Speciace a extinkce. Druh

Podobné dokumenty
World of Plants Sources for Botanical Courses

World of Plants Sources for Botanical Courses

Systematická biologie je věda o rozmanitosti organizmů (E. Mayr 1969: Principles of systematic zoology. Mac Graw Hill Book Co., New York X+428 p.).

Základy botaniky vyšších rostlin. Zdeňka Lososová

Systém a evoluce obratlovců I.Úvod

Taxonomický systém a jeho význam v biologii

Fylogeneze a diverzita obratlovců I.Úvod

Úvod do studia biologie vyučující: Mgr. Blažena Brabcová, Ph.D. RNDr. Zdeňka Lososová, Ph.D. Mgr. Robert Vlk, Ph.D. Mgr. Martina Jančová, Ph.D.

World of Plants Sources for Botanical Courses

Jaro 2010 Kateřina Slavíčková

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Aplikace DNA markerů v mykologii a molekulárni taxonomii


Systém a evoluce živočichů

Populační genetika III. Radka Reifová

Strom života. Cíle. Stručná anotace

Moravské gymnázium Brno s.r.o. RNDr. Monika Jörková. -pro učitele i žáky

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Úvod (1) Pojem a rozdělení biologie, biologické vědy, význam biologie. (1/1) Pojem a rozdělení biologie, biologické vědy, význam biologie.

Využití molekulárních markerů v systematice a populační biologii rostlin. 12. Shrnutí,

Zvyšování konkurenceschopnosti studentů oboru botanika a učitelství biologie CZ.1.07/2.2.00/

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Otázka: Jednobuněční živočichové. Předmět: Biologie. Přidal(a): stejsky. Živočichové

Biologie - Oktáva, 4. ročník (humanitní větev)

World of Plants Sources for Botanical Courses

Systematická biologie B51 volitelný předmět pro 4. ročník

Biologie - Oktáva, 4. ročník (přírodovědná větev)

Rekonstrukce biogeografické historie: outline přednášky

Základní pojmy I. EVOLUCE

Maturitní témata - BIOLOGIE 2018

Systém a fylogeneze strunatců

Základy zoologické systematiky

Výuka genetiky na Přírodovědecké fakultě UK v Praze

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Molekulární základy genetiky

PROBLÉMY ŽIVOTNÍHO PROSTŘEDÍ ORGANISMY

Mendelistická genetika

Gymnázium Aloise Jiráska, Litomyšl, T. G. Masaryka 590

Paleogenetika člověka

M A T U R I T N Í T É M A T A

Maturitní témata Biologie MZ 2017

GENETIKA 1. Úvod do světa dědičnosti. Historie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Systém rostlin Část vyšší rostliny

Tribsch A., Schönswetter P. & Stuessy T. (2002): Saponaria pumila (Caryophyllaceae) and the Ice Age in the European Alps. American Journal of Botany

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Využití DNA markerů ve studiu fylogeneze rostlin

Obecná charakteristika živých soustav

Předmět:: Přírodopis. Savci funkce základních orgánů. Savci - anatomie a morfologie typických zástupců skupin živočichů, funkce orgánů

MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE CZ.1.07/2.2.00/ Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin Úvodní přednáška Petr Bureš

6. Kde v DNA nalézáme rozdíly, zodpovědné za obrovskou diverzitu života?

Vědní odvětví orientovaná na poznávání rostlinstva. Nauka o lese 001

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Vzdělávací obsah vyučovacího předmětu

Okruhy otázek ke zkoušce

Druhový koncept a asexuální organismy

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Genetika zvířat - MENDELU

Proměnlivost a evoluce rostlin

Ekologie Ing. Vladimír Hula, PhD.

Proměnlivost a evoluce rostlin. Petr Smýkal Katedra botaniky, PřF UPOL 2012/13

Sylabus kurzu: Biologie

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Zkoumání přírody. Myšlení a způsob života lidí vyšší nervová činnost odlišnosti člověka od ostatních organismů

SSOS_ZE_1.10 Příroda projevy živé hmoty

Botanika cévnatých rostlin

Nové směry v evoluční biologii. Jaroslav Flegr Katedra filosofie a dějin přírodních věd Přírodovědecká Fakulta UK Praha

Obecná biologie Obecné vlastnosti živých soustav Uspořádání živých soustav

Vzdělávací obsah vyučovacího předmětu

Dědičnost pohlaví Genetické principy základních způsobů rozmnožování

Přínos k rozvoji klíčových kompetencí:

Systém a evoluce vyšších rostlin Petr Bureš. Petr Bureš: Prezentace přednášky Systém a evoluce vyšších rostlin - část 1.

Příloha č. 2. Záznamová tabulka k prezentacím

obecné vlastnosti živých soustav soustav teorie evoluce Zeměpis, Dějepis 1. ročník prokaryotní a eukaryotní buňka buňka - stavba a funkce

6.10 Biologie Charakteristika vyučovacího předmětu

Kompetence komunikativní modul vede žáky k umění vyjadřovat se přiměřeně situaci

MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE CZ.1.07/2.2.00/ Systém a evoluce vyšších rostlin Úvodní přednáška Petr Bureš

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

L. acidophilus_(psmm _ TIDE):

Učební osnovy předmětu Biologie

Genotypy absolutní frekvence relativní frekvence

Základy genetiky populací

Cvičeníč. 9: Dědičnost kvantitativních znaků; Genetika populací. KBI/GENE: Mgr. Zbyněk Houdek

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Teorie neutrální evoluce a molekulární hodiny

PŘÍLOHA NAŘÍZENÍ KOMISE V PŘENESENÉ PRAVOMOCI (EU) /...

Doprovodný materiál k práci s přípravným textem Biologické olympiády 2014/2015 pro soutěžící a organizátory kategorie B

Aplikované vědy. Hraniční obory o ţivotě

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

Výukový materiál zpracován v rámci operačního projektu. EU peníze školám. Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

5.11 BIOLOGIE. 3. ročník / septima. 2. ročník / sexta

Hospitace ve III. ročníku Waldorfského lycea v Praze u O. Ševčíka

Přírodopis. 8. ročník. Obecná biologie a genetika

4. Úvod do kladistiky. kladogram podobnost a příbuznost homologie (sym)plesiomorfie, (syn)apomorfie polarizace znaků kritérium parsimonie

1. Systematika, taxonomie a stručný přehled jejich historického vývoje

zaměřuje se často na prvky, které v souvislosti s porozuměním sledovaných jevů nemusejí být nedůležité.

Typologická koncepce druhu

- taxonomicky jeden z nejobtížnějších rodů v Evropě (ca druhů)

Transkript:

Speciace a extinkce Druh

Tři procesy biogeografie evoluce vymírání šíření = tři základní způsoby jimiž organismy odpovídají na prostorovou a časovou dynamiku geografických podmínek jen pro připomenutí o šíření jsme mluvili posledně

Evoluce a vymírání evoluce má za následek vznik nových druhů = speciace probíhá v čase a prostoru a je závislá na geografických podmínkách vymírání (extinkce) finální fáze evoluce spojeno s dlouhodobým a rozsáhlým zmenšováním areálu druhu

Druh je základní jednotkou biogeografie vyvíjející se entity, které mají jedinečné společné vlastnosti definice jsou různé problémů je mnoho, hlavním ale je pohlavní versus nepohlavní rozmnožování nepohlavní klony geneticky vzdálené ostatním klonům populací tvořících jeden druh pohlavní nehierarchické genetické vazby mezi jedinci vzniklé na základě předávání částí genomů pohlavním rozmnožováním = tokogenetické vazby

genová diferenciace v pohlavním a nepohlavním rozmnožování Lomolino et al., 2010, s. 208

Druh definice jsou různé problémů je mnoho hlavním ale je pohlavní versus nepohlavní rozmnožování základem speciace je dělení (kladogeneze) mateřského druhu na dva nebo více druhů dceřiných, které mají následně samostatný speciační vývoj genová diferenciace v pohlavním rozmnožování, Lomolino et al., 2010, s. 209 vlevo

Druh definice jsou různé problémů je mnoho hlavním ale je pohlavní versus nepohlavní rozmnožování základem speciace je dělení (kladogeneze) mateřského druhu na dva nebo více druhů dceřiných, které mají následně samostatný speciační vývoj v některých případech je však možné mezidruhové křížení dceřiných druhů = mezidruhová hybridizace typická pro vývojově mladé druhy»

Např. křížencem rosnatky anglické (Droseraanglica) a r. okrouhlolisté (D. rotundifolia) je r. obvejčitá (D. x obovata) Prostřední foto: http://botany.cz/foto/droseraobovata2.jpg

Co je to druh? = Jak definovat ony jedinečné společné vlastnosti? identifikováno je 22 přístupů

Co je to druh? Ernst Mayr (1904-2005) definuje druh jako soubor aktuálně nebo potenciálně se křížících populací oddělených reprodukční bariérou od ostatních takových souborů = biologický koncept druhu tato definice se však hodí pro sexuálně se rozmnožující biparentální organismy (většina živočichů)

Co je to druh? např. u rostlin nejsou mezidruhové bariéry tak silné časté jsou organismy uniparentální pohlavní rozmnožování není u mnoha skupin dominantní morfologický koncept druhu druhem jsou nejmenší skupiny, které lze důsledně a trvale odlišit obvyklými způsoby = nejčastější případ v praktickém odlišování druhů proto můžeme z praktického hlediska druh definovat jako: taxonomicky jednotný nejmenší soubor populací jedinců v určitém prostoru a čase (např. Novák et Skalický, 2008) jedinci druhu se tak vyznačují dočasným souborem dědičných znaků shodnými genetickými vlastnostmi (genotyp), kterými se zřetelně (hiátem) oddělují od ostatních druhů jedinci druhu mají shodné morfologické znaky (fenotyp) fyziologické procesy ekologické nároky

Co je to druh? druh má společný původ zaujímá určitý geografický areál jedinci druhu se vzájemně kříží dávají sobě podobné potomstvo v buněčných jádrech mají určitý počet chromozomů v přírodě se jedinci jednoho druhu nekříží s jedinci jiných druhů, bariéra mezi jednotlivými druhy se může realizovat nejen geneticky, ale například i geograficky ekologicky temporálně

Co je to druh? definice založené na společném předku = monophyly fylogenetický koncept druhy jsou identifikovány na základě společných předků metodami fylogenetické systematiky

Systematická biologie je charakterizována snahou o uspořádání objektů, jevů a pojmů podle určitých zvolených principů, a tedy systém je logickou konstrukcí je poplatný stavu poznání v době svého vzniku s postupujícím poznáváním dalších věcí se mění v současnosti dominují dva typy systémů hierarchické systémy založené na biologickém a morfologickém konceptu druhu fylogenetické (kladistické) systémy založené na fylogenetickém konceptu druhu

Systémy Hierarchický druh založen na nomenklatorickém typu Fylogenetický druh často charakterizován číslem vztahujícím se k určité kultuře nebo položce Simpson (2010) Simpson (2010)

Hierarchické systémy historicky starší základní jednotkou hierarchického systému je druh (Species). Carl von Linné (1707-1778) zavedl binární názvosloví (= binomická nomenklatura) jméno každého druhu je tvořeno rodovým jménem a druhovým epitetem (většinou přídavné jméno) např. Humuluslupulus L. (chmel otáčivý). Nedílnou součástí vědeckého jména je zkratka autorova jména, který druh popsal, zde sám Linné. každý druh je zařazen do přesně stanoveného pořadí (hierarchie) systematických skupin (jednotek) hlavními v sestupném pořadí jsou: říše (Regnum), oddělení (Divisio), třída (Classis), řád (Ordo), čeleď (Familia) a rod (Genus) konkrétní obsah takové jednotky nazýváme taxon, například Rosales, Canabaceae (konopovité), Humulus lupulus, atd. zařazení taxonů do systému se nazývá klasifikace.

Přehled základních taxonomických kategorií Regnum říše (various) Plantae Divisio oddělení -phyta Magnoliophyta Subdivisio -phytina Magnoliophytina Classis třída -opsida Magnoliopsida Subclassis -idae Asteridae Superordo -anae, [-iflorae] Asteranae Ordořád -ales Asterales Subordo -ineae Asterineae Familia čeleď -aceae Asteraceae Subfamilia -oideae Asteroideae Tribus shluk -eae Heliantheae Subtribus -inae Helianthinae Genus rod (various) Helianthus Subgenus (various) Helianthus Sectio sekce (various) Helianthus Species druh (various) Helianthus annuus Subspecies (various) Helianthus annuus ssp. annuus Varieta varieta (various) Helianthus annuus var. annuus forma

Národní, odborná a vědecká jména organismů rostliny získané šlechtitelskou činností (výlučně péčí člověka a člověkem jsou udržované) jsou označovány jako kultivary (kulturní odrůdy = cultivated variety = cv.) (píše se buď do uvozovek nebo se zkratkou cv.) Papaver somniferum L. Opal nebo Papaver somniferum L. cv. Opal

Národní, odborná a vědecká jména organismů Označení kříženců před druhovým názvem se píše x Magnolia x soulangeana Fragaria xmagna Sp. div. (lat. Species diversae) znamená že jde o různé druhy uvedeného rodu Carex sp. div. (= různé druhy ostřic)

Hierarchické systémy Linnéův systém založený na formálních znacích je však umělý následovaly snahy vytvořit přirozený hierarchický systém nedostatkem byly subjektivní závěry o příbuznosti organismů

Fylogenetické (fyletické, kladistické) systémy jsou podstatně mladší jejich teoretickým základem je Evoluční teorie o původu druhu Ch. Darwina (1809-1882) z roku 1859. termín fylogeneze poprvé použil roku 1878 E. Haeckel (1834-1919) pro historický vývoj druhů a celých skupin organismů jeho fylogeneze byla postavena na srovnání ontogenetického vývoje, zejména embryologii, morfologii a anatomii, velký význam přikládal paleontologickým nálezům, vztahy mezi organizmy vyjadřoval pomocí fylogenetických stromů v nichž výchozí vývojově jednoduší organismy jsou předky vývojově dokonalejších organizmů

Fylogenetické (fyletické, kladistické) systémy postupné zdokonalování fylogenetických systémů, využití metod numerické taxonomie (fenetika) (statistické stanovení podobnosti na základě komplexu znaků) vzniká kladistika = fylogenetika ta studuje podobnost mezi organismy na základě velkého množství znaků s cílem stanovit jejich vývojovou příbuznost hierarchii v přírodě můžeme vyjádřit pomocí rozvětveného diagramu = kladogram = dendrogram. při konstrukci fylogenetických stromů se z několika možných kladogramů vybírá různými metodami (např. parsimonie) ten nejpravděpodobnější

Fylogenetické (fyletické, kladistické) systémy Fylogenetické stromy Systematické skupiny jsou definovány podle vztahu ke společnému předkovi Simpson (2010) Jedinou přirozenou skupinou ve smyslu fylogenetiky je skupina monofyletická zahrnuje společného předka a liší se od jiné skupiny, která má jiného společného předka tato skupina se v kladistice považuje za základní taxon a nazývá se větev neboli klad

Fylogenetické (fyletické, kladistické) systémy základním kritériem klasifikace je evoluční příbuznost vychází z toho, že znaky, které druhy nesou, vznikly v evoluci postupně smyslem je spojovat skupiny se společnými předky, sdílející nově se v evoluci objevivší znak = apomorfii

Fylogenetické (fyletické, kladistické) systémy opakem apomorfie je pleziomorfie = znaky primitivní Apomorfie semenných rostlin Apomorfie vyšších rostlin kromě mechorostů Apomorfie (nově se objevivší znak) všech Simpson (2010) zelených rostlin

Fylogenetické (fyletické, kladistické) systémy v současnosti je fylogenetické studium doménou molekulární taxonomie vychází z poznatku, že všechny organismy mají společný vývojový základ, kterým je dědičnost založená na NK, jež jsou univerzálním materiálem dědičnosti = důkaz monofyletického původu života na Zemi s historií delší než 3 miliardy let pracuje podobně jako klasické srovnávací metody, ale při objektivním zpracování výsledků není jako klasické metody omezena počtem srovnávaných znaků můžeme hodnotit téměř nekonečné množství znaků a pracovat s homologickými úseky molekul různých organismů využívá ke zjištění příbuznosti mezi organismy přednostně vývojově konzervativní geny (které se vyznačují malou rychlostí mutačních změn) umožňuje zjištění časového průběhu divergentního vývoje

Cíle tvorby fylogenetických systémů snaha o vytvoření univerzálního systému organismů vyjadřující jejich historický vývoj a příbuzenské vztahy http://www.ohio.edu/phylocode obrovské uplatnění ve vědecké biogeografii vazby vývoje kladistických taxonů a geologického vývoje v současné době snaha hierarchické a kladistické systémy sbližovat vytvořit univerzální systém organismů (stromy života, tree of life)

Nižší jednotky existují i nižší klasifikační jednotky pro populace, které vykazují v rámci jasně definovaného druhu specifické vlastnosti poddruh = geografická rasa = varieta ekotyp vázán na specifická stanoviště phylogroup definována na základě mtdna a cpdna

Použitá literatura Divíšek, J., Culek, M. & Jiroušek, M. (2010). Biogeografie. Brno: MU. dostupné na http://is.muni.cz/do/rect/el/estud/prif/ps10/biogeogr/web/u vod.html Lomolino, M. V., Riddle, B. R., Whittaker, R. J., & Brown, J. H. (2010). Biogeography. Sunderland: SinauerAssociates. Simpson, M. G. (2010). Plant Systematics. Burlington, Elsevier.