BOTANIKA II - zkouška (1, 2)

1. Co definuje „přirozený druh“ v botanice?

Druh je vůči jiným druhům definován rozdílem ve více znacích, ne jen jedním, které spolu korelují.

2. Jaký význam má lidová taxonomie pro test přirozenosti druhů?

Lidé díky dlouhodobému pozorování ekologie daného prostředí umí rozeznávat druhy intuitivně, což může pomoct s řazeníjm do taxonomického systému.

3. Kdo byl John Ray a jak přispěl k definování pojmu „druh“?

John Ray byl anglický přírodovědec a botanik 17. století a jedním z prvních, kdo se snažil vymezit pojem druh. Podle něj druh tvoří stejné potomstvo, ale v určitých mezích své proměnlivosti, která je přičiněna náhodou či vlivem podmínek prostředí, a je dovolena Bohem.

4. Jak se v 17. století pojímala otázka transmutací mezi rostlinami?

Transmutace je možnost, že z jednoho druhu vzikne druh uplně jiný. Řešilo se, zda se jeden druh může změnit v jiný. Mnoho vědců jako třeba John Raye tvrdili, že není možná. Podle nich se jednalo pouze o varibialitu v jednom druhu, kterou Bůh povolil.

5. Jaký přístup k druhu zastával Carl von Linné?

Typologický přístup - tvrdil, že každý druh má ideální formu, která se ale může měnit vlivem přírodních podmínek.

6. Co je to binomická nomenklatura a kdo ji zavedl?

Binomická nomenklatura je systém dvouslovného vědeckého názvu pro každý druh, kterou zaved Carl von Linné. První jméno je rodové a druhé je druhovým přívlastkem.

7. Jaký názor zastával Carl von Linné na význam mezidruhové hybridizace?

Uznával existenci mezidruhových hybridů a považoval hybridizaci za zdroj rostlinné variability. Po experimentu z kozí bradou připustil, že by mohla vést i k tvorbě nových druhů.

8. Jaké jsou hlavní myšlenky přírodního výběru podle Darwina a Wallace?

Vzniká více potomků, než může přežít. V konkurenci vyhrává ten nejsilnější s nejvhodnějšími znaky, ten slabší umírá. Výhodné znaky se tak předávají potomstvu.

9. V čem spočívá Darwinovo pojetí druhu a přirozeného klasifikačního systému?

Popis druhů považoval jen za praktickou činnost - nijak je nedefinoval, protože je nepovažoval za neměnné, ale za dynamické a vyvíjejí se. Jeho přirozený klasifikační systém byl založen na příbuznosti organismů.

10. Co jsou to hybridizační experimenty a jak přispěly k pochopení definice druhu?

Pokusy křížení 2 druhů. Ukázaly reprodukční bariéry mezi druhy - buď je nelze zkřížit, nebo jsou vyprodukovvání sterilní/málo vitální hybridi.

11. Kdo byl J.G. Kölreuter a co zjistil pomocí svých experimentů?

J.G. Kölreuter byl německý botanik 18. století. Provedl hybridizační experiment, při kterém křížil 2 druhy tabáku - zaznamenal sterilitu kříženců a to, že jejich znaky jsou na polovině mezi rodiči.

12. Co jsou to elementární druhy podle Alexise Jordana?

Velice úzce vymezené druhy, často vázány na menší geografické oblasti, kde v potomstvu nedochází k proměnlivosti fenotypu. Morfologicky stálé druhy.

13. Jaké jsou důsledky biologického pojetí druhu podle E.W. Mayra?

Druh = skupina aktuálně nebo potenciálně se křížících populací. Tyto populace jsou reprodukčně izolované od jiných skupin, což je důležité pro mikroevoluci, speciaci a fylogenezi. Jeho pojetí vedlo k podrobnějšímu studiu izolačních mechanismů mezi populacemi.

14. Co je to fyletická klasifikace a jak se liší od jiných systémů?

Fyletická klasifikace je klasifikace založená na fylogenezi, hierarchicky uspořádané skupiny kde každá skupina má 1 společného předka (který je sám součástí).

15. Kdo byli Armen Tachtadžjan a Arthur J. Cronquist a jak přispěli k botanice?

Významní botanici a systematikové 20. století. Vytvořili evoluční systémy krytosemenných rostlin a hlavně rosdělení rostlin na jednoděložné a dvouděložné.

16. Co je to kladogram a jak se vytváří?

Kladogram je diagram znázorňující evoluční vztahy. Větvení ukazuje rozchod linií ze společného předka. Vytváří se analýzou sdílených odvozených znaků. Používá se princip parsimonie = co nejméně evolučních změn.

17. Co je Mezinárodní kód botanické nomenklatury a jaký má význam?

Je to soubor pravidel pro vědecké pojmenování rostlin, řas a hub. Sjednocuje způsob pojmenovávání a určuje platná jména taxonů. Pracuje s principem priority a nomenklatorickým typem.

18. Co definuje nomenklatorický typ v botanické nomenklatuře?

Je to referenční exemplář, většinou herbářová položka. Obejkty s nejasným zařazením se s ním porovnávají, čímž se zajišťuje správné přiřazování a stabilita názvů.

19. Jaký je princip priority v botanické nomenklatuře?

Platné je nejstarší správně publikované jméno; mladší jména pro stejný taxon jsou synonyma. Brání zbytečnému přejmenovávání a duplicitám. Výchozím bodem je Linného dílo Species Plantarum z roku 1753.

20. Jaký je význam hierarchického klasifikačního systému v botanice?

Třídí rostliny do úrovní (jako jsou druh, rod, čeleď, řád, třída atd), což usnadňuje orientaci a komunikaci. Skupiny zároveň vyjadřují i příbuznost a umožňují zařazovat i vyhynulé skupiny.

21. Kdo byl Jean Baptiste Lamarck a jaký měl názor na vznik nových druhů?

Jean Baptiste Lamarck byl francouzský přírodovědec podle kterého se organismy během života přizpůsobují prostředí a nově získané vlastnosti předávají svých potomkům.

22. V jakém geologickém období došlo ke kolonizaci souše rostlinami a jaké biotopy rostliny zpočátku osídlily?

Prvohory (silur až devon). Rostliny nejdříve osídlily vlhká místa (mělčiny, laguny, břehy vod, mokřady) protože prostředí s dostatkem vody usnadňovalo rozmnožování.

23. Jaké hlavní skupiny rostlin patří mezi suchozemské rostliny?

Mechorosty (hleíky, játrovky, mechy), cévnaté výtrusné rostliny (kapraďorsty, plavuně), cévnaté semenné rostliny (nahosemenné a krytosemenné)

24. Jaké jsou hlavní charakteristiky cévnatých rostlin (Tracheophyta)?

• Cévnaté rostliny mají vodivá pletiva, tedy xylém a floém

• Buněčná stěna obsahuje celulózu

• Zásobní látka = škrob

• Diferenciace těla (kořen, stonek a list) + kutikula s průduchy

• Převládá u nich sporofyt

25. Vysvětlete, jaký význam mají vodivá pletiva pro cévnaté rostliny a jaké typy vodivých pletiv rozlišujeme.

Umožňují transport (vody, minerálů a asimilátů) a růst do výšky za světlem.

Xylém = dřevo, vede vodu a minerální látky hlavně od kořenů nahoru.

Floém = lýko, vede produkty fotosyntézy po rostlině.

26. Diskutujte o evolučních trendech v rámci cévnatých rostlin, zejména o gametofytu a heterosporii.

Gametofyt je postupně redukován a sporofyt začíná převažovat - diploidie je výhodná jako obrana proti mutacím a lépe umožňuje se přizpůsobit změnám prostředí.

Heterosporie se poprvé objevuje u plavuní. Dochází k redukci počtu megaspor a vzniku vajíček a semen - tím se řeší nedostatek vody pro rozmnožování.

27. Popište proces kolonizace souše cévnatými rostlinami, včetně úlohy zelených řas a mykorhizy v tomto procesu.

Předky cévnatých rostlin byly zelené řasy z moře, které byly vyplaveny na souš, ale ve vlhku dokázali přežít. Za pomoci vysoké koncentrace O2 v atmosféře a symbiotických hub mohly začít syntetizovat lignin, a ten pak využít pro tvorbu pletiv. To umožnilo řasám růst do výšky a mykorhiza také pomáhala přijímat vodu a minerální látky.

28. Charakterizujte vlastnosti a uveďte 2 druhy čeledi Lycopodiaceae.

Plavuňovité - vždyzelené výtrusné rostliny, které obsahují alkaloidy. Nad zemí se skládají ze sympodiálně větvených sporofytů, trofofytů a výtrusnicových klasů (tzv. strobilus). Gametofyt naopak je převážně pod zemí, je nezelený a dlouhověký. Mají dvoubičíkatý spermatozoid a izosporické spory.

Lycopodium clavatum (plavuň vidlačka)

Lycopodium annotinum (plavuň pučivá).

29. Charakterizujte vlastnosti a uveďte 1 druh čeledi Selaginellaceae.

Vranečkovité - převážně tropické rostliny. Blíží se k semenným rostlinám - už mají heterosporii (dva typy výtrusů: mikrospory a megaspory) + redukovaný gametofyt. Typicky listy s ligulou (pajazýčkem) na bázi.

Selaginella selaginoides (vraneček brvitý).

30. Charakterizujte vlastnosti a uveďte 1 druh čeledi Isoëtaceae.

Šídlatkovité - vytrvalé vodní / mokřadní rostliny. Blíží se k semenným rostlinám - už mají heterosporii (dva typy výtrusů: mikrospory a megaspory) + redukovaný gametofyt. Typicky listy s ligulou (pajazýčkem) na bázi.

Isoëtes lacustris (šídlatka jezerní).

31. Jaký byl význam mykorhizy pro kolonizaci souše rostlinami?

Symbióza s houbami zlepšuje příjem vody a minerálů protože rozšiřuje dosah kořenového systému - rané rostliny měli spíše jednoduché příchytné kořeny/rhiziny

32. Jaký vliv mělo kolonizování souše na evoluci rozmnožovacích strategií u rostlin?

Nastává postupné snižování závislosti na vodě při oplození. Od bičíkatých spermatozoidů (plavuně)polinační kapku na vajíčku (nahosemenné) až k pylu (krytosemenné. Vznik heterosporie a semene.

33. Co je to gametofyt a jak se projevuje redukce gametofytu u různých skupin rostlin?

Gametofyt = haploidní fáze tvořící pohlavní buňky (gamety).

Sporofyt = diploidní fáze tvořící spory.

• Plavuně – izosporie, plnohodnotný gametofyt

• Vranečky, šídlatky – heterosporie s nezávislým gametofytem

• Vodní kapradiny – heterosporie se samičím gametofytem závislým na sporofytu

• Nahosemenné rostliny – gametofyt přeměněn v zárodečný vak

• Krytosemenné rostliny -- gametofyt velmi minimálně

34. Jaká je funkce kutikuly, průduchů, vodivých pletiv a proč jsou tyto orgány důležité při evoluci suchozemských rostlin?

• Kutikula – omezení výparu vody

• Průduchy – výměna plynů s okolím (uzavíratelné)

• Vodivá pletiva – transport vody a živin po těle

35. Co představují telómy a jaký mají význam pro vývoj listu u rostlin?

Telómy = koncové větvičky primitivních cévnatých rostlin. Podle telomové teorie spojováním a zplošťováním vznikly listy, což zvětšilo plochu pro fotosyntézu.

36. Vysvětlete pojem heterosporie a jeho význam pro evoluci rostlin.

Heterosporie = tvorba dvou typů spor (samčí mikrospory + samičí megaspory). To vedlo k vývoji vajíčka a semena. Rostliny se tak stávají méně závislé na vodě pro rozmnožování a embryo je lépe chráněné a vyživované.

37. Jaké jsou hlavní výzvy spojené s kolonizací souše, kterým rostliny čelily?

Nedostatek vody (k výměně plynnů, k rozmnožování…) + gravitace + přísun minerálů + ochrana před UV zářením + nestabilní prostředí