Syllabus přednášky Systém a fylogeneze vyšších rostlin I. roč. Ma-Bi, Bi-Ch, Bi+Ze, matematická biologie, systematická biologie, obecná biologie, molekulární biologie jarní semestr 2004 přednáška 2 hod./týd. - Zk: RNDr. Petr Bureš, Ph.D. cvičení 2 hod/týd. - Z: Ing. Jiří Danihelka, Ph.D. Mgr. Olga Rotreklová, Mgr. Sierra Dawn Stoneberg-Holt, I. Všeobecná ustanovení: Tento sylabus sleduje 2 účely: prezentovat systematické uspořádání, podle něhož se látka k vyšším rostlinám přednáší a zkouší vyznačit stupeň důležitosti jednotlivých taxonů a jejich skupin a tedy i stupeň pozornosti, která jim má být při studiu věnována (to je vyjádřeno pomocí symbolů A, B, C, D) Důležitost okruhů: A: důležitá látka, vyžadující podrobnou znalost, dále pak i znalost všech zástupců, důležitých z hlediska evolučního, morfologického, či zástupců významných z hlediska užitkového či jinak pro člověka důležitých. B: méně důležitá látka, vyžadující povšechnou, méně hlubokou znalost základní charakteristiky taxonu jako celku, dále pak i znalost vybraných významnějších zástupců - zejména druhů a rodů u nás domácích a rodů či druhů užitkových. C: doplňková látka, vyžadující orientační znalost, u vyšších taxonů je nutno znát zejména jejich evoluční význam a nejzákladnější morfologické znaky, u taxonů nižších (čeledí) krytosemenných není třeba podávat morfologickou charakteristiku čeledi, ale postačí pouze vyjmenovat významnější zástupce a zmínit jejich význam. D: stačí umět příslušný taxon zařadit do systému a zmínit několik významných zástupců. Termín "zástupci" se rozumí relativně - jsou pod ním rozuměny řády a čeledi ve vztahu k oddělením, třídám a podtřídám, resp. čeledi, rody a druhy ve vztahu k řádům a čeledím. II. Studijní okruhy ke zkoušce Předmět studia a metody systematické botaniky (A) Základní pojmy a jejich vymezení: systematická botanika, její předmět studia; klasifikace a její typy; klasifikační systém;determinace a identifikace; jednotky a taxony; systém evoluční a přirozený; druhy a populace, teoretické principy klasifikačního systému; znaky a jejich typy, znaky kvalitativní a kvantitativní - biometrika, fenetika a numerická taxonomie, podobnost vers. fylogenetická příbuznost, experiment v systematické botanice, analýza a syntéza jako metody systematické botaniky, terénní observace a herbář - z čeho sestává herbářová scheda; Pracovní metody systematické botaniky (s příklady a poznámkami k historii jejich vývoje): fyziognomickomorfologické, anatomické, karyologické, chemické, molekulární, genetické, ekobiologické, geobotanické, fytochorologické, paleobotanické. Stručný přehled vývoje klasifikace rostlin (B) Předchůdci systémů - Theophrastos, renesanční herbáře, bylináře a rostlináře; systémy umělé - Cesalpino, Linné; systémy přirozené (Co je systém přirozený?) - Adanson, de Jussieu; nejdůležitější podmínky rozvoje systematiky v 19. stol.; podmínky a hlavní faktory vývoje systematiky ve 20. století Taxonomické jednotky a základní principy botanické nomenklatury (A) Taxonomické jednotky; zásady: priority a typizace; změny jmen; vyloučení homonymity; přesun ve směru horizontálním a vertikálním; popis a publikace jména; odlišnosti zoologické nomenklatury oproti botanické
Evoluční mechanismy vyšších rostlin (B - prolíná se s jinými předměty) Mikroevoluce - speciace - makroevoluce; mechanismy evoluce, genové mutace, transport genů, mezidruhová hybridizace a její důsledky, breeding systémy rostlin, izolace, selekce, genetický posun, rozdíly mezi evolucí živočichů a rostlin; telomová teorie, teorie strobilární (euanthiová), teorie pseudanthiová. Vyšší rostliny - Embryobionta (A) Postavení Vyšších rostlin v základním makrosystému organizmů, podstatné znaky vyšších rostlin; spóra a semeno, gametofyt a sporofyt; sporofyly a trofofyly, izosporie a heterosporie; stáří a fylogenetický původ Cormobiont; kolonizace souše rostlinami a její morfogenetické důsledky; diferenciace pletiv; základní systém vyšších rostlin; trendy evoluce vyšších rostlin. Mechorosty (A) Anthocerophyta (B) Anthoceraceae (C) Notothylaceae (D) Marchantiophyta (A) Marchantiopsida (B) Sphaerocarpidae (D) Marchantiidae (B) Jungermanniopsida (C) Metzgeriidae (C) Jungermanniidae (C) Bryophyta (A) Takakiopsida (D) Sphagnopsida (B) Andreaeopsida (D) Polytrichopsida (B) Bryopsida (B) Ryniofyty (A) Cooksoniophyta (C) Rhyniophyta (B) Zosterophyllophyta (B) Zosterophyllales (C) Asteroxylales (C) Trimerophytopsida (B) Lycopodiophyta - plavuně (A) Lycopodiopsida (A) Drepanophycales (C) Lycopodiales (B) Phylloglossales (D) Selaginellopsida (B) Isoetopsida (B) Protolepidodendrales (D) Lepidodendrales (C) Isoetales (B) Psilotophyta - prutníky (B) Equisetophyta - přesličky (A) Hyenopsida (D) Pseudoborniopsida (D) Sphenophyllopsida (D) Equisetopsida (A)
Calamitales (C) Equisetales (B) Polypodiophyta - kapradiny (A) Cladoxyloidae (D) Zygopteridiidae (D) Ophioglossidae (B) Maratiidae (D) Polypodiidae (A) Marsileidae (B) Salviniidae (B) Pteridospermophyta - kapraďosemenné (C) Progymnospermophyta - pranahosemenné (C) Cycadophyta - cykasy (A) Cycadopsida (A) Cycadeoideopsida (= Bennettitatae) (B) Cordaitophyta - kordaity (B) Ginkgophyta - jinany (B) Pinophyta (= Coniferae) - jehličnany (A) Pinopsida Voltziales (= Lebachniales) (D) Araucariales (C) Podocarpales (C) Pinales (A) Cupressales (B) Taxales (B) Cephalotaxales (D) Gnetophyta - lijánovce (B) Ephedridae (B) Gnetidae (B) Welwitschiidae (B) Magnoliophyta - krytosemenné (A) primitivní krytosemenné: Amborellaceae (D) Illiciaceae (D) Nymphaeaceae (B) Rafflesiaceae (D) Schizandraceae (D) Ceratophyllaceae (D) Lauraceae (C) Annonaceae (D) Magnoliaceae (B) Myrsiticaceae (D) Aristolochiaceae (C) Piperaceae (C) Monocotyledones primitivní jednoděložné
- Acorales Acoraceae (D) - Alismatales Alismaceae (C) Butomaceae (D) Araceae (C) Lemnaceae (C) Hydrocharitaceae (D) Potamogetonaceae (D) pravé jednoděložné Liliidae - Liliales Liliaceae incl. Colchicaceae et Triliaceae (A) - Asparagales Agavaceae (D) Alliaceae (B) Amaryllidaceae (C) Asparagaceae (C) Convallariaceae (C) Hyacinthaceae (D) Iridaceae (B) Orchidaceae (B) - Dioscoreales Dioscoreaceae (D) - Pandanales Pandanaceae (D) Commelinidae - Arecales Arecaceae (C) - Commelinales Commelinaceae (C) - Zingiberales Musaceae (C) Zingiberaceae (C) Cannaceae (D) - Bromeliales Bromeliaceae (C) - Poales Poaceae (A) Juncaceae (B) Cyperaceae (B) Restionales (D) Sparganiaceae (C) Typhaceae (C) Dicotyledones primitivní dvouděložné - Ranunculales Ranunculaceae (A) Berberidaceae (C) Papaveraceae incl. Fumariaceae (B) - Proteales Nelumbonaceae (D) Platanaceae (C)
Proteaceae (D) - Dilleniales Dilleniaceae (D) - Vitales Vitaceae (D) - Caryophyllales Aizoaceae (D) Amaranthaceae (D) Chenopodiaceae (B) Opuntiaceae (D) Caryophyllaceae (A) Droseraceae (C) Nepenthaceae (C) Plumbaginaceae (D) Polygonaceae (B) - Santalales Loranthaceae (D) - Saxifragales Crassulaceae (C) Grossulariaceae (C) Hamamelidaceae (C) Paeoniaceae (D) Saxifragaceae (C) pravé dvouděložné - Geraniales Geraniaceae (B) Rosidae Parnassiaceae (D) - Malpighiales Hypericaceae (C) Euphorbiaceae (B) Linaceae (C) Salicaceae (B) Violaceae (B) - Oxalidales Oxalidaceae (D) - Rosales Cannabaceae (B) Urticaceae (C) Moraceae (C) Ulmaceae (C) Rhamnaceae (D) Rosaceae (A) - Fabales Mimosaceae (D) Caesalpiniaceae (D) Fabaceae (A) Polygalaceae (C) - Cucurbitales Begoniaceae (D) Cucurbitaceae (B) - Fagales Betulaceae (B) Casuarinaceae (D) Fagaceae (A)
Juglandaceae (C) - Myrtales Lythraceae (D) Myrtaceae (D) Onagraceae (D) - Brassicales Brassicaceae (A) Resedaceae (D) Tropaeolaceae (D) - Malvales Cistaceae (D) Malvaceae (B) Bombacaceae (C) Sterculiaceae (C) Tiliaceae (C) Thymelaeaceae (D) - Sapindales Anacardiaceae (C) Rutaceae (C) Aceraceae (C) Hippocastanaceae (D) Asteridae (B) - Cornales Cornaceae (D) - Ericales Balsaminaceae (D) Ericaceae (D) Pyrolaceae (D) Polemoniaceae (D) Primulaceae (B) Sarraceniaceae (D) Theaceae (C) - Boraginales Boraginaceae (A) - Gentianales Gentianaceae (C) Menyanthaceae (D) Apocynaceae (D) Asclepiadaceae (D) Rubiaceae (B) - Lamiales Oleaceae (C) Plantaginaceae (C) Callitrichaceae (D) Scrophulariaceae (A) Orobanchaceae (D) Lentibulariaceae (D) Verbenaceae (D) Lamiaceae (A) - Solanales Convolvulaceae (C) Solanaceae (A) - Apiales Apiaceae (A) Araliaceae (D)
- Dipsacales Loniceraceae (C) Valerianaceae (D) Dipsacaceae (C) - Asterales Campanulaceae (B) Lobeliaceae (D) Asteraceae (A) III. Doporučená literatura: Bayer A.: Botanika speciální. - In.: Janda J. (red.): Velký ilustrovaný přírodopis všech tří říší. - Ústřední Nakl. Praha, 1937, Vol. IV: 1-1048. Beck C. B. [ed.]: Origin and Evolution of Gymnosperms. - Columbia Univ. Press, New York 1988. Bhattacharyya B. et Johri B. M.: Flowering Plants. Taxonomy and Phylogeny. - Narosa Publ. House, New Delhi, 1998. Bremer K, Bremer B. et Thulin M.: Introduction to Phylogeny and Systematics of Flowering Plants. - Dept. Syst. Bot. Evol. Biol. Centre Uppsala Univ. 2000. Briggs D. et Walters S. M.: Plant Variation and Evolution. 3rd ed. - Cambridge Univ. Press 1997 Cronquist A. : The Evolution and Classification of Flovering Plants. - Second Ed., The New York Botanical Garden Bronx, New York, 1988. Dahlgren G. et al.: Systematische Botanik. - Springer Verlag, Berlin et Heidelberg 1987. Dahlgren R. M. T., Clifford H. T. et Yeo P. F.: The families of Monocotyledons: structure, evolution and taxonomy. - Springer Verl. Berlin 1985. Domin K.: Pteridophyta. Soustavný přehled žijících i vyhynulých kapraďorostů. - Česká Akad. Věd a Umění, Praha 1929. Domin K.: Gymnospermae. Soustavný přehled žijících i vyhynulých rostlin nahosemenných. - Česká Akad. Věd a Umění, Praha 1938. Dostál J.: Botanická nomenklatura. - Nakl. ČSAV Praha 1957. Frohne D. et Jensen U.: Systematik des Pflanzenreiches. - 4. neubearb. Aufl., Gustav Fischer Verlag, Stuttgart, Jena, New York, 1992. Goldberg A.: Classification, Evolution and Phylogeny of the Families of Dicotyledons. Smithsonian Contr. Bot. 58: 1 314. Grant W.: Plant Speciation. - Columbia Univ. Press, New York 1981. Hendrych R.: Systém a evoluce vyšších rostlin. - SPN, Praha, 1977. (ed. 2. 1986) Heywood V. H: Flowering plants of the World. - B.T.Batsford, London 1993. Hickey L. et Taylor D.W.: Flowering Plant Origin Evolution and Phylogeny. - Chapman & Hall, London 1996. Judd W. S., Campbell C. S., Kellog E. A. et al.: Plant systematics: a phylogenetic approach. - Sinauer Association, Sunderland 1999. Junker R.: Evolution früher Landpflanzen. - Hänsler Verl., Neuhausen - Stuttgart 1996. Kavina K.: Botanika speciální. - In: Botanika zemědělská. - Publ. Minist. Zeměd., Praha 1925, Vol. II: 1-1304. Kenrick P. et Crane P. R.: The origin and early diversification of land plants, a cladistic study. - Smithsonian Instit. Press, Washington 1997. Kubitzki K. [ed.]: The families and genera of vascular plants. II-IV. - Springer Verl. Berlin 1993-1998. Mártonfi P.: Systematika cievnatých rastlín. - Univ. P. J. Šafárika, Košice 2003. Němejc F.: Paleobotanika. Vol. 1. - 4. - Academia, Praha 1959-75 (1/1959, 2/1963, 3/1969, 4/1975). Niklas K. J.: The evolutionary biology of plants. - Univ. of Chicago Press, Chicago 1997. Novák F. A.: Vyšší rostliny. - Vol. 1. et 2., Academia, Praha 1972. Schofield W. B.: Introduction to bryology. MacMillan Publ. Co., New York 1985. Scuster R. M.: New manual of bryology. - Hattori Bot. Lab., Nichinan 1984. Semple J.C. et Kendrick B.: An evolutionary survey of Fungi, Algae and Plants. - Mycologue Publications, Graphic Services University of Waterloo, Ontario 1992. Sitte P., Ziegler H., Ehrendorfer F. et al.: Strassburger-Lehrbuch der Botanik für Hochschulen. Ed. 34 - Gustav Fischer Verl. Jena, Lübeck 1998. Smejkal M.: Systém a evoluce vyšších rostlin. - In: Rosypal S. et al.: Fylogeneze, systém a biologie organismů. - SPN, Praha 1992, p.205-350.
Smejkal M.: Nejdůležitější principy botanické nomenklatury. - Ibidem, p.55-53. Soltis D. E., Soltis P. S. et Doyle J. J. [eds.]: Molecular systematics of plants II DNA sequencing. - Kluwer Acad. Publ., Boston 1998. Stace C. A: Plant Taxonomy and Biosystematics. 2nd. ed. - Edward Arnold, London, New York, Melbourne, Auckland 1989. Stewart W.N. et Rothwell G.W.: Paleobotany and the Evolution of Plants. - 2. Ed., Cambridge Univ. Press 1993. Stuessy T. F.: Plant taxonomy. Columbia Univ. Press, New York et Oxford 1990. Štys P.: Úvod do obecné taxonomie. - In: Rosypal S. et al.: Fylogeneze, systém a biologie organismů. - SPN, Praha, 1992, p.9-22. Štys P.: Zákonitosti evoluce organismů. - Ibid., p.643-689. Tachtadžjan A.L.: Evolutionary trends in flowering plants. - Columbia Univ. Press, New York 1991. Tachtadžjan A. L.: Diversity and classification of flowering plants. - Prentice Hall Emglewood Cliffs, New Jersey 1997. Taylor D. W. et Hickey L. J. [eds.]: Flowering Plant Origin, Evolution & Phylogeny. - Chapman & Hall 1996. Taylor T.N., Taylor E. L.:The biology and evolution of fossil plants. - Prentice Hall Emglewood Cliffs, New Jersey 1993. Uher J.: Úvod do fylogeneze vyšších rostlin. - Mendelova Zeměd. a Lesn. Univ. Brno, 2001. Walters D. R. et Keil D. J.: Vascular Plant Taxonomy. - Kendall/Hunt Publ. Comp. 4. ed. Iowa 1996. Watson L. et Dallwitz M.J.: The Families of Flowering Plants: Descriptions, Illustrations, Identification, and Information Retrieval. URL http://www.keil.ukans.edu/delta/ (1992 onwards) Zomlefer W. B.: Guide to Flowering Plant Families. - Univ. North Carolina Press Chapel Hill et London 1994. http://www.keil.ukans.edu/delta/ = Watson L. et Dallwitz M.J.: The Families of Flowering Plants: Descriptions, Illustrations, Identification, and Information Retrieval. (1992 onwards) http://www.inform.umd.edu/pbio/pb250/index.html = Reveal J. L.: Plant Taxonomy. PBIO 250 LECTURE NOTES, Department of Plant Biology, University of Maryland, College Park, Maryland 20742-5815, Copyrighted by the Norton-Brown Herbarium, University of Maryland 1998. http://www.inform.umd.edu/pbio/pb450/intr.html = Reveal J. L.: Advanced Plant Taxonomy, PBIO 450 Lecture Notes, Norton-Brown Herbarium, University of Maryland, College Park, MD 20742-5815, U.S.A., Spring Semester - 1998. http://www.mancol.edu/science/biology/plants_new/intro/start.html = Frances M. Cardillo, O.S.F. and Tonya S. Samuels: A Survey of the Plant Kingdoms - Department of Biology, Manhattan College and the College of Mt. St. Vincent, February, 1997 http://www.orst.edu/instruct/bot221/index.html = Aaron Liston: Botany 321 Plant Systematics - Oregon State University. http://130.17.2.215/boty3700/index.html = Steven J. Wolf: Flowering Plants Botany 3700. - California State University Stanislaus, Spring 1998 IV. Organizace zkoušky Poznávací test: 12 druhů (z toho 2 mechorosty); bodování (2 české druhové jméno, 1 vědecké druhové jméno, 1 vědecké jméno čeledi, 1 české jméno čeledi) hodnocení: 1 (55-60b.), 2 (50-54,5b.), 3 (45-49,5), 4 (<45) Ústní zkouška: 25 úzce vymezených otázek (5 z obecných znalostí, 10 z vyšších výtrusných rostlin nebo nahosemenných, 10 z rostlin krytosemenných); bodování (1 otázka = 0,5-1b. podle kvality odpovědi); hodnocení 1 (22,5-25), 2+ (20-22), 2 (17,5-19,5), 3+ (15-17), 3 (12,5-14,5), nevyhověl (<12,5). Alternací ústní zkoušky je zkouška písemná: 125 úzce vymezených otázek (25 z obecných znalostí, 50 z vyšších výtrusných rostlin nebo nahosemenných, 50 z rostlin krytosemenných); bodování (1 otázka = 0,5-1b. podle kvality odpovědi); hodnocení 1 (112,5-125), 2+ (100-112), 2 (87,5-99,5), 3+ (75-87), 3 (62,5-74,5), nevyhověl (<62,5). V Brně, 6. března 2004 Petr Bureš