Rośliny zarodnikowe to organizmy, które w czasie rozwoju nie posiadają kwiatów. Rozmnażanie odbywa się głównie dzięki obecności zarodników. Do tej grupy zalicza się glony, mszaki, paprotniki i porosty.

Rośliny nasienne w trakcie rozmnażania wytwarzają formy przetrwalnikowe- nasiona. W nasieniu znajduje się zarodek i materiały zapasowe dla niego. Rośliny te wytwarzają kwiaty. Jest to cecha wspólna dla dwóch grup roślin nasiennych: nagonasiennych i okrytonasiennych.

Glony są jedną z grup roślin zarodnikowych. Jest to grupa, która gromadzi przeróżne organizmy od jednokomórkowych po złożone i zbudowane z plechy. Nie jest to grupa systematyczna. Zgromadzone są w niej najbardziej pierwotne i prymitywne gatunki roślin, które nie są tkankowcami. Glony to grupa traktowana jako grupa ekologiczna. Zalicza się do nich kilka gromad: eugleniny, zielenice, tobołki, glony złociste, brunatnice, krasnorosty.

U organizmów wielokomórkowych, których ciało stanowi plecha, wyróżnić można część liściokształtną, łodygokształtną i korzeniokształtną. Nie są to jednak prawdziwe narządy. Plecha może się ciągnąć na kilkadziesiąt metrów.

Jednokomórkowe rośliny mogą poruszać się dzięki tworzeniu wypustek plazmatycznych, za pomocą nibynóżek. Jest to forma pełzania.

Mimo tak ogromnych różnic w budowie, organizmy te mają jedną cechę wspólną. Wszystkie są zdolne do fotosyntezy. Dzięki temu są organizmami samożywnymi.

Kilka glonów jest miksotrofami. Oznacza to, że mogą odżywiać się zarówno samożywnie jak i cudzożywnie. Mają więc również cechy zwierzęce, do których oprócz heterożywności zalicza się stigmę, receptor światłoczuły i wici, dzięki którym mogą się poruszać. Takie cechy posiadają klejnotki (gromada: Euglenophyta). Najbardziej znanym przedstawicielem tej gromady jest euglena.

Plecha zbudowana z komórek, które są charakterystyczne dla wszystkich komórek roślin ekariotycznych. Plecha posiada:

  1. Jądro lub wiele jąder;
  2. Ścianę komórkową, w której skład wchodzą: celuloza, hemiceluloza i pektyny;
  3. Organelle zawierające barwniki- plastydy. Głównym barwnikiem jest chlorofil zawarty w chloroplastach. Glony pospadają również barwniki charakterystyczne tylko dla swojej grupy;
  4. Materiały zapasowe: głównie węglowodany, rzadziej tłuszcze. Najczęściej materiałem zapasowym jest skrobia. Eugleniny magazynują paramylon.

Rozmnażanie glonów może odbywać się na trzy sposoby:

  • Wegetatywnie - podział podłużny komórki, fragmentacja plechy, wytwarzanie rozmnóżek;
  • Bezpłciowo- za pomocą zarodników, inaczej spor (aplanospory- spory nieruchliwe, zoospory- ruchliwe, zaopatrzone wicią);
  • Płciowo- wytwarzanie gamet; żeńskiej i męskiej.

W zależności od wielkości kopulujących gamet wyróżnia się trzy typy procesu płciowego:

  • Izogamia - jest to połączenie dwóch gamet nie różniących się od siebie wielkością. Gamety są jednakowe;
  • Anizogamia(heterogamia)-jest to połączenie dwóch gamet o różnej wielkości;
  • Oogamia- jest to połączenie dwóch różnych gamet: żeńskiej, dużej, nieruchliwej, zwanej komórką jajową i męskiej, mniejszej, zaopatrzonej wicią, ruchliwej, zwanej plemnikiem. Gamety wytwarzane są w gametangiach. Męskie gametangium to plemnia, żeńskie to rodnia.

Cykle płciowe wybranych przedstawicieli glonów:

Morszczyn, należy do brunatnic.

Morsztyn jest glonem, u którego nie występuje typowa przemiana pokoleń. Jest to roślina diploidalna. Można więc powiedzieć, że jest sporofitem(2n). Rozmnaża się płciowo. W trakcie rozmnażania na wierzchołkach plechy tworzą się lęgnie i plemnie produkujące gamety. Gamety powstają w wyniku podziału mejotycznego. Są haploidalne(1n). Jest to jedyny etap, który można nazwać gametofitem. Gameta żeńska to nieruchoma komórka jajowa, gameta męska to ruchliwy plemnik z wicią. Zapłodnienie to oogamia. Zachodzi w wodzie po za organizmem rośliny. Utworzona zygota osiada na dnie. Gromada brunatnic może rozmnażać się również na drodze bezpłciowej i wegetatywnej przez fragmentację plechy.

Skrętnica, należy do zielenic.

Skrętnica rozmnaża się w sposób odmienny od wszystkich innych glonów. Zachodzi u niej koniugacja. Dwie nici zbliżają się do siebie i ustawiają się równolegle do siebie. Łączą się za pomocą kanalika. Protoplast jednego osobnika(pełni funkcje plemnika) przepełza do komórki drugiego osobnika(pełni funkcje komórki jajowej). Gamety są haploidalne(1n). Powstała zygota jest formą przetrwalnikową. Otacza się grubą ścianą i opada na dno. Rozmnażanie płciowe zachodzi jesienią, wzrost osobnika w nową kolonię zaczyna się na wiosnę. Okres zimy jest okresem spoczynkowym.

Gromada Krasnorostów

Krasnorosty mogą rozmnażać się bezpłciowo za pomocą zarodników i płciowo. Jest to proces oogamii. U krasnorostów występuje przemiana pokoleń. Na haploidalnym gametoficie(1n) produkowane są w lęgniach(karpogonia) komórki jajowe. W plemniach produkowane są plemniki zwane spermacjami. Są one nagie, nie posiadają wici. Przenoszone są przez wodę w sposób bierny do komórki jajowej. Dochodzi do zapłodnienia, w wyniku którego powstaje zygota. Zygota dzieli się mitotycznie i na gametoficie rośnie nowa diploidalna roślina(2n). Jest to karposporofit. Ponieważ karposporofit żyje na gametoficie, jest wiec jego pasożytem. Karposporofit produkuje karpospory. Są to diploidalne (2n) zarodniki. Zarodniki te kiełkują w diploidalny tetrasporofit. Jest to roślina samodzielna. Produkuje zredukowane mejotycznie tetraspory(1n). Z nich powstaje haploidalny gametofit. Tak cykl się zamyka. Podsumowując, u krasnorostów można wyróżnić fazy:

  • haploidalny gametofit (1n);
  • diploidalny karposporofit (2n);
  • diploidalny tetrasporofit (2n);

w zależności od budowy sporofitu(2n) i gametofitu(1n) wyróżnia się przemianę pokoleń:

  • izomorficzną- nie ma zróżnicowania między nimi;
  • heteromorficzną- oba stadia różnią się miedzy sobą morfologicznie.

Do roślin zarodnikowych zalicza się również mszaki. Są to rośliny lądowe. Podczas rozmnażania konieczna jest jednak obecność wody. U mszaków po raz pierwszy gametofit dominuje nad sporofitem. Gametofit jest samodzielną, zieloną roślina. Sporofit zazwyczaj jest uzależniony od gametofitu. Nie ma zdolności do przeprowadzania fotosyntezy.

U mszaków zachodzi przemiana pokoleń związana z przemianą faz jądrowych. Cykl życiowy składa się z fazy haploidalnej i diploidalnej. Haploidalny gametofit(1n) wykształca w gametangiach komórki jajowe i plemniki. W obecności wody dochodzi do zapłodnienia. Powstaje zygota, która rozwija się w diploidalny sporofit(2n). Początkowo sporofit rozwija się w rodni. Następnie przebija ściany rodni i zaczyna rosnąć na zewnątrz. Cały czas jest on częścią gametofitu. Sporofit na szczycie posiada zarodnię, w której produkuje zarodniki. Zarodnik(1n) pada na podłoże. Z niego kiełkuje gametofit. Początkowo jest to mały splątek, który szybko zanika, a w jego miejsce wyrasta właściwy gametofit. Gametofit jest ulistnioną, zieloną rośliną. Do podłoża przytwierdzony jest za pomocą chwytników.

Gametofit oprócz rozmnażania płciowego, może rozmnażać się wegetatywnie. W procesie tym biorą udział rozmnóżki.

Część gatunków mszaków jest jednopienna, a część dwupienna. Gatunki jednopienne posiadają na tym samym osobniku zarówno plemnie jak i rodnie. U gatunków dwupiennych jedne osobniki mają tylko rodnie a inne tylko plemnie.

Proces płciowy wymaga obecności wody. Tylko w ten sposób plemnik może przepłynąć zwabiony przez rodnię dzięki różnego rodzaju substancjom.

Paprotniki są roślinami zarodnikowymi. Posiadają już wykształcone organy: korzeń, łodygę i liście. Podobnie jak u mszaków występuje u nich przemiana pokoleń i związana z tym przemiana faz jądrowych. Formą dominującą jest sporofit. Gametofit rozwija się z zarodników. Jest to jednak roślina drobna. Może być samożywna lub heterożywna żyjąc w symbiozie z grzybami. Na gametoficie znajdują się rodnie i plemnie. Do zapłodnienia dochodzi tylko w obecności wody. Z zygoty rozwija się sporofit. Początkowo jego rozwój odbywa się na gametoficie i jego kosztem. Po wykształceniu korzeni, łodygi i liści usamodzielnia się. Sporofit jest dużą rośliną, u której nie tylko pojawiły się organy, ale również występują zróżnicowane tkanki. Liście podzielone są na płonne (trofofile) i zarodnionośne (sporofile). Na sporofilach zgromadzone są zarodnie z zarodnikami.

Porosty wytwarzają również zarodniki. Zaliczyć je można więc do roślin zarodnikowych. Należy jednak pamiętać, że są to organizmy symbiotyczne. Składają się ze strzępek grzyba i komórek glona. Grzybem najczęściej jest workowiec. Glonem może być zielenica. Jedna z teorii wyjaśnia tą symbiozę w ten sposób, ze grzyb ochrania glona i zapewnia mu wilgotne środowisko. Glon natomiast przeprowadza fotosyntezę dostarczając sobie i grzybowi związków organicznych. O porostach mówi się, że są pionierami. Zasiedlają nowe środowiska, na których jeszcze nic nie rośnie. Spotyka się je w wielu miejscach z wyjątkiem pól uprawnych i torfowisk. Porosty dzieli się, ze względu na rodzaj podłoża, na którym rosną na: naskalne, nadrzewne, naziemne.

Plecha porostów jest również zróżnicowana. Wyróżnia się trzy formy: skorupiastą, listkowatą albo krzaczkowatą.

Porosty skorupiaste rosną na twardych podłożach. Ich plecha jest gładka, jednolita i nierówna. Jej grubość waha wynosi od 0,1 do kilku centymetrów. Przykładem plechy skorupiastej jest plecha wzorca geograficznego( Rhizocarpon geograficum). Plecha listkowata porasta najczęściej korę drzew i kamienie. Lekko odstaje od podłoża. Przybiera kształt rozetek. Do podłoża przytwierdzona jest chwytnikami. Przykładem porostów listkowatych są złotorost pospolity i pustułka. Plecha krzaczkowata porasta pnie, gałęzie drzew i ściółkę. Do podłoża przytwierdzona jest w kilku miejscach lub w ogóle. Plecha ta tworzy wiele rozgałęzień, gałązek i trzoneczków. Przedstawicielem jest chrobotek alpejski, który stanowi pożywienie dla reniferów.

Porosty rozmnażają się za pomocą wyrostków i urwistków.

Rośliny nasienne to ogromna grupa około 225 000 gatunków. Są najwyżej uorganizowanymi roślinami pod względem budowy zewnętrznej jak i wewnętrznej. Nowe zdobycze ewolucyjne nazwane zostały aromorfozami. Są to te cechy, które umożliwiły roślinom nasiennym przeskoczyć na wyższy poziom.

Aromorfozy u roślin nasiennych:

1. Zróżnicowane tkanki stałe(wysoka specjalizacja)

  • tkanka okrywająca
  • tkanka przewodząca
  • tkanka wzmacniająca
  • tkanka miękiszowa
  • tkanki twórcze

Dzięki takiemu zróżnicowaniu rośliny te mogły opanować ląd i zamieszkiwać różne środowiska o zróżnicowanym klimacie. Tkanki twórcze umożliwiły im znaczny przyrost na grubość i długowieczność.

2. Rozwój organów wegetatywnych(możliwość modyfikacji)

Organy wegetatywne u roślin nasiennych są wysoce wyspecjalizowane. Są to korzenie, łodygi i liście. Rośliny przystosowując się do różnych warunków życia modyfikują je według potrzeb.

KORZEŃ przytwierdza i utrzymuje roślinę w podłożu. Z ziemi pobiera wodę wraz z solami mineralnymi. Na wierzchołku korzenia znajduje się merystem korzeniowy, który ulega ciągłym podziałom mitotycznym. Jest to tkanka bardzo wrażliwa, dlatego jest chroniona przed urazami przez czapeczkę. Za strefo wzrostową w korzeniu znajduje się strefa wydłużania komórek. Jest to strefa wzrostu za nią położona jest ostatnia ze stref, tzw. strefa różnicowania inaczej strefa włośnikowa.

Z zewnątrz korzeń chroniony jest przez skórkę, czyli tkankę okrywającą. W korzeniu nosi ona nazwę ryzodermy. W strefie różnicowania się tworzy ona specjalne wypustki- włośniki. To właśnie dzięki nim korzeń może pobierać wodę i sole mineralne z gleby. Korzenie mogą tworzyć różnego rodzaju symbiozy z bakteriami (bakterioryza), grzybami(mikoryza). Dzięki takiemu układowi zwiększa się powierzchnia wchłaniania. Korzenie tworzą systemy korzeniowe. Wyróżnia się dwa systemy: palowy i wiązkowy.

Korzenie ulegają różnego rodzaju modyfikacjom i pełnią różne funkcje:

  1. organ spichrzowy- magazynuje substancje zapasowe; dalia, marchew, burak;
  2. organ kurczliwy- dzięki zdolności do kurczenia się mogą wciągnąć roślinę w głąb gleby, np. u lilii;
  3. organ podporowy-w środowisku podmokłym chroni roślinę przed zatopieniem;
  4. organ czepny- występuje u lian;
  5. organ powietrzny- posiadają komórki, które wypełniają się powietrzem i mają zdolność wchłaniania wody, np. epifity;
  6. organ oddechowy- w lasach namorzynowych, o ograniczonym dostępie do tlenu, korzenie rosną w górę i pobierają tlen;
  7. organ asymilacyjny- u niektórych storczyków w wyniku silnej redukcji liści i łodygi korzeń przeprowadza fotosyntezę;
  8. korzeń ssawka- występuje u półpasożyta jakim jest jemioła.

PĘD składa się z łodygi i liści. Tutaj taż zaszły pewne modyfikacje. U drzew zewnętrzna część pnia jest silnie stwardniała. U roślin mniejszych, bylin, traw łodyga jest zielona i miękka. W łodydze najważniejsze funkcje pełnią tkanki przewodzące, które z korzeni transportują wodę i sole mineralne, a liści rozprowadzają do wszystkich części substancje odżywcze. Układ wiązek przewodzących w łodydze może być rozproszony lub regularny, ułożony w pierścień. Wiązki dzielą się na zamknięte i otwarte. Wiązki przewodzące otwarte posiadają kambium, tkankę twórczą. Dzięki jej obecności rośliny mogą przyrastać na grubość.

Wiązki przewodzące składają się z drewna i łyka. W zależności od ich ułożenia wyróżnia się:

  • wiązki kolateralne- pasmo łyka, pasmo drewna i w zależności od gatunku pasmo kambium;
  • wiązki bikolateralne- pasmo drewna, 2 pasma łyka.

Liść to ta część pędu, która głównie odpowiedzialna jest za asymilację. Przeprowadza wymianę gazową i prowadzi proces fotosyntezy, w której wytwarzane są substancje odżywcze.

W liściu obecne są dwa rodzaje miękiszu: gąbczasty i asymilacyjny.

Pęd ulega różnego rodzaju przekształceniom. Może pełnić funkcje spichrzowe: bulwa ziemniaka; czepne, wąsy u winorośli. Są również pędy podziemne jak u kłącza u grzybieni. Kaktusy mają łodygę magazynującą wodę i zredukowane liście w postaci kolców, aby w gorącym klimacie zmniejszyć powierzchnię parowania.

3. Pojawienie się organu generatywnego (KWIAT)

Rośliny nasienne uniezależniły zapłodnienie od wody. Takie możliwości stworzyło wykształcenie łagiewki pyłkowej.

Kwiat to organ występujący tylko u nasiennych. Jest to organ generatywny. Powstał z kłosa zarodnikonośnego i jest skróconym pędem zarodnikonośnym.

U nagonasiennych kwiaty męskie są drobne zbudowane z pręcików, a kwiaty żeńskie z owocolistków. Oba typy przybierają formę szyszek.

U okrytonasiennych kwiat ma bardzo skomplikowaną budowę. Zazwyczaj jest obupłciowy. Składa się z dna kwiatowego, okwiatu, pręcików i słupka.

Zalążek ukryty jest wewnątrz słupka. Ziarna pyłku wykształciły łagiewkę pyłkową, która po tworzy kanał łączący rodnię z ziarnem pyłku.

Okwiat składa się z działek kielicha i płatków kielicha. Jego funkcjami są ochrona pręcików i słupka oraz jeżeli ptak jest zapylany przez owady zwabianie ich do niego. Kwiaty są bardzo zróżnicowane.

Można je podzielić ze względu na symetrię na kwiaty promieniste, dwubocznie symetryczne, grzbieciste i asymetryczne.

Kwiat może być dolny, okołozalążniowy albo górny w zależności od budowy dna kwiatowego.

4. Redukcja gametofitu.

Przemiana pokoleń charakteryzuje się tym, ze na zmianę występuje osobnik diploidalny mający podwójną ilość chromosomów(2n) z osobnikiem haploidalnym o pojedynczej liczbie chromosomów(1n). Sporofit ma podwójną ilość materiału genetycznego, a gametofit zredukowaną o połowę.

U roślin w toku ewolucji nastąpiła silna redukcja gametofitu. Sporofit uzyskał całkowitą dominację.

Wprawdzie gametofit warunkuje zmienność genetyczna, ale do duża ilość materiału genetycznego warunkuje zwiększoną ekspansję i odporność na warunki jakie panują na lądzie.

5. Wytworzenie nasion

Nasiona to formy przetrwalnikowe. Pozwalają zarodkowi przetrwać niekorzystne warunki klimatyczne i dostarczają substancji odżywczych. Nasiona mają na swojej powierzchni różnego rodzaju haczyki, włoski i skrzydełka. Dodatki te ułatwiają rozsiewanie.

Nasiona składają się z zarodka i materiałów zapasowych. Materiałem zapasowym u większości jest tkanka- bielmo. Zawiera ono węglowodany( głównie skrobię) i tłuszcze. U roślin strączkowych substancje odżywcze zgromadzone są w liścieniach.

Łupinę nasienną stanowią przekształcone osłonki zalążka. Jest ochrona przed wysychaniem i uszkodzeniami mechanicznymi. Zapobiega zakażeniu grzybami czy bakteriami. Ściany łupiny są twarde dlatego, że są skorkowaciałe.

W warunkach odpowiednich do wzrostu następuje kiełkowanie zarodka w młodą roślinę ,która jest sporofitem.

6. Powstanie owocu.

Rośliny okrytozalążkowe nie tylko wykształcają nasiona, ale również owoc. Stanowi on ochronę dla nasion i ułatwia ich przenoszenie na znaczne odległości. Owoc powstaje zazwyczaj z rozrastającej się zalążni. W budowie owocu biorą też udział inne części kwiatu: np. dno kwiatowe. W skład owocu wchodzą owocnia i nasiona. Na owocnię składa się zewnętrzna skórka i wewnętrzna skórka stanowiąca ścianę komory nasiennej. Warstwa środkowa to miąższ. Może być gruby, soczysty albo suchy, cienki.

Uniezależnienie zapłodnienia od wody pozwoliło na wyjście roślin na ląd. Skomplikowana budowa zewnętrza i wewnętrzna pozwoliły przystosować się roślinom do prawie wszystkich siedlisk.