1

„Növény"-ismeret és rendszertanKalapos Tibor - Podani János - Tóth Zoltán

Növényrendszertani, Ökológiai és Elméleti Biológiai Tanszék, http://ramet.elte.hu/~ramet/staff/Kt/ktmain.html

http://ramet.elte.hu/~podani/ -- http://plantsys.elte.hu/ ??

2

Előadások: 16:00-18:45IX. 22. 29.X. 6 elmarad. 13. 20.XI. 3. 10. 17. 24. XII. 1. 8.

Megbeszélendő témák:Osztályozás fontossága, elvi alapjai. Népi osztályozások. A tudományos osztályozás rövid története. Evolúció és osztályozás. A „múlt rekonstrukciója”: kladisztika. Molekuláris módszerek. Nevezéktan. A rendszertani iskolák sokfélesége: ellentétek és ellentmondások. Az élet fája-korallja. Cianobaktériumok. Eukarióták: növények és különleges csoportok (Chromalveolata, Excavata, Hacrobia, Rhizariastb.) bennük korábban növénynek tekintett szervezetekkel. Az endocitoszimbiózis fontossága. Részletes rendszerezés

Számonkérés:Később kidolgozandó – tesztkérdések – járványtól függően szóbeli (Tóth Z.)

3

Irodalom A növények evolúciója és osztályozása + CD. Eötvös Kiadó, Budapest. 2015.

Földindulás a szárazföldi növények osztályozásábanEötvös Kiadó, Budapest. 2005.

Podani J. 2007. Rendteremtés a biológiai osztályozásban. Élet és Tudomány 62 (29): 902-905.Podani J. 2007. Az élet törzsfája. Élet és Tudomány 62 (30): 943-946.Podani J. 2007. Új rokonok – molekuláris alapon. Élet és Tudomány 62 (32): 1008 -1011.

Előadások:podani.web.elte.hu

Digitális herbarium5000 kép

4

A rendszerezés fontossága – A biológiai diverzitás kezeléseIsmert és leírt fajok számakb. 1,8-1,9 millió eukariótakb. 0,25 millió kihalt faj

Tradicionálisan növénynektekintett fajok száma: ~435.000Tényleges növények: 310.000Gombák, zuzmók: 100.000Növényszerűek: 25.000deBogarak: 400.000Kétszárnyúak: 153.000Lepkék: 175.000Hártyásszárnyúak: 115.000

15.000 új/évBecslések:9 millió eukarióta – vagyis kb.85% szárazföldi és 90% tengerimég ismeretlen Mora C, Tittensor DP, Adl S, Simpson AGB, Worm B (2011) How Many Species Are There on Earth and in the Ocean? PLoS Biol 9(8): e1001127

5

Taxonómia – „TAXON”-ok tudományaGyűjtés – meghatározás („identifikáció”) – fajleírás, nevezéktan (nómenklatúra)– új taxonok létesítése – teljes rendszer kidolgozása („osztályozás” vagy„klasszifikáció” - „rendszerezés”)

Szisztematika – rendszertanA fentiek mellett: makro- és mikroevolúciós folyamatok vizsgálata. Biogeográfiai, paleontológiai, élettani, biokémiai stb. vonatkozások…

6

Osztályozások és a nyelv

Tzeltal (Mex): 471 növénynév, ebből 61% faj, 21% génusz

Fore (Pápua Új-G.): 110 madárnév -120 faj

Ndumba (Pápua Új-G.): ~1100 növénynév, 850 taxon;

~ 400 állatnév, 350 taxon

7

1. Arisztotelész (Kr.e. 384-322)

- gondolkodó lények- érző, mozgó szervezetek- növekednek, szaporodnak

Természet lépcsője - Scala naturae

Kettős szemlélet a rendszerezés történetében

8

Charles Bonnet(1720 – 1793)

9Exkluzív hierarchia

Bonnet Károly: A természet vizsgálása.Trattner, Pest. 1818-19.

10A logikai divízió (felosztás) ábrázolása fával - fogalmak fája – Porphyrius

(234-305)

2. Arisztotelész (Kr.e. 384-322)

11

A. Cesalpino (1524-1603)Pisa: De plantis libri XVI (1583) Hasonlóság fontossága azosztályozásbanA Scala naturae hatása:Fák, lágyszárúak, legalul mohák, gombák

Caspar (Gaspard) Bauhin (1560-1624)Pinax theatri botanici – 6000 faj!Fák, cserjék, lágyszárúak

A binominális nómenklatúra elsőalkalmazása: génusz + faj

A botanika történetének négy fontos korai szereplője

12

J. Ray (1627-1705)Historia plantarumScala naturae – benne megjelennek: egyszikűek, kétszikűek. Faj fogalmának első tud. meghatározása

Többszavas nevek, pl.:Nepeta floribus interrupte spicatus pedunculatis

A.Q. Rivinus (1652-1723)Ordo plantarum…Virág (pl. ötszirmúak) és termés Génusz és fajnevekkövetkezetes alkalmazásaNincs redundancia – több szócsak akkor, ha a génusz sokfajos

13

A természet objektumainakelső átfogó osztályozása

Species Plantarum1753

Diószegi – Fazekas: Magyar füvészkönyv 1807

A rendteremtő:Carl Linné (1707-1778)

14

Részhalmazok (partíció) Gráfok

Természet lépcsője

Linné osztályozása

Hierarchia

Exkluzív

Inkluzív

15

Főbb rangok az élővilág Linné-féle osztályozásában

Genus

Család*

Faj

Rend

Osztály

Törzs**

Dendrogram

* Magnol, ** Haeckel (phylum), Eichler (division)

16

Nyelvek osztályozása

17

Uráli nyelvek

18

1735 - Állatok1753 – Növények

Az osztályozás alapja

Carl Linné(1707-1778)

19Nincs egyetlen, kitüntetett osztályozás!

Monotetikus vs. Politetikus osztályozásEgy-kevés szempont Sok szempont

- - - - - - - - + + + + + + + + + ++ + + + + + + + - - - - - - - - - -+ + + + + + + + - - - - - - - - - -

+ - - - - - - - + + + + + + + + + ++ + + + + - + + - - - - - - - - - -+ + + + + + + + - - - - - - - - + -

„Mesterséges” vs. „Természetes” osztályozás

Speciális célú vs. Általános célú osztályozás

20

Carl Linné: „Methodi naturalis”, in: Philosophia botanica 1780

1. Piperiatae – Arum, Piper2. Palmae – Phoenix, Cycas (!)3. Scitamina – Canna, Curcuma4. Orchideae – Orchis, Ophrys5. Ensatae – Iris, Gladiolus6. Tripetalodeae – Butomus, Alisma7. Denudatae –Crocus, Colchicum8. Spathaceae – Galanthus, Narcissus9. Coronariae – Scilla, Hyacinthus10. Liliaceae – Lilium, Tulipa, Fritillaria, Erythronium11. Muricatae – Bromelia, Tillandsia12. Coadunatae – Magnolia, Liriodendrum13. Calamariae – Carex, Cyperus, Juncus14. Gramina – Zea, Poa, Festuca15. Coniferae – Abies, Pinus, Ephedra (!)16. Aamentaceae – Salix, Platanus, Fagus17. Nucamentaceae – Xanthium, Ambrosia18. Aggregatae – Dipsacus, Protea19. Dumosae – Cotinus, Viburnum20. Scabridae – Ficus, Urtica21. Compositi – Crepis, Helianthus22. Umbellatae – Apium, Daucus23. Multisiliquae – Paeonia, Ranunculus24. Bicornes – Erica, Vaccinium25. Sepiariae – Syringa, Fraxinus26. Culminiae – Tilia, Theobroma27. Vaginales – Laurus, Polygonum28. Corydales – Fumaria, Pimpinella 29. Contorti – Asclepias, Vinca30. Rhaeades – Papaver, Chelidonium31. Putaminea – Capparis32. Campanacei – Convolvulus, Campanula33. Luridae – Solanum, Digitalis34. Columniferae – Malva, Camellia

35. Senticosae – Rosa, Rubus36. Comosae – Spiraea, Alchemilla37. Pomaceae – Pyrus, Ribes38. Drupaceae – Prunus, Cerasus39. Arbustiva – Myrtus, Philadelphus40. Calycanthemae – Oenothera, Lythrum41. Hesperideae – Citrus42. Caryophyllei – Dianthus, Silene43. Asperifoliae – Echium, Myosotis44. Tellateae – Galium, Rubia45. Cucurbitaceae – Bryonia, Passiflora 46. Succulentae – Cactus, Sedum47. Tricoccae – Euphorbia, Carica48. Inundatae – Hippuris, Typha, Potamogeton49. Sarmentaceae – Vitis, Hedera, Asparagus50. Trihilatae – Acer, Aesculus51. Preciae – Primula, Cyclamen52. Rotaceae –Gentiana, Lysimachia53. Holeraceae – Atriplex, Salicornia54. Vepreculae – Rhamnus, Lycium55. Papilionaceae – Vicia, Cytisus56. Lomentaceae – Sophora, Mimosa57. Siliquosae – Brassica, Draba58. Verticillatae – Salvia, Lavandula59. Personatae – Scrophularia, Verbena, Vitex60. Perforatae – Hypericum, Cistus61. Statuminatae – Celtis, Ulmus62. Candelares – Rhizophora63. Cymosae –Lonicera, Loranthus64. Filices – Ophioglossum, Polypodium65. Musci – Bryum, Hypnum, Lycopodium (!)66. Algae – Ulva, Chara, Marchantia (!), Lichen (!)67. Fungi – Agaricus, Boletus68. Vagae – be nem soroltak, pl. Pinguicula, Plantago, Cuscuta

21

Egyszempontú osztályozások:

- életformák- földrajzi elterjedés- felhasználás szerint- kezdőbetű (Index!)

Többszempontos osztályozás

Morfológiai

- szubjektív

- objektív (numerikus taxonómia)

Filogenetikai

- szubjektív megfontolások

- objektívebb: kladisztikaa. morfológiai b. molekuláris

aminosav-szekvenciáknukleinsav szekvenciákgenom-szerkezet

22

Génusz + fajnév + szerző + évszám – binominális nómenklatúra

Taxus baccata L. 1753 - a névadásnál a prioritás elve dönt (vö. szinonimák)

Egységes (?) nevezéktan (nómenklatúra)

Összhangban van a nem tudományos elnevezésekkel

Tud. MalájCitrus aurantifolia Limau kapasC. grandis Limau besharC. hystrix Limau purutC. macroptera Limau hantuC. medica Limau susuC. microcarpa Limau kesturiC. suhuiensis Limau manisC. swinglei Limau pegar

De

Tud. MagyarSolanum tuberosum burgonyaS. melongena padlizsánS. nigrum fekete csucsorS. lycopersicum paradicsomvagyCorvus corax hollóC. frugilegus vetési varjú......Oriolus oriolus sárgarigóTurdus merula fekete rigó

23

Problémák a linnéi binominális nevezéktannal

1. Külön kód alakult ki a növényekre, az állatokra és a baktériumokra –Egymástól független és eltérő szabályrendszerrel

A botanikai nómenklatúra sajátságai:

a. Tautonímák („Polygonatum polygonatum”) nem megengedettek[de állatoknál igen: Vulpes vulpes, Pica pica stb.]

b. A rangok neveiben rögzített végződésekcsalád: -aceae, de megengedett kivételek is vannak (Compositae)rend: -alesosztály: -opsida, de –phyceae (algák)törzs: -phyta [de állatoknál pl. –idae a család]

c. A szerzők a név után, változtatás esetén zárójelbenFagus sylvatica L.Corydalis solida (L.) Swartz[de állatoknál Vulpes vulpes (L.) – eredetileg Canis vulpes L.]

24

Problémák a linnéi binominális nevezéktannal

2. Az osztályozás NEM független a névtől –lásd a Vulpes és a Corydalispéldákat. Vagyis a prioritás csak részlegesen érvényes

Linné nevei !! – minden faj „palustris”

Caperonia palustrisLudwigia palustrisEleocharis palustrisEpipactis palustrisRorippa palustrisTephroseris palustrisPardosa palustrisTerebralia palustris

(L.) A. St.-Hil.(L.) Elliott

(L.) R. & Sch.(L.) Crantz(L.) Besser

(L.) Rchb.(L.)

(L.)

Othonna palustris L.Cineraria palustris (L.) L.

25

Ficus

Pictures: Google Web Search

3. A „függetlenség” következményei : Azonos növény és állatnevek „megengedettek” – génusz-szint

communis carica

26

Gaussia princeps H. Wendl. Gaussia princeps (Scott)

cybertruffle.org.uk

Pictures: Google Web Search

27

Ficus variegata

Röding

Blume

28

EubacteriaArchaeaMetamonadaEuglenophytaChlorarachniophytaForaminiferaRadiolariaGlaucophytaRhodophytaChlorophyta ZygnematophyceaeCharophyceaeEmbryophytaPhaeophyceaeXanthophyceaeBacillariophyceaeChrysophyceaeOomycotaHaptophytaCryptophytaCiliataApicomplexaDinophytaArchamoebaeMyxomycetesChoanoflagellataMetazoa (animals)ChytridiomycotaZygomycotaAscomycotaBasidiomycota

Excavata

Rhizaria

Plantae

Chrom-alveolata

Opisthokonta

Amoebozoa

Bikonta

Unikonta

Megoldás lenne: egy egységes BioCode

4. A „függetlenség” következményeiTeljes káosz, ha a legmodernebbismereteket vesszükalapul