Příloha 6: Posudek oponenta habilitační práce
Masarykova univerzita Fakulta
Habilitační obor
Přírodovědecká fakulta MU Botanika
Uchazeč Pracoviště Habilitační práce
Mgr. Patrik Mráz, Ph.D.
Význam polyploidie, hybridizácie a asexuálneho rozmnožovania v evolúcii cievnatých rastlín
Oponent Pracoviště
Doc. RNDr. Petr Bureš, Ph.D.
Katedra botaniky, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova v Praze
Text posudku (rozsah dle zvážení oponenta)
Habilitační práce Patrika Mráze přináší důležité poznatky ve studiu základních mechanismů rostlinné evoluce - polyploidizace a hybridizace. V kontextu reprodukčních systémů, geografické distribuce, kompetice, invazního chování a ekologické diferenciace se
skupinách z čeledi Asteraceae — na rodech Hieracium s. 1. a Centaurea.
Vedle úvodní stati a formálních náležitostí zahrnuje habilitační spis 19 publikovaných článků a jeden k tisku odevzdaný rukopis. Spektrum časopisů, v nichž jsou jednotlivé stati zveřejněny je bohaté a v naprosté většině jde o vynikající mezinárodní periodika indexovaná v rámci ISI (např. Taxon, Plant Systematics & Evolution, Molecular Phylogenetics & Evolution, International Journal of Plant Sciences, Botanical Journal of Linnean Society, Annals of Botany, Journal of Ecology).
Předložená habilitace je mimořádně kvalitní i použitým metodickým aparátem, který zahrnuje široké spektrum postupů: (i) od klasického počítání chromosomů po průtokovou cytometrii, (ii) od různých metod morfometrických, přes studium isozymů, AFLP až po analýzy chloroplastových či jaderných sekvenčních markerů, (iii) od detekce pylové viability, přes hodnocení produkce semen a jejich klíčivosti až po detekci reprodukčních systémů metodami izolace nebo kastrace úborů, či pomocí průtokové cytometrie embrya a endospermu. Rovněž (iv) široké spektrum statistických metod svědčí o habilitantově mimořádné erudici. Vzorkování materiálu bylo prováděno jak v přirozených populacích, tak na základě kultivace v terénu odebraných rostlin, ale i na základě experimentálně připravených hybridů.
K nej významnějším zjištěním autora patří prokázání evoluce prezygotických bariér, bránících eliminaci minoritních cytotypů, i jejich překvapivé absence v jiných případech cytotypové koexistence, dále detekce primárního nebo sekundárního charakteru kontaktních zón cytotypů. Dále také prokázání původu některých alopolyploidů a zjištění přítomnosti mentor efektu při autogamickém sexu. Svými výsledky podpořil habilitant teorii geografické partenogeneze, ale potvrdil také proces zmenšování genomu u polyploidů. V neposlední řadě představují jeho výsledky cennou oporu pro taxonomii studovaných zástupců modelových
práce zabývá především aspekty koexistence různých cytotypů ve dvou modelových
\ •
v." ■
X-X.
\ 1
\
skupin.
Patrik Mráz je organizačně schopný vědec, který své poznatky dokáže efektivně publikovat a předávat studentům, diplomantům a doktorandům. Je proto vhodným kandidátem k udělení docentské vědecké hodnosti na Masarykově univerzitě v Brně.
Dotazy oponenta k obhajobě habilitační práce (počet dotazů dle zvážení oponenta)
1. U cytotypů Centaurea stoebe byla zjištěna rozdílná reprodukční strategie (monokarpie/polykarpie). Polykarpie u tetraploida, pronikajícího na antropicky disturbovaná stanoviště je interpretována, jako možné vysvětlení jeho větší úspěšnosti na tomto typu stanovišť, neb jej zvýhodňuje oproti víceleté monokarpii diploidního cytotypu, který zůstává dominantní na stanovištích přirozených (viz např. úvod str. 23). Pokud bychom přijali tento argument, pak bychom i u ostatních dvou/víceletých monokarpických druhů očekávali, že se budou stanovištím člověkem narušovaným spíše vyhýbat, alespoň ve srovnám se svými polykarpickými příbuznými druhy. Je tomu skutečně tak?
2. Významná část habilitace je věnována studiu apomixie resp. agamospermie u rodu Hieracium. Porovnáme-li fylogenetickou distribuci „nehermafroditních" reprodukčních systémů: dvoudomost / gynodioecie / agamospermie, tj. jejich výskyt např. v jednotlivých řádech, čeledích, či rodech, krytosemermých rostlin, vidíme určitý kvalitativní rozdíl v distribuci i kvantitativní rozdíl ve frekvenci - především mezi oběma sexuálními způsoby na straně jedné a agamospermií na straně druhé. Čím jsou, resp. čím by mohly být tyto rozdíly podmíněny?
3. V případě geografické partenogeneze je v diskusi (příl. F: str. 48) brán v úvahu, i když s určitou rezervou, také názor, že sexuální linie (v tomto případě diploidní cytotypy) mohou být „kompetitivnější" neb sexuální rekornbinace může podporovat selekci, zatímco apomikti by měli být úspěšní spíše na disturbovaných nebo extrémních stanovištích s nižší komplexností biotických vztahů. Před časem vzrušila komunitu českých evolučních biologů diskuse odvážné Flégrovy hypotézy zamrzlé evoluce sexuálně se množících organizmů. Výše popsaná dedukce jde spíše proti Flégrově hypotéze. Domníváte se, že např. zde v této habilitaci studované Hieracium s.s. nebo Pilosella, u nichž se často v sesterských liniích vyskytují asexuální a pohlavní způsob reprodukce vedle sebe, by mohly posloužit jako ideální modely pro testování Flégrovy hypotézy?
Závěr
Předložená habilitační práce Patrika Mráze „Význam Polyploidie, hybridizácie a asexuálneho rozmnožovania v evolúcii cievnatých rastlín" splňuje požadavky standardně kladené na habilitační práce v oboru Botanika.
Brno, 11.11.2012
Petr Bureš (podpis)
Habilitační práce Patrika Mráze je významným přínosem k poznání základních mechanismů rostlinné evoluce - polyploidizace a hybridizace. V kontextu reprodukčních systémů, kompetice, invazního chování a ekologické diferenciace se práce zabývá především aspekty koexistence a geografické distribuce různých cytotypů v rodech Hieracium a Centaurea.
Vedle úvodní stati zahrnuje habilitační spis 19 publikovaných článků a jeden k tisku odevzdaný rukopis. Spektrum časopisů, v nichž jsou jednotlivé stati zveřejněny je bohaté a v naprosté většině jde o vynikající mezinárodní periodika indexovaná v rámci ISIAVoS.
Bohatý metodický aparát, zahrnující postupy karyologické, cytometrické, morfometrické i molekulární (mj. isozymy, AFLP, sekvenční markery), ale také analýzy životaschopnosti pylu či semen, detekci reprodukčních systémů pomocí izolace, kastrace i cytometrie embrya a endospermu, svědčí o habilitantově mimořádné erudici.
K nej významnějším zjištěním autora patří prokázání evoluce prezygotických bariér, bránících eliminaci minoritních cytotypů, ale také jejich překvapivé absence v jiných případech cytotypové koexistence. K dalším velmi cenným zjištěním patří také detekce primárního nebo sekundárního charakteru kontaktních zón cytotypů, prokázání alopolyploidního původu invazního tetaploidního cytotypů Centaurea stoebe a zjištění přítomnosti mentor efektu při autogamickém sexu apomiktů v rodu Hieracium. Svými výsledky podpořil habilitant teorii geografické partenogeneze, ale potvrdil také proces zmenšování genomu u polyploidů. V neposlední řadě představují jeho výsledky cennou oporu pro taxonomii studovaných zástupců modelových skupin.
Patrik Mráz je organizačně schopný vědec, který své poznatky dokáže efektivně publikovat a předávat studentům, diplomantům a doktorandům. Je proto vhodným kandidátem k udělení docentské vědecké hodnosti na Masarykově univerzitě v Brně.