Növényrendszertan. 1. előadás. Dr. Bartha Dénes február 13.

Átírás

1 Növényrendszertan 1. előadás Dr. Bartha Dénes február 13.

2 Növényrendszertan (phytosystematica, fitotaxonómia) = A növények csoportosításának, leírásának és meghatározásának alaptudománya, a növénytan (botanika) résztudománya. Tárgya: a növényvilág Célja: a növényi szervezetek változatosságának vizsgálata, a rokonsági viszonyok felderítése térben és időben Feladatai: az elkülönítésre és összehasonlításra szolgáló alaki bélyegek (tulajdonságok), illetve a szervek értékének (ősibb levezetett) meghatározása a különböző rangfokozatok (kategóriák) kialakítása hierarchikus rendben, ezek jellemző tulajdonságainak megállapítása a növények, növényi csoportok megnevezése (nevezéktan = nomenklatura) a létrehozott rendszer szerint növényhatározók készítése

3 Az élővilág felosztása világ az idetartozó élőlények Monera minden prokarióta: baktériumok, kékalgák Protista minden egysejtű eukarióta Gombák többsejtű gombák Növények Állatok minden zöld növény, amely embrióból fejlődik minden élőlény, melyek fejlődése átmegy a blasztula állapoton

4 A Földön előforduló fajok száma Vírusok 200 Baktériumok Algák (+ kékalgák) Gombák Zuzmók Mohák Harasztok Nyitvatermők 640 Zárvatermők

5 Rendszerezés alapját jelentő tulajdonságok 1. Homológia = azonos alapfelépítés szerint, azonos fejlődésalaktani értékű kezdeményből fejlődik 2. Analógia = eltérő fejlődésalaktani értékű, de azonos működésű és ± hasonló 3. Konvergencia = különböző eredetű, de rendszerint hasonló környezetben keletkezett, hasonló vagy azonos értékű tulajdonságok látszólagos rokonság 4. Divergencia = közeli rokonok alakilag, életformában vagy fitokémiai tulajdonságaikban elválnak egymástól 5. Organizáció = szervi szint, mely az életkörülmények hatására közvetlenül nem változik, ± állandó, öröklődő jelleg 6. Adaptáció = bizonyos határokon belül alkalmazkodás a környezethez (populáció szinten)

6 Két taxon A és B kialakulása a divergencia alapján, az átmeneti alakok kihalásával (+)

7 Két taxon A és C keletkezése az eredeti taxon areájának (elterjedési területének) szétválásával [ B: átmeneti populációk]

8 A speciáció típusai geográfiai alapon (KEY 1981, VIDA 1985) A. Külső allopátria; B. normális szünpátria; C. normális parapátria; D. normális földrajzi intergradáció

9 A rendszerezés segédtudományai 1. Ősnövénytan (paleobotanika = fitopaleontológia) 2. Virágporszemtan (palinológia) 3. Szervezettan v. alaktan (morfológia) 4. Sejttan (citológia) 5. Örökléstan (genetika) 6. Élettan (fiziológia) 7. Rendellenességtan (teratológia) 8. Növényföldrajz (fitogeográfia) 9. Numerikus taxonómia 10. Kemotaxonómia 11. Molekuláris genetika

10 A növényrendszerezés egységei (taxonok) Faj (species) = közös származású, valamennyi lényeges tulajdonságban megegyező, azonos elterjedésű egyedek csoportja, melyek tulajdonságai öröklődnek makrospecies (linneon) = egymástól lényegesen különböző, jól elhatárolódó fajok mikrospecies (jordanon) = egymástól alig különböző, de utódaikban állandó és egymásba át nem menő, ökológiailag vagy területileg különböző egységek (több mikrospecies species aggregata = agg. = gyűjtőfaj) A fajok csoportosítása a változások mértéke szerint monomorf faj = az elterjedési területen belül minden egyed csaknem egyforma, a változatosság nagyon csekély polimorf faj = az elterjedési területen belül többféle alakban (főleg változat = varietas) fordul elő politipikus faj = alaksorozatai több csoportra (alfaj = subspecies) oszlanak, melyek egymástól földrajzilag vagy ökológiailag izolálódtak

11 Fajon belüli (infraspecifikus) rangfokozatok (taxonok) species subspecies varietas subvarietas forma subforma sp. subsp. = ssp. var. subvar. f. subf. faj alfaj változat alváltozat alak alalak alfaj (subspecies) = eltérő földrajzi elterjedésű vagy ökológiai igényű eltérések változat (varietas) = állandó és öröklődő különbségű eltérések, de földrajzilag vagy ökológiailag nem izolálódnak alak (forma) = nem öröklődő eltérések, főleg a vegetatív részek méreteiben vagy mennyiségében mutatkozik meg nothomorpha (nm.) = hibrid eredetű fajon belüli eltérések egysége lusus (l. = lus.) = virágszínben való eltérés

12 Faj feletti rangfokozatok (taxonok) (a besorolás alapja közös, rokoni tulajdonságok) rangfokozat regnum (vegetabile) világ subregnum alvilág divisio tagozat (törzs) subdivisio altagozat (altörzs) classis osztály subclassis alosztály superordo felrend ordo rend subordo alrend familia család végződés - bionta - phyta - phytina - opsida - idae - anae - ales - ineae - aceae

13 Faj feletti rangfokozatok (folytatás) rangfokozat subfamilia alcsalád tribus nemzetségcsoport subtribus alnemzetségcsoport genus nemzetség subgenus alnemzetség sectio fajcsoport subsectio al-fajcsoport series fajsor species (sp., spp.) faj (-ok) végződés - oideae - eae - ineae Megj.: a gombáknál és a moszatoknál a végződések eltérnek ( -mycota, -mycotina, -mycetes, -mycetidae, ill. -phyceae, -phycidae)

14 A természetes és a kultúrfaj közötti különbségek elterjedésük azonos Természetes faj species egy származásközösség (közös őstől erednek) valamennyi tulajdonságban megegyeznek tulajdonságaikat átörökítik Kultúrfaj specioid populációi egy vagy rendszerint több rokon fajból származnak, ezért gyakran polifiletikus, kollektív vagy multihibrid eredetűek többnyire a nemzetségre jellemző és az ember számára hasznos fő tulajdonságaikban megegyezők gazdaságilag elsődleges, azaz hasznos tulajdonságaikat csak a megfelelő szaporítási eljárással tartják meg a szülőfaj(ok) areáját messze túlhaladó, rendszerint diszkontinuus termesztési területet vagy övezetet foglalnak el

15 A természetes és a kultúrfaj közötti különbségek (folytatás) Természetes faj species változatosságuk különböző: alfajokat, változatokat, formákat és színi eltéréseket különítünk el az evolúció törvényszerűségeit követik; a természetes kiválogatódás során fejlődnek vagy elpusztulnak a populációk közötti génátfolyás rendszerint állandó a sikeres létért való küzdelemben előnyös tulajdonságaik fejlődnek, erősödnek Kultúrfaj specioid alapvető jellemzőjük, hogy mesterségesen elkülönített származási közösségekből - fajtákból - állnak az evolúció törvényszerűségét követik, amelyet az ember irányít - a társadalmi igényeknek megfelelően - nemesítéssel (kiválogatással, keresztezéssel, izolációval) a fajták közötti génátfolyás mesterségesen gátolt vagy az ivari sterilitás miatt megszűnt az ember számára hasznos tulajdonságok mindjobban megszilárdulnak, a gazdaságilag hátrányos tulajdonságok visszaszorulnak vagy eltűnnek

16 A termesztett növények rendszertani rangfokozatai fajta (cultivar) = a kultúrfajon belüli leggyakrabban használt egység, melyet mindig az ember számára hasznos tulajdonságai alapján különítenek el a fajták egymástól határozottan elkülöníthetők tulajdonságaikat (fajtabélyegeiket) szaporítás esetén megtartják specioid subspecioid convarietas provarietas conculta cultivar spd. subspd. convar. provar. conc. cv. kultúrfaj kultúralfaj kultúrrassz kultúrváltozat fajtacsoport fajta

17 A nevezéktan (nomenclatura) szabályai 1. a fajok kettős nevezéktana (binominalis nomenclatura) LINNÉ (1753): Species plantarum első név = nemzetségnév (nagy kezdőbetűvel) második név = fajnév (kis kezdőbetűvel) szerzőnév = auctornév (rendszerint rövidítve) 2. a fajon belüli egységek neve követi a faji nevet Fraxinus angustifolia VAHL subsp. pannonica SOÓ et SIMON a faj feletti egységek nevei egyszavasak, megfelelő végződéssel 4. a hibridek elnevezése kétféle: Populus alba P. tremula P. canescens 5. A fajták megnevezését nemzeti nyelven kell megadni; jelölésük kétféle: cv. Pannónia vagy 'Pannónia'

18 A nevezéktan alaptételei I. A botanikai nevezéktan független a zoológiáétól. II. A taxonok nevei a nómenklatúrai típusok segítségével alkalmazhatók. III. A taxonok elnevezése a közlés prioritásán alapszik. IV. Minden taxonnak csak egy helyes neve lehet, a legrégibb, amely a szabályoknak megfelel. (A többi név a szinoním név.) V. A növények tudományos nevei mint latin nevek kezelendők. VI. A nevezéktan szabályai visszaható érvényűek.

19 a. Az ókori botanika Hippokrates Aristoteles Theophrastos Dioskorides Plinius A növényrendszertan kialakulása b. A füveskönyvek korszaka (XV-XVII. sz.) Brunfels Bock (Tragus) Matthiolus Lobelius Lonicerus Tabernaemontanus Clusius Melius (Juhász) Péter (1578) Bauhinus c. Linné és követői

20 A főbb rendszerek 1. mesterséges rendszerek a. elméleti rendszerek (pl. Linné (1737): Genera Plantarum) b. gyakorlati rendszerek (pl. termesztés, felhasználás szerint) c. alfabetikus rendszerek (pl. Krüssmann dendrológiái) 2. természetes rendszerek (morfológiai rendszerek) alaktani bélyegek hasonlósága alapján külső és (később) belső bélyegek 3. fejlődéstörténeti (filogenetikai) rendszerek

21 A taxonok hierarchiájának kétféle ábrázolásmódja a fajtól felfelé (STACE nyomán) A. dendrogram, minden taxon egy-egy csomópont B. doboz a dobozban, minden taxon egy-egy négyzet (Sp: faj; G: nemzetség; F: család; D: tagozat; Rv: növényvilág)

22 Elsődleges, ősi csupasz sejt mag nélküli sejt minden sejt egyforma klorofill van ivartalan szaporodás izogámia izogámia nemzedékváltakozás hiánya izomorf nemzedékváltakozás fejlett gametofiton izospória spermatozoid sejttársulás telep száras-leveles hajtás fatermetű évelő Másodlagos, tökéletesebb tulajdonságok sejthártyás, sejtfalas sejt sejtmagvas sejt sejtek különbözők (működésmegosztás) klorofill nincs ivaros szaporodás konjugáció heterogámia-oogámia nemzedékváltakozás heteromorf nemzedékváltakozás redukált gametofiton heterospória spermácium, spermasejt telep hajtás száras-leveles-gyökeres hajtás Életforma lián egyéves

23 Elsődleges, ősi fás és cserjés egyszerű, el nem ágazó fatest tracheidákkal (homoxilia) edénynyaláb körkörös, kollaterális rizoid normális kialakulású gyökér főgyökérrendszer egyszerű örökzöld tűlevél spirális (= szórt) levélállás pálha van hálózatos erezet asszimiláló levél tulajdonságok Szár Gyökér Levél lágyszár elágazó Másodlagos, tökéletesebb fatest tracheidákkal és tracheákkal (heteroxilia) edénynyaláb szórt, bikollaterális gyökér raktározó, kapaszkodó, légző stb. szervvé módosult gyökér mellékgyökérrendszer tagolt vagy összetett lehulló pikkelylevél örvös, átellenes levélállás pálha nincs párhuzamos erezet módosult levél

24 Elsődleges, ősi a virágrészek spirális elhelyezkedése a virágtagok nagy, határozatlan száma szabad termőlevelek (apokarp termőtáj) tagolt virágtakaró különálló porzók felső állású magház aktinomorf virág a virág minden része megvan virág egyszerű virágzat (pl. fürtös) a virágzatban minden virág egyforma a pollen barázdás, ragadós, érdes sok magkezdemény magkezdemények kettős integumentummal magvak endospermiummal két sziklevél tulajdonságok Virág Mag virágzat egy sziklevél Másodlagos, tökéletesebb a virágrészek körkörös elhelyezkedése a virágtagok meghatározott kis száma forrt termőlevelek (cönokarp termőtáj) forrt virágtakaró összenőtt porzók közép- vagy alsó állású magház zigomorf vagy aszimmetrikus virág a virág egyes részei csökevényesek, vagy hiányoznak komplikált virágzat (pl. bogas) a virágzatban a virágok nem egyformák a pollen sima, száraz kevés magkezdemény magkezdemények egyszerű integumentummal magvak endospermium nélkül

25 Deus creavit, Linnaeus disposuit.