Rendszertan
Készült 2010-2011 években a Marcali, Barcs, Kadarkút, Nagyatád Szakképzés Szervezési Társulás részére a TÁMOP-2.2.3-09/12009-0016 azonosítószámú projekt keretében
RENDSZERTAN
•tanulmányozza a biológiai szervezetek változatosságát, •vizsgálja a változatosság okait és következményeit, •a nyert adatokat egy osztályozó rendszerben dolgozza fel.
A rendszertan fogalmai osztályozás: eredménye egy kategóriákból álló logikai rendszer identifikáció vagy azonosítás: (illetve determináció v. meghatározás) egy biológiai szervezet olyan megnevezése, amely egyúttal a rendszerben való helyét is megjelöli. nevezéktan vagy nómenklatúra: az az ismeretrendszer, amely az elnevezés módját és szabályait, ennek szerkezetét, interpretációját és alkalmazását összefoglalja és alkalmazza.
A rendszertan fogalmai 2 taxon: bármely rendszertani kategória, anélkül, hogy a rendszerben való rangját megjelölnénk. egy taxon leírása jellemző tulajdonságainak megállapítása, amelyre a taxon meghatározása alapul. A leírásban szereplő jellemző vonások az úgynevezett taxonómiai vagy rendszertani bélyegek. a diagnózis a leírás rövidített formája, amely csak az úgynevezett diagnosztikai bélyegeket tartalmazza, amelyek a közel rokon fajoktól való megkülönböztetéshez szükségesek.
A rendszertan fejlődése 8 szakasz
1. szakasz: Ősi rendszerezések •népi rendszerezők •gyakran a fajnál magasabb rendszertani egységre vonatkoztak (zsurló, sás, fű), •a termesztett növényeket viszont faj szinten is megkülönböztették (káposzta, karfiol, kalarábé). Az első leírt rendszer: Theophrasztosz (Kr. e. 370–285) •480 taxon •főleg nagy morfológiai tulajdonságok (fa, cserje, félcserje, lágyszárú) Dioszkoridész (Kr. u. I. század) •De Materia Medica: 600 taxon •részletesen ismertetve használatuk módjait
2. szakasz: Füveskönyvek •könyvnyomtatás a reneszánsz idején •füveskönyvek, vagy más néven herbáriumok •botanika egyetlen területe volt (ma farmakobotanika) •az ember számára hasznos füvek és fák első magyar nyelvű füveskönyvek: Melius Juhász Péter: Herbárium (1578) Lencsés György (1536–1593): Egész orvosságról szóló könyv •botanika és taxonómia •gyógyszertan
3. szakasz: Korai taxonómusok
Caesalpino: De Plantis (1583) •1500 fajt ír le •természetes növénycsaládok: keresztesek és fészkesek.
Gaspard Bauhin 1623: •6000 növényfaj •szinonimák •nemzetség és a faj •kettős név: binominális nómenklatúra alapja
4. Linné és követői, a mesterséges rendszerek Carl Linné (1707–1778): a rendszerezés atyja
•Systema Naturae (1735): ásványok, növényvilág és állatvilág rendszerezésének az alapjai •Genera Plantarum (1737): a növénynemzetségeket írja le •Species Plantarum (1753): növényfajokat kettős névvel elnevezi •jellemző vonások •a növény korábbi nevei •forrásmunkák pontos idézése •összesen 1105 nemzetséget •körülbelül 7700 fajt tartalmaz
4. Linné és követői, a mesterséges rendszerek 2
Linné munkájának 3 fontos eredménye: rendet teremtett a kaotikussá vált botanikai irodalomban. a binominális elnevezések következetes alkalmazása
egységes szemléletű, könnyen áttekinthető, hierarchikus rendszer Magyarországon: Winterl Jakab és Kitaibel Pál
5. szakasz: Linné-utáni természetes rendszerek
•Lamarck: határozókulcs •Auguste
Pyrame
De
Candolle
(1778–1841):
taxonómia
fogalma
és
növényrendszerezés alapelvei •Bentham és Hooker (1862–1883): Genera Plantarum, a világ nyitva- és zárvatermő növényeit tartalmazza, nemzetségig lemenően, összesen 200 család és 7569 nemzetség részletes leírásával.
6. Fejlődéstörténeti rendszerek •Darwin és Wallace fejlődéstörténeti elméletei •Mendel-törvények újrafelfedezése (1900) •modern kromoszóma-elméletek •a főbb növénycsoportok fejlődési ciklusai •ivaros folyamatok és a hibridizáció fontossága •belső anatómiai ismeretek az első filogenetikai rendszer: Eichler 1883 •Cryptogamae és Phanerogamae törzsek •Thallophyta (algák), Bryophyta (mohák) és Pteridophyta (harasztok) •Gymnospermae (nyitvatermők) és Angiospermae (zárvatermők)
Engler (1884–1930) a fejlődés egyenes vonalú az egyszerű ősi a bonyolult fejlett Wettstein (1911) a leegyszerűsödés is lehet fejlődés eredménye •Hallier (1902) •Bessey (1911) •Hutchinson (1926–1934) •Takhtadzsjan (1943) •Soó Rezső (1953) •Ehrendorfer (1978) elsősorban a zárvatermők rendszere
7. szakasz: A fenetikus rendszerek és a numerikus taxonómia •egy tökéletes rendszer egyúttal tökéletes fejlődéstörténeti rendszer is •molekuláris biológia •elektronmikroszkópos kutatások egy véglegesnek tekinthető fejlődéstörténeti rendszer megalkotása nem várható belátható időn belül •tisztán hasonlóságra és különbségekre alapuló: fenetikus rendszerek •számítógépek használatára alapozott numerikus taxonómia •egy jó osztályozásnak legalább 60 (optimálisan 80–100) tulajdonság-páron kell alapulnia •probléma: milyen hasonlósági index-értékeknél húzzuk meg a taxonómiai kategóriák határát.
8. Kladisztika, a filogenetikai rendszerek megújulása
•Dahlgrén és munkatársai (1975), (1985) •anatómiai, citológiai és növénykémiai tulajdonság •Ehrendorfer (1983, 1991) •Thorne (1983, 1992) •Borhidi (1993).
Rendszertani kategóriák Példa: Rosa canina var. lutetiana f. lasiostylia Világ — Regnum Törzs — Phylum Osztály — Classis Alosztály — Subclassis Felrend — Superordo Rend — Ordo Család — Familia Alcsalád — Subfamilia Nemzetség — Genus Faj — Species alfaj — subspecies változat — varietas alak — forma
Plantae Magnoliophyta -phyta Magnoliopsida -opsida Rosidae -idae Rosanae -anae Rosales -ales Rosaceae -aceae Rosoideae -oideae Rosa Rosa canina canina lutetiana lasiostylis
A faj fogalma a taxonómia alapegysége Soó (1953) ―a faj az élő alaksorozatok diszkontinuitásán alapszik‖ Plate ―Egy fajhoz tartoznak mindazon egyedek, amelyek meghatározott tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek változatlan életfeltételek között változatlanok maradnak, továbbá mindazok az eltérő egyedek, amelyek az előzőekkel közvetlen genetikai kapcsolatban vannak, vagy termékeny utódokat hoznak létre.‖ Borhidi (1993) ―a faj az, amit egy hozzáértő taxonómus annak tart‖
•származási közösség •hasonló alaki és élettani tulajdonságok kombinációja •változatossági terjedelme •határa
A “jó” faj:
•a változatossági terjedelme nem túl nagy •határa éles •más fajoktól való távolsága pedig nagy
A természetes és a kultúrfaj
Természetes faj — species (sp.)
•közös őstől erednek
•tulajdonságaikat átörökítik •változékonyságuk különböző
Kultúrfaj — specioid (spd.)
•egy vagy több rokon fajból
származnak
•az evolúció törvényszerűségeit
•hasznos tulajdonságaikat csak a
követik
megfelelő szaporítási eljárással tartják
•a populációk közötti génátfolyás
meg
rendszerint állandó •a fajták közötti génátfolyás mesterségesen gátolt vagy az ivari sterilitás miatt megszűnt
VÍRUSOK — VIROPHYTA
az élővilág legkisebb szervezetei
•obligát paraziták •önálló anyagcseréjük nincs •fehérjeszintézisre képtelenek •csak a gazdasejt belsejében élnek •saját enzimrendszerük nincs •az élő és az élettelen határán állnak
•“fertőző genetikai információk”
A vírusok alaki és működésbeli jellemzői •virion állapot: a vírus nyugalmi (extracelluláris) formája •vegetatív vírus: az ―élettevékenységet‖ folytató, funkcionális fázis. •Méret: 8–1250 nanométer •fehérjeburokból (kapszid) •nukleinsavból (vírusgenom): csak RNS vagy csak DNS A vírusfertőzés •víruskötő helyeken (a receptorokon) megtapadás •behatolás •vírusalkotók szintézise Elterjedt növényi víruscsoportok: dohánymozaik, dohánylevélfodrosodást okozó, burgonya-X, burgonya-S, stb
Vírusok
Herpesz
Influenza
Hepatitisz
PROKARIÓTÁK
•valódi, membránnal körülvett sejtmaggal és tipikus színtestekkel (plasztiszokkal) nem rendelkeznek.
főleg táplálkozásmódjukban különböznek:
•baktériumok: heterotróf •kékalgák: autotróf
Prokarióták: Bacteria — Baktériumok heterotróf prokarióták •aërob: csak oxigén jelenlétében •anaërob: csak oxigénmentes környezetben •erjesztő (zimogén) •színanyagot termelő (kromogén) •világító (fotogén) •hőtermelő (termogén) •betegségokozó (patogén) •stb.
A baktériumok szaporodása Ivartalan •A sejtek hasadása, azaz kettéosztódása: 20–30 percenként •Kedvezőtlen környezeti viszonyok között: spóra, az úgynevezett endospóra keletkezik Ivaros •konjugáció: a donorból, az átadósejtből az akceptor (fogadó) sejtbe a kromoszóma egy része (nagyobb darabok) megy át •transzformáció: a donor baktériumokból extrahált (kivont) DNS felvételével •transzdukció: bakteriofágok közvetítik
Ökológiájuk és elterjedésük talaj: •a talajok egy grammjában 2,5 milliárd baktérium is előfordulhat •gyakoriságuk a talaj szervesanyag-tartalmától és megfelelő nedvességétől függ A gyökerek közvetlen közelében: Pseudomonas, Clostridium, Achromobacter, Bacillus, Micrococcus, Flavobacterium, Chromobacterium, Mycobacterium, Agrobacterium, Streptomyces, Nocardia és a Thermoactinomyces nemzetségek Szerep: szerves anyag lebontása
Vizek: •lebegő életmód (a plankton) •a vízfenék iszapjában (a bentosz) Függ: a víz tulajdonságaitól (sótartalom, pH, szerves anyagok, hőmérséklet)
Levegő: alapvetően a szennyezettségtől függ lakószobák levegőjében literenként 1–10 baktérium
Staphylococcus
A baktériumok gyakorlati jelentősége az ember számára lebontó tevékenység •a talajok és vizek kőolajszennyezésének megszüntetése •a szennyezett ivóvizek tisztítása •mérgező anyagok lebontása
élelmiszerek és takarmányok előállítása •túró, sajt, vaj •savanyítás (káposzta, uborka stb.) •zöldtakarmányok erjesztése (silózás) •a növényi rostok kivonása (például kenderáztatáskor) •gyógyszeripar számára a fontos hatóanyagok termelése (Actinomycetaceae: Stereptomyces).
Clostridium •Rothadás •tönkretehetik a nyersanyagokat •növényeken megbetegedések
•betegségek •eutrofizáció
Bacillus
Prokarióták: CYANOPHYTA — KÉKMOSZATOK Autotrófok •kékeszöld, rozsdazöld, vöröses, sőt lilás színű egysejtűek, sejtcsoportosulások vagy fonalas szerveződések •nincsenek hártyával körülvett kromoplasztiszaik •van klorofill-a, a karotinoidok (különösen a β-karotin), fikocián és fikoeritrin. Szaporodásuk: •kettéosztódás •spórák •ivaros szaporodásukról még nincsenek adataink.
Elterjedésük: a földön szinte mindenütt megtalálhatók együttélésük a különböző növényi csoportokkal: •gombákkal zuzmókat alkot •hajtásos növényekkel endoszimbiózisban •több kékmoszat nemzetség (Nostoc, Anabaena) fajai megkötik a levegő szabad nitrogénjét.
