Vaje 02. Botanicna Vaja - Sistem Zivih Bitij

2. BOTANIČNA VAJA Nina Kočevar Glavač, mag. farm.

SISTEM ŽIVIH BITIJ • • • • •

SISTEMATIKA RAZMNOŽEVANJE GLIVE LIŠAJI RASTLINE

OSNOVNI KRITERIJI SISTEMATIKE 1. MORFOLOŠKI MAKROSKOPSKI ZNAKI: oblika, barva, število → listov, micelijev MIKROSKOPSKI ZNAKI: oblika, barva, dimenzije → spor, pelodnih zrn 2. KEMOTAKSONOMSKI RAZLIKE V KEMIJSKI SESTAVI; morfološko podobni organizmi 3. FIZIOLOŠKI 4. MOLEKULSKO-GENETSKI ANALIZA GENOMA, SPECIFIČNIH GENOV

TAKSONOMIJA • TAKSONOMSKE ENOTE

• DVOJNO POIMENOVANJE (BINARNA NOMENKLATURA) rodovno ime + vrstno ime Homo sapiens (misleči človek) Calendula officinalis (vrtni ognjič)

RAZMNOŽEVANJE • NESPOLNO Potomec dobi ves dedni material od enega starševskega osebka, zato imata enake dedne značilnosti. • • • • •

Cepitev (prokarionti) Mitotska delitev (alge, praživali) Brstenje (kvasovke) Vegetativno (delitev steljke, gomolji, potaknjenci) Spore

RAZMNOŽEVANJE • SPOLNO Združitev dveh spolnih celic (n), ki prinašata dedni material obeh starševskih osebkov → zigota (2n) → mejoza (2n → n)

IZOGAMIJA

ANIZOGAMIJA

OOGAMIJA

RAZMNOŽEVANJE METAGENEZA • Izmenjava spolne (gametofitne) in nespolne (sporofitne) generacije • Številne glive in večina rastlin

GLIVE • • • •

Celična stena iz hitina Heterotrofi Paraziti, saprofiti ali simbionti Nitasto telo (micelij) → preplet hif

Kraljestvo gliv delimo na štiri debla po načinu produkcije spolnih spor: 1. Chytridomycota – gibljive spolne in nespolne spore 2. Zygomycota – debelostenske počivajoče spolne spore – ZIGOSPORE 3. Ascomycota – endogene spolne spore – ASKOSPORE 4. Basidiomycota – eksogene spolne spore - BAZIDIOSPORE * Deuteromycetes ali Fungi imperfecti – spolne strukture niso poznane

ZAPRTOTROSNICE •

Predvsem saprofiti lahko paraziti rastlin ali simbionti z algami oz. cianobakterijami

•

Septirane hife

•

Spolno razmnoževanje:

1. v plodišču pride do združitve moškega in ženskega gametangija 2. plazmogamija 3. kariogamija (v asku) 4. mejoza 5. mitoza (8 askospor) • spolni stadij: TELOMORF • nespolni stadij: ANAMORF *Devteromicete askomicet

so

anamorfi

∗

Deuteromycetes ali Fungi imperfecti

Nespolno razmnoževanje KONIDIOGENEZA

Sekundarni metaboliti

Penicillium

Aspergillus Fusarium

makrokonidiji

ODPRTOTROSNICE •

Saprofiti, paraziti ali simbionti (MIKORIZA) rastlin

•

MICELIJ: septiran, dikariontski

•

Spolno razmnoževanje:

BAZIDIJ – celice ali organi, na katerih nastajajo BAZIDIOSPORE Phragmobasidiomycetes: bazidij je septiran, ne tvorijo plodišč -rje, sneti.

Holobasidiomycetes: bazidij ni septiran, plodišče oblikovano v obliki beta in klobuka. Trosovnica je del klobuka, kjer se razvijejo bazidiji.

GOSPODARSKI POMEN GLIV • MIKORIZA • ŽIVILSKA INDUSTRIJA

Pivska kvasovka (Saccharomyces cerevisiae) Penicillium sp. (P. roquefortii, P. camembertii)

• FARMACIJA

Penicillium sp., Aspergilus sp., Fusarium sp.

• GOBE

PREČNI PREREZ RŽENEGA ROŽIČKA • Vrsta: Claviceps purpurea L. • Družina: Clavicipitaceae (rožičevke) • Droga: Secale cornutum (rženi rožički)

• Učinkovine: ergot alkaloidi • Delovanje: • Indikacije: migrena, parkinsonova bolezen, povišan krvni tlak, krvavitve (iz maternice), inhibicija izločanja prolaktina

RŽENI ROŽIČKI Ergotizem (ogenj sv. Antonija) je bolezen, ki je nastala zaradi prehrane z moko iz rži (saj so rž zmleli skupaj z rožički). Prvi znaki so bili glavobol, omotičnost,slabost, nato pa se je bolezen lahko razvila v gangreni ergotizem, ki je imel za posledico odpadanje organov (to so imenovali »ignis sacer« ali »ogenj svetega Antonija«), lahko pa se je razvilo do nevrotoksičnega ergotizma – močnih krčev, zaradi katerih so ljudje znoreli. Prva epidemija je bila v Franciji leta 945 (umrlo je nekaj desettisoč ljudi), vzrok te bolezni pa so ugotovili šele leta 1676. Danes se gliva uporablja samo v zdravilstvu, saj zaustavlja krvavitve iz maternice in pospešuje porode.

PREČNI PREREZ RŽENEGA ROŽIČKA

LIŠAJI •

• • •

SIMBIOZA: gliva + alga / gliva + modrozelena cepljivka heterotrof (sprejem vode in mineralov iz okolja) + avtotrof (fotosinteza – organske snovi) Razmnoževanje: odlomljen košček steljke se razvije v nov lišaj Spolno se v lišaju razmnožuje le gliva, ki tvori plodišča, značilna za skupino, ki ji pripada. Trose, ki nastanejo, raznaša veter, da pa bi se razvil lišaj, potrebuje gliva svojega avtotrofnega partnerja. ZGRADBA: preplet glivnih hif (na površini-zaščita, pritrditev na podlago) + v rahlejši sredici so avtotrofne celice

alga hife

LIŠAJI SISTEMATIKA LIŠAJEV Sistematika lišajev temelji na sistematiki glivnega partnerja – poznamo Ascolichenes in Basidiolichenes. Glede na morfološki tip pa lišaji spadajo med skorjaste, listaste in grmičaste.

PREČNI PREREZ ISLANDSKEGA LIŠAJA • Vrsta: Cetraria islandica L. • Družina: Parmeliaceae (parmelijevke) • Droga: Lichen islandicus (islandski lišaj)

• Učinkovine: sluzi (polisaharida lihenin in izolihenin), grenke lišajske kisline, usninska kislina • Delovanje: demulcient, protibakterijsko, imunostimulantno, spodbuja apetit • Indikacije: obolenja zgornjih dihalnih poti, izboljšanje prebave

PREČNI PREREZ ISLANDSKEGA LIŠAJA

RASTLINE • STELJČNICE: nediferencirano preprosto telo – steljka • BRSTNICE: steblo, listi, korenine • MAHOVI: vmesna zgradba - eni bolj (stebelca, lističi, rizoidi), drugi manj diferencirani

TKIVA 1. TVORNA TKIVA ali MERISTEMI - deleče se celice s tankimi stenami • Končna ali apikalna tvorna tkiva (rast v dolžino) • Središčna tvorna tkiva (debelitev) – kambij (tvori navznoter ksilem, navzven pa floem) – felogen (tvori terciarno skorjo ali felem)

TKIVA KONČNO ALI APIKALNO TVORNO TKIVO

Koreninski vršiček koruze (Zea mays)

TKIVA SREDIŠČNO TVORNO TKIVO

Celice, ki se ne diferencirajo, ampak obdržijo sposobnost delitve. Take celice tvorijo navznoter ksilem in navzven floem. Te celice imenujemo žilni kambij.

Žilni kambij Ksilem

TKIVA 2. TRAJNA TKIVA • OSNOVNA = PARENHIMI – asimilacijski, skladiščni, zračni (aerenhim) • PREVODNA – ksilem (traheje in traheide) – floem (sitke) • OPORNA – sklerenhim (sklereide in sklerenhimska vlakna) – kolenhim • KOŽNA – epiderma, felem • ŽLEZNA

TRAJNA TKIVA OSNOVNA TKIVA ali PARENHIMI • Asimilacijska • Skladiščna • Zračna

Skladiščni parenhim

Prečni prerez lista

TRAJNA TKIVA PREVODNA TKIVA

• Ksilem (traheje in traheide) • Floem (sitke) prečni prerez

vzdolžni prerez

ksilem koruza (Zea mays)

floem

PREVODNA TKIVA OSNOVNE VRSTE ŽIL

• Kolateralna (A) • Bikolateralna (B) • Koncentična (samo pri enokaličnicah) Leptocentrična (C) Hadrocentrična (D) • Radialna (značilna za korenine) Oligoarhna (E), pri dvokaličnicah Poliarhna (F), pri enokaličnicah

k s ile m f lo e m

A

B

C

D

E

F

TRAJNA TKIVA OPORNA TKIVA

• Sklerenhim (enakomerno odebeljene celične stene) – Sklereide – Sklerenhimska ali mehanska vlakna

• Kolenhim (neenakomerno odebeljene celične stene)

TRAJNA TKIVA KOŽNA TKIVA • EPIDERMA • FELEM

ŽLEZNA TKIVA

ALGE Regnum Plantae Phylum Euglenophyta Phylum Chlorophyta (zelene) Phylum Rodophyta (rdeče) Phylum Heterokontophyta (rumenkaste) Subphylum Bacillariophyceae (kremenaste alge) Subphylum Phaeophyceae (rjave alge) • pri algah se izmenjujeta tako spolna kot nespolna generacija, vendar pa lahko ena prevladuje • nediferencirano telo (steljka) • pri nekaterih razčlenjenost: filoidi, kavloidi, rizoidi Iz rdečih alg pridobivamo agar, ki je sestavina celičnih sten alg rodu Gelidium, ter karagen (polimer galaktoze in njenih derivatov), ki je ekstrahirana sluz alge Chondrus chispus. Iz rjavih alg (Lamanaria, Macrocystis), pa pridobivamo alginate.

MAHOVI Glede na zgradbo, ne pa tudi filogenetsko, mahove uvrščamo med steljčnice in brstnice. Nekateri so podobni algam, drugi brstnicam, vendar pa so od njih veliko bolj preprosti. Mahovi imajo razvito steblo in liste, nimajo pa pravih korenin - imajo koreninam podobne tvorbe rizoide.

STELJKASTI

dva morfološka tipa

LISTNATI

• Kadar se generaciji po zgradbi, obliki in načinu življenja razlikujeta, govorimo o

heteromorfni metagenezi.

• Sporofit je heterotrofen in zajeda gametofit. Gametofit je večji in • prevladuje, zanj je značilno, da je avtotrofen, saj v njem poteka fotosinteza.

BRSTNICE (Cormobionta) PRAPROTNICE (Pteridophyta)

Praprotnice so prave brstnice (imajo liste, stebla in korenine).

• Tudi pri praprotnicah poteka izmenjava generacij, le da je tu prevladujoča generacija sporofit. • Iz haploidne spore se razvije haploidni gametofit (predkal, protalij), ki je običajno velik le nekaj milimetrov, na njem se razvijejo anteridiji in arhegoniji. • Po združitvi moške in ženske gamete iz zigote zraste diploidni sporofit. Ta je velik, ima korenine, stebla in liste, je zelen in opravlja fotosintezo. • Na sporofitu se razvijejo sporangiji, v njih pa z redukcijsko delitvijo spore, ki padejo na tla in krog se sklene.

PRAPROTNICE • IZOSPORNE • HETEROSPORNE (mikrospore in megaspore) Iz mikrospore se razvije moški gametofit, na katerem so samo anteridiji ⇒ mikrosporofil. Iz megaspore pa ženski gametofit, ki ima samo arhegonije ⇒ megasporofil. List brez sporangijev, ki izvaja le fotosintezo, imenujemo trofofil. Iz megasporofila pri praprotnicah se je pri semenkah razvil plodni list, iz mikrosporofila pa prašniki.

PREČNI PREREZ STEBLA NJIVSKE PRESLICE • Vrsta: Equisetum arvense L. • Družina: Equisetaceae (presličevke) • Droga: Equiseti herba (zel njivske preslice)

• Učinkovine: saponini, flavonoidi • Delovanje: diuretik, pospešuje celjenje ran • Indikacije: vnetja ledvic, edemi, rane O

• Zaradi velike podobnosti jo lahko zamenjamo z močvirsko preslico (Equisetum palustre), ki je strupena, ker vsebuje spermidinski alkaloid PALUSTRIN.

NH N HO

palustri

NH

PREČNI PREREZ STEBLA NJIVSKE PRESLICE