Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
BIOLOGICKÁ KLASIFIKACE ROSTLIN Radim J. Vašut
Gnetophyta
Gnetophyta Dvoudomé i jednodomé dřeviny Náznak 2-tého oplození Redukce mikroprotália Eustélé bez pryskyř. Kanálků, atypické tracheje
Ephedridae 1 rod, 40 druhů, stepní až aridní oblasti 2vajíčka / 2 archegonia Přeličkovitý vzhled
Ephedra distachya jediný zástupce ve středoevropské flóře (Slovensko)
Gnetidae Dvoudomé i jednodomé dřeviny Náznak 2-tého oplození Redukce mikroprotália Eustélé bez pryskyř. Kanálků, atypické tracheje
Gnetum spp. Ca. 30 druhů (tropy) Hromada hadrů Extrémní sucho Až 2000 let
Welwitschiidae Welwitschia mirablis Náznak 2-tého oplození Redukce mikroprotália Eustélé bez pryskyř. Kanálků, atypické tracheje
Welwitschia mirabilis Namib Hromada hadrů Extrémní sucho Až 2000 let
Ginkgophyta jinany
Ginkgophyta Nahosemenné druhotně tlopustnoucí dřeviny Vějiřovitá žilnatina Listy mikrofilního původu Vrchol ve druhohorách Evolučně spojené s Cordaity? Podstatná složka stravy dinosaurů
Ginkgophyta - sex Dvoudomé Pyl je při vysychání polynační kapky vtahován do pylové komory. Uvnitř vyklíčené pylové láčky dva polyciliátní spermatozoidy oid (u cykasů a jinanů se s nimi setkáváme naposledy) oplození vaječné buňky až po odpadnutí semene na zem
Ginkgophyta generativní orgány
Ginkgo biloba JV Čína Vyhynulý? V kultivaci i po celém světě Jedna z 50 esenciálních bylin čínského lidového léčitelství Nepravá semena
Ginkgo biloba brachyblasty Vějířovitá žilnatina dvoudomýd Žluté, namodralé, zapáchající semena Holický areál, u soudu, u ý,, nádraží.
Ginkgo biloba
Trichopityaceae
Pinophyta jehličnany
Pinophyta Conus = šiška Výhradně dřeviny Eustélé Tracheidy, pryskyřičné kanálky Sporofyly šupinovité Pyl vzdušné vaky
Pinophyta - sex Megastrobily: podpůrné a semenné šupiny Mikrostrobily Mikroprotálium redukované 2 vajíčka na hřbetní straně semenné šupiny (vz. jinak) Vajíčko 1 integument, Archegonia Vývoj vajíčka a mikrospóry obdobný jako u cykasů, s tím rozdílem, že ze spermatogenní buňky vznikají 2 neobrvené (!) buňky spermatické (jedna oplozuje oosféru, druhá zaniká)
Pinophyta -sex www.esu.edu
Pinophyta -sex www.esu.edu
Pinophyta - klasifikace Různé názory Pinopsida Více či méně ě řádů a podtříd Vznik nejpozději v karbonu Vrchol v křídě Dnes výrazná dominanta Dnes výrazná dominanta horských a chladných oblastí
Pinophyta - znaky brachyblasty auxiblasty
Vždy dřeviny, žádná bylina Pinophyta - znaky
Pinophyta - znaky
Pinophyta - znaky
Voltziales fosilní Jehnědovité mikrostrobily 2-12 mikrosporangií ií Složené strobily (axilárně) Dole sterilní, nahoře 1 vajíčko
Araucariales blahočetotvaré
Araucariales 3 rody, ca. 40 druhů Statné a výjimečné dřeviny Významná společenstva č (pralesy) Neobvyklá morfologie Tracheidy: Dvojtečky Spirální ztluštěniny
Araucariales - sex Generativní orgány s obrovským početm šupin (1000+) Mikrosporofyly 10-15 prašných pouzder Semenné šupiny redukovány Pyl dopadá dá na okraj podpůrné šupiny a pak velmi dlouhou láčkou prorůstá k vajíčku
Araucariaceae blahočetovité
Araucaria angustifolia blahočet úzkolistý
Araucaria araucana b. čilský
Araucaria excelsa = heterophylla b. ztepilý
Araucaria columnaris
Araucaria bidwillii
Blahočety Nové Kalédonie A. scopulorum A. humboldtensis A. rulei
Agathis (jaka, damaroň)
Agathis (jaka, dfamaroň)
Wollemia nobilis volémie vznešená Živá fosílie, objev v. r. 1994
Podocarpales nohoplodotvaré
Podocarpales 1 čeleď l Podocarpaceae Recentní i fosilní Atypická morfologie Tropy a subtropy převážně jižní polokoule M-strobilus redukce (i jen 1 vajíčko) M-strobilus malý Ekonomicky významné dřevo (Afrika)
Podocarpus (nohoplod)
Parasitaxus ustus (jediný parazitický jehličnan)
Phyllocladus sp. Ph. trichomanoides Ph. toatoa Ph. toatoa
Pinales borovicotvaré
Pinophyta - klasifikace 1 čeleď Pinaceae Pryskyřičné kanálky m-strobily malé, Pyl 2 vzdušné vaky M-strobily obvykle velké Vajíčko na semenné šupině Semane primárně anemochorní 200-500 druhů ČR: 6 druhů (4 rody)
Abies alba jedle bělokorá
Abies concolor jedle ojíněná
Abies grandis
Picea abies smrk ztepilý
Picea pungens smrk pichlavý
Picea omorica smrk omorika
Tsuga canadensis jedlovec kanadský
Pinus sylvestris borovice lesní
Pinus mugo borovice kleč
Pinus unicinata subsp. uliginosa borovice blatka
Pinus nigra borovice černá
Pinus pinea borovice pinie
Pinus halepensis
Pinus aristata borovice osinatá
Pinus strobus borovice vejmutovka
Larix decidua modřín opadavý
Cedrus libanii cedr libanonský
Cupressales cypřišotvaré
Cupressales - úvod 1 velice heterogenní čeleď Cupressaceae Pravé cypřiše monofyletický původ Taxodiaceae parafyletický původ, značně heterogenní; archaické druhy Pyl bez vzdušných vaků Strobily velmi drobné z malého počtu křižmostojných šupin Semena bez křídel
Cupressaceae s. str.
Juniperus communis s. str. jalovec obecný
Juniperus sabina jalovec chvojka
Thuja plicata zerav obrovský
Thuja occidentalis zerav západní
Thuja orientalis = Platycladus orientalis
Chamaecyparis lawsoniana
Cupressus sempervirens cypřiš pravý
Metasequoia glyptostroboides metasekvoje čínská
Sequoia sempervirens sekvoj vždyzelená
Sequoiadendron giganteum sekvojovec obrovský
Sequoiadendron giganteum
Cryptomeria japonica kryptomérie japonská
Sciadopithys verticillata pajehličník přeslenitý
Cephalotaxales hlavotisotvaré
Cephalotaxus 1 rod Cephalotaxus Značně redukované strobily Semeno vytváří peckovicovitý útvar (nepravé semeno)
Cephalotaxus hlavotis
Taxales tisotvaré
Taxales 1 čeleď Taxaceae Ca. 20 druhů, u nás 1 Strobily malé, značně redukované, axilárě M-strobilus 1 terminální vajíčko m-strobilus 8-10 mikrosporofylů Míšek (epimatium)
Taxus baccata tis červený
Magnoliophyta krytosemenné rostliny
Magnoliophyta Evolučně nejodvozenější a nejúspěšnější skupina rostlin na světě Dominanta většiny biomů Značná pestrost a variabilita Celosvětové rozšíření
Magnoliophyta
Magnoliophyta - vlastnosti eustélé Heteroxylární xylém Udř dřevin druhotné tloustnutí t tí (letokruhy)
Magnoliophyta - vlastnosti Listy megafylní Extrémně proměnlivý tvar žilnatina
Magnoliophyta - květ tzv. pravý květ Složený útvar Květní obaly Tyčinky y Plodolisty Značná č variabilita
Magnoliophyta - květ http://visual.merriam webster.com
Magnoliophyta plodolisty, pestík Soubor plodolistů pestík
Magnoliophyta plodolisty, pestík
Magnoliophyta dvojité oplození
Magnoliophyta dvojité oplození
Magnoliophyta megagametogeneze
Magnoliophyta sex, odchylky
Magnoliophyta evoluce a klasifikace Klasický systém postavený na studiu morfologie a anatomie versus Kladistický systém postavený především na molekulárně fylogenetických analýzách
Magnoliophyta klasické Klasikové Takhtadjan, Cronquist, Thorne, Reveal aj. systémy 2 všeobecně uznáváné třídy a různý počet podtříd (každý autor jinak) Magnoliopsida (dvouděložné) Liliopsida (jednoděložné)
Magnoliophyta APG Kladistický (molekulární) systém jednotný konsensus mnoha světových laboratoří. ANGIOSPERM PHYLOGENY GROUP Aktualizován s odstupy APG I (1998) APG II (2003) APG III (prosinec 2009) Boří tradiční klasifikační kategorie, zůstávají především řády a čeledi. Přednášky jsou postavené na tomto Přednášky jsou postavené na tomto systému
Magnoliophyta APG III Angiosperm Phylogeny Group III (2009): An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG III. - Botanical Journal of the Linnean Society 161: 105 21 APG website http://www.mobot.org/mobot/research/apweb/ org/mobot/research/apweb/
Magnoliophyta původ Původ není zcela znám Pravděpodobně někde v příbuznosti skupin Gnetophyta nebo Cycadeoideophyta neoteniogeneze Williamsonia Magnolia
Magnoliophyta původ ARCHAICKÉ ZNAKY MAGNOLIIDAE Stálezelené druhotně Stálezelené druhotně tloustnoucí dřeviny tloustnoucí dřeviny Zpeřené a střídavé listy Zpeřené a střídavé listy Oboupohlavné, terminální, Oboupohlavné, terminální, symetrické květy symetrické květy Neustálený počet květních Neustálený počet květních struktur, vně zelené, uvnitř struktur, vně zelené, uvnitř barevné barevné Široké (listovité) nitky tyčinek Široké (listovité) nitky tyčinek Velké plodolisty li s přisedlou Velké plodolisty li s přisedlou bliznou bliznou Souplodí měchýřků Souplodí měchýřků 2 dělohy 2 dělohy
Magnoliophyta klasické systémy MAGNOLIOPSIDA 2děl dělohy Hlavní kořen nezaniká Cévní svazky otevřené, v kruhu Listy řapíkaté, p, variabilní Žilnatina zpeřená (či jinak utvářená) Kv. 4-5 četné Kambium (druhotné tloustnutí) LILIOPSIDA 1děl děloha Hlavní kořen záhy zaniká C.s. roztroušené L. většinou nedělené, přisedlé ž. souběžná Kv. 3 četné Bez kambia
Poales (R.Br.) Barnhart jehličnany
Poaceae Kosmopolitně rozšířená čeleď Evolučně vysoce specializovaná Příbuzná čeledi Restionaceae více než 400 rodů atéměř 10 000 druhů Asi 12 podčeledí (podle Hilu 2004)
Poaceae Asi 12 podčeledí (podle Hilu 2004) Anomoochloideae Pharoideae Puleioideae Bambusoideae Ehrhartiodeae (Oryza) Pooideae Centothecoideae Panicoideae (Panicum, Zea) Aristidoideae Danthonioideae Arundinoideae Chloridoideae (Eragrostis)
Poaceaea obecný úvod Vysoce specializovaná na anemogamii redukce květů ve specializované květenství Morfologie vegetativních částí málo variabilní Polyploidní řady Apomixie
Poaceaea Genome evolution Genome celé čeledi podobný = monofyletický původ Evoluce polyploidizací, translokací, redukcí Syntenie
Poaceaea Genome evolution
Poaceaea apomixie i Více typů, 2 5 genů, Aposporie a Diplosporie Především tropické rody (Tripsacum, Pennisetum) Ve střední Evropě: Poa, Calamagrostis, Nardus
Poaceaea morfologie Stéblo s kolénky rovnoběžná žilnatina terminální specializovaný klásek
Poaceaea morfologie Habitus Listy Květenství 2. řádu Klásek (květenství 1. řádu) Květy Mikroskopické znaky Ploidie, Kvantitativní znaky
Habitus Kořeny výběžkaté druhy trsnaté druhy Výbežky vněpochevní vnitropchevní Lodyha přímá vystoupavá poléhavá Kolénka nahloučaná při bázi (Molinia) i
Listy Listová čepel hladká drsná lysá chlupatá (brvitá) plochá, žlábkovitá, štětinovitá Jazýček délka, tvar, odění Ouška Velikost, odění Listová pochva velikost, odění
Klásek Květ 4 Květ 3 Pluška Pluška Květ 2 Plucha Plevy Plucha Plucha Plenky Klásek = primární květenství (1 = Agrostis) Plevy = listeny na bázi klásku, obvykle 2 Plucha = listeny na bázi květu Pluška = srůstem vnějších okv. lístků Plenky = srůstem vnitřních okv. lístků = otvíraní květů Dolní Pleva Horní Pleva
Květenství 2. řádu Klas Klasnatý hrozen Lata Klasnatý hrozen Lata Latnatá květenství Klasnatý hrozen Lata Klas = klásky přisedlé k vřetenu (primární větvi) Hrozen = klásky jednotlivě na větvích navřetenu Lata = klásky na bohatě větvených větvích
Květenství 2. řádu Klas Lichoklas Lichoklas Hrozen 1 straný Prstovitě usp. lata/hrozen Lata Klas Hrozen Lata
Ostatní znaky Mikroskopické znaky řez listem (Festuca) otiskové preparáty (charakter buněk epidermis) charakter stomat Morfometrika ( numerická taxonomie ) Středoevropská specialita, dnes na ústupu ( přeceňování taxonomických hodnot) Měření velikostí zvl. generativních částí rostlin (prašníky, plevy, pluchy, jejich poměry d/š atp.) a jejich statistické vyhodnocení (DCA atp.) Flow cytometrie (determinace pomocí ploidie)
Trávy v Česku 64 rodů VŠUDE Klíč na určení rodů
= S. ioannis Stipa pennata L. kavyl Ivanův ČR: roztr. až hojně v teplých oblastech Suché, kamenité výslunné stráně, lysiny var. puberula
Stipa pennata znaky Pochvy a listy lysé, pochvy hladké (vs. borysthenica) Obilka: hřbetní řada chlupů vždy výrazně delší než sousední, břišní řada končí ve 2/3 pluchy Nejdelší řada chlupů 4 mm od osiny Štětička chlupů na špičce listu
Stipa pulcherrima C. Koch kavyl sličný ČR: V tepl. oblastech roztr. až hojně Výslunné stráně vápnité Výslunné stráně, vápnité hlubší půdy (spraš), kamenité stráně
Stipa pulcherrima znaky Pochvy, listy lysé; stébla lysá (pod květenstvím, pod kolénky) Čepele l mírně ě drsné Obilka: hřbetní řada chybí! břišní až k osině
Trisetum flavescens (L.)P.B. trojštět Holarktis žlutavý ČR: po celém území Louky, pastviny 2n = 4x = 28
Trisetum flavescens znaky Kolénka chlupaté Svrchní část listu chluaptá (ohnout) 3 osiny v kláskuk Květenství leskle žlutozelené Volně trsnaté
Poa L. lipnice Lata Klásky zploštělé Pluchy kýlnaté (V) vždy bez osin, Pluška suchomázdřitá, drobná Kápovitá špička Dvojrýžka Apomixie, hybridizace, introgrese devalvace taxonomie (mnoho pochybných taxonů, pouze na základě morfologie)
Poa pratensis agg. okruh lipnice luční Horní stébelní list nedosahuje ke květenství, Jazýček uťatý, tupý Poa pratensis s.str. Poa angustifolia (Poa stiriaca) Poa humilis
Poa pratensis L. s. str. lipnice luční Hojně rozšířený druh, od nížin do hor Optimum luční biotopy, mezické podmínky 2n =? základní cytotypy asi 5x a 6x + všemožné deriváty díky apomixii a hybridizaci
Poa pratensis s.s. znaky Lata řídká, klásky poměrně velké Pluchy na bázi huninku chlupů Listy vždy ploché (žlábkovité) Jazýček uťatý, ca. 1 mm dl. lysý po okraji pochvy sbíhavý Řídce trsnatá
Poa trivialis L. lipnice obecná ČR: všude Optimum mezické podmínky, ale téměř všude kde je trochu vlhko Diploid! (2n = 14)
Poa trivialis znaky Výběžkatá Lodyha, pochvy, listy = mírně draslavé Horní lodyžní list přesahuje do květenství Jazýček dlouhý, zašpičatělý, až 6 mm
Poa nemoralis L. lipnice hajní ČR: všude, i vysoko v horách Světlé lesy, háje, paseky, křoviny, vzácně výslunné stráně, zdi atp. Dvě pochybné subsp. subsp. nemoralis subsp. rigidula (spíš ekotypy) 2n = 2x, 4x + kdovíco
Poa nemoralis znaky Hitlerka, lipnice hajlní Řídce až hustě trsnaté, vytváří porosty Lodyhy i listy chabé, horní lodyžní list nápadně odstávající ( hajlující ) Klásky drobné, větévky převisléř Bledé Jazýček nepatrný
Poa annua agg. okruh lipnice roční Drobné, hustě trsnaté rostliny Laty malé, nečetně větvené P. annua s. str. (4x) P. supina (2x)
Poa annua L. lipnice roční ČR: hojně, ve vyšších polohách nahrazena P. supina Ruderální stanoviště (pěšiny, okraje cest, úhory, rumiště atp.) U nás 2 pochybné subsp. subsp. annua subsp. mutabilis Tetraploid (2n = 4x = 28)
Poa annua znaky Trsnatá Stébla obvykle vystoupavá, šikmá (mohou však být i přímá!), často kruhovitě rozložená Klásky nenahlučené, ZELENÉ horní pleva 3 žilná dolní pleva 1 žilná pluchy nezřetelně 5 žilné Lata řídká Jazýček horního listu 2 4 mm Prašníky 0,6 6 0,8mm(široké ( široké, 3 5x delší než široké)
Poa riphaea (A. et Gr.) Fritsch lipnice Poa laxa subsp. riphaea jesenická C1 Endemit Hrubého Jeseníku (Petrovy kameny, možná i jinde) Vlhké skalky, štěrbiny Introgrese P. glauca P. Introgrese P. glauca P. nemoralis? (pratensis?) Blanka Brandová, 2007
Poa riphaea znaky Trsnaté, Rostliny sivé, tuhé Čepel h.l. kratší než pochva Jazýček 1,7 2,5 mm Lata přímá, hustá, dolní větévky jednotlivé Klásky špinavě ě šedozelené (obvykle) Blanka Brandová, 2007
Briza media eda třeslice prostřední louky, pastviny, meze Hojná kvete květen až kvete květen až červenec
Briza media - třeslice prostřední volně trsnatá, vytrvalá lata rozkladitá klásky srdcovité pluchy bez osin
Arhenatherum elatius (L.) J. Presl et C. Presl ovsík vyvýšený ČR: hojně ě Louky Arrhenatherion 2n = 28 subsp. bulbosum (J EU)
Arhenatherum elatius Vytrvalá, trsnatá Listy téměř lysé, slabě drsné, chabé, pozvolna do špičky zúžené Klásky 2květé Osina vyrůstá ze hřbetu Obilky chlupaté Jazýček uťatý, Jazýček uťatý, krátký
Festuca L. kostřava taxonomicky komplikovaný (Drymeia, Schoedonorus) 80 druhů, převážně polyploidní Hybridizace, kulturní šlechtění (Lolium) základní chromozomové číslo (x=7) stejné jako u rodu Lolium + chromozomy podobné velikosti a podobný idiogram snadné křížení x Festulolium Aschers. et Graebn. - vytrvalé, drobné až statné - listy široké až nitkovité - květeství lata - klásky vícekvěté, na hřbetě oblé - pluchy zpravidla osinkaté, chlupaté i lysé - důležitý dianostický znak je uložení sklerenchymu na průřezu listem sterilních výběžků v horní ⅓ ½ délky
Festuca ovina L. kostřava ovčí ČR: termofytikum střední polohy, hlavně Český masiv světlé lesy suché doubravy, lemy, písčiny, pastviny, sušší louky na kyselých půdách sv. Violion caninae, Genistion atp. 2n = 2x = 14, 28
Festuca ovina znaky hustě trsnaté, zelené (vz. sivé) lodyha málo uzlů (1 2) pochvy sterilních výhonů pevné, slámové vždy bez vněpochevních výběžků listy sterilních výhonů svinuté, měkké středně tuhé listové pochvy sterilních výhonů otevřené až k bázi sklerenchym tvoří souvislý prstenec pod epidermis velmi variabilní v barvě, ojínění, odění klásků atp.