BRYFYTY: VLASTNOSTI, FYLOGÉNIA, KLASIFIKÁCIA, REPRODUKCIA - BIOLÓGIE - 2026

Mach alebo machorasty, tiež známy ako machy, sú nevaskulární malé zariadenia vo vlhkom prostredí a na rôzne povrchy, ako sú kamene, pôda, kmene, medzi ostatnými. Známych je okolo 24 000 druhov a vďaka svojej schopnosti tolerovať širokú škálu teplôt sa vyskytujú v arktických, tropických a dokonca aj púštnych oblastiach.

Z historického hľadiska bola táto skupina rozdelená do troch hlavných skupín: pečeňovky, zobáky a machy. V súčasnosti sa táto klasifikácia považuje za parafyletickú, pretože antokyanty sú viac príbuzné s vaskulárnymi rastlinami ako so zvyškom machorastov.

Zdroj: Marie Čcheidzeová z Wikimedia Commons

Bryfyty, podobne ako rastliny, obsahujú množstvo pigmentov, ako sú chlorofyl, karotény a xantofyly. Jeho životný cyklus zahŕňa proces striedania generácií, nazývaný gametofyt a sporofyt.

Každá generácia sa líši od druhej z hľadiska počtu, tvaru a funkcie chromozómov. Majú tiež asexuálnu reprodukciu prostredníctvom pučiacich a fragmentačných procesov.

Vďaka svojej citlivosti sú machorasty užitočné v chránených oblastiach, pretože fungujú ako environmentálny indikátor znečistenia ovzdušia.

Niektoré riasy alebo lišajníky sa často kvôli svojej morfologickej podobnosti nesprávne nazývajú „machy“. Podobne sa výraz „mach“ a „machorast“ v literatúre používa veľmi voľne. Presne povedané, machy alebo machorasty sú kadidlo, ktoré nezahŕňa pečeňové svaly a antokyány.

Všeobecné charakteristiky

Botanici rozdeľujú svoje študijné organizmy na dve veľké skupiny suchozemských rastlín: machorasty alebo nevaskulárne rastliny a tracheofyty alebo cievne rastliny.

Bryfyty sa vyznačujú malými rozmermi a rastú vo vysoko zabalených štruktúrach pripomínajúcich vankúš alebo vankúš. Nachádzajú sa na rôznych druhoch hornín a kmeňov na zemi a ako epifyty na lesných stromoch.

Všetky machorasty sú ekologicky perzistentné a fázou, ktorá vykonáva fotosyntetické procesy, je gametofyt, ktorý je haploidný. Fáza sporofytov je diploidná a rastie ako nerozvetvený kmeň a terminálne sporangium. Vyznačuje sa pominuteľnou existenciou a životom zakotveným v gametofóte z nutričných dôvodov.

Morfologicky sa jeho štruktúry môžu podobať štruktúram vaskulárnych rastlín. V gametofyte je možné rozlíšiť odnože a malé ostré „listy“. Od nich sa však líšia určitými charakteristikami.

Hoci machorastom chýbajú skutočné vaskulárne tkanivá zodpovedné za transport cukrov a iných živín, vykazujú homológne štruktúry nazývané hydridy. Tieto rastliny nikdy netvoria xylém, ligandom vodivé tkanivo zodpovedné za transport solí a vody vo vaskulárnych rastlinách.

habitat

Bryfyty majú relatívne širokú úroveň environmentálnej tolerancie. Môžu žiť a vyvíjať sa v teplom a miernom prostredí, vo vlhkom alebo tienistom prostredí. Nájdete ich aj v močiaroch.

Zvláštnym druhom je rod Sphagnum alebo rašelinový mach, ktorý pokrýva 1% povrchu celého sveta. Medzi jeho zvláštnosti patrí zadržiavanie obrovského množstva vody od 20 do 30-násobku jeho hmotnosti.

fylogenetický

Fylogénia, ktorá zahŕňa rastliny so stomatou, je rozdelená na dve veľké vetvy, jedna vedie k rastlinám s počiatočnými stopkami - anterofyty - zatiaľ čo druhá vedie k rastlinám s veľmi účinnými vodivými systémami.

Táto posledná skupina je známa ako hemitracheofyty a zahŕňa machorasty alebo machy so základným vodivým systémom a tracheofyty, ktoré zahŕňajú cievne rastliny, ktoré majú skutočne vodivé cievy.

Pretože sa fylogénia machorastov v priebehu rokov zmenila, urobíme popis založený na časovej schéme:

Historická perspektíva

Tri známe línie rodov machorastov sú pečeňové, morské a machové machy. Vzťah medzi nimi zostal po mnoho rokov neznámy a bol jednou z najdôležitejších otázok v evolučnej biológii rastlín.

Mnohé z hypotéz, ktoré boli nastolené, zahŕňali rôzne usporiadania stromu, obyčajne sa machorasty považovali za stupeň troch vyššie spomenutých monofyletických línií.

Niektorí autori naznačujú, že pečeňové kraťasy boli sesterskou skupinou ďalších embryofytov a iní navrhovali antokyancie ako sesterskú skupinu.

Bryfyty sa predtým považovali za jediný kmeň, ktorý sa nachádzal v medzipolohe medzi riasami a cievnymi rastlinami.

Aktuálne fylogénie

Molekulárna biológia a existencia výkonných počítačových programov spôsobili revolúciu v rekonštrukcii fylogénií, čo umožnilo analyzovať veľké množstvo údajov. Takto môžu byť podporené fylogenézie získané pomocou morfologických znakov.

V súčasnosti sa dospelo k rôznym záverom. Teraz sa akceptuje, že uvedené tri skupiny machorastov obsahujú tri evolučne oddelené línie.

Použitím štruktúrnych znakov genómu a sekvenčných údajov sa zistilo, že antokyanty sú najbližšie k tracheofytom.

klasifikácia

Druhy machorastov sa delia na tri fyly: Marchantiophyta (pečene), Bryophyta (machy) a Anthocerotophyta (antokyany). Ako už bolo uvedené, netvoria monofyletickú skupinu - skupinu obsahujúcu najnovšieho spoločného predka a všetkých jeho potomkov - predstavujú teda stupeň vývoja embryofytov.

Z týchto troch skupín nájdeme najväčšiu diverzitu v mechách a doteraz bolo rozpoznaných viac ako 15 000 druhov.

pečeňové

Liverworky obyčajne obývajú tropické oblasti Ameriky. Jeho veľkosť je malá, hoci niektoré druhy môžu dosiahnuť 30 cm. Protoném je globózny, gametofyt je jednoduchý alebo vzduchom komorový tallus.

"Listy" sú usporiadané do troch stĺpcov a rozdelené do viac ako dvoch lalokov bez strednej žily. Nemajú stomatu a majú špeciálne organely nazývané ropné telieska.

Anthocerotes

Vyznačujú sa globóznym protonémom, tvar gametofytov je jednoduchý tallus. Predstavujú plastid a pirinoiodes.

machy

Mosses sú kozmopolitná skupina rozdelená do troch rád: Bryales, Sphagnales a Andraeales. Protoném je vláknitý a usporiadanie „listov“ je špirálové as prítomnosťou strednej žily. Nepredstavuje špeciálne organely.

Na rozdiel od predchádzajúcich skupín je oddenok hnedý a skladá sa z niekoľkých buniek. Stomata je prítomná v kapsule so sporofytmi, ktorá je komplexná s operclom, teca a krkom.

rozmnožovanie

Bryfyty majú životný cyklus, ktorý zahŕňa dve generácie: gametofyt a sporofyt. Prvou bunkou gametofytu je spór, ktorý sa pri klíčení stáva štruktúrou s vláknitým laminárnym globóznym vzhľadom, ktorý sa okrem iného nazýva protoném.

Protoném

Protoném je pripojený k zemi pomocou doplnkov, ktorým chýba chlorofyl nazývaný rhizoidy. Výhonok pochádza z protonému, ktorý zase vytvára komplexný gametofyt.

Táto štruktúra je haploidná fáza životného cyklu a vyznačuje sa tým, že má malý, sploštený alebo listovitý tálus. V niektorých prípadoch morfologicky pripomína vláknitú riasu.

V prvom prípade je tallus lobed stuhou, ktorá sa rozvetví na dve časti a použije rhizoidy na ukotvenie k substrátu. Naopak, ak je tallus listnatý, štruktúra pozostáva z osi, ktorá sa podobá stonke a z nej sa rodia listy. Rovnako ako u sploštených talií, je folioza pripojená k substrátu pomocou rhizoidov.

Aj keď existujú štruktúry, ktoré sa podobajú stonkám, listom a koreňom cievnych rastlín, v machorastoch nie sú žiadne cievy a tieto orgány sú jednoduchšie.

Ďalší rozdiel sa týka chromozomálnej nadácie, gametofyt je haploid, zatiaľ čo v rastlinách sú listy, korene a iné diploidné.

Gametofyt

Gametofyt produkuje asexuálne štruktúry, hoci má tiež sexuálne orgány. K assexuálnej reprodukcii dochádza prostredníctvom pukov alebo fragmentov talu. Ak sa tieto štruktúry nachádzajú v regiónoch s priaznivými podmienkami prostredia, budú si môcť vyvinúť protoném a nový gametofyt.

Podobne sú pohlavné orgány známe ako archegónia (ženský orgán v tvare fľaše) a anterídia (globózne mužské orgány) a môžu byť umiestnené odlišne.

V thaloidných gametofytoch sa pohlavné orgány nachádzajú vo vnútri rastliny. Niektoré machorasty môžu byť jedovaté a iné môžu byť dvojdomé.

Mužské pohlavné orgány produkujú typ bunky s dvoma bičínami nazývanými anterozoidy. Prítomnosť vody je nevyhnutná pre oplodnenie, pretože spermie sú schopné používať svoje bičíky na plávanie na krátke vzdialenosti. Takto dochádza k sexuálnej reprodukcii.

Sporofyt

Ako sa vyvinie oosféra, bunky nachádzajúce sa v hrdle archegónia zmiznú a ich obsah sa uvoľní prasknutím vrcholu. Anterozoidy sú vylúčené a iba jeden z nich môže otvoriť krytie oosféry. V tomto bode sa vytvorí prvá diploidná štruktúra: sporofyt.

Sporofyt sa vyvíja delením buniek, kým sa nevytvorí noha a ostatné bunky nevytvoria orgány sporofytov. Bunky brucha archegónia vytvárajú štruktúru zvanú caliptra.

V porovnaní s gametofytom je sporofyt krátkodobý a jeho štruktúra nie je taká zaujímavá a atraktívna ako gametofyt.

Vyššie opísaný životný cyklus je v troch skupinách machorastov veľmi podobný, s výnimkou toho, že niektoré štruktúry sa líšia z hľadiska ich morfológie a usporiadania.

Referencie

1. Crandall - Stotler, B. (2018). Machorasty. Katedra biologie rastlín, Univerzita Southern Illinois, Carbondale. Obnovené z: http://bryophytes.plant.siu.edu/bryojustified.html
2. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Pozvánka do biológie. Macmillan.
3. Delgadillo, C. (1990). Manuál Bryophytes. Unam.
4. Počas HJ (1979). Životné stratégie machorastov: predbežné preskúmanie. Lindbergia, 2–18.
5. Mishler, BD a Churchill, SP (1984). Cladistický prístup k fylogenéze „machorastov“. Brittonia, 36 (4), 406 - 424.
6. Nickrent, DL, Parkinson, CL, Palmer, JD, & Duff, RJ (2000). Multigénna fylogénia rastlinných rastlín s osobitným odkazom na machorasty a najstaršie rastlinné rastliny. Molecular Biology and Evolution, 17 (12), 1885 - 1895.
7. Qiu, YL, Li, L., Wang, B., Chen, Z., Knoop, V., Groth - Malonek, M.,… & Estabrook, GF (2006). Najhlbšie odchýlky v rastlinných rastlinách odvodené od fylogenomických dôkazov. Zborník Národnej akadémie vied, 103 (42), 15511 - 15516.