Bi0260 Taxonomie, fylogenetika a zoologická nomenklatura

Přírodovědecká fakulta
jaro 2023
Rozsah
2/1/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
Mgr. Igor Malenovský, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Andrea Špalek Tóthová, Ph.D. (přednášející)
prof. Mgr. Stanislav Pekár, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. Mgr. Stanislav Pekár, Ph.D.
Ústav botaniky a zoologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Igor Malenovský, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav botaniky a zoologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 14:00–16:50 D31/238
Předpoklady
Bi1030 Fylog. a diver. bezobratlých && Bi2090 Fylog. a diver. obratlovců
Výběrem praktických příkladů a zaměřením nomenklatorické části je přednáška primárně určena pro studenty zoologie, je však otevřena i všem zájemcům i z jiných biologických oborů, jelikož většina obsahu předmětu má obecný ráz.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět poskytuje základní přehled o principech a metodách biologické systematiky, se zvláštním zřetelem k oboru zoologie. Zejména se věnuje problematice vymezení a popisu nových/revize stávajících taxonů živočichů na všech úrovních hierarchie systému (druhů, vnitrodruhových, nebo naopak vyšších taxonomických jednotek), fylogenetických analýz (včetně využití jejich výsledků) a přehledu hlavních pravidel zoologické nomenklatury.
Výstupy z učení
Na konci kurzu bude student schopen:
- porozumět základním pojmům a metodám biologické systematiky a taxonomie;
- vědět, jak definovat a formálně správně popsat nový živočišný taxon na kterékoli úrovni zoologického systému, či jej synonymizovat;
- samostatně provést jednoduchou fylogenetickou analýzu pomocí kladistické metody;
- kriticky číst a používat taxonomickou literaturu, elektronické informační zdroje a výsledky fylogenetických studií;
- vědět, jak kontaktovat kurátora přírodovědné muzejní sbírky s žádostí o studium materiálu.
Osnova
  • 1. Systematika, taxonomie a stručný přehled jejich historického vývoje.
  • 2. Taxon, kategorie, taxonomický znak, koncepce druhu, vnitrodruhová variabilita.
  • 3. Fenetika, přehled a využití statistických metod v současné taxonomii. Taxonomický znak z hlediska statistiky, tradiční a geometrická morfometrika, shlukové analýzy, ordinace, diskriminační analýza, umělé neuronové sítě, automatické určování druhů.
  • 4. Úvod do kladistiky: podobnost a příbuznost, homologie, (syn)apomorfie a (sym)plesiomorfie, určení polarity znaku, princip maximální úspornosti (parsimonie), hypotéza v systematice.
  • 5. Kvantitativní kladistika: kódování znaků, konstrukce kladogramu, optimalizace a vážení znaků, porovnávání a testování kladogramů, konsensus, kladistický software.
  • 6. Metody aplikovatelné v molekulární taxonomii a fylogenetice: proteiny, nukleové kyseliny a jejich extrakce, PCR, klonování a sekvencování DNA, hybridizace DNA, RAPD, restrikční analýzy, mikrosatelity, DNA barcoding.
  • 7. Rekonstrukce fylogenetických vztahů na základě molekulárních dat: zpracování sekvenačních dat, maximální parsimonie, maximální věrohodnost, Bayesiánská analýza a distanční metody.
  • 8. Molekulární metody v praxi: návštěva laboratoře.
  • 9. Přednosti a omezení molekulárních a morfologických dat, zdroje chyb a konfliktů, kombinace různých typů dat ve fylogenetické analýze. Aplikace fylogenetické analýzy: klasifikace, historická biogeografie, testování koevoluce a evolučních scénářů.
  • 10. Mezinárodní pravidla zoologické nomenklatury 1: základní principy, použitelnost, platnost a tvoření jmen.
  • 11. Mezinárodní pravidla zoologické nomenklatury 2: homonymie a synonymie, princip priority versus stabilita, pojem typu v nomenklatuře, souhrn a procvičení.
  • 12. Práce s taxonomickým materiálem a literaturou: návštěva Moravského zemského muzea. Sbírky, taxonomická revize, popis nových taxonů, určovací klíče, databáze biodiverzity, elektronická taxonomie.
Literatura
  • DROZD, Pavel. Principy systematiky a taxonomie. Vyd. 1. Ostrava: Ostravská univerzita, 2004, 89 s. ISBN 807042995X. info
  • Mezinárodní pravidla zoologické nomenklatury : přijaté Mezinárodní unií biologických věd. Translated by Václav Houša - Pavel Štys. 4. vyd. Praha: Česká společnost entomologická, 2003, 8, xxxi. ISBN 8023915398. info
  • WINSTON, Judith E. Describing species : practical taxonomic procedure for biologists. New York, N.Y.: Columbia University Press, 1999, xx, 518. ISBN 0231068247. info
  • MACHOLÁN, Miloš. Základy fylogenetické analýzy. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 2014, 290 s. ISBN 978-80-210-6363-1. Dostupné z: https://dx.doi.org/10.5817/CZ.MUNI.M210-6363-2014. Munishop Flexibooks info
  • BAUM, David A. a Stacey D. SMITH. Tree thinking : an introduction to phylogenetic biology. Greenwood Village: Roberts and Company Publishers, 2012, xx, 476. ISBN 9781936221165. info
  • SCHUH, Randall T. Biological Systematics. Priciples and Applications. 1. vyd. Ithaca and London: Cornell University Press, 2000, 239 s. ISBN 0-8014-3675-3. info
  • KITSCHING, Jan J. a Peter L. et al. FOREY. Cladistics. The theory and practice of parsimony analysis. 2. vyd. Oxford: Oxford University Press, 1998, 228 s. ISBN 0 19 850138 2. info
  • Zima J., Macholán M., Munclinger P., Piálek J. Genetické metody v zoologii. Univerzita Karlova v Praze, Karolinum, Praha, 239s, 2004 ISBN 80-246-0795-6.
  • MARHOLD, Karol a Jan SUDA. Statistické zpracování mnohorozměrných dat v taxonomii : (fenetické metody). 1. vyd. Praha: Karolinum, 2002, 159 s. ISBN 8024604388. info
  • Wägele, Johann-Wolfgang: Foundations of phylogenetic systematics. Verlag Dr. Friedrich Pfeil, München, 2005. 365 s. ISBN 3-89937-056-2.
  • FLEGR, Jaroslav. Evoluční biologie. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 559 s. ISBN 8020012702. info
Výukové metody
Teoretické přednášky, diskuze nad případovými studiemi publikovanými v odborné literatuře, praktické procvičení příkladů (např. sestavení matice znaků, konstrukce kladogramu kladistickou metodou na základě jednoduchých dat, odvození klasifikace apod.), demonstrace počítačových programů vhodných pro některé analýzy, návštěva molekulární laboratoře, návštěva přírodovědné muzejní sbírky.
Metody hodnocení
Písemná zkouška, obvykle se skládá z 25 otázek napříč celou probíranou látkou, k úspěšnému zvládnutí je potřeba dosáhnout alespoň 50% bodů.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2024, jaro 2025.