Gdzie powstają zarodniki w skrzypie polnym? Budowa i rozmnażanie

Gdzie powstają zarodniki skrzypu polnego?

Wczesną wiosną pędy zarodnionośne tworzą kłosy, a na ich spodniej stronie znajdują się sporofilostany z licznymi zarodniami. W każdej zarodni, po mejozie, powstają jednorodne, kuliste zarodniki; sporofilostany mają workowatą budowę.

Kłosy zwykle pojawiają się na końcach pędów skrzypu polnego (Equisetum arvense), a gdy wybiją i uwolnią zarodniki, pęd zarodnionośny obumiera. Roślina rozmnaża się jednak także wegetatywnie: dzięki rozległemu kłączu oraz pędom asymilacyjnym i płonnym potrafi się rozrastać bez udziału zarodników.

Jak wygląda kłos zarodnionośny skrzypu polnego?

Walcowaty kłos zarodnionośny zwykle mierzy od 2 do 4 cm i ma zwartą, często lekko stożkowatą sylwetkę. Nie jest zielony — dominują odcienie jasnobrązowe lub żółtawobrązowe. Tworzą go gęste skupiska sporofili, ułożone jak łuski wzdłuż centralnej osi, a na spodniej stronie każdego sporofila znajdują się workowate zarodnie. Pod lupą wyglądają jak drobne wypukłości. Taka budowa służy intensywnej produkcji zarodników; po ich uwolnieniu kłos zwykle wysycha. Wnętrzu zarodni przebiega mejoza, co u Equisetum arvense prowadzi do powstania zarodników.

Kiedy pojawiają się pędy zarodnionośne u skrzypu polnego?

Zwykle pędy zarodnionośne skrzypu polnego pojawiają się od marca do maja, najczęściej w marcu i kwietniu, choć dokładny termin zależy od klimatu i typu siedliska. W miejscach ruderalnych i segetalnych występują one zwykle wcześniej niż w chłodniejszych lokalizacjach.

Pierwsze pędy mają jasne, niezielone zabarwienie i tworzą kłosy ze sporofilostanami. Po uwolnieniu zarodników te pędy zazwyczaj obumierają, a w ich miejscu, pod koniec wiosny lub na początku lata, wyrastają zielone pędy płonne odpowiedzialne za fotosyntezę.

W cieplejsze lata cały cykl przesuwa się o około 2–4 tygodnie wcześniej, natomiast przy surowszych warunkach można zaobserwować podobne opóźnienie.

Jaka jest budowa zarodników skrzypu polnego?

Zarodniki mają około 50 μm średnicy i kulisty kształt. Ich powierzchnia jest jednolita, a pod mikroskopem widoczna gładka tekstura. Każdy z nich nosi cztery wstęgowate wyrostki — elatery — które reagują na zmianę wilgotności powietrza:

• w suchych warunkach elatery prostują się, co ułatwia rozsiewanie zarodników,
• w wilgotnym powietrzu owija je wokół nich.

Ten ruch wspomaga mechaniczne uniesienie i przemieszczanie zarodników, zwiększając szanse osiedlenia na odpowiednim podłożu. Ich ściana jest wytrzymała i zawiera trwałe związki podobne do sporopolleniny. Choć morfologia zarodników jest zbliżona, różnice fizjologiczne decydują, czy rozwinie się przedrośl żeńska, czy męska. W tkankach skrzypu polnego gromadzi się dużo krzemionki, co poprawia trwałość tkanek i wzmacnia struktury sporofitu.

Jak przebiega rozmnażanie przez zarodniki skrzypu polnego?

Uwolnione zarodniki dzięki higroskopowym ruchom elaterów trafiają na podłoże. W wilgotnych warunkach kiełkują w ciągu kilku dni do kilku tygodni i tworzą haploidalne przedrośla — gametofity.

Z jednego zarodnika może powstać:

• żeńska przedrośl z rodniami,
• męska przedrośl z plemniami.

Plemnie (anterydia) wytwarzają ruchome gamety, a rodnie (archegonia) zawierają pojedyncze komórki jajowe. Przemieszczenie plemników do rodni wymaga cienkiej warstwy wody, a po zetknięciu gamet następuje zapłodnienie i powstanie zygoty. Zygota przekształca się w młody sporofit, rozwijający początkowo pęd i kłącze, a później typowy pęd asymilacyjny dorosłej rośliny.

Rozmnażanie generacyjne przez zarodniki uzupełnia rozmnażanie wegetatywne; rozległe kłącze i pędy asymilacyjne pozwalają populacjom szybko się rozrastać.

Czy zarodniki skrzypu polnego są obupłciowe?

Zarodniki Equisetum arvense są homosporyczne i mają jednolitą budowę, dlatego w literaturze botanicy nazywają je obupłciowymi. Nie oznacza to jednak, że pojedynczy zarodek jednocześnie wytwarza rodnie i plemnie. Po wykiełkowaniu powstaje przedrośl, która w trakcie rozwoju przybiera albo postać żeńską z rodniami, albo męską z plemniami — to wtedy ustala się płeć gametofitu. Innymi słowy, płeć nie jest zakodowana w samej morfologii zarodnika. To ważna różnica w stosunku do roślin heterosporowych, gdzie występują odrębne mikro- i makrozarodniki.

Jak rozsiewane są zarodniki skrzypu polnego?

Ruchy higroskopowe elaterów są kluczowe w początkowej fazie rozsiewu zarodników. Te struktury reagują na wilgotność — przy suszy prostują się, co ułatwia odpadanie zarodników z kłosów. W suchych miesiącach, zwłaszcza w marcu i kwietniu, elatery stają się bardziej podatne na podniesienie przez wiatr. Natomiast w wilgotnym powietrzu owijają się wokół zarodnika, zmniejszając jego unoszenie i poprawiając przyczepność do podłoża lub szczątków organicznych.

Dzięki tym ruchom zarodniki mogą też nieznacznie się przesuwać samodzielnie, niezależnie od zewnętrznych sił. Po uwolnieniu dalszy transport zależy od:

• wiatru,
• opadów,
• prądów wodnych.

Dodatkowo zwierzęta potrafią przenosić zarodniki mechanicznie na sierści lub w błocie. Ludzie i maszyny rolnicze rozsiewają je w siedliskach segetalnych i ruderalnych. Badania wykazały wyraźną zależność między kątem rozprostowania elaterów a prawdopodobieństwem odpadnięcia i unoszenia zarodników. W rezultacie Equisetum arvense kolonizuje zarówno najbliższe okolice, jak i bardziej odległe miejsca, gdy warunki atmosferyczne sprzyjają przenoszeniu.