A „növények” rendszerezése Kalapos Tibor - Podani János Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék, http://ramet.elte.hu/~ramet/staff/Kt/ktmain.html
http://ramet.elte.hu/~podani/
1
Előadások az első félévben: IX. 11. 18. 25. X. 2. 9. 16. XI. 6. 13. 20. 27. XII. 4. 11.
Megbeszélendő témák: Osztályozás fontossága, elvi alapjai. Népi osztályozások. A tudományos osztályozás története. Evolúció és osztályozás. A „múlt rekonstrukciója”: kladisztika. Molekuláris módszerek. Nevezéktan. A rendszertani iskolák sokfélesége: ellentétek és ellentmondások. Az élet fája. Cianobaktériumok. Eukarióták: növények és különleges csoportok (Chromalveolata, Excavata, Hacrobia, Rhizaria stb.) bennük korábban növénynek tekintett szervezetekkel. Az endocitoszimbiózis fontossága.
Számonkérés: Irásbeli kollokvium a téli vizsgaidőszakban 2
Irodalom: A növények evolúciója és osztályozása + CD. Eötvös Kiadó, Budapest. 2015. Földindulás a szárazföldi növények osztályozásában Eötvös Kiadó, Budapest. 2005.
Podani J. 2007. Rendteremtés a biológiai osztályozásban. Élet és Tudomány 62 (29): 902-905. Podani J. 2007. Az élet törzsfája. Élet és Tudomány 62 (30): 943-946. Podani J. 2007. Új rokonok – molekuláris alapon. Élet és Tudomány 62 (32): 1008-1011.
Előadások: A kurzus Neptun MeetStreet oldalán (főleg első félév) http://ramet.elte.hu/~podani/lectures.htm (főleg a második félév)
3
A rendszerezés fontossága - Biológiai diverzitás kezelése Ismert és leírt fajok száma kb. 1,3-1,5 millió eukarióta (80% rovar) kb. 0,25 millió kihalt faj Tradicionálisan növénynek tekintett fajok száma: ~450000
Becslések: 9 millió eukarióta – vagyis kb. 85% szárazföldi és 90% tengeri még ismeretlen Mora C, Tittensor DP, Adl S, Simpson AGB, Worm B (2011) How Many Species Are There on Earth and in the Ocean? PLoS Biol 9(8): e1001127
4
Taxonómia – „TAXON”-ok tudománya Gyűjtés – meghatározás („identifikáció”) – fajleírás, nevezéktan – új taxonok létesítése – teljes rendszer kidolgozása („osztályozás” vagy „klasszifikáció” - „rendszerezés”)
Szisztematika – rendszertan A fentiek mellett: makro- és mikroevolúciós folyamatok vizsgálata. Biogeográfiai, paleontológiai, élettani, biokémiai stb. vonatkozások… 5
Osztályozások és a nyelv Tzeltal (Mex): 471 növénynév, ebből 61% faj, 21% génusz Fore (Pápua NG): 110 madárnév -120 faj Ndumba (Pápua NG): ~1100 növénynév, 850 taxon; ~ 400 állatnév, 350 taxon 6
Kettős szemlélet a rendszerezés történetében 1. Arisztotelész (Kr.e. 384-322) - gondolkodó lények - érző, mozgó szervezetek - „tökéletlen lelkűek”
Természet lépcsője - Scala naturae
7
Charles Bonnet (1720 – 1793)
8
2. Arisztotelész (Kr.e. 384-322)
A logikai divízió (felosztás) ábrázolása fával - fogalmak fája –
Porphyrius (234-305)
9
A botanika történetének négy fontos szereplője A. Cesalpino (1524-1603) Pisa: De plantis libri XVI (1583) Hasonlóság fontossága az osztályozásban A Scala naturae hatása: Fák, lágyszárúak, legalul mohák, gombák
Caspar (Gaspard) Bauhin (1560-1624) Pinax theatri botanici – 6000 faj! Fák, cserjék, lágyszárúak A binominális nómenklatúra első alkalmazása – génusz + faj
10
J. Ray (1627-1705) Historia plantarum Scala naturae – benne megjelennek: egyszikűek, kétszikűek. Faj fogalmának első tud. meghatározása Többszavas nevek, pl.: Nepeta floribus interrupte spicatus pedunculatis
A.Q. Rivinus (1652-1723) Ordo plantarum… Virág (pl. ötszirmúak) és termés Génusz és fajnevek következetes alkalmazása Nincs redundancia – több szó csak akkor, ha a génusz sokfajos
11
A rendteremtő: Carl Linné (1707-1778)
A természet objektumainak első átfogó ósztályozása Species Plantarum 1753
12
Diószegi – Fazekas: Magyar füvészkönyv 1807
Részhalmazok (partíció)
Hierarchia
Gráfok
Természet lépcsője
Exkluzív
Linné osztályozása
Inkluzív
13
Főbb rangok az élővilág Linné-féle osztályozásában
Dendrogram Törzs**
Osztály
Rend Család* Genus Faj 14
* Magnol, ** Haeckel (phylum), Eichler (division)
Nyelvek osztályozása
15
Az osztályozás alapja 1753 – Növények
1735 - Állatok
Carl Linné 16 (1707-1778)
„Mesterséges”
vs.
- - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - - -
Monotetikus
vs.
Speciális célú
vs.
„Természetes” osztályozás
+ - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + - + + - - - - - - - - - + + + + + + + + - - - - - - - - + -
Politetikus osztályozás
Általános célú osztályozás
Nincs egyetlen, kitüntetett osztályozás! 17
Carl Linné: „Methodi naturalis”, in: Philosophia botanica 1780
1. Piperiatae – Arum, Piper 2. Palmae – Phoenix, Cycas (!) 3. Scitamina – Canna, Curcuma 4. Orchideae – Orchis, Ophrys 5. Ensatae – Iris, Gladiolus 6. Tripetalodeae – Butomus, Alisma 7. Denudatae –Crocus, Colchicum 8. Spathaceae – Galanthus, Narcissus 9. Coronariae – Scilla, Hyacinthus 10. Liliaceae – Lilium, Tulipa, Fritillaria, Erythronium 11. Muricatae – Bromelia, Tillandsia 12. Coadunatae – Magnolia, Liriodendrum 13. Calamariae – Carex, Cyperus, Juncus 14. Gramina – Zea, Poa, Festuca 15. Coniferae – Abies, Pinus, Ephedra (!) 16. Aamentaceae – Salix, Platanus, Fagus 17. Nucamentaceae – Xanthium, Ambrosia 18. Aggregatae – Dipsacus, Protea 19. Dumosae – Cotinus, Viburnum 20. Scabridae – Ficus, Urtica 21. Compositi – Crepis, Helianthus 22. Umbellatae – Apium, Daucus 23. Multisiliquae – Paeonia, Ranunculus 24. Bicornes – Erica, Vaccinium 25. Sepiariae – Syringa, Fraxinus 26. Culminiae – Tilia, Theobroma 27. Vaginales – Laurus, Polygonum 28. Corydales – Fumaria, Pimpinella 29. Contorti – Asclepias, Vinca 30. Rhaeades – Papaver, Chelidonium 31. Putaminea – Capparis 32. Campanacei – Convolvulus, Campanula 33. Luridae – Solanum, Digitalis 34. Columniferae – Malva, Camellia
35. Senticosae – Rosa, Rubus 36. Comosae – Spiraea, Alchemilla 37. Pomaceae – Pyrus, Ribes 38. Drupaceae – Prunus, Cerasus 39. Arbustiva – Myrtus, Philadelphus 40. Calycanthemae – Oenothera, Lythrum 41. Hesperideae – Citrus 42. Caryophyllei – Dianthus, Silene 43. Asperifoliae – Echium, Myosotis 44. Tellateae – Galium, Rubia 45. Cucurbitaceae – Bryonia, Passiflora 46. Succulentae – Cactus, Sedum 47. Tricoccae – Euphorbia, Carica 48. Inundatae – Hippuris, Typha, Potamogeton 49. Sarmentaceae – Vitis, Hedera, Asparagus 50. Trihilatae – Acer, Aesculus 51. Preciae – Primula, Cyclamen 52. Rotaceae –Gentiana, Lysimachia 53. Holeraceae – Atriplex, Salicornia 54. Vepreculae – Rhamnus, Lycium 55. Papilionaceae – Vicia, Cytisus 56. Lomentaceae – Sophora, Mimosa 57. Siliquosae – Brassica, Draba 58. Verticillatae – Salvia, Lavandula 59. Personatae – Scrophularia, Verbena, Vitex 60. Perforatae – Hypericum, Cistus 61. Statuminatae – Celtis, Ulmus 62. Candelares – Rhizophora 63. Cymosae –Lonicera, Loranthus 64. Filices – Ophioglossum, Polypodium 65. Musci – Bryum, Hypnum, Lycopodium (!) 66. Algae – Ulva, Chara, Marchantia (!), Lichen (!) 67. Fungi – Agaricus, Boletus 18 68. Vagae – be nem soroltak, pl. Pinguicula, Plantago, Cuscuta
Egységes nevezéktan (nómenklatúra) Génusz + fajnév + szerző + évszám – binominális nómenklatúra Taxus baccata L. 1753 - a névadásnál a prioritás elve dönt (vö. szinonimák)
Összhangban van a nem tudományos elnevezésekkel Tud. Citrus aurantifolia C. grandis C. hystrix C. macroptera C. medica C. microcarpa C. suhuiensis C. swinglei
Maláj Limau kapas Limau beshar Limau purut Limau hantu Limau susu Limau kesturi Limau manis Limau pegar
De Tud. Solanum tuberosum S. melongena S. nigrum S. lycopersicum
Magyar burgonya padlizsán fekete csucsor paradicsom
19
Problémák a linnéi binominális nevezéktannal 1. Külön kód alakult ki a növényekre, az állatokra és a baktériumokra – Egymástól független és eltérő szabályrendszerrel A botanikai nómenklatúra sajátságai: a. Tautonímák („Polygonatum polygonatum”) nem megengedettek (de állatoknál igen: Vulpes vulpes, Pica pica stb.) b. A rangok neveiben rögzített végződések család: -aceae, de megengedett kivételek is vannak (Compositae) rend: -ales osztály: -opsida, de –phyceae (algák) törzs: -phyta (de állatoknál pl. –idae a család) c. A szerzők a név után, változtatás esetén zárójelben Fagus sylvatica L. Corydalis solida (L.) Swartz (de állatoknál Vulpes vulpes (L.) – eredetileg Canis vulpes L.)
20
Problémák a linnéi binominális nevezéktannal 2. Az osztályozás NEM független a névtől –lásd a Vulpes és a Corydalis példákat. Vagyis a prioritás csak részlegesen érvényes Linné nevei!! – minden faj „palustris” Caperonia palustris (L.) A. St.-Hil. Ludwigia palustris (L.) Elliott Eleocharis palustris (L.) R. & Sch. Epipactis palustris (L.) Crantz Rorippa palustris (L.) Besser Tephroseris palustris (L.) Rchb. Pardosa palustris (L.) Terebralia palustris (L.) Othonna palustris L. Cineraria palustris (L.) L.
21
3. A „függetlenség” következményei : Azonos növény és állatnevek „megengedettek” – génusz-szint
Ficus
communis Pictures: Google Web Search
carica
22
cybertruffle.org.uk
Gaussia princeps (Scott)
Gaussia princeps H. Wendl. 23
Pictures: Google Web Search
Ficus variegata
Röding
Blume
24
Eubacteria
4. A „függetlenség” következményei Teljes káosz, ha a legmodernebb ismereteket vesszük alapul
Archaea Metamonada Euglenophyta
Excavata
Chlorarachniophyta Foraminifera Radiolaria
Rhizaria
Glaucophyta Rhodophyta Chlorophyta Zygnematophyceae
Plantae
Charophyceae Embryophyta Phaeophyceae Xanthophyceae
Bikonta
Bacillariophyceae Chrysophyceae Oomycota
Unikonta
Haptophyta Cryptophyta
Chromalveolata
Ciliata Apicomplexa Dinophyta Archamoebae Myxomycetes
Amoebozoa
Choanoflagellata Metazoa (animals) Chytridiomycota Zygomycota
Megoldás: egységes BioCode
Ascomycota Basidiomycota
Opisthokonta 25
