Untitled

-krajobrazowe - łatwo rozróżnić różne krajobrazy na podstawie widoku z lotu ptaka

-ekosystemowe (biocenotyczne) - np. różne typy lasów (ols, grąd, bór itd.)

-gatunkowe (florystyczne) - spojrzenie na gatunki, wszystkie gatunki roślin występujące na danym obszarze to flora

-rośliny przeciwstawiane zwierzętom (od Arystotelesa do Linneusza i Englera) - rośliny to bakterie, glony, grzyby itd., zwierzęta to pierwotniaki, gąbki, jamochłony itd.

> rośliny to organizmy z reguły samożywne, zawierające barwniki asymilacyjne w cytoplazmie lub chloroplastach, zbudowane z komórek posiadających ścianę komórkową

-podział na Procaryota (bakterie, sinice z glonów, grzyby) i Eucaryota od lat 70. (Armen Tachtadżian)

> rośliny to organizmy eukariotyczne, pierwotnie samożywne, większość ma chloroplasty i ścianę komórkową zbudowaną z reguły z celulozy, cudzożywność jest zjawiskiem wtórnym

-ostatnio tendencja do wyodrębniania Protista (bakterie, glony bez zielenic i ramienic, grzyby + pierwotniaki ze zwierząt), XIX w, Haeckel

-po badaniach molekularnych okazało się, że różnice między grzybami, roślinami i zwierzętami są o wiele mniejsze niż różnice między grupami w Procaryota (np. między bakteriami i archebakteriami)

-różnorodność współcześnie - zdefiniowano około 1,3 mln gatunków:

.30 tys. gatunków pierwotniaków szacuje się, że jest 100 tys. gatunków (33% znanych)

-makroewolucja - duże zmiany, dotyczy grup taksonomicznych wysokiej rangi

.pojawienie się komórek eukariotycznych z chloroplastami 1,5 mld lat temu

.pierwsze rośliny kwiatowe (z kwiatem słupkowym) 120 - 125 mln lat temu

> przez 2,5 mld lat życie ograniczone było do prostych form prokariotycznych (materiał genetyczny i aparat fotosyntetyczny nie jest oddzielony od protoplazmy)

-istnieją dwie hipotezy powstania eukariontów - teoria kompartmentacji i teoria endosymbiozy

.stopniowe odgradzanie się części komórki przez wpuklającą się błonę komórkową

.endosymbioza prawdopodobnie powstała niezależnie w kilku liniach rozwojowych

.endosymbioza pierwotna (endosymbiont wniknął raz - dwie błony chloroplastu) i endosymbioza wtórna (endosymbiont wniknął do poprzednio istniejącego endosymbionta - cztery błony chloroplastu, np. u eugleny, tobołka, chryzofitów)

> przez 1 mld lat obok bakterii występowały i różnicowały się „glony” wielokomórkowe

-większe tempo różnicowania się i ewolucji - potrzeba było 320 mln lat, żeby z prostych psylofitów powstały rośliny kwiatowe

> im bardziej zróżnicowane środowisko, tym szybciej zachodzi ewolucja

> teoria ekologicznego wyzwolenia - radiacja nowych gatunków jest skutkiem gwałtownego spadku liczby gatunków

-dwie teorie dotyczące wyjścia roślin na ląd: interkalacyjna (antytetyczna) i homologiczna (izomorficzna) - przyjęcie jednej z tych teorii ma zasadnicze konsekwencje w konstruowaniu drzew filogenetycznych (w systematyce)

.sporofit jest wytworem ewolucji roślin lądowych, w pierwszych fazach rozwoju jest związany z gametofitem, tworząc zarodek

.najbliżej spokrewniony z roślinami lądowymi jest tarczowłos (zielenica ramienicowata)

*zygota powstaje na roślinie macierzystej, po zapłodnieniu otacza się płonnymi nićmi

*rozmnażanie wegetatywne (pojedyncze komórki wiciowe 1n) i płciowe (przez oogamię, 1 podział redukcyjny zygoty)

*tylko jeden gatunek kopalny podobny do tarczowłosa (Parka), żyły równolegle z pierwszymi roślinami lądowymi

.drzewo filogenetyczne: ramienicowate -> wątrobowce -> paprotniki -> nagozalążkowe ->

.początek roślinom dały glony z dobrze wykształconą izomorficzną przemianą pokoleń (gametofit i sporofit o podobnej morfologii)

.obecność chlorofilu a i b, β-karotenu i luteiny, skrobia jako materiał zapasowy w chloroplastach, celulozowa ściana komórkowa, mechanizm cytokinezy (przez fragmoplast, na terenie którego tworzy się przegroda pierwotna dzieląca komórkę)

.pierwsze rośliny lądowe to psylofity (formy osiowe o pędach widlasto rozgałęzionych)

*Cooksonia (ryniofity - psylofity) - najprostsza roślina lądowa, rozgałęzienia dychotomiczne, szczytowe położenie zarodni

*Rhynia (ryniofity - psylofity) - pęd główny płożący, pędy boczne wyprostowane, dychotomicznie rozgałęzione, zarodnie położone szczytowo, zróżnicowanie na tkanki (centralnie położona tkanka przewodząca, potem tkanka asymilacyjna i epiderma), aparaty szparkowe

*Horneophyton (psylofity) - budowa zarodni (kolumienka, zarodniki w pakiecikach po 4 - mejospory)

*Lyonophyton - opisano tylko gametofit, gametangia położone w zagłębieniu na szczycie pędu

*Trimerophytina (psylofity) - wyraźna oś główna (rozgałęzienie monopodialne), ale gałązki boczne rozgałęzione dychotomicznie, skupianie się zarodni po kilka, cechy prymitywne i progresywne

*Zosterophyllophytina (psylofity) - pastorałowate zwinięcie pędów, zarodnia położona na powierzchni trzoneczka, kolczaste wyrostki, tetrada zarodników (mejospory)

*hipotetyczny przodek - główna nić w podłożu, zarodnie na nici głównej u sporofitu, gametofit podobny

.dwugałęziste drzewo filogenetyczne (szeregi ewolucyjne): mszaki (gametofit) i paprocie (sporofit)

-różnicowanie mejospor i organów generatywnych w których powstają i rozwijają się

-adaptacja do warunków klimatycznych i edaficznych na lądzie (klasyfikacja Raunkiaera)

-telom - jednoosiowe odgałęzienie ostatniego rzędu (w sporoficie) z wiązką przewodzącą

-mechanizm przewyższania - dwa odgałęzienia dychotomiczne rozwijają się nierównomiernie - jedno rośnie szybciej

-mechanizm redukcji - od systemów rozgałęzień do pojedynczych pędów

> filogeneza tarczowatego liścia zarodnionośnego skrzypów (trzoneczek z płaską tarczą pod którą są zarodniki): zarodnie wyniesione - zagięcie - spłaszczenie trzoneczków - zrośnięcie -> są dowody kopalne

Zmiana budowy anatomicznej walca osiowego (stela) - tkanki przewodzące + miękiszowe + wzmacniające

- (1) mejospory jednakowe (niezróżnicowane) - psylofity, widłaki jednakozarodnikowe

- (2) mejospory i zarodnie zróżnicowane morfologicznie i funkcjonalnie (makro- i mikro- zarodnie/sporangia/zarodniki) - widłaki różnozarodnikowe

- (3) wykształcenie zalążka nasienia (redukcja makrospor do jednej) - widłaki nasienne

> powstanie słupka całkowicie uniezależniło rośliny od środowiska wodnego

> widłaki nasienne - makrosporangium a jedną makrosporą (3 z tetrady zanikły), dodatkowe okrywy (prymitywny zalążek) - integument zrośnięty z makrosporangium + druga osłonka

> słupek osłania od środowiska zewnętrznego, mechaniczna ochrona, sprzyja specjacji (zapłodnienie pośrednie za pomocą łagiewki pyłkowej - bariery rozrodcze)

Zwiększona zdolność do specjacji zaowocowała wielką różnorodnością form biologicznych i strategii życiowych dostosowanych do stref klimatycznych (-> klasyfikacja Raunkiaera)

-900 tys. gatunków roślin, które zależą od owadów - najczęściej rozwój jest bez nich niemożliwy

> nauki: biosystematyka, taksonomia, genetyka, ewolucjonizm, biogeografia, ekologia, ochrona przyrody

-klasyfikowanie to operacja logiczna, tworzenie kategorii ogólnych, wychodzenie poza jednostkowe obiekty

taksonomia sensu lato = systematyka - badanie i opis zmienności organizmów, przyczyny i konsekwencje tej zmienności, tworzenie systemu klasyfikacji

.takson = jednostka systematyczna (taksonomiczna) - jeden z poziomów w systemie organizmów żywych, utworzony przez wydzielenie w naturalny sposób zbioru osobników, przykłady taksonów podstawowych: typ (zwierzęta), gromada, klasa (rośliny), rząd, rodzina

.klasyfikacja to zarówno proces, jak i jego efekt końcowy - ma charakter hierarchiczny i wyłączny (jednostka nie może należeć do dwóch taksonów wyższego rzędu)

> klasyfikacja pierwotna ≠ identyfikacja (oznaczanie) - przyporządkowanie do istniejącej, ustalonej już grupy taksonomicznej

.fenetyczna - zasada podobieństwa, opiera się na intuicji badaczy (wybranie cechy istotnej do klasyfikacji) lub stosuje metody numeryczne (postępowanie według algorytmu matematycznego)

.filogenetyczna - oparta na pokrewieństwie, opiera się na materiałach kopalnych (ale tych zazwyczaj brak), metody kladystyczne i molekularne (cechy genetyczne - sekwencja nukleotydów DNA i RNA)

> cecha - właściwość organizmu wynikająca ze współdziałania genotypu i warunków środowiska

*obecność lub brak określonych związków chemicznych (cecha III rzędu)

*określone sekwencje aminokwasów w łańcuchach polipeptydowych (cecha II rzędu)

*określone sekwencje nukleotydów w cząsteczkach kwasów nukleinowych (cecha I rzędu)

> stosując metody molekularne można porównywać organizmy bardzo od siebie odległe

.kladystyka = systematyka filogenetyczna - metoda klasyfikacji grupująca obiekty w zhierarchizowane jednostki, spośród których mniej obszerne należą do obszerniejszych, stosowana nie tylko w biologii

*klad - zbiór organizmów, które mają wspólnego przodka. W układzie ortodoksyjnym klady rozdzielają się dychotomicznie

*klady siostrzane - dwa najbliżej ze sobą spokrewnione, posiadające pewne cechy: plezjomorficzne (powstałe przed rozdzieleniem kladów) i apomorficzne (powstałe po rozdzieleniu kladów)

*klady często dostają takson (nazwę), często pośrednie między jednostkami taksonomicznymi

*w kladystyce nie dopuszcza się istnienia grup polifiletycznych (pochodzących od różnych przodków) i parafiletycznych (nie obejmuje wszystkich elementów) - monofiletyczne są dobre

*w procesie klasyfikacji preferowane są cechy pochodne (apomorficzne), odrzucane prymitywne (plezjomorficzne), homologiczne i konwergentne

*do grupy monofiletycznej należy włączyć również wspólnych przodków (np. wymarłych)

.nazwy głównych rang są jednonominalne (jeden wyraz), nazwy gatunków binominalne

.nazwa taksonu niższego od gatunku poprzedzona jest terminem określającym jego rangę

*nazwa z diagnozą (opisem najważniejszych cech) w języku łacińskim (można też po angielsku)

> nazwa uprawniona (będąca w zgodzie z Kodeksem) i poprawna (przyjęta zgodnie z prawidłami Kodeksu - trzeba było poprawić)

.typ nomenklatoryczny - okaz rośliny (czasem ilustracja), który jest podstawą opisu taksonu

*holotyp - wskazany przez autora, na podstawie którego opisano i wyróżniono takson

*syntyp - grupa okazów z jednej serii, z której jeden jest wybierany na typ nomenklatoryczny, potem stają się paratypami

*lektotyp - inny okaz z serii, który jest wybierany na typ nomenklatoryczny po zniszczeniu poprzedniego

*neotyp - kiedy nie ma oryginalnej serii lub autor nie wskazał typu, jest wybierany zupełnie nowy

> musi być przechowywany w instytucji ogólnodostępnej do badań naukowych

.prawo priorytetu - obowiązuje po Linneuszu (1753 r.), określa zasady używania synonimów

*synonimy taksonomiczne - z wprowadzeniem nowej nazwy związana była zmiana w systematyce

Zmienność organizmów i mechanizmy różnicowania się roślin (mikroewolucja)

-zmienność niedziedziczna (fluktuacyjna, modyfikacyjna) - uwarunkowana środowiskowo

-zmienność dziedziczna wynika z mutacji (mutacje punktowe, zmiany struktury chromosomów, zmiany liczby chromosomów) i procesów rekombinacyjnych (crossing-over, niezależna segregacja genów)

.mutacja zmiany sensu - powoduje zmianę w sekwencji aminokwasów (np. walina na fenyloalaninę)

.mutacja nonsens - powstaje kodon STOP - ucięcie łańcucha peptydowego

.insercja - dodatkowa zasada - wszystkie zasady przesunięte, zmiana ramki odczytu - inne kodony

.euploidy - organizmy o pojedynczym lub zwielokrotnionym zestawie chromosomów (monoploidy - 1n, diploidy - 2n, poliploidy - 3n, 4n, itd.)

.aneuploidy - organizmy zubożone / wzbogacone o jeden lub więcej chromosomów (2n+1, n-2)

-niezależna segregacja chromosomów - każda gameta zawiera losową kombinację chromosomów matecznych i ojcowskich

> zmienność nieciągła barwy kwiatów Corydalis cava - brak przejście (kwiaty albo białe, albo fioletowe)

zmienność ciągła długości igieł Pinus sylvestris - płynne przejście od wartości minimalnej do maksymalnej cechy

-teoria ewolucji - zmienność to podstawowa teza teorii doboru naturalnego (kluczowa cecha doboru), syntetyczne teoria ewolucji objaśnia darwinowski dobór naturalny przy pomocy mechanizmów genetycznych

-genom - podstawowy (1n) zespół chromosomów organizmu, z charakterystyczną dla gatunku ich liczbą, zawierający sumę wszystkich jego genów chromosomowych

-genotyp - genom konkretnego osobnika; każdy osobnik ma unikatowy zestaw alleli, zawierający cały genom gatunku, ale tylko niewielką część jego puli genowej

-pula genowa gatunku - zbiór wszystkich możliwych alleli w każdym locus (miejscu) każdego chromosomu wszystkich osobników tworzących jego populację

-równowaga Hardy'ego-Weinberga - w dużych populacjach 2n (diploidalnych ?), rozmnażających się płciowo proces dziedziczenia nie powoduje zmian częstości występowania alleli - stały poziom z pokolenia na pokolenie (warunki: populacja duża, izolacja od innych populacji, brak mutacji, brak doboru naturalnego, losowe kojarzenie)

> przyczyny zmian frekwencji alleli w populacji i zakłócenia równowagi H-W: mutacje, rekombinacje, preferencje w wyborze partnera, dryf genetyczny, migracje, dobór naturalny

Lycophytina - Lycopsida, Isoetopsida, Selaginellopsida (podział na klasy ze względu na budowę zarodników i plemników)

Isoetopsida (widłaki różnozarodnikowe) - największa różnorodność - od Isoetes lacustris (forma zielna) do Lepidodendron sp. (forma drzewiasta)

Lepidophytales (lepidofity) - wymarłe, miały merystemy boczne (kambium i merystem korowy), przyrost na grubość, stygmarie (podpory pozwalające zachować pion, funkcje mechaniczne), poduszki liściowe na pniu (miejsce po liściu, języczek w szczelinie chłonący wodę), wielki kanał powietrzny w korzeniu (położony centralnie, w środku wiązka przewodząca przytrzymywana przez wypukłość tkanki, połączony ze środowiskiem zewnętrznym przez tkankę przewietrzającą), zarodnie umieszczone doosiowo na powierzchni liści zarodnionośnych w strobili

Isoetales (poryblinowce) - przyrost „pnia” na grubość, przekrój przez korzeń podobny do lepidofitów, zarodnie doosiowo

Lepidocarpales (widłaki nasienne) - redukcja tetrady makrospor do jednej (1 dobrze rozwinięta megaspora i 3 zredukowane), makrosporangium ma dodatkową fałdę osłaniającą (tendencja do okrywania makrospor)

Selaginellopsida (widliczki) - dzisiaj drobne, nawiązujące do karbońskich widłakowych, zarodnie w kątach liści asymilacyjnych, mikrosporangia u góry, makrosporangia na dole

Pterophytina (paprociowe) - bardzo młody sporofit widlasto podzielony, zróżnicowanie tempa ewolucji (1 podklasa wymarła, 4 obecnie występujące, 2 z paprociami wodnymi - mocno wyspecjalizowane)

Trimerophytina - rozgałęzienia pseudomonopodialne (pierwszego rzędu monopodialne, następnych dychotomiczne), skupianie zarodni po kilka

Coenopterididae (staropaprocie) - oś główna + miotlasty filofor (liczne boczne odgałęzienia), zarodnie terminalnie, wiązka przewodząca typu protosteli

Ophioglossidae (nasięźrzałowe) - wielowarstwowa ściana zarodni (dlatego paprocie grubozarodniowe), zarodnie relatywnie duże (względem innych Pterophytina), bez mechanizmów otwierających, na trzoneczkach (terminalnie), położone w części płodnej liścia (część płodna i płona w różnych płaszczyznach)

Marattidae (strzelichowe) - wielkie, część podobna do pnia, wielowarstwowa ściana zarodni itd., synangia (skupione zarodnie), na powierzchni liścia

Osmundidae (długoszowe) - część zarodnionośna i asymilacyjna liścia, obie podzielone, położone w jednej płaszczyźnie, zarodnie z mechanizmem otwierającym (pierścień), na trzoneczkach, mniejsze

Leptofilicidae (paprocie cienkozarodniowe) - faza dynamicznego rozwoju ewolucyjnego, młode liście pastorałowato zwinięte, zarodnie skupione w synangia na powierzchni liścia, pierścień otwierający (jak grzebień na głowie), zawijka, ściana zarodni jednowarstwowa

Paprocie wodne (Marsileidae - Pilularia globulifera, Marsilea quadrifolia, Salviniidae - Salvinia natans) - sporokarpium z zarodniami (zamknięta zawijka), mikro- i makrosporangia

Aneurophytales (aneurofitonowce z pranagozalążkowych) - zarodnie terminalnie, skupione, zarodniki z dwuwarstwową egzyną z warstwą powietrza między nimi (zbudowane ze sporopoleniny), rozgałęzienia pseudomonopodialne (jak u trymerofitów), wyraźny przyrost na grubość

Archeopteridiales (archeopterydowce z pranagozalążkowych) - przyrost na grubość, w łodydze tkanka przewodząca w postaci cewek, różnozarodnikowość, liście paprociokształtne, liście makrofilowe (powstanie według teorii telomowej, żyłkowanie) i mikrofilowe (redukcja, żyłki niewielkie)

Lyginopteropsida (paprocie nasienne z Cycadophytina) - pokrój paproci z podklasy Marattidae, cewki typu araukariowego (komórki regularne, sześciokątne, bardzo liczne jamki), zalążek (udoskonalone makrosporangium - makrospora, ściana makrosporangium z wiązką przewodzącą, integument + dodatkowa osłonka)

Bennettitopsida (benetyty z Cycadophytina) - obupłciowe strobile z płonymi łuskami (~kwiat), paprociokształtne liście, liścienie magazynujące substancje odżywcze

Gnetopsida (gniotowe z Cycadophytina) - mało szczątków kopalnych, obecnie istnieją

Ephedra sp. - dwupienność, zalążek z łuskami okrywającymi, 2 integumenty, rurka mikropylarna, mikrosporangia skupione w mikrosynangiach, z łuskami okrywającymi

Welwitschia mirabilis - pień z przyrostem na grubość, bardzo długi korzeń, rozdzielnopłciowe, jednopienne, strobile, mikrosynangia ze zredukowanym zalążkiem

-heterobatmia - jednoczesne występowanie cech prymitywnych i zaawansowanych

> cechy benetytów: kwiatostan wierzchotkowaty, niektóre obupłciowe, rurka mikropylarna

> cechy okrytozalążkowych: naczynia w drewnie wtórnym, redukcja gametofitu do jednej komórki wielojądrowej, brak rodni, procesy podobne do podwójnego zapłodnienia

Cycadopsida (sagowce z Cycadophytina) - prawie brak drewna wtórnego, liście pierzastozłożone, „paprociowy” typ zalążka, rozdzielnopłciowe, tendencja do ograniczenia wzrostu makrostrobili, strobile (mikrosporangia na mikrosporofilach, makrosporangia na makrosporofilach), u Dioon sp. Na liściach asymilacyjnych

Ginkgopsida (miłorzębowe z Pinophytina) - jeden gatunek, dychotomiczne rozwidlenie liścia i nerwacji, zalążki na szczytach odgałęzień, komora pyłkowa, zapłodnienie jak u sagowców, pędy zróżnicowane na krótkopędy i długopędy, rozdzielnopłciowe i dwupienne(męskie kotki z mikrosporangiami i płonymi liśćmi, żeńskie na trzoneczkach rozgałęzionych dychotomicznie, jeden z zalążków nie rozwija się), brak owocu (nasienie z osnówką)

Cordaitopsida (kordaity z Pinophytina) - drzewiaste o równowąskich liściach drewno typu araukariowego, rdzeń z komorami powietrznymi, komora pyłkowa

Pinopsida (szpilkowe z Pinophytina) - drzewa i krzewy, przyrost wtórny na grubość, długopędy i krótkopędy, szyszki z łuskami nasiennymi i wspierającymi, brak komory pyłkowej (Abies, Picea, Taxus, Juniperus)

Przykładowe pytania na egzamin: wymienić klasy należące do nagozalążkowych wielkolistnych, definicja gatunku, różnice między paprociami grubozarodniowymi i cienkozarodniowymi, objaśnić elemeny nazwy gatunku, daty kamieni milowych