozvoj v karbonu
(stromovité formy)
Baragwanathia
Lepidodendron

27. od. Lycopodiophyta (plavuně)

S
I
od. Lycopodiophyta (plavuně)
L
a) izosporické bez pajazýčku,
gametofyt
• Lycopodiaceae (plavuňovité)
b) heterosporické s pajazýčkem
(Lingula)
• Selaginellaceae (vranečkovité)
• Isoëtaceae (šídlatkovité)
Selaginella

28. Lycopodiacea (plavuňovité)

S
L
I
Lycopodiacea (plavuňovité)
sporofyly, trofofyly, výtrusnicové klasy, prokel
převážně podzemní dlouhověký
triletní spóry

29. Lycopodiacea (plavuňovité)

S
L
I
Lycopodiacea (plavuňovité)
• kosmopolitní čeleď, nejvyšší diverzita v
horských a alpínských oblastech tropů
• 15 rodů/375 druhů (Huperzia asi 300 druhů)
v České republice:
• vranec Huperzia (samostatná čeleď Huperziaceae –
schází výtrusnicový klas)
• plavuň Lycopodium
• plavuňka Lycopodiella (zahrnováno do Lycopodium)
• plavuník Diphasiastrum (zahrnováno do Lycopodium)

30. Huperzia (vranec)

Lycopodiaceae
Huperzia (vranec)
v ČR 1 druh
těžiště výskytu horské lesy
(zvláště smrčiny)
vranec jedlový
Huperzia selago

31. Lycopodium (plavuň)

Lycopodiaceae
Lycopodium (plavuň)
v ČR 2 druhy
p. pučivá – L. annotinum
• těžiště výskytu horské lesy a
podhorské lesy
p. vidlačka - L. clavatum
okraje cest
Lycopodium annotinum
Lycopodium clavatum

32. Lycopodiella (plavuňka)

Lycopodiaceae
Lycopodiella (plavuňka)
v ČR 1 druh
p. zaplavovaná – L. inundata
vlhké písčiny, okraje rašelinišť,
C2

33. Lycopodiella (plavuňka)

Lycopodiaceae
Lycopodiella (plavuňka)
v ČR 1 druh
p. zaplavovaná – L. inundata
vlhké písčiny, okraje rašeliňišť,
C2

34. Diphasiastrum (plavuník)

Lycopodiaceae
Diphasiastrum (plavuník)
v ČR 6 druhů
3 „rodičovské“ druhy a 3 pravděpodobně
hybridogenní druhy
p. zploštělý
D. complanatum
p. alpský
D. alpinum
p. Isslerův
D. issleri

35. Selaginellaceae (vranečkovité) Isoëtaceae (šídlatkovité)

S
L
I
Selaginellaceae (vranečkovité)
Isoëtaceae (šídlatkovité)
• heterosporie, lingula, triletní i monoletní výtrusy,
redukovaný gametofyt

36. Selaginellaceae (vranečkovité)

S
L
I
Selaginellaceae (vranečkovité)
• převážně tropické rostliny
• 1 rod/750 druhů (Selaginella)
v České republice:
• vraneček Selaginella
Isoëtaceae (šídlatkovité)
• vytrvalé vodní rostliny
• 2 rody/75 druhů
v České republice:
• šídlatka Isoëtes

37. Selaginella (vraneček)

Selaginellacea
Selaginella (vraneček)
v ČR 1 druh (1 nezvěstný)
v. brvitý – S. selaginoides
horské bezlesí, Krkonoše, Kralický
Sněžník, Hrubý Jeseník
v. švýcarský – S. helvetica
nezvěstný, horské polohy
vraneček švýcarský S. helvetica
vraneček brvitý S. selaginoides

38. Isoëtes (šídlatka)

Isoëtaceae
Isoëtes (šídlatka)
v ČR 2 druhy
š. jezerní – I. lacustris
Černé jezero
š. ostnovýtrusá – I. echinospora
Plešné jezero
š. jezerní I. lacustris
šídlatka ostnovýtrusá
I. echinospora

39. shrnutí

• vznik cévnatých rostlin spojen s přechodem rostlin na
souš před cca 400 milióny let
• cévnaté rostliny zahrnují kapraďorosty a semenné
rostliny
• evoluce cévnatých je na počátku spojena s
přizpůsobováním se souši
• Lycopodiophyta – jednou z dominantních složek
prvohorní flóry