Zemědělská botanika Vít Joza
[email protected]
foto Z. Růžičková
Literatura
Způsoby výživy organismů 1) autotrofie • •
chemoautotrofie fototrofie
2) heterotrofie • •
saprofytismus parazitismus:
3) mixotrofie 4) symbióza
a) hemiparazitismus b) holoparazitismus
Způsoby výživy organismů 1) autotrofie = schopnost vytvářet organické látky z atmosférického CO2
•
chemoautotrofie – analogie; známa pouze u bakterií
(místo světelné energie využívají energie redoxních reakcí)
•
fototrofie = využívání světelné energie k fotosyntetické asimilaci CO2
tvorba organických látek v procesu fotosyntézy chlorofyl a
6 CO2 + 12 H20 + E
C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
energie fotonů
glukóza
Způsoby výživy organismů Fotosyntéza
nejrozšířenější chemický proces na Zemi
více než 100 mld. tun C/rok do organických sloučenin (+ ~ O2)
podstata: přeměna zářivé sluneční energie na chemickou volnou energii, využitelnou k biosyntéze organických látek
Způsoby výživy organismů Fotosyntéza (soubor redoxních reakcí)
1. Fotochemická fáze („světelná“) - charakterizována přeměnou energie (světelná E pohlcená chlorofylem se přeměňuje na E chemickou) - vedlejším produktem je O2 2. Syntetická fáze („temnostní“) - procesy vázání CO2 (probíhají u různých typů rostlin různě) - proces přeměny CO2 na sacharidy vznik dalších organických látek
Způsoby výživy organismů schéma fotosyntézy:
1. fáze
2. fáze
Způsoby výživy organismů 2) heterotrofie = získávání uhlíku z různých organických látek (cukrů, tuků, bílkovin aj.) = využívání chemické formy energie
•
saprofytismus -
•
výživa z odumřelých organismů tvorba humusu a mineralizace většina půdních hub
parazitismus a) hemiparazitismus
(poloparazitismus; zachovalá schopnost fotosyntézy)
b) holoparazitismus (hostitel je jediný zdroj všech živin)
Způsoby výživy organismů 3) mixotrofie (hraniční, smíšený typ výživy) •
některé druhy řas: ve vodách s vysokým obsahem organických látek + fotosyntéza
•
některé cévnaté rostliny (Neottia): asimiláty hostitelů + vlastní fotosyntéza
•
masožravé rostliny: vlastní autotrofie + heterotrofní příjem dusíkatých látek z živočišných bílkovin (speciální lapací zařízení)
Způsoby výživy organismů 4) symbióza = oboustranně prospěšné soužití 2 různých organismů (většinou autotrof + heterotrof) •
nitrogenní bakterie na kořenech bobovitých r.
•
lišejníky (zelená řasa/sinice + houba)
•
mykorrhiza (symbióza mezi vyššími r. a podhoubím hub) - vstavačovité r. (endotrofní mykorrhiza)
Botanický systém a názvosloví rostlin Názory na taxonomický systém rostlin a hub umělé – již od pradávna, nejznámější systém vytvořil C. Linné (založený na pohlavnosti květů počtu a rozmístění tyčinek, počtu pestíků) → Species plantarum 1753
přirozené
C. Linné
– vychází z fylogenetických (vývojových) vztahů (založeny na pozorování velkého množství znaků – morfologických, biochemických, molekulárně-genetických) → dnes komplexní pohled na organismy = „biosystematika“
F. M. Opiz
Botanický systém a názvosloví rostlin Druh jako základní systematická jednotka různé hodnoty druhu podstatný je rozmnožovací systém !
Alchemilla sp.
Botanický systém a názvosloví rostlin Druh jako základní systematická jednotka 4 základní typy rozmnožovacích systémů • • • •
cizosprašnost („normální“ = sexuální, pohlavní způsob) autogamie (samosprašnost) apomixie (vývoj potomstva bez oplození semen) vegetativní apomixie (= vegetativní rozmnožování, klonalita)
→ klíčové procesy pro vznik a vývoj druhu !!
Botanický systém a názvosloví rostlin Druh jako základní systematická jednotka různé definice druhu k jednomu druhu patří jedinci shodní ve všech podstatných vlastnostech a funkcích (zejm. morfologické, fyziologické, dědičné vlastnosti) jedinci jednoho druhu mají společný původ, mohou se vzájemně křížit a dávají plodné potomstvo, ale nekříží se účinně se skupinami odlišnými (v úplnosti platí pouze pro sexuální druhy)
Botanický systém a názvosloví rostlin Druh jako základní systematická jednotka homogenní, přirozená, relativně ustálená skupina populací monofyletického původu je účinkem genetických, geografických, ekologických a jiných mechanismů víceméně trvale oddělena morfologickou, popřípadě další diskontinuitou od jiných skupin populací
Botanický systém a názvosloví rostlin Druh jako základní systematická jednotka
soubory rostlin rozlišitelné pouze karyologickými, genetickými, biometrickými nebo chemickými metodami zpravidla nehodnotíme jako druhy
Botanický systém a názvosloví rostlin Druh jako základní systematická jednotka Galium sylvaticum x Galium schultesii
Botanický systém a názvosloví rostlin Druh jako základní systematická jednotka někdy jsou si rozsáhlé skupiny velmi podobných druhů zdánlivě velmi podobné, jindy se naopak podobají i dosti nepříbuzné druhy
Taraxacum officinale = T. sect. Ruderalia
Botanický systém a názvosloví rostlin Další systematické kategorie Rod monofyletický soubor druhů (resp. u monotypního druhu – jeden druh), charakterizovaný shodnými základními morfologickými, anatomickými, chorologickými, karyologickými, chemotaxonomickými aj. znaky od jiných souborů druhů je oddělen zřetelným rozdílem znaků (hiátem)
Botanický systém a názvosloví rostlin Další systematické kategorie Poddruh (subspecies) zpravidla ekologicky charakterizovaná skupina populací, která má vlastní areál s různě širokou tranzitní zónou vzhledem k ostatním poddruhům téhož druhu poddruhy se navzájem obvykle liší jedním nebo několika morfologickými znaky (převážně kvantitativními), často v geografické vazbě oproti druhu má jiný stupeň diskontinuity znaků
Botanický systém a názvosloví rostlin Taxonomie vs. nomenklatura taxonomie (systematika) nauka o zařazování všech známých organismů do systému (soustavy) a o budování těchto systémů cílem je vytvořit soustavu taxonů (jednotek, škatulek) tyto jednotky jsou velmi rozdílné úrovně a různě provázaných vztahů
Botanický systém a názvosloví rostlin Taxonomie vs. nomenklatura nomenklatura nauka o zásadách, jak pojmenovávat rostlin mezinárodními a národními jmény = názvosloví vznik a správnost jména podléhá Mezinárodnímu kódu botanické nomenklatury (soubor přesně definovaých pravidel ~ „právní kodex“) rostlinný druh – dvouslovné jméno tvořené jménem rodovým (podstatné jméno) a druhovým jménem (přídavné jméno) + údaj o autorovi/ autorech popisu → Descurainia sophia (L.) Prantl
Botanický systém a názvosloví rostlin Základní hierarchické úrovně taxonomického systému
oddělení: Equisetophyta třída: Equisetopsida řád: Equisetales čeleď: Equisetaceae rod: Equisetum druh: Equisetum arvense L. 1753
Botanický systém a názvosloví rostlin Některé méně obvyklé taxonomické kategorie • agg. • s. str. • s. l. • sect. • sp. • subsp.
= aggregatum, souborný (druh), tj. komplex blízce příbuzných taxonů = sensu stricto, (druh, rod, ...) v užším pojetí = sensu lato, (druh, rod, ...) v širším pojetí, tedy zahrnující více tzv. malých druhů = sectio, sekce = species, (neurčitý) druh [např. Betula sp.] = subspecies, poddruh
Základní systém zelených organismů Impérium: Archea (syn. Archaebacteria)
Impérium : Prokarya (syn. Prokaryota)
Říše: Bacteria Oddělení: sinice (Cyanophyta, syn. Cyanobacteria)
Základní systém zelených organismů Impérium: Eukarya (syn. Eukaryota) [Podříše: nižší rostliny (Thallobionta)] Oddělení: červené řasy, ruduchy (Rhodophyta) Oddělení: obrněnky (Dinophyta) Oddělení: hnědé řasy (Chromophyta) Třída: rozsivky (Bacillariophycae) Třída: chaluhy (Phaeophycae) Oddělení: krásnoočka (Euglenophyta)
Základní systém zelených organismů Oddělení: zelené řasy (Chlorophyta) Třída: zelenivky (Chlorophyceae) Třída: spájivky (Zygnematophyceae) Třída: parožnatky (Charophyceae)
[Podříše: Vyšší rostliny (Cormobionta)] Oddělení: mechorosty (Bryophyta) Třída: mechy (Bryopsida) Třída: játrovky (Marchantiopsida) Oddělení: † ryniofyty (Rhiniophyta)
Základní systém zelených organismů Oddělení: kapraďorosty (Pteridophyta) Třída: psilofyty (Psilotopsida) Třída: plavuně (Lycopodiopsida) Třída: přesličky (Equisetopsida) Třída: kapradiny (Polypodiopsida) Oddělení: semenné rostliny (Spermatophyta) Pododdělení: Cycadophytina Třída: † kapraďosemenné (Lyginodendropsida) Třída: cykasy (Cycadopsida)
Základní systém zelených organismů Pododdělení?: † Cordaitophyta Pododdělení: Coniferophytina Třída: jinany (Ginkgoopsida) Třída: jehličnany (Pinopsida) Pododdělení: krytosemenné rostliny (Angiospermophytina) Třída: dvouděložné rostliny (Magnoliopsida) Třída: jednoděložné rostliny (Liliopsida)
Děkuji za pozornost
