MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE
CZ. 1.07/2.2.00/15.0204
■ USTAV s BOTANIKY ZOOLOGIE
y
Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin Historie systematické botaniky
Petr Bureš
evropský
sociální fond v ČR
EVROPSKÁ UNIE
MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ, MLÁDEŽE A TĚLOVÝCHOVY
OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost
IMI
2r
INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ
Zpočátku uspořádání rostlin jen nevědomé uspořádání kapitol či popisů rostlin v knize, bez explicitní potřeby klasifikovat.
Od antiky až do renesance (zhruba do 16. století) byla botanika aplikovanou vědou = součástí lékařství, farmacie a alchymie
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Antické Řecko (4-3. stol. př. Kr.) - Theophrastos
Theophrastos gymnasiarcha Lykeionu v Athénách      Renesanční vydání
371 -287 př. Kr. História plantarum
Peri fyton historias = História plantarum; ca 500 druhů rostlin hlavně stredomorských ale také z výprav Alexandra Makedonského do V Asie.
Klasifikace na habituálním principu: stromy, keře, byliny vytrvalé, byliny jednoleté
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Antický Řím (počátek letopočtu) - Dioscorides
Pedanius Dioscorides
1 stol.
Lékař římských legií - prošel s nimi mnohá území, kde sbíral neznámé rostliny
Dioscorides sbírající rostliny během pochodu římských legií - ilustrace -itÉá Roberta Thoma z r. 1950 ■
Dioscorides popisující mandragoru - obraz Ernesta Boarda z r. 1909
Poprvé užil termín botanike = nauka o
rostlinách v díle Peri hyles iatrikes = De matéria medica
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Antický Řím (počátek letopočtu) - Dioscorides
Byzantský přepis                Řecký přepis Arabský přepis Renesanční latinské
Dioskoridova                   Dioskoridova Dioskoridova vydání Dioskoridova
De materia medica De matena medica De materia medica De materia medica
6. stol.                           10. stol. 14. stol 1554
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Dioscorides - inspirace renesančních bylinářů
Mattioliho České vydání Mattioliho
Comentarii in libros sex Pedacii Dioscoridis Herbáře
1554 1558
tj i jit
Ntc   moae   te    dar us    hac Juff aru Jutt
TETRf ^TN DŘEVTE
MATTHIOLI
MEDICI SENENSIS
Commcntani,
IN LIBROS SEX PEDACII DIOSCORIDIS
A N A Z A 1 I f. I, DE MEDICA lATIklA.
AAcQň (junu plurunis pisoárům 4 antnubam
Veoavt. in olknu Enfinuna, Jpod Vinccntnim Yilgriiíuiti. M-   D.   I. I I I I.
25Dltíi(tf/roelmi táítcctuv a figfimmíptc rntmtt p stctc&Immtí/po&lc prawcbo a pa
řo $ť»ébo iroftu SSpltn /oj&obenp/ p tdřé mno&omt a jbtjjčnprm fectarilttrijim rojbosnteno/géjjto tafotoo raft>á W jtífonem f2a jpřu p rot íopíxut neboť: ot> ®ortora<Bctra ®ní>ř e« gefe)«rtbiola Seiten(ie6o/2i<tpjafmc3|f(l;o ?(rcp.
fnjjat í<r&mina» i£'př«&tijbo wtromjbo itfoíe/iwjpiw w 1* tirMPí Xí<5 (ípfiBjř/o [B pta <Db«m Sobrc CbyvMKtaw
při řonci) přiíxmo fratfc tiaučcttn a
ípráttw/o rojlicjttém ©ťftpffottwnj« páíemj uíoty
e ii<Éol£a přejmi E tatotvtntt palaiq iu;»iirrnií / tterts iwtol if o SpťUťřanwm / aU y gnrmt ft mtí |< w tom t«tKigq/&«ibř« |< ttt)}ió
Puťou rnocj.
<SefU<rferroaij Sínto;:: ©eben pobit gmmfsatintffxfy
BraW poblť ÍĚ^(It* /«i«t$ obswCífliiiíj / peble CTarooj aw6ob(»>t(<bf«iT.
ta/Kelamr,
M
:«j5(tpenřpnu. Cíét(w35(Mtte/
D. LXH.
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Renesanční bylináře
(16-17. stol)
i I
užnu?" SSa*.
--------- . _     y l,/^tl<Z'^y%
ítftif* / fen /,rtl,ff«»?, *V'*ľ
"O1
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Němečtí renesanční otcové botaniky (16. stol.)
Habituálně podobné druhy např. čeledí Asteraceae, Apiaceae, Lamiaceae pohromadě = intuitivně přirozené uspořádání na habituálním principu
Fenomenální ilustrace Hanse Weiditze v Brunfelsově herbáři
fcrťfbtrrfrjBt.
4 Fragaríam Přnwphylli fperiem.uidc in prio* re ucm Torno,in dcicriprionf Quinquefoln.foí Iio.i) i. &ffquoi.RurfusinfrahuiusTomi Ap pcndicc, quo J planius Index ctuTdcm indicabic
Fuchsův kapesní atlas História stirpium, 1549
7
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Herbáře = kolekce preparovaných rostlin
Vynálezce herbarizace rostlin = Luca Ghini
prefekt botanické zahrady v Pise.
Nejstarší herbářovou sbírku v Čechách vytvořil
Jan František Beczskovsky,
křížovník řádu s červenou hvězdou. (Přelom 17/18. stol.)
ČR je v počtu herb. položek na hlavu na 5. místě na světě.
Před námi je Švýcarsko, Švédsko, Finsko a Rakousko.
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Herbář je nepřekonanou konzervační metodou
1. uchovává data o morfologické variabilitě, geografickém rozšíření, ...
Ti
2. dává možnost kontroly těchto dat
3. z herbářových položek lze také na rozdíl od literárních dat či počítačových databází izolovat DNA
4. jedinou formou jak uchovávat nomenklatorické typy
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Největší světové herbáře (nad 3 miliony položek - stav v r. 2014)
Museum National ďHistoire Naturelle   Paris, France
New York Botanical Garden	Bronx, New York, USA	NY	7,3
Komarov Botanical Institute	St. Petersburg, Russia	LE	7,2
Royal Botanic Gardens	Kew, England, UK	K	7
Conservatoire et Jardin botaniques	Geneva, Switzerland	G	6
Missouri Botanical Garden	St. Louis, USA	MO	5,9
British Museum of Natural History	London, England, UK	BM	5,2
Harvard University	Massachusetts, USA	GH	5
Naturhistorisches Museum	Wien, Austria	W	5
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Z čeho sestává herbářová scheda? -
Musí na ní být:
1. naleziště
2. stanoviště
3. sběratel
4. rok
Je vhodné aby na ní bylo:
5. jméno rostliny
6. jméno herbáře
7. datum
8. nadmořská výška / zeměpisné souřadnice
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
V renesanční bylinářích nebyly rostliny hierarchicky klasifikovány   -isspt?^mamuša v1^ ^^■ni
bylo jich několik set 200-500
HERBA
R   V M
VIVAU      SI C O  N B i a J naoiri iiwouotKw.fuiru ctím ďiligcna » & cm&ao dEgutx,
uiiiícn E F P Bs C TI B v t cjnmJcm.mgranjmu** K ni illiui. & inuai rrnaúcnti* Hcrturw M<tlt<lnx,
r B R     O TM.     M R V N ľ.
\ccrn»niiur. H. o. xxxiu % Qpfewm*é**mtcm, \ p p íl n o i x UJgogiaikuiii &atl-niinillrabonc SiMPt-tClVM. Jcctn Index Conectuorom fingulorum.
1 * u
Nn,'^Xfftn »nt> Äumťn.fanipe iroi „fnldtfŕn fo imi Cciiifdytí laribm
XCAíbfm Xadi iXr)<U>i<|m ojtcnilirtvr vnb rttlatte(t\mtin s<b:.su.1i mu t><v ^tijmv H«|ii<(fc»rg<b<n "Cfib« gf)iiníitbot jií flirtemvnnb júixfeli: cnit<)i!nafili<tiTriřrró|}lMt> Vo:.abí>rin3micmrti<inf".jl!i
g<nííO.inn.   ^ur*t> r mikronymvm bock
í)n&       to>n ítjtoem fľťi|]ig Ďívrrjífcit/cttf ;T.rt
txr ÍUojttcr.riloufMUxii 3<jiťrc(.
4-:. ***** T i  i •! .'• _
t««y<íí<ttj
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
jednoúrovňová (lineární) klasifikace =
přiřazení jmen k objektům ■■■■■■■■■■■■
Příkladem vynuceného přechodu od lineární klasifikace ke klasifikaci hierarchické je knihovna
r i
ABRAMS
11;
lariuuLi! sjl ► ?
Ulili   ffl E -
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Umělé hierarchické systémy rostlin (konec 16. stol)
italský lékař a botanik Andrea Cesalpino, osobní lékař papeže Klimenta VIII. Dílo: De plantis (Florencie 1583) (16 knih o rostlinách)
I I
Jako Teofrastos považuje dřeviny za samostatnou skupinu, byliny dělí do 13 skupin dle generativních znaků:
(1) tvar plodu
(2) počet semen
(3) počet přihrádek v semeníku
(4) stavba květu
Clr.il Citfrm.
Andrea
(Caesalpinus) 1519 - 1603
PLAN-
luux »rl
I
il
III
IV
v
Seiw-»•Sit foh M torto rciH-*ri-bobe
« fs<m- (L S-
f"" I \ Mb«a XI
^ rVCc«Mfiac*LVII
/ eUnfertc MU (.FoJoilM XIV
DE PLANTIS
LIBRI XVI-
ANDREAE CAESALPINI A R E T I N l,
Medici clariísimi, doftiíšiniiq,- atque Philofophi celeberrimij ac íubtiliíšimi.
JĽD SEXEtilSSlMVM FILAKCISCVM Mtá»m,Magnum ^AttrHri* Pučem,
F L O R ENTI AE, Apud Georgium Marefcottum,
M D t X X X I I 1,
■ Saaioibw ddhneo-
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Druhové diagnózy (počátek 17. stol.)
Počet známých druhů rychle rostl - od dob "německých otců botaniky" za necelých 100 let se víc než zdesateronásobil.
Švýcar Gaspard Bauhin použil krátké a výstižné diagnózy = soubon
roznsovacicn znaKi k pojmenování rostlin a zároveň jako determinační pomůcka = určovací klíč
J,
u as para baunin
1560 - 1624
CASPARI BAUHINI ti
Viri CUrif
n I N A H
T H E A T R I
' BOTANICI
in theophrastiedÍoscoridis
plinii et botanicorvm qui ä feculo fcriprerunt
plántARVM CIRcItER SEX millivm
AB  IPSIS  EXHIBIT.ARVM N   O   M   I   N A
cum earundemSynonymijs &difl£erentijs
mahodice
o P V s X L.  A n n o r V M
fumaiopert experkam ad Autori b sutogniplnim jrccnfitHnto
IMPENSIS  JOANKIS REG1S clo  lac. i-XXJ. f
P max theatn botanici (1623
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Pojem a definice druhu (1686)
John Ray
1627 - 1705
"abychom mohli začít rostliny inventarizovat a správně klasifikovat, musíme se snažit zjistit některá kriteria na rozlišení tzv druhů. Po dlouhém a usilovném výzkumu jsem nezjistil jiné kriterium na rozlišení druhů než jsou diferenční znaky, zachovávající si při rozmnožování semeny svoji
stálost."
Druh je podle Raye skupinou jedinců, kteří jsou v rámci své variability geneticky stálí. (História generalis plantarum, Londini 1686-1704)
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Carl Linne - vrchol umělé klasifikace (pol. 18. stol.)
Carl Linne synteticky navázal na vše progresivní co zjistili nebo zavedli jeho předchůdci:
John Ray - definice druhu
August Bachmann - binomická nomenklatura
Joachim Jung - morfologická terminologie
Joseph Pitton de Tournefort hierarchie taxonomických jednotek
Gaspard Bauhin - diagnózy
Carl Linne
(Linnaeus) 1707-1778
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Species plantarum (1753)
HO L M/Jí. Imhmm lacres-tii salvu.
Uí|-
24 tříd dle počtu, délky, srůstu tyčinek a pestíků, tedy pohlavních orgánů je proto nazýván systém sexuální
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
n9.   18. XXXII.
PLANTS HYBRIDS,
q u a s,
Sub PRISIDIO,
D. D. Caroli LINNiEI,
PUBLICS DISQUISITIONI
S i s t i t
STIPENDIARIUS   NESSKLI ANUS,
JOANNES Jnis HAARTMAN,
A U S T R O-F INLANDUS. Upsali k, 2.3 Novembr. 17j1.
0
Mnium fere unanimis diu fuit confenfus , viva "■Dnia ex femine propagari ; foetus eandem inire vivendi Jtäonem , quam antea parentes ; fingula intra fuas ?ecies multiplicari, atque adeo univerfa viventia , l^lia in principio inftituta erant, talia etiam in pofte-■) fine Ipecierum} vei mutatione , vel mixtione per-
Vlezidruhová hybridizace = způsob
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
První přirozené systémy (2. pol. 18. stol.)
Michel Adanson
1727 - 1805
in
Antoine Laurent de Jussieu
1748 - 1836
Michael Adanson (1763) Rostliny rozdělil do 58 čeledí
1. podle komplexu morfologických znaků
2. hodnota jednotlivých znaků stejná
Antoine Laurent de Jussieu (1789)
teoreticky rozpracoval systém strýce Bernarda. 20.000 druhů ve 100 čeledích a 15 třídách
1. na konci diagnóz čeledí uvádí vztahy k sousedním čeledím
2. tyto vztahy použil jako kriterium třídění čeledí
3. ve vymezení tříd se přidržuje hlavně stavby květu.
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Objev a zobecnění rodozměny (18/19. stol)
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Objev a zobecnění rodozměny (1. pol. 19. stol)	
	1796 - první zobrazení klíčení spór kapradin a vznik sporofytu na gametofytu - John Lindsay (britský chirurg působící na Jamaice)
	1851 - rodozměna = životní cyklus všech H^S^SH výtrusných vyšších rostlin - Wilhelm mSm JkH| Hoffmeister (1824-1877) RB^JH
	
	genetická podstata haploidní a diploidní fáze byla poznána až počátkem 20. století.
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.	
Objev principu opylení rostlin (1. pol. 19. stol)
Giovanni Battista Amici (1786-1863) prof, fyziky v Mondeně
1823 objevuje pylovou láčku, jež proroste skrz čnělku do semenníku.
Osservazioni microscopiche sopra varie piante (Mondena 1823)
sperms
Carl Wilhelm von Naegeli (1817-1891) prof. botaniky na univ. v Zürichu
1842 studuje dělení buněk uvnitř vznikajícího pylového zrna
Zur Entwicklungs-geschichte des Pollens bei den Phanerogamen. (Zürich 1842).
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Objev principu oplození rostlin (2. pol. 19. stol)
1877 popis dělení a diferenciace buněk uvnitř zárodečného vaku
Über Befruchtung und Zelltheilung (Jena 1877)
Eduard Strassburger, 1844-1912, prof. botaniky univ. v Jene
1898 objev dvojího oplození u rostlin
Novyje nabljuděnija nad oplodotvorenijem u Fritillaria tenella i Lilium martagon, které vyšlo jako součást sborníku Dněvnik X. sjezda russkich estěstvoispytatělej i vracej v Kijevě.
Sergej Gavrilovič Navašin, 1857-1930, prof. botaniky na univ v Moskvě
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Evoluční teorie (2. pol. 19. stol.)
1859 evoluční teorie - Angličan Charles Darwin (1809-1882).
On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life. (O vzniku druhů přírodním výběrem neboli uchováním prospěšných plemen v boji o život) (1859).
1866, Němec Ernst Haeckel (1834-1919) vyslovuje zákon rekapitulace = biogenetický zákon: ontogeneze = zkrácená fylogeneze (v temže roce zavádí pojem ekologie jakožto vztah organismu a prostředí).
1846 Angličan Richard Owen (1804-1892) definoval homologie a analogie / později obdoba v Hennigových apomorfiích a SLi homoplasiích
Report on the archetype and homologies of vertebrate skeleton
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Paleobotanické přístupy (počátky)
Johann Jakob Scheuchzer (1672-1733) švýcarský kartografa lékař
JOIlAN\K<.l.\(T)BU> : Mf<lI)Hilv<.in)Tnniniiiis i
H!-~--híK
8«
5CH B11CHZERIU SXSgfLoBtittAaá S.i T.'\.i/ /i'Vtiv/.. 7na ip~i
.............■.............„„w—...
llllllll KMKt I
JOHANNIS JACOB1SCHEUCHZERI,
tkmil, Mt Jih** IMMi AUlitfniPnfrferii. Aitern* InftUnu-tmtlnt & Stuutm Rcgatm, Afltu se frwftá, Akmtri,
HERBARIUM DILUVIANUM.
Editio NovilEma, duplo Aučlior.
lilt
LVCDVSl B AT A V 0 K U M, Suioptibui PETRI VANDER A» , Bibliopolx,
MDOC XXIII
1709 (Ed. 2. 1723) Herbarium diluvianum- první vyobrazení nálezů fosilních rostlin, zejména otisků listů kapradin z karbonu a permu a také třetihorních nálezů krytosemenných - zejména listů stromů
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Paleobotanické přístupy (19. století)
Kašpar Maria Šternberk(1761-1838)
český botanik, mineralog a geolog zakladatel národního
muzea (1818)
1820-1825 Versuch einer geognostisch-botanischen darstellung der flora der vorwelt- „Nástin
zeměznalecko-botanického přehledu flóry prasvěta"
= „starting poinť nomenklatury
fosilních rostlin
f ]
Alexandre Brongniart (1770-1847)
francouzský chemik, mineralog a geolog - Histoire des végétaux fossiles (1828-37)
1828 - v úvodu této knihy - první periodizace fosilní flóry do 4 období -výtrusných rostlin, jehličnanů, cykasů, kvetoucích rostlin
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Paleobotanické přístupy (od 1. pol. 20. stol.)
mm.
W YY Y
V, /;
Übengipfelung
Pianation
Verwachsung im Blatt
i! Lr» T
Reduktion Einkrümmung
Verwachsung in der Achse
Skot Robert Kidston a Brit William Henry Lang během 1. svět. války studovali fosilie u obce Rhynie ve Skotsku
Dr Robert Kidston (right) and the palaeobotanist Professor David Thomas Gwynne-Vaughan (left).
elomová teorie: evoluční základ všech )stlinných orgánů = prastonek = telom, jeho prostorové dichotomické podoby ryniofyt vznikly různé typy větvení tonku, postavení a uspořádání porangií a listy u všech dalších rostin.
Na základě studia fosilních rostlin, zejména ryniofyt, ji vyslovil roku 1930 Němec Walter Zimmermann (v díle Phylogenie der Pflanzen).
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Theodor Boveri
1862-1915
Hugo de Vries
1848-1935
Chromosomy v rostlinné systematice (20. stol.)
1848 - Němec Wilhelm Hofmeister poprvé pozoroval IflÉfcy fáze mitózy v buňkách trichomů nitek Tradescantia
^virginica 1882 - Němec Eduard Strasburger si poprvé všímá, že počet diferencujících chromosomů je při mitóze stálý.
■ Boveri
1915     1888   „Počet  chromosomů:   druhově   specifický ^^^^m 2H stabilní znak" - německý cytogenetik a anatom _t>^ 31    Theodor Boveri.
1886 nová polyploidní forma Oenothera lamarckiana „Gigas" - Holanďan Hugo de
Vries (chromosomy analyzovala u tohoto polyploida v roce 1907 Američanka Anne Lutz)
1917 Švéd Ojvind Winge - role chromosomů a Polyploidie v evoluci a klasifikaci rostlin
Ojvind Winge
1886-1964
V rostlinné systematice se chromosomy zjišťují od 20. let 20. stol. Dnes u 25-30% rostlinných druhů znám počet chromosomů
Od počtu chromosomů k velikosti genomu průtoková cytometrie (konec 20 stol.)
FlOUU CYTOM6TRY     Od poloviny 80. let 20. stol. prodělává | dramatický rozvoj
Původně sloužila k analýze krevních buněk
I ß
U rostlin umožňuje měření obsahu DN a stupeň ploidie v buněčných jádrech
Efektivní a šetrná metoda umožňující sledovat mikroevoluční procesy v populacích
Vedle Polyploidie, velikosti genomu umožňuje analyzovat breeding systémy (identifikovat, kolik semen vzniklo apomixií a kolik sexuálně)
Velikost genomu známa u 4 % druhů vyšších rostlin
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Syntetická teorie evoluce   (1. pol. 20. stol.)
Godrey Harold Hardy
1877-1947 britský genetik
Wilhelm Weinberg
1862-1937 německý genetik
If
Theodosius Dob
1900-1975 amer. populační genetik
George Ledyard Stebbins
1906-2000 americký botanik
1937 zákon o frekvenci alel v panmiktické populaci = Hardy-Weinbergova rovnováha.
Darwinismus + genetika = syntetická teorie evoluce
Ne jedinec, ale populace je základní jednotkou evoluce. Evoluce
frekvence alel v populaci - selekce,... drift, ... drive(s)
= zmena
Theodosius Dobzhansky (Genetics and the origin of species 1937). G. Ledyard Stebbins (Variation and Evolution of Plants 1950).
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Isoenzymy - markery populační genetiky 20. stol.
Gelová elektroforéza zviditelní rozdíly v prostorovém uspořádání, hmotnosti a síle elektrického náboje enzymů, bílkovin, nukl. kyselin
Elektroforézu vynalezl 1937 švédský biochemik Arne ^V^l Wilhelm Kaurin Tiselius (1902-1971) (Nob. cena 1948). ÍJá
v systematice od 80 let - hybridní původ druhů, breeding systémy: selfing vers, outcrossing, populační genetika
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Objektivizace a racionalizace taxono-mických dat = Biostatistika (20. století)
OBiometrika  rostlin  -  přelom  19/20.  stol. britský matematik Charles Pearson definoval základní pojmy popisné statistiky - např. koeficient variance; pracoval většinou se znaky s normální gausovskou distribucí - sledoval např. počty ostnů na listech llex aquifolium
Charles Pearson
(1857-1936)
Fenetika = „každý znak má a priori stejnou váhu"
obert Sokal
(1926-2012) entomolog
1963 Američané Robert Sokal a Peter Sneath numerická taxonomie - využívá shlukové analýzy diskriminační analýzy analýzy hlavních komponent a mnoha dalších,
Uplatnění podmíněno rozvojem výpočetní techniky
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Znaky kvantitativní a kvalitativní - biometrika.
Variabilita živých organismů si vynucuje použití metod biostatistiky. Nejčastějšími výstupy numericko taxonomických metod jsou:
dendrogram (v případě metod klasifikačních jako je např. clustrová analýza) nebo
ordinační diagram (vyjádřený obvykle ve formě scatter plotu, v případě metod ordinačních jako je např. analýza hlavních komponent PCA = principál component analysis, a. hlavních koordinát PCoA, či analýza DCA).
Hypers all n e ňnoxis marine Anoxic freshwater Marine sediments H arj n e w ater c of u m n Freshwater sediments
■ fri'.ui Dtriiftvk
• Anoxic--ine5 íiTŕcyiíf
Q-Stivh BhytiyptttAfů
* StaťU Saj? héptrHlIriť
■ Fort jKhKTl 0 ;:.ľ .--ľ^
MtirCůiJHiiari
TM iFiVi 1
■> ítwíibiy FiJ
H iľ.'in Pot BjtViy
ijijbrji..
■ Kŕdľih
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Kladistika
Willi Hennig
(1913-1976)
1950 něm. entomolog Willi Hennig
Rekonstrukce fylogeneze = spojování skupin se společnými předky, na základě sdílení nově se v evoluci objevivších (odvozených) znaků = apomorfií
I Gymno3perms
I Conifers, cycads
| First plants to reproduce with seeds, located inside of a cone, inside spores
Dlcots: Tomatoes, Cacti, & most tree species
Second and larger class of flowering plants
r
Kladogram vychází z apomorfií při maximální úspornosti (= minimálního počtu změn) „maximum parsimony tree".
Každý znak byl někdy v evoluci nový - např.: genetický kód = apomorfie všech živých organizmů, cévní svazkv = apomorfie vvšších rostlin kromě mechorostů
potato & eggplant
Bellpeppers
Flower parts in multiples of 4or 5
I Moss & livervorts
I Basal plants
ANGIOSPERMS: Flowering plants
carpels in flowers & insect pollination
- — -Embryos in protective seed & secondary growth, two cotyledons Developed vascular system & sporophyte dominant
— — -Terrestrial & domi nant gametophyte Chlorophyta: & unbranched dependent sporophyte
ireen algae
(photosynthesis, reproduction via spores 1 ul a r o r fi 1 a me nto us bod y)
taxon 3 (paraphyletic)
V
konduplikátně svinutý plodolist = apomorfie krytosemenných. Může ale vzniknout i nezávisle vícekrát, evoluce může vést vlivem selekce i ke konvergenci znaků.
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Fylokód - fylogenetická definice jmen
jméno je definováno jedním ze tří způsobů:
3 - odkazem na nejbližšího společného předka dvou taxonů a všechny jeho potomky
b - odkazem na všechny organismy, které mají bližšího společného předka s označeným organismem než s jiným označeným organismem
C - odkazem na prvního předka, u kterého se vyvinul určitý znak a na všechny jeho potomky
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Studium DNA 90. léta 20. stol.
(1) postupy založené na polymerázové řetězcové reakci (PCR) v programovatelném zařízení, zvaném termocykler.
(2) Pro čtení sekvence nukleotidů - sekven(c)ování se využívá automatický sekvenátor. Výhodou metod je, že stačí jen malé množství materiálu umožňující přežití zkoumaného jedince.      ^    ■■ ř
L   J in
The Nobel Prize in Chemistry 1980
WL
/alter Gilbert
1932-
. Mullis 1944-
in Chemistry 1993
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
1970 - objev restrikčních endonukleáz
Werner Arber, Hamilton Smith a Daniel Nathans obdrželi 1978 r^^l Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu. g^SI
Reštrikční enzymy jsou produkovány bakteriemi, které jich užívají k obraně proti virové RNA nebo DNA.
Každý takový enzym rozpoznává a štěpí konkrétní krátkou nukleotidovou sekvenci, která v bakteriální DNA chybí.
Například enzym EcoRI štěpí nukleotidové sekvence GAATTC.
GlA
AlG
I
Werner Arber Hamilton Smith Daniel Nathans
(1929) (1931) (1928-1999)
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Bar-coding
identifikace rostlin pomocí sekvence DNA
i
National Center for Biotechnology Information
National Library of Medicine National Institutes of Health
PubMed     All Databases		BLAST         OMIM Books			TaxBrowser Structure	
Search	All Databases	V	for		Go	
						
SITE MAP Alphabetical List Resource Guide
About NCBI An introduction to NCBI
GenBank Sequence submission support and software
CCTCTTACTATAAATTTCATTGTTGTCGATATTGACATGTAGAATGGACTCTCTCTTTATTCTCGTTTGATTTATCATCATT
TTTTCAATCTAACAAATTCTATAATGAATAAAATAAATAGAATAAATTGATTACTAAAAATTGAGTTTTTTTCTCATTAAACTT
CATATTTGAATCAATTTACCATAAATAATTCATAATTTATGGAATTCAAAAAAATTCCTGAATTTGCTATTCCATAATCATTG
TCAATTTCTTTATTGACATGAAAAATATGATTTGATTGTTATTATGATCAATCATTTGATCATTGAGTATATATACGTACGTC
TTTTTTTGGTATAGACGGCTATCCTTTCTCTTATTTCGATAAAGATATTTTAGTAATGCAACATAATCAACTTTATTCGTTA
GAAAAACTTCCATCGAGTCTCTGCACCTATCTTTAATATTAGATAAGAAATATTTTATTTCTTATAATAAATAAGAGATATTT
TATATCTCTCATTTTCTCAAAATGAAAGATTTGGCTCAGGATTGCCCACTCTTAATTCCAGGGTTTCTCTGAATTTGGAA
GTTAACACTTAGCAAGTTNCCATACCAAGGCCAATCCAATGC
httD://blast.ncbi.nlm.nih.aov/Blast.cai?PROGRAM=blastn&PAGE TYPE=BlastSearch&LINK LOC=blasthome
Př. Eriophorum angustifolium: sekvence intronu chloroplastového genu pro transferovou RNA
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Next-generation-sequencing = kombinace štěpení DNA PCR a nanotechnologií
iť JL
"i
Nano-porová metoda
HMinION
Oxford Nanopore/iemedia
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
-J Angiosperm Phytogeny website - Microsoft Internet Explorer
Soubor   Úpravy   Zobrazit   Oblíbené   Nástroje Nápověda
Q Zpět '  Q ■ g ^   £   P Hledat ^oblíbené ^   0* ^   tŠI ' □ £1 4&
Adresa .ěj http://www.mobot.org/MOBOT/research/APweb/
Přejít Odkazy
HOME    TREES   APOMORPHIES   ORDERS    FAMILIES   CHARACTERS   REFERENCES   SEARCH LINKS SUMMARY A__-______r»L. .1______...   .__-. GLOSSARY
Angiosperm Phylogeny Website
Ferns S.L. T
, Cy tad ales t Ginkgoalcs
Pin ales ^
Cnetales *P . Aniborcllnlcs . Nympha^ales
Austrobaileyales^ . Ceratophyllales
• Chi a ran thalcs Magnoliales ^ Laurales V
■ Canellales 1 Piperales
. Acorales
. Allsmatales ^
■ Petrosavlales— cDioseoieales t
• Pandanales If
■ Liliales T ,Aiptirjtjjltib ul
Unplaced
Arccalcs.
Paales T
Co mm el ins I es ▼
zincjiberales V
Ranunculales T
5abiale&
Proteales
Trochodendrales
Bu kales
Gunncralcs
Berberidopsidales
Dillcnialcs
Caryophyllales ^
Santalaies ^
Saxifra gales ^
Vitales
Unplaced
Crossosornatalnsj 1 Geramales »
Unplaced Zyuuphylliilch Cclastrales _ Mjlpighijles
Angiosperm Phylogeny Group
Stevens, P. F. (2001 onwards). Angiosperm Phylogeny Website. Version 7, May 2006 [and more or less continuously updated since].
http://www.mobot.org/MOBOT /researc h/APweb/.
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Kde najít kumulovaná data o fylogenetických stromech?
	■'.v. timetre-e-.org			120%      — Q Ír I   q, Híedo^^^^^^^^^^^^^^^	m\ n m e
■íjfr Nejniväévovanéjčí       Jakiaŕít   ^| Přehled zp	áv   $ iaWebofKnowledge... r1	^ V negativním slova......         © Ele	ctronic library, Dow..,   3 Výsledek obrázku pro J,,,		
			TIMETREE	3,163 Studies   97,085 Species	
			THE TIMESCALE of LIFE	Home    About    Book    Studies    Resources    News    FAQs Contact	
					
					
TimeTree is a public knowledge-base for information on the evolutionary timescale of life. Data from thousands of published studies are assembled into a searchable tree of life scaled to time. Three search modes are possible:
* NODE TIME - to find the divergence time of two species or higher taxa
• TIMELINE - to drill back through time and find evolutionary branches from the perspective of a single species
■ TIMETREE - to build a timetree of a group of species or custom list
TIMEPANEL5 showing events in geological time and astronomical history are provided for comparison with timelines and timetrees. Results can be exported in different formats for additional analyses and publication.
GET DIVERGENCE TIME FOR A PAIR OF TAXA
(?)
Specify 2 Taxon Names -'
ResoLve Ambiguity
Taxon 1: Taxon 2:
timeline GET AN EVOLUTIONARY TIMELINE FOR A TAXON
I -      J   Specify a Taxon Name
■      i Taxon:
ResoLve Ambiguity
Taxon
©
Show Timeline
timetree BUILD A TIMETREE
Specify a Group of Taxa
©
Group:
Or
©
Load a List of Species
Upload:   | Procházet...   Soubor nevyb
ResoLve Ambiguity
Group
Select Taxonomie Rank
Rank:
Show Timetree
©
http://www.timetree.org/
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.