Bi6570 Mikroevoluce, speciace a taxonomie rostlin

Přírodovědecká fakulta
podzim 2021
Rozsah
3/0/0. 3 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Petr Bureš, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Petr Šmarda, Ph.D. (přednášející)
Mgr. František Zedek, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Petr Bureš, Ph.D.
Ústav botaniky a zoologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Petr Šmarda, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav botaniky a zoologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 14:00–16:50 D31/238
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Na konci kurzu bude student rozumět tomu, jak unikátní vlastnosti rostlin ovlivňují jejich evoluci. Současně si na příkladech z rostlinných systémů student osvojí základy současného evolučního myšlení a bude tak schopen nahlížet zdánlivě samozřejmé fenomény rostlinné biologie novou optikou.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu: • - rozumět podstatě základních evolučních mechanismů (přirozeného výběru, genetického driftu) - rozumět tomu, jak se přirozený výběr a genetický drift uplatňují v rostlinné biologii a ekologii - rozumět mechanismům rostlinné speciace - schopen interpretovat znaky rostlin na úrovni, genů, jedinců, populací a druhů v evolučně biologickém kontextu - schopen využít získané poznatky k formulaci vlastních evolučně biologických hypotéz
Osnova
  • Probírané mechanismy mikroevoluce a speciace se vztahují také na řasy a z části také na houby, přestože jsou houby příbuznější živočichům než rostlinám.
  • • 1. Rozmanitost života, biologická evoluce, (neo)darwinismus, přirozený výběr, genetický drift, sobecký gen. Evolučně biologicky významné vlastnosti rostlin, kterými se odlišují od živočichů (např. modularita ontogeneze, nedeterminovaný růst, dormance, semenná banka, odlišnosti na fast-slow kontinuu životních strategií)
  • • 2. Spojitost jako vlastnost přírody v kontrastu s lidskou tendencí myslet v kategoriích. Problém pojetí druhu. Co to je druh? Taxonomický druh vs evoluční druh a jejich vztah ke konceptům druhu. Druh v evoluci rostlin
  • • 3. Speciace u rostlin. Reprodukční bariéry - prezygotické/prepolinační, postzygotické/postpolinační. Bateson–Dobzhansky–Muller model (BDM)
  • • 4. Homoploidní hybridogenní speciace - homoploidní, polyploidní. Jak poznat homoploidní hybridogenní druh. Homoploidní speciace v alopatrii. Homoploidní speciace v sympatrii/parapatrii
  • • 5. Polyploidní hybridogenní speciace - auto- vs. allopolyploidní speciace. Vznik polyploida (somatická mutace, neredukované gamety, triploidní můstek). Výhody a nevýhody polyploidie. Paleopolyploidie vs. Neopolyploidie, frekvence polyploidie a polyploidní hybridogenní speciace u rostlin
  • • 6. Rozmnožovací systémy rostlin a jejich evoluční důsledky. Pohlavní (cizo- a smosprášení) a nepohlavní (vegetativní propagace, apomixie) rozmnožování. Výhody a nevýhody pohlavního a nepohlavního rozmnožování z krátkodobého (na úrovních jedinců, populací) a dlouhodobého hlediska (na úrovni fylogenetických linií - rychlost speciace a extinkce)
  • • 7. Somatické mutace aneb jak evoluce buněčných linií uvnitř rostlinného jedince ovlivňuje rostlinné mikrostanovištní adaptace a evoluci rostlin obecně. Vznik intraindividuální variability (transpozonová mutageneze, mitotický crossing-over atd.). Přesahy somatických mutací do šlechtitelství
  • • 8. Životní a reprodukční strategie rostlin (délka života, frekvence reprodukce apod.) v evolučně biologických souvislostech. Jak vlastnosti rostlin, jako jsou např. dormance, tvorba semenné banky či modulární růst vytvářejí komplexnější demografické souvislosti než je tomu v populacích živočichů
  • • 9. Evoluce velikosti genomu a genomického GC obsahu u rostlin (celková variabilita, její extrémy, příčiny, ekologické a evoluční důsledky, nukleotypový efekt, vnitrodruhová variabilita)
  • • 10. Klasifikace organizmů - taxonomie (o čem to je, vztahy taxonomie k ostatním disciplínám, taxonomické ranky)
  • • 11. Druh – základní jednotka taxonomie (botanické pojetí druhu, příklady vzniku druhů české i světové flóry různými speciačními mechanizmy)
  • • 12. Vnitrodruhové taxony (poddruh, varieta, forma) a příklady jejich užití v české flóře
  • • 13. Taxonomické znaky (morfologie, determinace morfologických znaků na molekulární úrovni, taxonomická hodnota znaku, příklady významných znaků používaných v české flóře)
  • • 14. Nomenklatura 1 – jak se tvoří jména rostlin (princip tvorby jmen, princip priority, popis nového taxonu, typifikace)
  • • 15. Nomenklatura 2 – jak se jmény rostlin zacházet (homonymita, přesun jmen ve směru horizontálním a vertikálním, kombinace, synonymika)
  • • 16. Taxonomické informace – kde co hledat a proč
  • • 17. Základy kladistiky a fylogenetiky (fylogenetické principy a názvosloví, fylogenetická klasifikace, fylokód)
Literatura
  • ZRZAVÝ, Jan, Hynek BURDA, David STORCH, Sabine BEGALL a Stanislav MIHULKA. Jak se dělá evoluce : labyrintem evoluční biologie. Vydání čtvrté, v české. Praha: Dokořán, 2017, 479 stran. ISBN 9788025720790. info
  • FLEGR, Jaroslav. Evoluční biologie. 2., oprav. a rozšíř. vyd. Praha: Academia, 2009, 569 s. ISBN 9788020017673. info
  • DAWKINS, Richard. The selfish gene. 30th anniversary ed. Oxford: Oxford University Press, 2006, xxiii, 360. ISBN 0199291152. info
  • SILVERTOWN, Jonathan W. a Deborah CHARLESWORTH. Introduction to plant population biology. 4th ed. Oxford: Blackwell Science, 2001, viii, 347. ISBN 063204991X. info
  • On the origin of species by means of natural selectionor, The Preservation of favoured races in the struggle for life. Edited by Charles Darwin. London: Electric Book Co., 2001, 419 p. ISBN 1901843491. info
  • BRIGGS, D. a S. M. WALTERS. Proměnlivost a evoluce rostlin. 3. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého, 2001, 531 s. ISBN 80-244-0186-X. info
  • DAWKINS, Richard. The extended phenotype : the long reach of the gene. Edited by D. C. Dennett. Oxford: Oxford University Press, 1999, viii, 313. ISBN 0192880519. info
  • Natural hybridization and evolution. Edited by Michael L. Arnold. New York: Oxford University Press, 1997, xiii, 215. ISBN 0195099753. info
  • NIKLAS, Karl J. The Evolutionary Biology of Plants. The University of Chicago Press, 1997, 470 s. ISBN 0-226-58083-0. info
Výukové metody
Přednášky, při nichž jsou powerpointové prezentace pouze vodítkem s minimem textu. Cílem je pomocí názorných příkladů proniknout do podstaty problému, nikoli memorovat seznam pouček a pojmů. Studijní materiály zahrnují také odborné a rešeršní články vztahující se k probírané problematice.
Metody hodnocení
ústní zkouška
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.