Botanika – malá 2009 Milan Štech mechorosty – Jan Kučera cvičení – Jan Košnar, Eva Holá (mechorosty)

Náplň kurzu Požadavky Poznávačka Písemná zkouška Systematika - stromečky Ekologie a biologie - pohádky Morfologie a anatomie – jak a proč, k čemu opravdu, ale opravdu jen ty základní pojmy Požadavky Poznávačka Písemná zkouška

Základní literatura Obrázky kytek Pohádky o kytkách Systém Hísek K. et Deyl M. (2003): Naše květiny. – Academia, Praha. Pohádky o kytkách Briggs D. et Walters S. M. (1997): Plant Variation and Evolution. – Cambridge University Press, Cambridge. (též český překlad – Proměnlivost a evoluce rostlin 2001, Olomouc) Systém Mártonfi P. (2003): Systematika cievnatých rastlín. – Univerzita P. J. Šafárika v Košiciach, Košice. Prezentace přednášek

Další literatura Systém Judd W. S., Campbell C. S., Kellog E. A. et Stevens P. F. (2007): Plant Systematics, 3rd. ed. – Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland, Messachusetts. Soltis D. S., Soltis P. S., Endress P. K. and Chase M. W. (2005): Phylogeny and Evolution of Angiosperms. – Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland, Messachusetts. Ehrendorfer F. (1998): Evolution und Systematik: Moose und Gefässpflanzen. – In: Lehrbuch der Botanik für Hochschulen, ed. 34, p. 647–828., G. Fischer Jena et Stuttgart.

Další literatura Charakteristika čeledí (v klasickém vymezení) Heywood V. H. (ed.) (1993): Flowering Plants of the World. – Batsford Ltd, London Novák F.A. (1972): Vyšší rostliny. – Academia, Praha. Paleobotanika Willis, J. C. McElwain (2002): The Evolution of Plants. – Oxford Univ. Press, Oxford. Stewart W. N. et Rothwell G. W. (1993): Paleobotany and the Evolution of Plants, 2nd. ed. – Cambridge University Press Kvaček Z. et al. (2000): Základy systematické paleontologie I. – učební texty Univerzity Karlovy v Praze, Praha.

Další literatura Určovací literatura Užitkové rostliny Kubát K. et al. (2002): Klíč ke květeně České republiky. – Academia, Praha. Hejný S. et Slavík B.; Slavík B.; Slavík B. et Štěpánková J. [eds] (1988–2005): Květena ČR 1–7 (-8). – Academia, Praha. Užitkové rostliny Valíček P. et al. (2002): Užitkové rostliny tropů a subtropů. 2. vydání – Academia, Praha.

Webové stránky používat jen zaručené zdroje (znát tvůrce stránek) prezentace z přednášek a systematika vyšších rostlin Krytosemenné Angiosperm Phylogeny Webside Delta (charakteristika čeledí) atd…

= Systematika Rosopsida Rosidae Rosales Rosaceae Rosa Suché škatulky × Rosa rugosa Suché škatulky × Dobrodružství při jejich tvoření a plnění = Systematika

Stuessy 1990 Systematika věda o diverzitě organizmů (o jejich variabilitě a vztazích mezi taxony) evoluce fylogeneze taxonomie, klasifikace

Variabilita Základem je variabilita mezi jedinci Ohromná různorodost - nepodobnost na různých úrovních a různě velké mezery - variabilita diskontinuitní (ekotyp) nebo klinální Důležité je porozumění struktuře a příčinám

Zdroje variability nic není zcela stejné (často ani vegetativně se rozmnožující typy) jaderná a nejaderná dědičnost novou kvalitu přináší mutace a genetické rekombinace mutace vznikají ve všech složkách genotypu mutace v DNA delece, duplikace, inverze, traslokace nejčastějšími mutacemi u rostlin jsou genomové a chromozómové mutace změna počtu chromozómů (polyploidizace); zlomení a fúze zlomků při překřížení (aneuploidie); chybný crossing-over – částí chromozómů tok genů

Struktura variability jedinec fitness populace ideální × reálná rozhoduje o ní reprodukční systém allogamie (cizosprašnost) autogamie (samosprašnost) asexuální rozmnožování (vegetativní rozmnožování – apomixie, agamospermie) mezipopulační × vnitropopulační

Vznik variability postupná diferenciace a divergence populací Heterogenita prostředí = Selekce řízeno převážně přes fenotypové projevy a přizpůsobením populací ke konkrétním podmínkám spolupráce genotypu a fenotypu je často velmi komplikovaná Náhoda = Genetický drift, bottleneck, founder efect Izolace prostorová izolace – diferenciace ekologická, geografická (různá škála) reprodukční izolace – vznik reprodukčně izolačních mechanizmů (nevýhodnost hybridizace mezi adaptovanými biotypy) vznik samostatných taxonů pozvolná speciace

nová diferenciace a divergence Hybridizace Narušení izolačních mechanizmů – nová struktura variability změny prostředí, náhoda hybridizace introgrese konvergence nová diferenciace a divergence

Saltační speciace polyploidie (auto, allo) změny počtu chromozómů a jejich přestavby

Speciace různé definice druhu taxony nejsou rovnocenné!

Makroevoluce na rodové a vyšší úrovni ekologická i geografická diferenciace a izolace na vyšší škále gradualistická puntuaciomalistická (teorie přerušovaných rovnováh)

Fagus Nothofagus

Studium variability – sběr dat morfologické znaky - využití odedávna anatomické znaky - rozsáhlejší využití od zdokonalení mikroskopu v 19. st. embryologie palynologie cytologie nejmenší počet chromozómů 2n=4 – Happlopappus gracilis (Asteraceae) vysoký počet např. 2n=ca 250 – Kalanchoë (Crassulaceae) mimořádně vysoké počty mají např. kapradiny 2n= 1260 – Ophioglossum reticulatum

Systematicky významné obsahové látky sekundární metabolity taxonomické využití již století např. glykosidy, anthokyany, betalainy, flavonoidy, terpenoidy, saponiny, alkaloidy, polyacetylény informaci obsahující proteiny proteiny – elektroforéza, sérologie (již kolem roku 1900) molekulární systematika

DNA, RNA chloroplastové geny původně gen rbcL dnes mnoho dalších úseků kóduje velkou podjednotku fotosyntetického enzymu ribuloso-1,5-bifosfát karboxyláza/oxygenáza (RuBisCO) (= hlavní příjemce uhlíku) dnes mnoho dalších úseků jaderné geny původně úseky ribozomální RNA (dostatek kopií, velmi běžně ITS), dnes již mnohé další úseky DNA – low copy, single copy geny mitochondriální geny u rostlin téměř nepoužívány

Tvorba systémů vychází ze shromážděných poznatků a odráží dobové představy a znalosti jednoduchá podobnost různého množství znaků možnost formalizace – fenetika intuitivní tvorba fylogenetických systémů zkušenostní pravidla kladistika – „zcela objektivní“ fylogenetické systémy jasně daná pravidla – např. maximální parsimonie (úspornost)

Antika Theophrastos Eresios (372 – 287 př. Kr.) růstové formy, vytrvalost, atd. Plinius (23 – 79 p. Kr.) užitkové rostliny Dioskorides (1. st. p. Kr) léčivé rostliny

Středověk a počátek novověku až do začátku 16. st. útlum „systematiky“ léčivé rostliny – abatyše Hildegarda z Bingen (1098 – 1180) jen malé pokroky v poznání (kvetoucí × nekvetoucí rostliny; sestavení prvních soustav) mlhavá představa o klasifikaci rostlin - neexistoval pojem rodu a druhu nebo byl neurčitý John Ray (1628 – 1705) – zamítl transmutace druhů, jakási první definice druhu

Umělé systémy utvořeny převážně s využitím několika málo znaků de Tournefort (1656–1708) druhy chápe jako varianty rodu, který vymezil v dnešním pojetí

Carl von Linné (1707 – 1778) vyvrcholení umělých systémů „přirozený systém má být stálou snahou botanické systematiky“ – soustava však neodrážela žádné vztahy důsledně dodržoval 5 kategorií třídu, řád (odpovídal dnešní čeledi), rod, druh a varietu podle počtu pestíků, rozložení a srůstání tyčinek apod. „tolik je druhů, kolik jich bylo na počátku stvořeno“ v některých ohledech však připouštěl možnost „evoluce“ binomická nomenklatura Species plantarum (1. 5. 1753) = „starting point“ pro cévnaté rostliny

Přirozené systémy využití poměrně velkého množství znaků do značné míry již odrážely příbuznost Jussieu (1748 – 1836) jednoděložné × dvouděložné, celkem 15 tříd řada přirozených čeledí, dodnes uznávaných

Charles Darwin (1809 – 1882) zavedení historického rozměru do systematiky od této doby snaha všech systémů odrážet fylogenetické vztahy

Fylogenetické systémy Haeckel (1834 – 1919) první vytvořil název fylogenie (1894) vztahy mezi hlavními předdarwinovskými třídami rostlin prezentoval jako nedvouznačný, dichotomicky větvený strom Bessey (1845 – 1915) první fylogenetický systém založený na vývojových liniích (základ byl Benthamův-Hookerův systém) Tachtadžan (1910 – ), Cronquist (1919 – 1992 ) vyvrcholení fylogenetických systémů

„Linnéovská“ klasifikace na základě podobnosti se objekty shlukují do taxonů, které lze formálně umístit do určité kategorie Oddělení (divisio): – phyta pododdělení (subdivisio): – phytina Třída (classis): – opsida Podtřída (subclassis): – idae Řád (ordo): – ales nadřád (superordo): – anae Čeleď (familia): – aceae podčeleď (subfamilia): – oideae Rod – genus Druh – species subspecies varietas

Fylogenetická klasifikace Kladistické systémy „naprostá objektivizace“ tvorby systému původní a odvozený stav znaku – (sym)plesiomorfie, (syn)apomofie homologie, homoplázie (paralelismus a reverze) taxony monofyletické parafyletické a polyfyletické nelze uznat neexistují kategorie jen vzájemně vnořené skupiny – clady druhy problém parafyletických taxonů – Amaranthaceae