Rastlinné pletivá

Základnou stavebnou jednotkou rastlín je bunka. Rastliny zahŕňajú ako jednobunkové (napr. riasy), tak aj mnohobunkové organizmy. Všetky rastliny sú eukaryotické, čo znamená, že ich bunky obsahujú jadro a membránové organely. Rastliny nie sú prokaryotické organizmy.

Rastlinná bunka sa od živočíšnej odlišuje najmä prítomnosťou bunkovej steny, ktorej hlavná chemická zložka je celulóza. Enzymatickým rozrušením bunkovej steny (celulázy, pektinázy) získame protoplast, tzn. bunku ohraničenú len plazmatickou membránou. Tento pojem použil prvýkrát JAN EVANGELISTA PURKYNĚ na popísanie vnútrobunkového obsahu. Vakuoly, glyoxyzómy, plastidy, a z nich predovšetkým chloroplasty s fotosynteticky aktívnymi pigmentami, sú ďalšími typickými organelami, ktoré majú len rastlinné bunky. Jednobunkové rastliny (riasy) majú ešte ďalšie charakteristické organely, resp. štruktúry.

Vývojovo najnižšie rastliny sú jednobunkové. Telo väčšiny rastlín je však tvorené z veľkého množstva buniek upravených pre určité životné funkcie. Nižšie mnohobunkové rastliny majú telo tvorené z buniek, ktoré nie sú diferencované a vykonávajú všetky životné funkcie. Telo týchto rastlín označujeme ako stielka (thallus). U vyšších rastlín dochádza k rozlíšeniu buniek a ich špecializácii na určitú funkciu, čím vznikajú skupiny buniek s rovnakou funkciou a tvarom - pletivá.

Pravé a nepravé pletivá link

Podľa pôvodu rozoznávame pletivá:

1. pravé pletivá – vznikajú delením buniek, ktoré zostávajú po delení pokope

Pravé pletivá vznikajú delením buniek, ktoré zostávajú po delení spojené. Priehradky medzi bunkami sú spočiatku tenké, neskôr hrubnú. V zhrubnutých stenách sú nezhrubnuté miesta - bodky, ktoré zabezpečujú výmenu látok medzi jednotlivými bunkami pletiva. Bodkami prechádzajú jemné kanáliky – plazmodezmy, ktoré spájajú cytoplazmy buniek.

2. nepravé pletivá – vznikajú druhotným zoskupovaním pôvodne voľných buniek

Nepravé pletivá sa vyskytujú u niektorých rias zoskupovaním pôvodne voľných buniek a ich zrastaním. U húb vznikajú nepravé pletivá (plektenchým alebo pseudoparenchým) vzájomným poprepletaním a zrastením hubových vláken – hýf.

Delenie pletív podľa tvaru buniek link

Podľa tvaru buniek, hrúbky bunkovej steny a usporiadania buniek rozoznávame 4 základné typy pletív:

1. parenchým
2. kolenchým
3. prozenchým
4. sklerenchým

Parenchým link

Parenchým je tvorený z tenkostenných buniek, ktoré majú vo všetkých smeroch rovnaké rozmery. Bunky majú po celý čas živý protoplast, majú veľkú centrálnu vakuolu, takže cytoplazma je redukovaná na tenkú nástennú vrstvu. Medzi bunkami bývajú početné, a často veľké medzibunkové (intercelulárne) priestory. Pletivo s rozsiahlymi intercelulárami (napr. vo vodných rastlinách) slúži ako zásobáreň vzduchu a nazýva sa aerenchým. Parenchymaticeké bunky sú v rastlinnom tele pomerne hojne rozšírené, tvoria stržeň a kôru stoniek a koreňov, podstatnú časť zásobných orgánov, sú prítomné v cievnych zväzkoch.

Kolenchým link

Kolenchým je tvorený bunkami s nepravidelne zhrubnutými bunkovými stenami a živým protoplastom. Podľa typu zhrubnutia bunkovej steny rozoznávame viacero typov kolenchýmu (rohový, doskovitý atď.). Kolenchymatické pletivo plní mechanickú funkciu v mladších, vyvíjajúcich sa rastlinných orgánoch. Hojný je v stonkách, listoch i reprodukčných orgánoch, často je prítomný okolo cievnych zväzkov.

Prozenchým link

Prozenchým tvoria bunky značne pretiahnuté v jednom smere so šikmými priečnymi priehradkami. Najčastejšie sa vyskytuje v cievnych zväzkoch. Starším bunkám hrubnú bunkové steny.

Sklerenchým link

Sklerenchým je tvorený bunkami v konečnom štádiu s odumretým protoplastom a so zhrubnutými bunkovými stenami. Tvar buniek môže byť rôzny. Sklerenchymatické bunky sú veľmi odolné voči mechanickému poškodeniu, majú teda hlavne ochrannú funkciu a všeobecne sa vyskytujú v celom rastlinnom tele. Nachádzajú sa napr. v stene kôstky slivky, v škrupine orecha, v steblách tráv.

Delenie pletív podľa funkcie link

Podľa funkcie, ktorú pletivá plnia, môžeme ich rozdeliť na:

1. delivé (meristematické) pletivá – umožňujú rast rastlinného organizmu
2. trváce pletivá – sú špecializované na vykonávanie určitej funkcie

Delivé pletivá link

Delivé pletivá – meristémy – umožňujú rast rastlinného tela. Delivé pletivo je najčastejšie tvorené z parenchymatických buniek, ktoré sú tenkostenné, majú veľa cytoplazmy a pomerne veľké jadrá. Bunky tohoto pletiva sa delia, čím sa neustále obnovujú a diferenciáciou vzniknutých buniek sa tvoria trváce pletivá. V rastovom vrchole stonky, koreňa a v rastových zónach listu sa nachádza pôvodný meristém (protomeristém). Z neho vzniká primárny (prvotný) meristém, ktorého dcérske bunky postupne strácajú schopnosť deliť sa a diferencujú sa do trvácich pletív. Podľa toho, ktorá časť trvácich pletív z neho vznikne, rozlišujeme niekoľko typov primárneho meristému:

• dermatogén – dáva vznik pokožke
• periblém – dáva vznik primárnej kôre
• plerom – dáva vznik základnému pletivu
• prokambium – dáva vznik prvotnému drevu a lyku

V mnohých rastlinách pozorujeme, že určité bunky trváceho pletiva sa začnú deliť a zmenia sa tak na delivé bunky. Vo vnútri rastlinného orgánu tak vznikne sekundárny (druhotný) meristém. Napr.:

• kambium – u drevín vytvára druhotné drevo
• felogén – korkotvorné pletivo

Trváce pletivá link

Trváce pletivá sú tvorené z buniek špecializovaných na určité funkcie, ktoré sa už ďalej nedelia. Patria sem:

1. sústava krycích pletív
2. sústava vodivých pletív
3. sústava základných pletív

Sústava krycích pletív link

Sústava krycích pletív pokrýva povrch rastlinného tela a chráni tak rastlinu pred škodlivými vplyvmi prostredia. Umožňuje regulovaný výdaj vody a výmenu látok medzi rastlinou a prostredím. Táto sústava vzniká v prvotného meristému, dermatogénu.

Pokožka (epidermis) je tvorená jednou vrstvou plochých buniek, medzi ktorými nie sú medzibunkové priestory. Pokožkové bunky nadzemných orgánov majú vonkajšiu časť bunkovej steny zhrubnutú a pokrytú vrstvičkou kutínu, kutikulou. Táto vrstva je takmer nepriepustná pre vodu a plyny, zabraňuje neregulovanému výdaju vody. Pokožka koreňa (rhizodermis) kutikulu nemá, nakoľko by bránila príjmu vodných roztokov koreňom. Rastliny žijúce ponorené do vody majú epidermis bez kutikuly. Hrúbka kutikuly závisí od stanovišťa, v ktorom rastlina žije, rastliny suchých stanovíšť majú kutikulu hrubšiu. V pokožke nadzemných častí rastlín sa nachádzajú prieduchy.

Prieduchy (stomata) sú dvojice buniek fazuľovitého (obličkovitého) tvaru medzi ktorými je prieduchová štrbina. Prieduchové bunky majú na strane štrbiny zhrubnutú bunkovú stenu. Na rozdiel od buniek pokožky obsahujú chloroplasty. Cez prieduchovú štrbinu rastlina odovzdáva do prostredia prebytočnú vodu vo forme vodnej pary – transpirácia – a taktiež uskutočňuje výmenu plynov (O₂, CO₂). Výdaj vody sa deje regulovane. Prieduchové bunky obsahujú plastidy, a preto v nich prebieha fotosyntetická tvorba cukrov, čím stúpa ich osmotická hodnota, a preto osmoticky prijímajú vodu. Tým v nich stúpa vnútorné napätie – turgor a štrbina je otvorená. Polymerizáciou glukózy vzniká škrob, ktorý je málo rozpustný, čím sa zmenia osmotické pomery v bunke, a tá stráca vodu. Poklesnutím turgoru v bunke sa mení ich tvar a štrbina sa uzatvorí a tak sa znemožní ďalšie odparovanie vody cez prieduchy. Významnú funkciu v otváraní a zatváraní prieduchov majú aj ióny K⁺.

Najviac prieduchov je v pokožke listov. U suchozemských dvojklíčnolistových rastlín sú prieduchy v spodnej pokožke listu, u jednoklíčnolistových rastlín väčšinou po oboch stranách listu. Rastliny, ktorým listy plávajú na vode majú prieduchy vo vrchnej pokožke.

V pokožke listov sa nachádzajú zariadenia podobné prieduchom, ale bez schopnosti zatvárať sa – hydatódy. Rastlina cez ne v určitých podmienkach (vysoká vlhkosť vzduchu, nižšia teplota) vytláča vodu vo forme kvapiek, čomu hovoríme gutácia.

Súčasťou pokožky rastlín sú aj rôzne výrastky, chlpy a emergencie. Chlpy (trichómy) vyrastajú z jednej pokožkovej bunky a podľa funkcie ich rozoznávame niekoľko typov:

• krycie – s ochrannou funkciou
• žľaznaté – ktoré vylučujú vodné roztoky sacharidov, silice a iné látky
• pŕhlivé – majú bunkovú stenu inkrustovanú SiO₂ a preto sa ľahko lámu – obsahujú histamín a acetylcholín, látky, ktoré spôsobujú pálenie kože
• absorpčné – tieto vyrastajú z pokožky koreňa a vytvárajú koreňové vlásky – sú uspôsobené na príjem vodných roztokov

Emergencie sú viacbunkové výrastky vzniknuté nielen z pokožky alebo aj z podpokožkových buniek (napr. ostne ruží). Väčšinou sa v nich nachádzajú aj cievne zväzky (v trichómoch nikdy nie sú cievne zväzky).

Sústava vodivých pletív link

Vodivé pletivá vytvárajú len vyššie rastliny. U stielkatých rastlín (Thallobionta) sa pohyb roztokov medzi bunkami uskutočňuje difúziou cez plazmodezmy.

Vyššie rastliny rozvádzajú roztoky dvoma smermi. Transpiračný prúd vedie z koreňa smerom do listov vodu s rozpustenými anorganickými látkami. Asimilačný prúd smeruje z listov, kde vznikajú organické látky (asimiláty) do miesta spotreby alebo do zásobných orgánov. Pletivá, ktorými prechádza transpiračný a asimilačný prúd, sa navzájom odlišujú.

Drevná časť vodivých pletív (lat. xylém, gr. hadróm). Prechádza ňou transpiračný prúd. Tvoria ju cievy. Cievy tvoria nad sebou uložené mŕtve bunky so zhrubnutými a zdrevnatenými stenami. Okrem rozvádzania roztokov majú aj mechanickú funkciu, prispievajú k zvýšeniu pevnosti rastlinných tiel. Vyskytujú sa v dvoch typoch:

1. cievice (tracheidy) – priehradky medzi bunkami stojacimi nad sebou nie sú prederavené
2. vlastné cievy (trachey) – priečne priehradky medzi bunkami zanikajú a zaniká aj cytoplazma buniek, tým vzniká dutá rúrka

Lyková časť vodivých pletív (lat. floém, gr. leptóm). Prechádza ňou asimilačný prúd. Tvoria ju nad sebou usporiadané, pretiahnuté živé bunky. Priečne priehradky medzi bunkami sú prederavené (perforované), a preto tieto bunky označujeme ako sitkovice. Sitkovice nedrevnatejú. Na konci vegetačného obdobia sa do otvorov ukladá kalóza a upchá ich. V budúcom vegetačnom období, na jar, sitkovica odumrie a je nahradená novou.

Drevná a lyková časť vytvárajú cievny zväzok. Podľa vzájomnej polohy drevnej a lykovej časti rozoznávame cievne zväzky:

1. kolaterálny – drevo je na vnútornej a lyko na vonkajšej strane – najčastejší typ cievneho zväzku
2. bikolaterálny – jedna drevná a dve lykové časti
3. koncentrický – drevná čast je obklopená lykovou (hadrocentrický) alebo naopak (leptocentrický)
4. radiálny – má niekoľko drevných a lykových častí lúčovito usporiadaných

Sústava základných pletív link

Základné pletivo tvoria parenchymatické bunky, ktoré vypĺňajú priestory medzi krycími a vodivými pletivami. Jeho funkcie môžu byť rôzne:

• Asimilačné pletivo – obsahuje veľa chloroplastov, prebieha v ňom fotosyntéza. Vyskytuje sa najmä v listoch.
• Zásobné pletivo – je bez chloroplastov a nachádza sa hlavne v podzemných orgánoch. V jeho bunkách sa ukladajú zásobné látky.
• Vodné pletivo – nachádza sa napr. u sukulentov. V jeho bunkách sa hromadia zásoby vody.
• Prevzdušňovacie pletivo – majú ho často rastliny žijúce na vlhkých stanovištiach, kde je v pôde málo vzduchu. Má veľké medzibunkové priestory, ktoré tvoria sústavu kanálikov.
• Vylučovacie pletivo – tvoria ho zvláštne skupiny buniek, ktorých obsah odumiera a mŕtve bunky sa potom postupne plnia silicami, trieslovinami, alkaloidmi a pod. Sem patria aj mliečnice iskerníkovitých alebo makovitých.

Práca s rastlinným materiálom v laboratóriu link

V laboratórnych podmienkach sa rastlinný materiál často využíva na rôzne experimentálne účely, vrátane regenerácie rastlín, štúdia ich rastu a vývoja alebo produkcie sekundárnych metabolitov. Kalus je nediferencované rastlinné pletivo, ktoré vzniká ako reakcia na zranenie alebo vplyvom rastových regulátorov v laboratórnych podmienkach. Toto pletivo má schopnosť neobmedzene sa deliť a môže byť použitý na regeneráciu celých rastlín alebo na ďalšie experimentálne účely.

V tomto kontexte sa používajú rôzne techniky, ktoré využívajú rast buniek a pletív v rôznom type média v kontrolovaných podmienkach:

• kalusové kultúry – kultivované bunky alebo pletivá kalusu, ktoré sa používajú na regeneráciu rastlín, genetické inžinierstvo alebo štúdium rastlinného metabolizmu
• bunkové kultúry – izolované rastlinné bunky, pestované v kvapalnom alebo pevnom médiu, umožňujú štúdium fyziologických procesov na úrovni jednotlivých buniek alebo na produkciu rôznych biologicky aktívnych látok
• pletivové kultúry – zahŕňajú kultiváciu celých kúskov rastlinných pletív alebo orgánov in vitro na štúdium organizácie a funkcie rastlinných pletív alebo na regeneráciu celých rastlín z explantátov