Borovice lesní je jedním z nejznámějších představitelů gymnospermů. Existuje velké množství různých druhů tohoto stromu, které se vyskytují hlavně v Rusku, Evropě a Severní Americe a životní cyklus borovic se skládá z několika fází. Podrobné botanické charakteristiky stromu a popis všech fází jeho vývoje jsou uvedeny dále v článku.
Biologický popis borovice
Pine patří do království rostlin, oddělení jehličnanů a rodiny borovic. Má charakteristickou vůni a je stálezeleným stromem, který roste zvláště aktivně na výšku po dobu jednoho století.
Víš? Borové dřevo se používá nejen v dřevozpracujícím průmyslu. Náhrada za pravou kůži a umělé hedvábí jsou také vyrobeny z ní.
Botanický popis borovice:
- Strom dosahuje výšky 35–40 m, ale některé exempláře mohou dorůst až 50 m.
- Kořeny borovice jsou tažné. V suché půdě mohou jít do země do hloubky 8 m, a v podmínkách vysoké vlhkosti jsou rovnoběžné s povrchem Země v okruhu 10 m od kmene stromu.
- Průměr přímého borovicového kmene je 0,6–1,2 m. Jeho horní část je rozvětvená.
- Povrch spodní části kmene je pokryt hnědou kůrou s malými prasklinami. Na vrcholu stromu je kůra tenčí a zbarvená.
- Borové větve tvoří silnou kónickou korunu.
- Boční výhonky stromu jsou hustě poseté špičatými zelenými jehlami, které nahrazují listy. Jsou husté a mají délku až 7 cm a jsou uspořádány v párech.
- Ovoce borovice je ve druhém roce po objevení kusové dozrávání. Má tvar kužele, jehož průměr je asi 2–4 cm.
Fáze životního cyklu
Každá borovice prochází celým životním cyklem, který začíná semeny a končí dospělým stromem. V procesu takového vývoje se nejprve vytvoří semenáč ze semen, které se za 2-3 roky stanou mladým stromem, který roste na mnoho let.
Pro zajištění další reprodukce se na borovici každoročně vytvářejí kužely s pyly a semeny. V důsledku opylení dochází k oplodnění, které končí vytvořením nové části materiálu osiva a celý cyklus borovic se opakuje znovu. Každá fáze tohoto procesu je podrobně popsána dále v článku.
Semena
Semena borovice jsou uvnitř ženských kuželů a dozrávají po dobu 20 měsíců po opylení. S jejich pomocí se strom reprodukuje.
Důležité! Osivo borovice zůstává životaschopné po dobu 7 let. Nejlepší roste na středně vlhké a úrodné půdě.
Hlavní vlastnosti semen borovice:
- mít zaoblený protáhlý tvar;
- dosáhnout průměru 4-5 mm;
- pokryté hustou černou skořápkou;
- mají „křídlo“ - membránový růst až 2 cm dlouhý.
Sazenice
Jakmile jsou v půdě, zrající semena vyklíčí s počátkem jarního žáru, což dává životu nový strom. Nejprve se ze semene vytvoří sazenice.
Víš? Nejvyšší představitel borovic je borovice Lambertová. Tyto stromy mohou dosáhnout výšky 70 metrů a rostou ve Spojených státech a Kanadě.
Fáze jeho vývoje jsou uvedeny níže:
- Semeno borovice, které vstoupilo do země, aktivně absorbuje vodu a bobtná.
- Vnější slupka je roztržena a kořenový pupen umístěný ve spodní části semene je směrován k zemi.
- Embryonální výhonek se začíná prodlužovat. V důsledku toho se kotyledony umístěné na svém vrcholu zvedají nad povrch půdy.
- Zbývající zásoba živin v semenu je zcela vynaložena na růst a vývoj mladé sazenice.
- Svislý mladý výhonek je tvořen mladými jehlovými listy uspořádanými ve spirále.
- Po dosažení věku dvou let jsou na výhoncích sazenice vidět malé vločky bez semen. V jejich dutinách se tvoří zkrácené výhonky, na kterých rostou dvě jehly. Tato struktura je také charakteristická pro dospělou borovici.
Nárazy
Na jaře jsou na dospělém stromě tvořeny kužely: žena a muž. Liší se od sebe svým vzhledem a obsahují zvláštní orgány, které způsobují spory - sporangie. Zde dochází k formování ženských a mužských sporů, které se v budoucnu účastní procesu hnojení. Níže je uveden popis každého typu šišek.
1 - větev s kuželem a soubor mikroprobrobil; 2 - mladý hrbol; 3 - zralá rána; 4 - semena; 5 - větev s mladými výhonky.
Ženy
Druhé jméno pro ženské šišky jsou makrostrobily. Rostou ve skupinách po 2-3 kusech. v horní části větví nebo jednotlivě a obsahují ženské spóry, které zůstanou uvnitř po oplodnění a tvoří semena.
Podrobný popis ženských šišek je uveden níže:
- Tvar makrobusu je kónický a jeho délka je asi 3–7 cm.
- Každý kužel má osu, kolem které jsou stupnice dvou typů - integumentary a seed. Nazývají se megasporofyly a jsou uspořádány ve spirále.
- Na vnějším povrchu širokých semenných vloček (v blízkosti základny) je pár semenných primordií. Shora jsou pokryty menšími stupnicemi.
- Každé prvotní semeno se skládá z nucellus (megasporogenní tkáň) a integumentary tkáně (integument).
- Na horním okraji zárodečných klíčků je mikropilota - malá díra určená k průchodu samčího pylu.
- Během prvního roku jsou ženské kužely namalovány červeně a ve druhém roce zezelenají. V době zrání a vypuzení semen se kužely zhnědnou a padají ze stromu.
Pánské
Mužské kužely se nacházejí hlavně poblíž základny mladých borových výhonků a nazývají se strobiles. Uvnitř je pyl, který se používá k oplodnění.
Důležité! Borovice začíná rodit ovoce od 15 let. Bohaté sklizně kuželů jsou pozorovány každých 5–7 let.
Popis mužských kuželů je uveden níže:
- samčí strobil (mikrostrobil - střílet se sporangií) ve tvaru klásky je namalován žlutě, jeho rozměry jsou 8-12 mm.
- Samčí kužel je osa, kolem které jsou mikroporofyly (listy nesoucí spory) uspořádány ve spirále.
- Ve spodní části povrchu každé mikroporofyly je pár speciálních komor s pylem - mikrosporangií.
- Pylové komory obsahují mikropóry. V důsledku procesu mitózy (nepřímé dělení) vytvářejí pyl.
- Každé jednotlivé pylové zrno se skládá ze čtyř buněk - vegetativního, generativního a dvou protálně. Ty jsou potřeba výhradně pro vývoj vegetativních a generativních buněk, takže zmizí poté, co se vzdají svého zdroje.
- Pylová buňka obsahuje dvě membrány. Vnitřní je jemnější a nazývá se intina a hustý vnější obal plní ochrannou funkci a nazývá se exina.
- Každé pylové zrno má vzduchové vaky. Usnadňují přenos pylu větrem a jsou to otoky vytvořené v místech, kde je exin buňky oddělen od intiny.
Znečištění a hnojení
Proces opylení probíhá v květnu. Současně zraje pyl v mikrosporangií mužských kuželů a šupiny ženských kuželů se dokořán otevřou a připravují se na to.
Víš? Nejdelší jehly jsou v bažině borovice. Délka jehel v tomto stromu může dosáhnout 45 cm.
Proces opylení se skládá z následujících fází:
- Když je pyl v mužských kuželích zralý, mikrosporangie praskla a pylová zrna se vysypala.
- Vítr snadno nese pylová zrna, v důsledku čehož některé z nich padají mezi šupiny ženských kuželů.
- Z mikropiloty samičího kužele se uvolňuje speciální lepkavá tekutina. Pylová zrna zachycená mezi šupinami na ní přilnou a jsou v důsledku sušení kapaliny zatažena do jádra.
- Mikropilota se uzavře a všechna měřítka ženského kužele těsně přiléhají. Aby byla zajištěna vysoká těsnost, je povrch makroskopu naplněn pryskyřicí.
1 - ženský kužel; 2 - šupiny se dvěma ovulemi; 3 - mikropilota; 4 - megaspory; 5 - nucellus ovule; 6 - celek, jeden leták; 7 - jádro tvořící perisperm; 8 - archegonium; 9 - primární endosperm; 10 - mužský kužel; 11 - microsporophyllum with two microsporangia; 12 - anteridiální buňka; 13 - sifonogenní buňka, trubicová buňka; 14 - jádro spermálních buněk; 15 - jádro buněčných nohou; 16 - trubice; 17 - klíček semen; 18 - primární endosperm; 19 - slupka semen; 20 - kužel, jehož věk je jeden rok; 21 - hrbol, jehož věk je dva roky.
Poté, co pylová zrna zasáhla jádro, začíná proces klíčení vegetativní buňky tvorbou pylové zkumavky. V tomto případě se generativní pylová buňka pohybuje uvnitř vegetativní a pomalu roste do nucellus po dobu jednoho kalendářního roku.
Níže je uveden popis všech přípravných fází a schéma procesu hnojení:
- 30 dnů po opylení dochází k dělení archesporiální buňky nucellus.
- Forma 4 megaspory, z nichž pouze jedna přežije, se nachází v největší vzdálenosti od mikropiloty.
- Zbývající megaspora začíná růst 6 měsíců po opylení. Navíc počet jader v důsledku mitotického štěpení se zvyšuje na 2 000 kusů.
- 13 měsíců po opylení se uvnitř megaspory tvoří buněčné stěny. Dochází k cytokineze - každé z vytvořených jader je lokalizováno v samostatné buňce.
- Výsledkem cytokinézy je vytvoření speciální haploidní tkáně - endospermu. Po dalších 2 měsících se z buněk umístěných v blízkosti mikropiloty vytvoří 2 až 3 archegonie, které uvnitř obsahují jedno samičí vajíčko.
- Endosperm a archegonie tvoří růst (ženský gametofyt). V době svého vzniku pylová trubice dosáhne nucellus a proniká do jedné z archeonií s vajíčkem.
- Uvnitř pylové zkumavky je generativní buňka rozdělena na sterilní a spermatogenní (tělesná buňka).
- Tělesná buňka je rozdělena na pár spermií, které společně s pylovou trubicí tvoří mužský gametofyt.
- V důsledku pronikání pylové trubice do archegonia je buněčná stěna zničena. V tomto případě dochází k oplodnění - jedno spermie se kombinuje s vejcem a tvoří zygotu a druhé umírá.
Důležité! Doba opylování závisí na povětrnostních podmínkách. Při dostatečném množství slunce se pyly rozptýlí za 3-4 dny a během deště trvá tento proces alespoň týden.
Zrání ženské kužely
Po oplodnění začíná proces zrání ženského kužele. Tento proces končí tvorbou semen a trvá šest měsíců od okamžiku oplodnění.
Zrání kuželů sestává z následujících fází:
- V procesu dělení oplodněného zygotu se vytvoří embryo, které má embryonální orgány - kořen a výhonek. Na jejím vrcholu jsou malé kotyledony, které jsou základem budoucích listů.
- Endosperm se používá jako nutriční membrána nezbytná pro vývoj embrya.
- Dochází k tvorbě vnějšího pláště semene ze základní tkáně zárodečných semen.
- Na konci zimy se kužely otevřou a semena se volně vysévají, šíří se na velké vzdálenosti spolu s větrem a zralé kužely se předvádějí na zemi.
Život každé borovice začíná malým semenem vylíhnutým v půdě. Poté strom roste po mnoho let a každoročně tvoří nové porce kuželů. Složitý proces hnojení a zrání semen trvá 20 měsíců od okamžiku opylení, což zajišťuje další šíření borovice v okolí.