Systém bezobratlých. Systém bezobratlých EKO/SB. Organizační poznámky. Výuka. Přednáška: učebna SE-E2, úterý 10:00-11:30 Cvičení: učebna 621

Transkript

1 Systém bezobratlých EKO/SB garant dr. Tuf mgr. Machač, dr. Kuras, doc. Rulík, dr. Tuf, dr. Uvírová Katedra ekologie a ŽP, tel. klapka 4556 Organizační poznámky Zápočet Zkouška písemná účast na cvičeních (75 %) Průběžné písemky na cvičeních! Výuka Přednáška: učebna SE-E2, úterý 10:00-11:30 Cvičení: učebna 621 Cílem předmětu Systém bezobratlých je seznámit studenty se systémem živočišné říše s důrazem na evropskou faunu. Kromě vysvětlení principů evoluce, fylogeneze a taxonomie bude studentům představena základní charakteristika živočišných kmenů, jejich tělní plány, synapomorfie, diverzita, taxonomické členění, biologie a ekologie významných skupin či druhů. 1

2 Vývoj názoru na vývoj přírody Ortodoxní názor neměnnost druhů Jiné názory odmítány, ale objevovaly se První ucelená teorie Jean-Baptiste LAMARCK ( ) - transformismus čas vzhled Proč se Lamarckismus mýlí? Předpokládá vnitřní sílu snaha, touha Počítá s dědičností získaných vlastností -Proti základnímu biologickému dogmatu DNA RNA protein Biologické dogma Replikace (zdvojení) DNA DNA Transkripce (přepis) DNA RNA Translace (překlad) RNA protein 2

3 Proč se Lamarckismus mýlí? Předpokládá vnitřní sílu snaha, touha Počítá s dědičností získaných vlastností -Proti základnímu biologickému dogmatu DNA RNA protein - Weismannova bariéra oddělená somatická a germinální buněčná linie Ale!! horizontální přenos genetické informace sporné Odpůrci Lamarcka ortodoxní kreacionisté (doslovný výklad bible) Georges CUVIER ( ) - teorie kataklyzmat (potopa) čas vzhled Přírodní výběr Charles Robert DARWIN ( ) 1859 O původu druhů přírodním výběrem Alfred Russel WALLACE ( ) čas vzhled 3

4 Neodarwinismus léta XX. století prolnutí genetiky a darwinismu populační genetika Julian S. HUXLEY ( ) 1942 Evolution: The Modern Synthesis Další směry Mutacionismus počítá s makromutacemi Lysenkismus přeskok z druhu na jiný dle prostředí Strukturacionalismus přírodní výběr upravuje základní stavební plány Teorie panspermie život je infekce z kosmu Vědecká teorie Zobecňuje, vysvětluje, je logická. Vyplývá ze systému zákonů, které jsou konzistentní neodporují si. Jak se pozná dobrá vědecká teorie? Je úsporná ve smyslu Occamovy břitvy Dokáže vysvětlit pozorované jevy explanace Dokáže tvořit testovatelné hypotézy predikce Occamova břitva "Součástí Ockhamovy teorie poznání je i zásada, že se nemají množit pojmy nad míru bezpodmínečně nutnou k vysvětlení věci. Proto tzv. "Ockhamova břitva" působila opět v jeho době blahodárně a zůstala vlastně jedním z vědeckých kritérií do dneška". (Egon Bondy) 4

5 Shrnutí 3 základní typy teorií o vývoji života kreacionismus transformismus evolucionismus čas čas čas vzhled vzhled vzhled Systematika Vědecké studium původu a organizace biologické diverzity. Studium fylogeneze: zkoumá divergenci a vývoj skupin Taxonomie: Klasifikace zařazování organismů do systému Identifikace vytváření determinačních klíčů Nomenklatorika pravidla pojmenovávání Význam systematiky Usnadňuje komunikaci mezi vědci Bez ní nejde dělat ani jinou vědu (ekologie, ochrana, zoogeografie, genetika, ) Aplikovaný výzkum druhů zemědělství, medicína Podporuje ekonomiku rozvojových zemí 5

6 Dělení taxonomie α-taxonomie zabývá se druhy β-taxonomie zabývá se uspořádáváním vyšších taxonů γ-taxonomie zabývá se vývojem života (zahrnuje paleontologii, evoluční biologii, ) dle skupiny (lepidopterologie, arachnologie, batrachologie, ) jiné Historie systematiky Člověk rád generalizuje vytváří a pojmenovává kategorie od nepaměti (folkbiology) Antické období Aristoteles (4. st. př. n. l.) zavádí pojmy rod a druh (Coleoptera, Diptera) Historia Animalium Historie systematiky Bez krve Mollusca měkcí s kostí uvnitř (= hlavonožci) Mallacostraca s obalem (= korýši) Ostracoderma se skořápkou (= mlži a plži) Insecta (= členovci a červi) Zoophyta podobní rostlinám (= hvězdice a další) S krví Živorodí 4 nohy savci Beznozí - kytovci Vejcorodí Nohatí 2 nohy ptáci 4 nohy plazi a obojživelníci Beznozí hadi a ryby 6

7 Historie systematiky Carl Linné (18. st.) Systema Plantarum 1753: platné popisy 5900 druhů rostlin Systema Naturae 1758 (10. ed.): platné popisy 4000 druhů živočichů Binomická nomeklatura Historie systematiky Binomické názvosloví v češtině Jan Svatopluk Presl ( ) a Karel Bořivoj Presl ( ) 1818 disertace na téma sicilské květeny se speciálním zřetelem k trávám 1819 Flora Čechica (Květena česká) 1820 Rostlinář Pravidla tvoření českých rodových jmen rostlin 1821 Navržení soustavy živočichů podle tříd, řádů a rodů a spolu pokus o sčeštění potřebných živočišných názvů 1846 Všeobecný rostlinopis 1848 Počátkové rostlinosloví Základní pojmy Taxon = skupina organizmů v systému Kategorie latinsky Česky sufix příklad Superregnum nadříše Eucaryota REGNUM říše Animalia Subregnum podříše PHYLUM* kmen Arthropoda Subphylum** podkmen Hexapoda Superclasis nadtřída CLASSIS třída Ectognatha Subclassis podtřída Dicondylia (Infraclassis) Pterygota (Cohors) kohorta Oligoneoptera Superordo nadřád Neoptera ORDO řád Coleoptera Subordo podřád Polyphaga (Infraordo) Superfamilia nadčeleď -oidea Staphylinoidea FAMILIA čeleď -idae Staphylinidae Subfamilia podčeleď -inae Staphylininae TRIBUS tribus -ini Staphylinini Subtribus subtribus -ina GENUS rod Staphylinus Subgenus podrod Pseudocypus SPECIES druh fulvipennis Subspecies poddruh confusus 7

8 Základní pojmy Fenon skupina stejných organizmů (větší i menší než druh) Taxony: monofyletická skupina (klád) polyfyletická skupina parafyletická skupina Taxonomické znaky 1 více stavů Klasifikace mono- či polytetická Znaky: Kvantitativní spojité či diskrétní Kvalitativní více stavů, či jen dva (binární) Neredukovatelnost znaků př. délka hrudi dlouhošíjek způsobuje jejich celkově delší tělo Podobnost znaků Homologie podobné znaky mají společný původ Homoplazie podobné znaky nejsou produktem stejného původu: Paralelismus realizace skryté vlohy vícekrát (tracheální žábry jepic a pošvatek) Konvergence podobnost vzniká pod tlakem prostředí (tvar těla delfínů, žraloků a ryb, bezkřídlost hmyzu) Analogie podobnost daná funkcí křídlo ptáků a netopýrů 8

9 Hodnocení znaků Objektivita znaku těžko posoudit Tempo vývoje znaků není rovnoměrné a znaky jsou specifické pro různé taxony Přítomnost znaku je důležitější než jeho nepřítomnost (vši a blechy jsou bezkřídlé ) Komplexní znaky jsou důležitější než znaky jednoduché Každý znak: autapomorfie (= evoluční novinka) synapomorfie symplesiomorfie apo-morfie = od-lišnost / plesio-morfie = tvarová blízkost Variabilita znaků Genetická Negenetická Individuální vývoj, cyklomorfózy Sociální kasty hmyzu Ekologická dle podmínek prostředí Závislá na hustotě populace Allometrická nerovnoměrná Traumatická poškození Neurohumorální barvoměna Cyklomorfóza střídání pohlavních a asexuální fáze Koncepce druhu Typologická existují ideální typy (Platón) Taxonomická morfologicky identické skupiny Nominalistická druh neexistuje, je to jen jméno Biologická skupina aktuálně či potencionálně se křížících populací (Reprodukčně Izolační Mechanismy) Evoluční stejný předek a vývoj Ekologická podle niky Fylogenetická množí se a liší se 9

10 Problémy s koncepcemi druhu Sledování RIM Hybridizace Geografická izolovanost Nepohlavně se množící druhy Kryptické druhy (sibling species) Chybějící mezičlánky Evoluční trendy Dělení druhů Dle vnitrodruhové variability Monotypické Polytypické mají více poddruhů Dle rozmístění Allopatrické Sympatrické Parapatrické Vnitrodruhové kategorie Subspecies poddruh, obvykle geografická rasa Semispecies vypadají stejně, ale moc se nekříží Mikrospecies u klonálně se množící populace Ekotyp sympatricky, ale ekologicky odlišené Varieta malá morfologická odlišnost Rasa známe genealogii, u chovatelů Klína (cline) populace se mění na gradientu prostředí 10

11 Nomenklatorika Mezinárodní pravidla zoologické nomenklatury Čeština Presl (1821), Opavský systém (1951), NM v Praze (aktuálně) Binomická nomenklatura = 2slovný název druhu Občas i zkratky Carabus sp. (nějaký druh rodu Carabus) Carabus spp. (nějaké druhy rodu Carabus) Carabus agg. cancellatus (druhy z agregace kolem Carabus cancellatus) Nomenklatorika použitelnost jmen Konkrétní taxon (nelze popsat hypotetický druh) Popis publikovaný Latinská písmena Alespoň dvě písmena (netopýr Ia io Thomas, 1902, viz Druhové jméno musí být jedno slovo Druhové jméno musí odpovídat gramatickému rodu rodového jména Tautonyma (Bison (Bison) bison bison) Nomenklatorika autorství a priorita Autor jména poprvé použil jméno druhu Priorita nejstarší je platné, ostatní jsou mladší synonyma Změna kombinace = autor v závorkách Ips typographus (Linné, 1758) = Dermestes typographus Linné, 1758 Tzn. Linné popsal v roce 1758 lýkožrouta smrkového v rodu Dermestes (kožojed), posléze byl (někým, někdy) vytvořen nový rod Ips, kam byl tento druh přesunut. Na znamení změny se píše jméno autora původního popisu v závorce. 11

12 Nomenklatorika názvové typy a koordinace Názvový typ pro každý taxon (nominotypický princip) každá čeleď má typový rod každý rod má typový druh každý druh má typový exemplář Vyšší taxony se jmenují podle názvového typu podřízeného, autor taxonu je stejný pro celou skupinu daného taxonu (např. čeleď včetně nad- i pod-) Nomenklatorika synonyma a homonyma Synonyma více jmen stejného taxonu priorita staršího Objektivní synonymum po přeřazení do jiného rodu, kde už je tento druh nomen novum Subjektivní synonymum myslím, že tyto 2 druhy jsou stejné Homonymum stejné slovo pro různé věci Mladší homonymum není platné Primární a sekundární (po revizi) homonymum Typový materiál Názvové typy nutné pro revize Typová série Holotyp jedinec, podle nějž je taxon popsán Paratyp další jedinec z typové série v popisu se většinou popisuje i variabilita na základě paratypů Syntyp nebyl-li určen holotyp, všichni jedinci typové série Lektotyp nově stanovený holotyp ze skupiny syntypů Paralektotyp ostatní jedinci ze syntypové série Neotyp v nouzi nutno stanovit např. materiál z typové lokality Alotyp typový jedinec opačného pohlaví (sex. dimorfizmus) Hapanotyp vývojová stádia 12

13 Sbírky Srovnávací sbírka Typová sbírka Expoziční sbírka další Taxonomická literatura Taxonomický klíč pro identifikaci Popisy taxonů a nomenklatorické změny taxonů Taxonomické revize Seznamy druhů (check-list) Sbírkové katalogy Mají ještě taxonomové co na práci? <10% oceánů zkoumáno z hlediska biodiverzity nerovnoměrnost: charismatické skupiny, velká zvířata, taxony sdílející areál s taxonomy 13

14 Taxonomická inflace hrubý biologický vs jemný fylogenetický koncept druhu: trend povýšení poddruhů na druhy cca 50% zvýšení počtu druhů! inflace, nafukování diverzity 14