Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. BIOLOGICKÁ KLASIFIKACE ROSTLIN Radim J. Vašut Gnetoppyhyta Gnetophyta • Dvoudomé i jednodomé dřeviny • Náznak 2-tého oplození • Redukce mikroprotália • Eustélé bez prysky ř. Kanálků, atypické tracheje Ephedridae • 1 rod, 40 druhů, stepní až aridní oblasti • 2vají2 vajíčka / 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 prysky ř. Kanálků, atypické tracheje Gnetum spp. • Ca. 30 druhů ()(tropy) • Hromada hadrů • EtéExtrémn í suc ho • Až 2000 let Welwitschiidae • Welwitschia mirablis • Náznak 2-tého oplození • RdkRedukce m ikropro tália • Eustélé bez pryskyř. Kanálků, atypické tracheje Welwitschia mirabilis •Namib • Hromada hadrů • EtéExtrémn í suc ho • 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 • DdéDvoudomé •Pyl je při vysychání ppyolynační kappyky vtahován do pylové komory. • Uvnitř vyklíčené pylové láčky dva polyciliátní spermatoz oidy • (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 ku ltivaci po celé m světě • Jedna z 50 esenciálních bylin čínského lidového léčitelství • Nepravá semena Ginkgo biloba • brachyblasty •Vějířovitá žilnatina • ddýdvoudomý • Žluté, namodralé, zapáchající semena • Holickýý, areál, u soudu, u nádraží …. Ginkgo biloba Trichopityaceae Pinophyta jehličnany Pinophyta • Conus = šiška • Výhradně dřeviny • EtéléEustélé • 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 sperma togenn í b uňky 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 čiéi méně řádů a podtříd • Vznik nejpozději v karbonu • Vrchol v křídě • Dnes výrazná dominanta horských a chladných oblastí Pinophyta - znaky auxiblasty brachyblasty Pinophyta - znaky Vždy dřeviny, žádná bylina Pinophyta - znaky Pinophyta - znaky Voltziales • fosilní • Jehnědovité mikrostrobily • 2-12 mik rosporang ií • Složené strobily (axilárně) • Dole sterilní, nahoře1e 1 vajíčko Araucariales blahočetotvaré Araucariales • 3 rody, ca. 40 druhů • Statné a výjimečné dřeviny • Významn á spo lečenstva (pralesy) • Neobvyklá morfologie • Tracheidy: – Dvojtečky – Spirální ztluštěniny Araucariales - sex • Generativní orgány s obrovským početm šupin (1000+ ) • Mikrosporofyly 10-15 prašných pouzder • Semenné šupiny redukovány • PldPyl dopa dá na o kra j 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 PdPodocarpaceae • 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-stro bily ma lé, • 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 cyp řiše monofyletický původ • „„pyýTaxodiaceae“ parafyletický původ, značně heterogenní; archaické druhy • PlbPyl bez vz dšýhdušných va ků • 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 • StáSemeno vytváří peckovicovitý útvar (nepravé semeno) Cephalotaxus ‐ hlavotis Taxales tisotvaré Taxales •1 čeleď Taxaceae • Ca. 20 druhů, u nás 1 • Strobily malé, značně redukované, axilár ě • 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 sv ětě • Dominanta většiny biomů •Značná pestrost a variabilita • Celosvětové rozšíření Magnoliophyta Magnoliophyta - vlastnosti • eustélé • Heteroxylární xylém • UdU dřevidhtétltin druhotné tloustnu tí (letokruhy) Magnoliophyta - vlastnosti • Listy megafylní •Extrémně proměnlivý tvar • žilnatina Magnoliophyta - květ • tzv. pravý květ • Slo žen ý útvar –Květní obaly – Tyčinky – Plodolisty • Značná var ia bilita 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 systémy • Klasikové Takhtadjan, Cronquist, Thorne, Reveal aj. • 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 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/ 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 • VlkéldlitVelké plodolisty s přidlisedlou • VlkéldlitVelké plodolisty s přidlisedlou bliznou bliznou • Souplodí měchýřků • Souplodí měchýřků •2 dělohy • 2 dělohy Magnoliophyta – klasické systémy MAGOGNOLIO OSPSIDA LILIOPSIDA • 2d2 dělhlohy • 1d1 dělhloha • Hlavní kořen nezaniká • Hlavní kořen záhy zaniká • Cévní svazky otevřené, v • C. s. roztroušené kruhu •L. většinou nedělené, •Listy řapp,íkaté, variabilní přisedlé • Žilnatina zpeřená (či jinak • ž. souběžná utvářená) • Kv. 4-5 četné •Kv. 3 četné • Kambium (druhotné •Bez kambia tloustnutí) Poales (R. Br. ) Barnhart jehličnany Poaceae • Kosmopolitně rozšířená čeleď •Evolučně vyypsoce specializovaná •Příbuzná čeledi Restionaceae • více než 400 rodů atéma téměř 10 000 druhů • Asi 12 podčeledí (podle Hilu 2004) Poaceae • Asi 12 podčeledí (podle Hilu 2004) Anomoochloideae Ehrhartiodeae (Oryza) Pharoideae Pooideae Puleioideae Centothecoideae Bambusoideae Panicoideae (Panicum, Zea) Aristidoideae Danthonioideae Arundinoideae Chloridoideae (Eragrostis) Poaceaea – obecný úvod • Vysoce specializovaná na anemogamii redukce květů ve specializované