52. Kapraďorosty III. - výtrusnicový klas přesliček

Parametry úlohy

	Obtížnost:	lehké
	Časová náročnost:	20 minut
	Materiálová náročnost:	středně náročné
	Druh materiálu:	volně rostoucí rostliny
	Čím pozorujeme:	mikroskop i stereomikroskop
	Téma:	Rozmnožování rostlin, rostlinné orgány generativní Výtrusné rostliny
	Roční období:	březen, duben, květen

Teoretický úvod

Přesličky jsou zelené výtrusné rostliny, většinou suchozemské. Jejich počátky sahají do období prvohor, kdy dosahovaly obřích rozměrů (stromovité formy přesliček). Současné bylinné druhy dorůstají obvykle velikosti několika decimetrů. Tělo těchto rostlin má charakteristickou stavbu. Stonek je článkovaný zřetelně na výrazné články – internodia a uzliny – nody, ze kterých vyrůstají v přeslenech postranní větve. Listy jsou drobné, zakrnělé, většinou srostlé v pochvu nad přeslenem. Pravé kořeny chybí a nahrazuje je podzemní oddenek – rhizom s náhradními -adventivními kořeny. Ten slouží i k nepohlavnímu – vegetativnímu rozmnožování. Druhý typ rozmnožování přesliček je pomocí výtrusů, které se tvoří během složitého vývoje – rodozměny. Při ní se střídá pohlavní generace – gametofyt s nepohlavní generací – sporofytem. Přesličky, tak jak je známe, představují fázi sporofytu. Sporofyt přesličky rolní je tvořen jarní nezelenou lodyhou, která nese výtrusnicový klas, a zelenou letní lodyhou, která zajišťuje fotosyntézu. Jarní lodyha po uvolnění výtrusů zahyne a místo ní vyroste z oddenku lodyha zelená. U ostatních přesliček je lodyha jen jedna – zpočátku nezelená lodyha s výtrusnicovým klasem se později změní na zelenou a uhyne jen výtrusnicový klas. Výtrusnicové klasy – strobily mají u různých druhů podobnou stavbu: Výtrusné listy – sporofyly tvoří deštníkovité útvary a každý nese několik výtrusnic – sporangií. Deštníkovité sporofyly jsou seskupené do vrcholového – terminálního klasu. Pří zrání se z výtrusnic uvolňují kulaté výtrusy – spory. Každý výtrus má 4 pentlicovitá, na koncích lžičkovitě rozšířená vlákna – haptery. Haptery reagují na vlhkost, jsou hygroskopické. Za vlhka se kroutí a splétají, což je důležité pro jejich šíření a tím rozmnožování přesliček (z výtrusu vyrůstá prokel – gametofyt – přesličky mají prokel dvoudomý, propletení výtrusů do větších skupin zajišťuje, že samčí a samičí prokly vyrůstají v těsné blízkosti a tím je usnadněno oplození).

Materiál

Jarní nezelené lodyhy s výtrusnicovým klasem přesličky rolní (Equisetum arvense) a přesličky lesní (Equsietum sylvaticum).

Pomůcky

Stereomikroskop nebo lupa, mikroskop, podložní a krycí sklíčko, Petriho miska, 2 preparační jehly, žiletka nebo skalpel, pinzeta.

Úkoly

1. Pozorování výtrusnicového klasu přesličky rolní

Výtrusnicový klas vložte pod binokulární lupu – stereomikroskop a pozorujte stavbu. Zakreslete uspořádání a tvar sporofylů, povšimněte si rozdílu mezi klasy nezralými a zralými.

2. Pozorování výtrusnic přesličky lesní

Z výtrusnicového klasu přesličky opatrně pinzetou odtrhněte (popř. žiletkou odřízněte) jeden deštníkovitý sporofyl a pozorujte jej pod stereomikroskopem nejprve z boku a poté zespodu. Zakreslete.

3. Pozorování výtrusů přesliček

Na suché podložní sklíčko přemístěte pomocí preparační jehly malé množství výtrusů přesliček a pozorujte pod mikroskopem. Pokuste se najít v preparátu jednotlivý výtrus, který má zachovány všechny 4 haptery – výtrus zakreslete. Potom najděte v preparátu místo s větším seskupením výtrusů a povšimněte si polohy jejich hapter. Požádejte spolužáka, aby na preparát z boku zlehka dýchl. Pozorujte změny, popište, co se stalo a zakreslete.

Výsledky pozorování

Zjistili jsme, že výtrusnicový klas je tvořen šestihrannými štítky, které vypadají jako otevřený deštník. Tyto štítky představují výtrusnicové listy – sporofyly. Směrem dolů z okrajů „deštníku“ – tedy směrem ke středu výtrusnicového klasu – vyrůstají výtrusnice, které tvarem připomínají protáhlé obilné zrno. Při zralosti se výtrusnice na spodní straně otevírají podélnou štěrbinou a uvolňují velké množství zelených výtrusů. Z každého výtrusu vyrůstají 4 penticovitá vlákna – haptery. Haptery jsou velmi křehké a snadno se ulamují. Jejich konce jsou zakončeny útvarem, který připomíná lžičku. Tyto rozšířené konce usnadňují transport výtrusů vzduchem. Všechny čtyři haptery vycházejí z jednoho místa na výtrusu. Haptery velmi citlivě reagují i na malé zvýšení vlhkosti. Díky hapterám se výtrusy po uvolnění z výtrusnic splétají a tvoří chuchvalec připomínající nazelenalou vatu. Tuto reakci hapter jsme si ověřili zvlhčením preparátu dechem. Vlhkost z dechu spolužáka způsobila reakci hapter – ty se zkroutily a otočily kolem výtrusu. Po chvíli, když preparát opět oschl, se haptery zpátky narovnaly.

Metodické poznámky a doporučení

Tato práce není náročná, zejména úkol 3 bývá u žáků oblíben.
Je třeba jen pamatovat na včasné nasbírání materiálu a naplánovat si praktikum tak, abychom mohli použít materiál čerstvý (to znamená časně na jaře).
K pozorování výtrusnicového klasu použijeme binokulární lupu (stereomikroskop), pokud jej nemáme, stačí pozorovat obyčejnou lupou. Je však nutné používat klas čerstvý, protože rychle vadne, sesychá a mění tvar, což výrazně ztěžuje pozorování.
Výtrusy je možné uchovávat v suchu do zásoby.
Při práci s výtrusy upozorníme žáky, aby při vzájemném „dýchání“ na sklíčko nebyli příliš razantní a neodfoukli pozorované výtrusy.
Zdůrazníme žákům, že všechna pozorování se provádějí za sucha (tedy ne obvyklé vodní preparáty) bez přikrývání krycím sklíčkem.
Na kapraďorosty jsou zaměřené také úlohy 50, 51, 53 a 54.

Obrazová dokumentace


Přeslička rolní (Equisetum arvense) – Výtrusnicový klas na jarní lodyze. Stereomikroskop model SZS 1002-T ZOOM; objektiv-zoom 0,7; 1/okulár 10 + Nikon Coolpix L20	A. Nezralý výtrusnicový klas; B – výtrusnicový klas po vyprášení výtrusů; C – zralý výtrusnicový klas; 1 – střed terminálního výtrusnicového klasu; 2 – deštníkovitý sporofyl s výtrusnicemi; 3 – výtrusnice; 4 – výtrusy uvolněné z otevřených výtrusnic


Nahoře: Přeslička lesní (Equisetum sylvaticum) – Výtrusy s hapterami v suchu a ve vlhku. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 10; 20/okulár 10 + kamera CMOS 2 Dole: Přeslička lesní (Equisetum sylvaticum) – Detaily uzavřených a otevřených výtrusnic. Stereomikroskop model SZS 1002-T ZOOM; objektiv-zoom 3; 4,5/okulár 10 + Nikon Coolpix L20	A. Výtrusy za sucha (rozvolněné haptery); B – Výtrusy za vlhka (smotané haptery); C – Pohled na sporofyl s výtrusnicemi z boku; D – Pohled na otevřené výtrusnice zespodu; E – Detail okraje jedné z otevřených výtrusnic; 1 – vrchol sporofylu; 2 – uzavřená výtrusnice; 3 – otevřená výtrusnice; 4 – pohled do nitra výtrusnice; 5 – výtrus


Přeslička rolní (Equisetum arvense) – Výtrus s hapterami. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 20; 40/okulár 10 + Nikon Coolpix L20	1 – výtrus; 2 – haptery; 3 – lžičkovité zakončení haptery