MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE
CZ. 1.07/2.2.00/15.0204
USTAV BOTANIKY ZOOLOGIE
A c
y i
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
INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ
Vývoj klasifikace rostlin
Zpočátku uspořádání rostlin jen nevědomé uspořádání kapitol či popisů rostlin v knize, bez explicitní potřeby klasifikovat.
Od antiky 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
371-287 př. Kr.
gymnasiarcha Lykeionu v Athénách
Renesanční vydání 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 Rím (počátek letopočtu) - Dioscorides
IM!
Pedanius Dioscorides
1 stol.
Lékař římských jg£ legií - prošel s jtáflxi nimi mnohá !^ území, kde ^55» sbíral neznámé
Dioscorides sbírající rostliny během pochodu římských legií - ilustrace Roberta Thoma z r. 1950 -
Dioscorides popisující mandragoru - obraz Ernesta Boarda z r. 1909
■Y
'ě W i
■
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 materia medica De matena medica De materia medica
6. stol.                           10. stol. 14. stol 1554
Po staletí přepisován a překládán ...
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Antický Řím (počátek letopočtu) - Dioscorides
Mattioliho České vydání Mattioliho
Comentarii in libros sex Pedacii Dioscoridis Herbáře
1554 1558
Heriarum   ~Oírci    non   rcé^Ěíus   oliJu. alter. Nte   miiae   tc    .,.:>■ .< .    ha-c Jufei" »rte Juit .
M A T T H I O L I
MedIci senensís
Commcnrani,
JN LTBKOS SEX FtDACM DIOSCOMWIS
ANA7A(lf I, PF. ME.DICJL KinilJli
Adiťiljs quľtni plaňme plaonnim d omnuliurn
in-j|;iiii!nn .cnilrni iurflyřr.
Csn faotMJĎ^i.C^Ětft* MiicAiiii.Chtifliinif^ťít!liic!ei Hejn.
Ven rnjs , i n u&cmn llrilnmna.apDd VmccHium Ytlgi líum.
m. n, L 1111.
Salfttář/WKlmí táítcctuv« íři$vMpi<* řnptní p äretct>ínpmi/poí>lc pr<uw6oaim
f oJít»é{w jroftu SSpttn / í jtmíwtw / p fttté mna j)«mí ťt í íiiffctujnw
(ĚícÉarífitotjnri wí&ognťátp/tjcíjtí tafotppnťfcá 1» jifttjncm geíE><t«í)<ola Sťrtmjtř(w/2íapjafwcg|])(:o $írcp»
hjjBi JttejtunSa ii'pít^^ív«^i1^t«*K/ií<rf|>rw vrtni (infPí Jista (tpfônjí/í |k wo 4>b«iit Sobu £>tnwimli»w Swlowflwq (tišinu) / in £MKm Hísč/cb
jctjŕ. a ur   ťc vrflťdjii cm
»
Dři řoncDpííbano rrotfetwučcttťj a
roji íftwčm Šťfh) ffoísáníf <t pálcitíj ©ob/
s rrrtc.iM přejmi i utowwim p<U<nq aái^itýnú ■ tm$ iwro 1 ifo 2ípatfifařown / AU y gíiKtn Ftťnií fč w Km krtKlfJti/Oobh ft n*ffití Snosn rnocT. <É!V
(Bt|Uaf< trosÄ Stitťejr: ©cbctt poblrjimrnlČattitfTpdS/
BmW pebtť l^(l^(b/«t&i>iot?wlií()tiií/pobit tfonocj
Íalf3«(antrp<ta j Wswntpiw.
Í£&ÍM$)3(WUC/
M   D. LXIL
Stal se hlavní inspirací renesančních bylinářů
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Renesanční bylináře
(16-17. stol)
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Němečtí renesanční otcové botaniky (16. stol.)
1488 - 1534
Habituálně podobné druhy např. čeledí Asteraceae, Apiaceae, Lamiaceae pohromadě = intuitivně přirozené uspořádání na habituálním principu
Leonard Fuchs
1501 - 1566
Fenomenální ilustrace Hans Weiditz jun.
předlohy k dřevořezům v Brunfelsově herbáři
corum T  o   M   v   J   üminclus, %f
F    ft    A   G    A    R.    1 K,
Otto Brunfels
% stránkové dřevořezy Fuchsova herbáře (podle obrazů Albrechta Meyera a Heinricha Fůllmaurera) byly znovu použity pro první kapesní atlas rostlin na světě stirpium
Leonard Fuchs
I
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vy
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 1 obyvatele na 5. místě na světě
Před námi Švýcarsko, Švédsko, Finsko, 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, ...
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.
Herbářové
sbírky nad 30 tis. v České republice a na Slovensku (stav v r. 2014)
Karlova univerzita	PRC	2 200	000
Národní muzeum	PR	2 000	000
Moravské muzeum	BRNM	903	000
Masarykova univerzita	BRNU	685	000
Bot. ústav Průhonice	PRA	250	000
Muz. Olomouc	OLM	200	000
Muz. Opava	OP	190	000
Muz. Pardubice	MP	124	000
Muz. Litoměřice	LIT	104	000
Muz. Roztoky	ROZ	101	000
Palackého univerzita	OL	100	000
Muz. České Budějovice	CB	141	000
Muz. Plzeň	PL	85	000
Muz. Hradec Králové	HR	68	000
Muz. Třebíč	ZMT	58	800
Muz. Mikulov	MMI	50	000
Muz. Jihlava	MJ	47	000
Muz. Liberec	LIM	35	000
Jihočeská univerzita	CBFS	35	000
Muz. Chomutov	CHOM	30	000
Muz. Zlín	GM	30	000
Slov. nár. múzeum	BRA	468	000
Bot. ústav Bratislava	SAV	323	000
Komenského univerzita	SLO	175	000
Tech. Univ. Zvolen	ZV	41	000
Muz. Tatr. Lomnica	TNP	40	000
Univ. P.J. Šafárika	KO	40	000
Polnohosp. Univ. Nitra	NI	35	000
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Největší světové herbáře
(nad 5 milionů položek - stav v r. 2018)
k__. '—
Museum National d'Histoire Naturelle	Paris, France	P	8
New York Botanical Garden	Bronx, New York, USA	NY	7,8
Royal Botanic Gardens	Kew, England, UK	K	7
Missouri Botanical Garden	St. Louis, USA	MO	6,6
Komarov Botanical Institute	St. Petersburg, Russia	LE	6
Conservatoire et Jardin botaniques	Geneva, Switzerland	G	6
Naturhistorisches Museum	Wien, Austria	W	5,5
British Museum of Natural History	London, England, UK	BM	5,2
Harvard University	Massachusetts, USA	GH	5
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
bylo jich několik set 200-500
:ní bylinářích nebyly rostliny hierarchicky
iy -
•Mjhŕ T^_.
HERBA*
R   V M
V I V  «11      SI C O   N II I dd <i;iairar i^nmiofwm.ÍLEiriA ŕil'U
lIL112l"IItIj iV HUYwů ĽŕfľjiĽiT,
Ufďirni e f f K s C T f B V " fironiiŕHLÍn nranjui ueŕ p;rŕ5 iIIide, Slámám rrnaUľatiii Hcihirjjc M(Jiťltiseř l> D K     O T 11»     n H v N f, 'Y(pni*ŕi!iur- m. p, xxxij,
A F i< ]| ľJ u 1 x UJg^giĽldruJll QÍ jJ-ciL-.niLlnmniĽ siŕtf i. [i*TVH, I :■ n [riLlcc CottfWivm (uigiilíinim,
.'k ■ n-C' >|i-7 ■'■ L' ~ ~~ 5«.lt-- " ■:"ln <jI:Mejčíi.Rh*sm*IS«biiiHiti.
i        ■.■iíniJ-rmujW I
ffTlMi.lTfl iir'l h I lafanranánuhi.
ŕítt.'ŕsctfen ppit Beuwm.'fampt i"tm „fnííf>itt).fŕ íi«f C« ÍJifítjľtt í írtJttt
(rni+lĽiT'-Wn T5ctJiUjit(íli ťl^nulIflKľ Vtlb ■Kti$ttttiiii\Htt gibidd L- i-ľi Sít
3Ltijitťv ff<i(fio(frarg<fr<Ti. C*ik*.gf|iin&rbítt ji" furtmiwitfciiUttiMt r.-n iííiľ ii un li* vnft íi-i-ll liít- Vtsdb ttin praifipimtliifílĽ ^atíVJ.iiin,  ímv<t> h. HiEnnuTMVH iocjc íniŕlaijifiTijpT vň iimiiit trfitnaH^
í L-.'.ľ:il-.rr..
??.lí" crfFbřC cpinr&k t\i mi i. ''1-: Wil(j: i«tii ŕH v minni ř-/r
* 3ť%iäii"i^iiJi>^) (IííUw ij M*n>i"nifcn i iŕ^nrurii t™rp$"iV»* k" hí í lutnsnphr í i ji t m>i JS'.ji íňriltitkí F<-;nilt*iM«n.M.u:-*
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
jednoúrovňová (lineární) klasifikace = přiřazení jmen k objektům ■ ■ ■ ■ ■
□□□□□□□
□□□□□□
□□□□□
□□□□□□□ □□□□□□□
klasifikace hierarchická
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
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)
SI
r
Andrea Cesalpino
(Caesalpinus) 1519-1603
Jako Teofrastos považuje dřeviny za samostatnou skupinu, byliny dělí do skupin dle generativních znaků:
(1) tvar plodu
(2) počet semen
(3) počet přihrádek v semeníku ) stavba květu
WS \ *■" f'
^ÜIMl-'-lll
1
ir
iir
IV
v
DE PLANTIS
LIBRI XVI-
ANDREAE CAESALPWí A R E T I N I,
Medici clarifiimi, doftiísimiq; atgue Philofophi celeberrimij ac iubtilifiimi.
JÍV SEXEtllSSlMVM F^ANCISCUM Mtáum,M4gnum ^Attrm* Vuccm,
FLORENTI AE, Apud Georgiern Marefcotmm,
M D L X X X 11 I.
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.
äí.
DCIUIIIII |JUUZ_M
krátké a výstižné diagnózy = soubory rozlišovacích znaků. k pojmenování
jako determinační pomůcka = určovací klíč
Gaspard Bauhin
1560 - 1624
en
caspari bauhini
Víri Clan/.
n i n a h
T H E A T R I
' BOTANICI
m theophrastiedÍosgoridis
P LIN II E T BOTANICORVM qui a feculo fcripferunc
PLANT ARVM CIRcItER SEX MILLIVM
A B  IPS IS  E X H I BI TAR V-M NOMINA
cum earunJem Synonym!js &differcnti]5
O P V S XL.  A N N O R V M
ÍLimmťjpere a-sp.áácäítl ad Autori* sutog^qftiiixn j-cgiíififtin-i.*
3 A S iL E M
1MPENSIS   JOANNIS REGIS cla  I=ľ. LXXI. .-t
P max theatn botanici (1623
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Pojem a definice druhu (1686)
"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."
i!|i|Pi.|!Mľ:!iľ!:i
I: 'JiOII
Piiťlfllijlíl
ai
C
m
JOANNIS RAU,
Societatis Regis Socií,
Hiftoriíc P lap ta runs
TOMÜS TERT.Í Uni'":-:
Q.U I EST ' 'V:.'/:-,' ..
SUPPLEME X T<$?M
Duorum prsecedentium:
Species omneš vel omiflas, vel poft Volumina illa evulgata editas, praeter
Druh je podle Raye skupinou jedinců, kteří jsou v rámci své variability geneticky stálí. (História generalis plantarum, Londini 1686-1704 )
Carl Linne - vrchol umělé klasifikace (pol. 18. stol.)
— Carl Linne synteticky navázal na vše progresivní co
zjistím neoo zavean jeno preacnuaci: • John Ray — definice druhu
UUOC|JI I r I LLWI I UC   I UUI I ICIUI L---I iiciaioi IIC
taxonomických jednotek
a c n a rrl Roiihin _ rl ian nó"7\/
Tabulky zobrazující tvary listů - v Linnéově Philosophia botanica 1751
TABULA L
FOLIA   S I M P 1.1 C I A.
an Lin
(Linnaeus) 1707-1778
Fi(. i. OrWrnlstuni.
a. hubiac j miua.
3. Ora.uB.
4. Orj.it. ,.F.!.;-iii e.« t. OSIoriRura.
6. LiaiL-o-liium.
ť. S™iÍ"um. 4. Kcr.ifofjK. id. (".-.,i.ill.iii.
11. Limuliiun. 11. 11. i Igul .r:. i j. iMRittatum.
it hSSmbt
iů. Finům.
.7. Triltibum.
lS. ľraijwrjuiii.
19. LobitLim.
in, QmnqtiMlgHl.ir«.
kí. Iir»ium.
..itiiUir
a*-. P,, ■ :..t..
;o. Ui'-tinrum. 31. Sem t um.
11- v"?-"""--
34. CirtLlj^cmm. 39. C r.í pum.
4t.  .Inu 11 m
42, AcjnuniliiM.
43. '.■■':..(■. . j ■•:•/.
4.4. Lmirg nut jih iĽ'ilť. -1'.. Hi..:...
4.5. Tomemoiuni. 4g. H pul'im.
19. 1. it:-
60. Cin:ili'"«U:ur».
61. ■ ...
iPÔOÔOCľ
T A E U L A IL FOLIA   COM P OSI T A.
II
6j. BlruHB.
64. Tamm filUk 46. Digiiaiiun-
Ů-. PcdjlulB.
ft, ri.-juatum m* ŕtij
70.---tíitmuim.
«*ii.i,
Lvrjtulfl-77. kimnm 7Š. B'pi rir.il u m '.Sji-rjs.), Dafln.M*-fi* -9. Trihtnwuffl, T'}fíkjií So. TripiniMiuni | Jjavjy. J r St.----m* /njjn.
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Species plantarum (1753)
24 tříd dle počtu, délky, srůstu tyčinek a pestíků, tedy pohlavních orgánů je proto nazýván systém sexuální
neu.
CAROLl LINNj£I
iu Rich Mim SVttTU .IWHIII, Mlpit   Ii lo'aa
ytouM- U«*i.. £<n»nt am. m 5i[iL+ fei/n, ate (ten Acne Iura. MtniML, BsivL Tai«. Up&al. ütckkk. Sk & Pauk. C$*eit
SPECIES
PLANTARUM.
EXHIBENTES PLANTAS RITE CO0N1TAS.
GENERA* R EL ATAS.
CUM
DlFflftlSTIIS SpLCIfICIS, t^GMIMEUS TklYIALl»U*>
Sysomvhis Selectjs, Locis N^TALreys,
STSTEMA SB XU AL E
DIGESl'Ai.
Tomcs I.
HO L MI iE.
■ 71J.
Lug dl. kit: /TSé1
G.D.EHREX. PiUt-heidcIl ietit i< erlidit
'Diandria. ■ 'Tria.ndHa. . ''Tclra.tuit-ia- .
Ax&uiftfL . (DecaJidtia.
'La
(Dia
{Žtéačctó-
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Plantae hybridae (1751)
N\   18. XXXII.
PLANTS HYBRID JE,
Q u a s, Sub PRISIDIO,
D. D. Caroli LINN/EI,
PUBLIC IE DISQUISITIONI STIPENDIARIUS   NE SS EL I a NUS ,
JOANNES Jnis HAARTMAN,
A U S TRO-F INLANDUS. UpsALijE,aj Novembr. 1751. * , ......, i,, , ■ , f
Omnium fere unanimis diu fust confenfus, viva, "Dnia ex femine propagari ; foetus eandem mire vivendi l^'Onem , quam anrea parentes ; fmgula intra fuas T^cies multiplicari , atque adeo univerfa viventia , Wis in principio inftituta erant, talia etiam in pofte-fine (pecierum } yd ciutarione , vel mmione per-
[• fill iHľ/:l
ybridizace = způsob vzniku nových druhů
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
První přirozené systémy (2. pol. 18. stol.)
Michel Adanson
1727- 1805
1763
58 čeledí
1. komplex morfologických znaků
2. hodnota všech znaků stejná
1789
Antoine Laurent de Jussieu
1748- 1836
rozpracoval systém svého strýce Bernarda 20.000 druhů ve 100 čeledích a 15 třídách
1. v diagnózách čeledí má vztahy k sousedním čeledím
2. tyto vztahy použil jako třídící kriterium
3. hodnota znaků (hlavně stavba květu) v různých skupinách různá
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 spor kapradin a vznik sporofytu na gametofytu John Lindsay (britský lékař působící na Jamaice)
1851 - rodozměna = životní cyklus všech výtrusných vyšších rostlin - Wilhelm Hofmeister (1824-1877
německý botanik)
1874 - genetická podstata haploidní a diploidní fáze -iduard Strassburger (1844-1912, prof. botaniky univ. v eně)
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 krz čnělku do semenníku.
sservazioni microscopiche sopra varie piante (Mondena 1823)
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).
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 Jeně
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.
iergej Gavrilovič Navašin, 1857-1930, prof. otaniky 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
^Jj 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
1709 - 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 Sternberk(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 point" nomenklatury
fosilních rostlin
ch-
>tin v
ry i «
Alexandre Brongniart (1770-1847)
francouzský chemik, mineralog a geolog - Histoire des végétaux fossiles (1828-37)
1828 - 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.)
Skot Robert Kidston a Brit William Henry Lang během 1. svět. války studovali fosilie u obce Rhynie ve Skotsku
Popsali řadu unikátních prvních terestrických rostlin - ryniofytů
Včetně jejich anatomické stavby
W TY Y
w
4L
Übengipfelung
Pianation
Verwachsung irn Blatt
vy, a
Telomová teorie: evoluční základ všech rostlinných orgánů = prastonek = telom Z jeho prostorové
dichotomické podoby u '^^u ryniofyt vznikly různé typy 1 větvení stonku, postavení m a uspořádání sporangií a listy u všech dalších rostin.
Reduktion Einkrümmung
Verwachsung in der Achse
Na základě studia fosilních rostlin, zejména ryniofyt, ji poprvé postuloval roku 1930 Němec Walter Zimmermann (v díle Die Phylogenie der Pflanzen).
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
1886 nová polyploidní forma Oenothera lamarckiana „Gigas" - Holanďan Hugo de
Vri es (chromosomy analyzovala u tohoto polyploida v roce 1907 Američanka Anne Lutz)
1917 Švéd Ojvind Winge - role chromosomů a Polyploidie v evoluci a klasifikaci rostlin
Chromosomy v rostlinné systematice (20. stol.)
*V| 1842 - Švýcar Carl Wilhelm von Nägeli pozoruje 12 < jH subcelulárních šlemovitých shluků (chromosomů) H| během studia vývoje pylu u Tradescantia virginica
U   1882 - Němec Eduard Strasburger si poprvé všímá, mmM že počet diferencujících chromosomů je při mitóze stálý.
' Boveri
1915     1888   „Počet  chromosomů:   druhově   specifický ^^^^^
stabilní znak" - německý cytogenetik a anatom WL 31    Theodor Boveri.
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
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 5 % druhů vyšších rostlin
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Kde najít kumulovaná data o počtu chromosomů a
CCD B C H R1
-iUWOSOME COLIN IS DAIABASE
Ths Chromosome Counts Database (CCDB7 w^.'en ; £>} ik ri iiinipiehtfiisivf?   • i m   ly i .1 .   ■ Icir slanl iliirjmosoin^ i.iiinhen
CCDBairris tocc^binooxistirvi data ■c;c^.r;to into an ojcorii.'o conrel c^r.jjo +z\ :\\\ do undated rcauianv dv :hc com mini ty.
ij&crs and rc-warerisr; ce onwusgsd I: ?;itr ;.r.c- Ij trie aesjrasy j ic ^STntii-tcncH or .no data in CCDfl by submittitTQ new counts, or nefoorfffifj erroneous caunls .
To si art browsing for chromosome mmbes nso :ho 5to ivs a pane or mo ses'th no* above Racomntofidad citafion:
CCOB is built upon many individus! dala collection efforts tl adtiilkm Id the mem cilalian detailed below we recommend eiling he maior resources wliere (f>e downloaded data w Mnirn:ilnlir.;n Rkes e-1 hI 7015 Th« ClruiiionuiriH Ctunls HpiliitaaKa f^CDH)-a rom-inm Iv ihmiiiii # nl pUirl di'imioummH riurntein N«w Ptiytal ?{|fi(l) 19-36
http://ccdb.tau.ac.il/home/
velikostech genomu?
YBJVSCience
https://cvalues.science.kew.org/
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Syntetická teorie evoluce
pol. 20. stol.)
Godrey Harold Hardy
1877-1947 britský genetik
Hg?
Wilhelm Weinberg    Theodosius Dobzhansky  George Ledyard Stebbins
1862-1937 1900-1975 1906-2000
německý genetik       amer. populační genetik 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 Wilhelm Kaurin Tiselius (1902-1971) (Nob. cena 1948).
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)
IBNIll Biometrika rostlin - přelom 19/20. stol. britský W  r I matenriat'k Charles Pearson
I definoval základní pojmy popisné statistiky - např. koeficient I variance; pracoval většinou se znaky s normální gausovskou I distribucí-sledoval např. počty ostnů na listech llex aquifolium
Charles Pearson
(1857-1936)
Robert Sokal
(1926-2012) entomolog
Fenetika = „každý znak má a priori stejnou váhu"
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
Peter Sneath
(1923-2011) mikrobiológ
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).
Hyper? allne An&xis marine Anoxic freshwater Marine sediment j H arj n e ví aler c ohi m n Freshwater sedím ents
f.fň/i>. DtMňlňi #Anoxi caries ^itfyííf Q-£hvh B^ybypira Arů
■■ steh aij,
■ Port jKhwi
• Dď*^
Denmark ?. :-.
JUtarCůiJHMari
4 Ú|j-*Tfi-iJHi'jn TM iFiVi 1
> ífctCÍi b If
FiJ
' Quctrafmtf
f ""=:■■:.
* CípťltilAjíliort
■ Kocirih
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 = aoomorfie vvšších rostlin kromě mechorostů
I Moss & livervorts:
I Basal plants
eggplant
Bell peppers
Flower parts in multiples of 4or 5
ANGIOSPERMS: Flowering plants
— — -carpels in flowers & insert pollination
Embrgos in protective seed & secondary growth, two cotyledons
:hlorophyta:
reen algae
photosynthesis, reproduction via spores ular or filamentous body)
- - Developed vascular system & sporophyte dominant
Terrestrial & dominant gametophyte & unbranched dependent sporophyte
V 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.
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 s využívá automatický sekvenátor. Výhodou metod je, že stačí jen malé množství materiálu umožňující přežití zkoumaného jedince.
The Nobel Prize Eľ ■ ,U in Chemistry 1980
alter Gilbert 1932-
automatický sekvenátor
Fred Sanger «		
A T  T T T C  T   TATT(j:AT   TAAACTCT   TT G 50                                     60 70	C C A A A T	G  G A T C T 80
Kary B. Mullis 1944-2019
The Nobel Prize in Chemistry 1993
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Bar-coding
identifikace rostlin pomocí sekvence DNA
SITE MAP Alphabetical List Resource Guide
About NCBI
An introduction to NCBI
GenBank
Sequence submission support and software
Př. Eriophorum angustifolium: sekvence intronu chloroplastového genu pro transferovou RNA
National Center for Biotechnology Information
National Library of Medicine National Institutes of Health
Databases      BLAST O MIM Books      TaxBrowser Structure
► What does NCBI do?
Established in 1988 as a national resource for molecular biology information, NCBI creates public databases, conducts research in computational biology, develops software tools for analyzing genome data, and disseminates biomedical information - all for the better understanding of molecular processes affecting human health and disease. More about NCBI...
Hot Spots
► Clusters of orthologous groups
► Coffee Break, Genes & Disease, NCBI Handbook
► Electronic PCR
► Entrez Home
CCTCTTACTATAAATTTCATTGTTGTCGATATTGACATGTAGAATGGACTCTCTCTTTATTCTCGTTTGATTTATCATCATT
TTTTCAATCTAACAAATTCTATAATGAATAAAATAAATAGAATAAATTGATTACTAAAAATTGAGTTTTTTTCTCATTAAACTT
CATATTTGAATCAATTTACCATAAATAATTCATAATTTATGGAATTCAAAAAAATTCCTGAATTTGCTATTCCATAATCATTG
TCAATTTCTTTATTGACATGAAAAATATGATTTGATTGTTATTATGATCAATCATTTGATCATTGAGTATATATACGTACGTC
TTTTTTTGGTATAGACGGCTATCCTTTCTCTTATTTCGATAAAGATATTTTAGTAATGCAACATAATCAACTTTATTCGTTA
GAAAAACTTCCATCGAGTCTCTGCACCTATCTTTAATATTAGATAAGAAATATTTTATTTCTTATAATAAATAAGAGATATTT
TATATCTCTCATTTTCTCAAAATGAAAGATTTGGCTCAGGATTGCCCACTCTTAATTCCAGGGTTTCTCTGAATTTGGAA
GTTAACACTTAGCAAGTTNCCATACCAAGGCCAATCCAATGC
http://blast.ncbi.nlm.nih.qov/Blast.cqi?PROGRAM=blastn&PAGE TYPE=BlastSearch&LINK LOC=blasthome
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Next-generation-sequencing = kombinace štěpení DNA PCR a nanotechnologií
Nano-porová metoda
HMinION
Oxford Nanaporc/icmedía
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
a Angiosperm Phytogeny Website - Microsoft Internet Explorer			
5oubor    Úpravy    Zobrazit    Oblíbené    Nástroje Nápověda			
Qzpět  -   |            @   @   4          Hledat          Oblíbené ^gj		í 4	
Adresa http://mmw.nnobot.org/MOBOT/research/APweb/			,v I Q Přejít    Odkazy w 1
HOME     TREES    APOMORPHIES    ORDERS    FAMILIES    CHARACTERS    REFERENCES    SEARCH LINKS SUMMARY n__- . „.   ...______GLOSSARY
Angiosperm Phylogeny Website
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 /resea rc h/A P we b/.
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Rekapitulace
Botanika = vědní obor starší než křesťanství
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Rekapitulace
Botanika = vědní obor starší než křesťanství
Klasifikace hierarchická = důsledek rostoucího počtu klasifikovaných druhů
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Rekapitulace
Botanika = vědní obor starší než křesťanství
Klasifikace hierarchická = důsledek rostoucího počtu klasifikovaných druhů
Objektivizace / opakovatelnost / jednoznačnost klasifikace = fylogenetická příbuznost,
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Rekapitulace
Botanika = vědní obor starší než křesťanství
Klasifikace hierarchická = důsledek rostoucího počtu klasifikovaných druhů
Objektivizace / opakovatelnost / jednoznačnost klasifikace = fylogenetická příbuznost,
Kumulace analytických dat z: morfologie, paleontologie, biometriky, karyologie, studia sekvencí, ... umožnila
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Rekapitulace
Botanika = vědní obor starší než křesťanství
Klasifikace hierarchická = důsledek rostoucího počtu klasifikovaných druhů
Objektivizace / opakovatelnost / jednoznačnost klasifikace = fylogenetická příbuznost,
Kumulace analytických dat z: morfologie, paleontologie, biometriky, karyologie, studia sekvencí, ... umožnila
Syntézu v: teorii rodozměny, evoluční teorii, populační genetice, fenetice, kladistice, molekulární fylogenetice, ...
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.
Rekapitulace
Botanika = vědní obor starší než křesťanství
Klasifikace hierarchická = důsledek rostoucího počtu klasifikovaných druhů
Objektivizace / opakovatelnost / jednoznačnost klasifikace = fylogenetická příbuznost
Kumulace analytických dat z: morfologie, paleontologie, biometriky, karyologie, studia sekvencí, ... umožnila
Syntézu v: teorii rodozměny, evoluční teorii, populační genetice, fenetice, kladistice, molekulární fylogenetice, ...
Data o fylogenetice, sekvencích, chromosomech, velikosti genomu jsou kumulována v internetové dostupných databázích
Petr Bureš: Prezentace přednášky Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - část 2.