Alapozó Növénytan 2010/2011 I. félév 8. előadás ──────────── A NÖVÉNYRENDSZEREZÉS EVOLÚCIÓJA ÉS REVOLÚCIÓJA

Növényrendszertan A növények csoportosításának, leírásának és meghatározásának alaptudománya, a botanika résztudománya Célja: a növényvilág változatosságának vizsgálata, rokonsági viszonyok vizsgálata (térben és időben) Feladatai: - alaki bélyegek (növényi tulajdonságok) ill. a szervek értékének meghatározása - kategóriák kialakítása, rendszerezése - növények és csoportjaik megnevezése (nomenklatura) - növényhatározók készítése Lezárt, azaz „tökéletes” rendszer nincs, az evolúciós folyamatok részleteinek feltárási lehetetlensége miatt.

A NÖVÉNYRENDSZEREZÉS RÖVID TÖRTÉNETE A LINNÉ előtti korszak az ókori botanika (Arisztotelész, Dioszkoridész, Hippokratész, Theophrasztosz, Plinius) a füveskönyvek korszaka (Bauhinus, Bock, Brunfels, Clusius, Lobelius, Lonicerus, Matthiolus, Melius Juhász Péter, Tabernaemontanus) LINNÉ és korszaka kettős nevezéktan hierarchikus osztályozás mesterséges rendszer LINNÉ követői természetes rendszerek → morfológiai hasonlóság alapján fejlődéstörténeti (filogenetikai) rendszerek

Fejlődéstörténeti (filogenetikai) rendszerek DARWIN - „az élővilág osztályozása annál természetesebb, minél jobban tükrözi a leszármazási viszonyokat” HAECKEL - 1866-ban megszerkeszti az első törzsfát BESSEY - 1894-ben megteremti a fejlődéstörténeti rendszertant Főbb fejlődéstörténeti rendszerek Tahtadzsján Soó Rezső Cronquist

Soó Rezső filogenetikai rendszere Haeckel törzsfája

Új segédtudományok a rendszerezésben A PROBLÉMA A növények rendszerezése morfológiai ismereteken és a kutatók szubjektív vélekedésén alapult. A fenti módon készült törzsfák azt sugallják, hogy a kiinduló csoport evolúciója „megáll” a belőle származtatott csoport megjelenésével egyidőben. Új segédtudományok a rendszerezésben sejtbiológia molekuláris genetika számítástechnika matematikai statisztika gráfelmélet kladisztika

A NAGY FELISMERÉSEK Willi HENNIG (1950): „a feladat a taxonok leszármazási viszonyainak részletes feltárása és egy villás elágazású fa (= kladogram) formájában történő ábrázolása.” Linus PAULING (1965): „a biopolimerek (fehérjék és nukleinsavak) alkalmasak lesznek az evolúciós események felderítésére.”

A NAGY ÁTTÖRÉS A morfológiai bélyegek egyeztetése helyett a genetikai anyag hasonlósága vált központi fontosságúvá. A nagy program: Assembling the Tree of Life (2003)

KIBŐVÍTETT, DE KLASSZIKUS FELOSZTÁSOK AZ ÉLŐVILÁG KLASSZIKUS FELOSZTÁSA Növényvilág Állatvilág „zöld szemes ostoros” KIBŐVÍTETT, DE KLASSZIKUS FELOSZTÁSOK Gombavilág B. Monera Növényvilág Protista Állatvilág Gomba Növény Állat

A MODERN ÉS VALÓS FILOGENETIKAI RENDSZER A gombákat ma 3 világba osztják: a. nyálkagombák → Protozoa regnum (egysejtű állatok világa) b. petespórás gombák → Chromista regnum (a sárgásmoszatokkal és a barnamoszatokkal együtt) c. a maradék gomba → Mycota regnum (valódi gombák világa) A mohák nem 1 („Bryophyta”), hanem 3 törzsbe sorolódnak: a. becősmohák b. májmohák c. lombosmohák

A MODERN ÉS VALÓS FILOGENETIKAI RENDSZER A harasztok törzse nem létezik, helyette 2 törzset állítottak fel: a. korpafüvek b. zsurlók és páfrányok A nyitvatermők törzse nem létezik, helyette 4 törzs van: a. cikászok b. ginkgófák c. fenyők d. gnétumok

A MODERN ÉS VALÓS FILOGENETIKAI RENDSZER A zárvatermők törzsén belül nem a klasszikus 2 osztály (egyszikűek, kétszikűek) létezik, hanem 3 osztály: a. alapi helyzetű zárvatermők b. egyszikűek c. valódi kétszikűek Megszűnt fontosabb fás növénycsaládok: mocsárciprusfélék hársfélék lepényfafélék juharfélék bokrétafafélék mogyorófélék

A MODERN ÉS VALÓS FILOGENETIKAI RENDSZER Egy, a nagy meglepetések közül: A liliomfélék családjába („Liliaceae”) tartozó fajokat ma 11 családba sorolják, amelyeket 2 rendbe osztanak. Egy hihetetlen rokonság: Araceae család Wolffia arrhiza Amorphophallus titanum

A Földön előforduló fajok száma Vírusok. 200 Baktériumok. 2 A Földön előforduló fajok száma Vírusok 200 Baktériumok 2.000 Algák (+kékalgák) 50.000 Gombák 100.000 Zuzmók 18.000 Mohák 23.000 Harasztok 12.000 Nyitvatermők 640 Zárvatermők 284.000

A rendszerezés alapját jelentő tulajdonságok Homológia Analógia Konvergencia Divergencia Organizáció Adaptáció Segédtudományok: paleobotanika, palinológia, morfológia, citológia, genetika, fiziológia, teratológia, fitogeográfia, numerikus taxonómia, kemotaxonómia, stb…

A taxonok hierarchiája I. Világ (regnum) Növényvilág Törzs (divisio) pl. harasztok Osztály (classis) pl. egyszikűek Rend (ordo) Liliales Család (familia) Liliaceae Nemzetség (genus) hagyma (Allium) Faj (species) medvehagyma (Allium ursinum L.

A taxonok hierarchiája II. Faj alatti rendszertani rangfokozatok Alfaj (subspecies) Változat (varietas) Alváltozat (subvarietas) Alak (forma) Alalak (subforma)

Természetes faj (species) közös ős Tulajdonságaik, elterjedésük azonos Természetes változatosság Természetes szelekció → fejlődés/pusztulás Állandó géncsere Kultúrfaj (specioid) Több rokon fajból hibridogén úton keletkeznek Nemzetségre jellemző tulajdonságokaik, termesztési területük van Fajtákból állnak Szelekció nemesítéssel Géncsere gátolt vagy megszűnt (steril fajták)