80. Pylová zrna I. - nahosemenné rostliny

Parametry úlohy

	Obtížnost:	lehké
	Časová náročnost:	30 minut
	Materiálová náročnost:	nenáročné
	Druh materiálu:	volně rostoucí a kulturní rostliny
	Čím pozorujeme:	mikroskop
	Téma:	Rozmnožování rostlin, rostlinné orgány generativní Nahosemenné rostliny
	Roční období:	duben, květen, červen

Teoretický úvod

Nahosemenné rostliny jsou dalším vývojovým stupněm cévnatých rostlin, zahrnují rostliny, u kterých převládá nepohlavní fáze – sporofyt nad pohlavním stadiem – gametofytem. Gametofyt dokonce není schopen samostatné existence a je součástí sporofytu. Dalším společným znakem nahosemenných rostlin je nedokonalá ochrana vajíček, která leží volně na plodolistech.

Pylová zrna jsou svým tvarem, velikostí a morfologií povrchu přizpůsobena způsobu šíření, u nahosemenných rostlin se jedná především o šíření větrem.

Zralá pylová zrna jsou kryta dvěma obaly. Vnější obal – exina je silnější, exinda je odolná, složená z celulózních a pektinových látek a barviv a její povrch je zvrásněn nejrůznějšími hrbolky, výstupky, popř. háčky. U nahosemenných rostlin vytváří často exina dva postranní vzdušné vaky. V exině se nachází klíční otvory – póry, kterými prorůstá pylová láčka pylového zrna při klíčení. Vnitřní vrstva – intina je tenčí, tvořená pektinovými sloučeninami.

Ve zralém pylovém zrnu vzniká ještě před opuštěním prašného pouzdra vegetativní buňka a generativní buňka.

Pylová zrna nahosemenných rostlin jsou přizpůsobena k šíření pomocí větru. Tento způsob šíření pylových zrn označujeme větrosprašnost – anemogamie. Velmi často u nich zjistíme přítomnost vzdušných vaků nebo dutin či prohlubní (zrno má pak tvar kloboučku).

Materiál

Pylová zrna borovice lesní (Pinus silvestris), cypřišku (Chamaecyparis lawsoniana), tisu červeného (Taxus baccata), douglasky tisolisté (Pseudotsuga taxifolia) a smrku omoriky (Picea omorica).

Pomůcky

Mikroskop, Petriho misky, preparační jehla, kapátko, filtrační papír, podložní a krycí sklíčka, baterka s led diodou, lampička.

Úkoly

1. Pozorování pylových zrn borovice lesní, cypřišku, tisu červeného a douglasky tisolisté v suchém preparátu

Na podložní sklíčko přeneste na špičce preparační jehly pylová zrna výše uvedených zástupců nahosemenných rostlin, pokuste se je od sebe opatrně oddělit, aby na sklíčku nebyl příliš velký nános pylu. Preparát můžete, ale nemusíte přikrýt krycím sklem. Pozorujte pod mikroskopem a zakreslete tvary pylových zrn. Porovnejte tvar a velikost pylových zrn jednotlivých dřevin a zdůvodněte přítomnost vzdušných vaků u pylových zrn.

2. Pozorování pylových zrn smrku omoriky a borovice lesní ve vodním preparátu

Do kapky vody na podložní sklíčko vneste preparační jehlou pylová zrna smrku omoriky, přikryjte krycím sklíčkem a pozorujte pod mikroskopem. Všimněte si tvaru a velikosti pylových zrn, několik jich zakreslete. Porovnejte vzhled zrn se vzhledem v suchém preparátu. Vysvětlete změny, které pozorujete.

3. Pozorování pylových zrn smrku omoriky a borovice lesní v zástinu

Na podložní sklíčko naneste preparační jehlou pylová zrna smrku omoriky a preparát pozorujte pomocí mikroskopie v temném poli neboli zástinu – vypněte světlo (případně zavřete clonu) mikroskopu a preparát osvětlete shora baterkou s led diodou (bílé světlo). Preparát pylových zrn borovice lesní zhotovte výše uvedeným způsobem a osvětlete, tentokrát s použitím klasické žárovky (žluté světlo) – např. lampičkou. Porovnejte obraz pylových zrn vytvořených metodou mikroskopie v temném poli s obrazem získaným v úkolu číslo 2. Na kterém z nich je lépe vidět tvar a struktura pylových zrn?

Výsledky pozorování

Pozorujeme pylová zrna vybraných druhů nahosemenných rostlin, u „suchých“ preparátů je lépe vidět stavba pylového zrna – jeho tvar. Ve vodě pylová zrna bobtnají, ale preparát má zřetelnější kontury. Vzdušné vaky po stranách pylových zrn jsou lépe pozorovatelné ve vodním preparátu.

Pylová zrna borovice lesní jsou kulovitá, ve vodním preparátu jsou zřetelně viditelné postranní vzdušné vaky. Pylová zrna cypřišku nutky, tisu červeného a douglasky tisolisté jsou kulovitá s viditelnou prohlubní – mají tvar kloboučku. Prohlubeň těchto zrn má stejnou funkci jako vzdučné vaky pylu borovice či smrku – umožňuje šíření pomocí větru. Pyl všech 3 zástupců je fotografován při stejném zvětšení (200×) – pyl douglasky je zřetelně větší než drobnější zrna tisu a cypřišku. Pylová zrna smrku omoriky jsou podobná pylovým zrnům borovice lesní, kulovitá s dvěma postranními vzdušnými vaky.

Při pozorování v zástinu získává mikroskopie pro žáky nový rozměr – preparáty „svítí“, poskytují obraz dost odlišný od předchozích mikroskopických pozorování. Podle použitého zdroje světla svítí zrna bíle nebo žlutě.

Metodické poznámky a doporučení

Pokud žáci pracují s preparáty „nasucho“, upozorníme je na nebezpečí sfouknutí pylových zrn z podložního sklíčka.
V této úloze se žáci naučí nové metodě mikroskopování, tzv. mikroskopie v temném poli neboli zástinu. Principem této metody je pohlcení středových paprsků kondenzoru, kdy je pozorovaný objekt osvětlen pouze ze stran a my pozorujeme světlo, které se na preparátech láme nebo odráží. Důležité je zajistit silný tok světla, protože jeho velká část není mikroskopem k zobrazení využita. Do objektivu vstupují jen paprsky odražené od povrchu objektu, a ten proto „září“ v temném poli. Metoda se používá pro pozorování drobných objektů a jejich povrchových struktur, např. prvoků, houbových spor, pylových zrn, bakterií, ale i rostlinných pletiv aj.
Žáky alergické na pyly upozorníme na riziko vzniku alergické reakce.
I když je pyl nahosemenných rostlin v čerstvém stavu dostupný pouze časně zjara, je poměrně jednoduché jej uchovat ve školních sbírkách. Stačí sebrané samčí šištice dobře vysušit, aby neplesnivěly, a pak uzavřít před vlhkostí např. ve skleněné nebo umělohmotné lahvičce. Úlohu je potom možné provádět v kterémkoliv období školního roku.
Pozorování pylových zrn se věnují také úlohy 85, 86 a 87.

Obrazová dokumentace

Vlevo: Borovice lesní (Pinnus silvestris) – Pylová zrna. Vitální preparát bez vody. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 40/okulár 10 + kamera CMOS 2 Vpravo nahoře: Cypřišek (Chamaecyparis sp.); vpravo dole zleva: Tis červený (Taxus baccata); Douglaska tisolistá *(Pseudotsuga taxifolia) – Pylová zrna. Vitální preparát bez vody. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 20/okulár 10 + kamera CMOS 2

A – pylová zrna se vzdušnými vaky; B; C; D – pylová zrna tvaru kloboučku; 1 – pylové zrno; 2 – vzdušný vak; 3 – prohlubeň


Vlevo: Smrk omorika (Picea omorica); vpravo: Borovice lesní (Pinus silvestris) – Pylová zrna. Vitální preparát ve vodě. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 40/okulár 10 + kamera CMOS 2	1 – pylové zrno; 2 – vzdušný vak


Vlevo: Smrk omorika (Picea omorica); vpravo: Borovice lesní (Pinus silvestris) – Pylová zrna v zástinu při osvitu bílým a žlutým světlem. Vitální preparát ve vodě. Mikroskop LP 3012-T; objektiv 20/okulár 10 + Nikon Coolpix L20	1 – pylové zrno; 2 – vzdušný vak