Please note, the lectures are given in Czech language only. This course covers morphology of vascular plants and provides basic information about the structure of vegetative and generative organs of plant body. Relationships between structure of the organs and their function or ecological importance are highlighted, as well as their evolutionary origin. Substantial part of the course is also dedicated to the process of plant generative reproduction, various strategies of vegetative reproduction and their relative importance.
Last update: Čertner Martin, RNDr., Ph.D. (26.10.2019)
Kurz rostlinné morfologie, zaměřený na morfologii cévnatých rostlin, seznamuje se stavbou vegetativních a generativních orgánů. Zdůrazňuje vztahy mezi strukturou a funkcí, mezi strukturou a prostředím a poukazuje na evoluční vývoj stavby rostlinných organismů. Větší důraz je kladen na poznání generativních orgánů a procesu pohlavního rozmnožování.
Last update: Čertner Martin, RNDr., Ph.D. (26.10.2019)
Literature -
Slavíková Z. (2002): Morfologie rostlin [skriptum in Czech]. Karolinum, Praha. Bell A. D. (2008): Plant form - An illustrated guide to flowering plant morphology. Timber Press, London.
Last update: Čertner Martin, RNDr., Ph.D. (26.10.2019)
Slavíková Z. (2002): Morfologie rostlin [skriptum]. - Karolinum, Praha. Bell A. D. (2008): Plant form - An illustrated guide to flowering plant morphology. Timber Press, London.
Prezentace z přednášek a další studijní materiály jsou k dispozici na Moodle stránkách kurzu (https://dl2.cuni.cz/).
Last update: Čertner Martin, RNDr., Ph.D. (30.09.2020)
Requirements to the exam -
The course is held in Czech only.
Last update: Čertner Martin, RNDr., Ph.D. (26.10.2019)
zkouška: písemný test v rozsahu přednášky (>60% úspěšnost) zápočet: povinná účast na praktických cvičeních (max. 2 absence) + absolvování zápočtového testu
V případě distanční výuky proběhnou pratická cvičení online, stejně tak i kontrola studia (preferenčně písemnou formou).
Last update: Čertner Martin, RNDr., Ph.D. (30.09.2020)
Syllabus -
1. History of vascular plant morphology and her role in the contemporary science. The origin of vascular plants and basic characteristics and division of plant organs.
2. Structure, function and ontogeny of vascular plant organs. Structure of root and types of root systems. Structure and types of stem ramification. Structure, types and position of vascular system. Origin and position of the buds. Morphology and evolution of leafs, their types, vascular system, vernation, estivation and phylotaxy. Modification and transformations of the vascular plant organs. Primary and secondary organs and structures. Ecological adaptations of vascular plants on the morphological level.
3. Structure of the generative organs. Vegetative and generative reproduction. Metagenesis of Bryophytes, Ferns, Gymnosperms and Angiosperms. Structure of reproductive organs, micro- and mega- sporogenesis of Gymnosperms. Pollination, fecundation and embryonic development of Gymnosperms. Structure (differentiation, symmetry, perigon, andreceaum, gynoeceum, sexuality, ovary and placenta ion types etc.), ontogeny and function of flowers. Micro- and mega- sporogenesis and gametogenesis of Angiosperms. Pollination, (double) fecundation and embryonic development of Angiosperms. Autogamy and allogamy, incompatibility systems. Apomixes. Structure and ontogeny of seeds. Origin, structure and classification of fruits. Fruits and seeds dispersal ecology. Classification and phylogeny of inflorescence.
Last update: Čertner Martin, RNDr., Ph.D. (26.10.2019)
1. Úvod do morfologie rostlin Morfologie - historický vývoj a současná morfologie, osobnosti, přístupy, otázky, metody Vztah morfologie k dnešní molekulární systematice a fylogenetice Často používané pojmy - homologie, homoplázie, paralelismus, konvergence, … Morfologické důsledky vstupu rostlin na souš - diferenciace rostlinného těla, současný stav - bezcévné x cévnaté rostliny Vznik orgánů - telomová a enační teorie Základní stavba rostl. těla, fytomery Základní charakteristiky rostlinných orgánů - pozice, souměrnost, odění, povrch Papily, emergence, trichomy, epikutikulární vosky - využití skenovací elektronové mikroskopie
2. KOŘEN Funkce, základní vlastnosti Primární stavba kořene - rhizodermis, primární kůra, střední válec, uspořádání cévních svazků, kořenové vlášení, kořenová čepička Druhotné tloustnutí kořene, kambium, felogen Vývoj kořenové soustavy u klíčící rostlinky Větvení kořenů - dichotomické, postranní Pojmy - radikula, allorhizii, homorhizie, adventivní k., kontraktilní kořeny, kořenový dimorfismus Kořenový systém - extenzivní, intenzivní Metamorfózy kořene a jejich funkce - hlízy, asimilační kořeny, vzdušné kořeny, velamen, pneumatofory, haustoria, kořenové úponky, příčepivé k., chůdovité kořeny, symbióza s hlízkovitými bakteriemi, mykorhiza, symbióza s bezobratlými, proteoidní kořeny,
3. STONEK Funkce, základní vlastnosti, základní stavba, rekordy a kuriozity Hypokotyl, epikotyl Členění na nody a internodia - délka internodií, makroblasty, brachyblasty, listové růžice, zdánlivé přesleny, … Typy stonku - lodyha, stvol, stéblo, kmen Postavení stonku Primární stavba stonku - apikální meristém, protoderm - pokožka, základní meristém - primární kůra, střední válec, prokambium - vodivá pletiva Primární a sekundární tloustnutí stonku, srovnání jednoděložných a dvouděložných Evoluce vodivých pletiv - stelární teorie, typy stélé u různých taxonomických skupin Listové stopy, listové mezery Pupeny - postavení (terminální, úžlabní), typy (listové, květní), rašení, ochrana, přídatné pupeny (kolaterální, seriální) Větvení stonku - dichotomické, axilární, monopodium, sympodium Akrotonie, bazitonie, mezotonie Liány sympodiální, monopodiální Odchylky od axilárního větvení - metatopie (concaulescence, recaulescence) Kauliflorie Metamorfózy stonku a jejich funkce - kolce, trny, fylokladia, úponky, výběžky, oddenky, hlízy, cibule, pacibulky, stonkové sukulenty, turiony, hibernakule Paralelismus při vývoji sukulentních stonků napříč čeleděmi Habitus a délka života rostlin - byliny, polokeře, keře, stromy; polykarpní, monokarpií Změna charakteru trvání stejných druhů v odlišných podmínkách Životní formy rostlin - fanerofyty, geofyty, terofyty, … Evoluce rozličných životních forem u blízce příbuzných taxonů na příkladech Andské květeny
4. LIST Funkce, základní vlastnosti, rekordy ve velikosti a trvání Evoluce listů, mikrofyly, megafyly, fosilní záznam Vnitřní stavba listu, listy bifaciální, ekvifaciální, monofaciální Typy listů - jednoduché (celistvé, členěné), složené (zpeřené, dlanitě složené) Části listu - čepel, řapík, báze, pochva, palisty, vřeteno, jařmo Přisedání listu na stonek, tvar listové čepele Anizofylie, heterofylie - příčiny vzniku Listová žilnatina - typy (vidličnatá, zpeřená, znožená, …), evoluční typy (kraspedodromní, aktinodromní, brochidodromní, …) Evoluce listů a listové žilnatiny krytosemenných rostlin Vernace a estivace listů Listové formace - dělohy, šupiny, asimilační listy, listeny, listence, květní části Listové formace v průběhu ontogeneze Palisty, listeny, listence Fylotaxe - postavení listů na stonku (vstřícné, přeslenité, střídavé - distichie, spirostichie) Genetická spirála, úhel divergence, ortostichy, spirostichy, parastichy, limitní divergence, Fibonacciho řada - ontogenetický význam Trvání listů na lodyze Metamorfózy listu - cibule, trny, úponky, rhizofyl, fylodium, listy epifytů a masožravých rostlin
5. Rozmnožování rostlin Základní typy - nepohlavní (vegetativní, sporami, agamospermie), pohlavní Vegetativní - klony, klonální růst, polykormony, vegetativní diaspory (rozmnožovací pupeny, pacibulky, nepravá viviparie…) Pohlavní rozmnožování - isogamie, oogamie; rodozměna Rozmnožování sporami u výtrusných cévnatých r.: spora n - gametofyt - gametangia (antheridia, archegonia) - gamety - (2n) zygota - sporofyt - sporangium - (R!) - spora Isosporie → heterosporie Základní stavba těla mechorostů Pohlavní rozmnožování mechorostů: isosporie, převaha G - lodyžka s lístky, S - štět s tobolkou; protonema; dvoudomé x jednodomé mechy Základní stavba těla plavuní - rhizoidy, dichotomické větvení, pseudomonopodium, výtrusnicový klas - strobilus, listy - sporofyly, trofofyly, trofosporofyly, postavení na stonku, sporangia, spory Pohlavní rozmnožování isosporických plavuní: S převažuje nad G, sporangia nerozlišená, G - prothallium (prokel) - archegonia a antheridia, bičíkaté spermatozoidy Základní stavba těla vranečků - anisofylie, heterofylie, angulární list, mega-/mikrosporangium, mega-/mikrospory Pohlavní rozmnožování heterosporických vranečků: S převažuje nad G, mikrosporangia a megasporangia, G endosporický - prothallium (prokel) - archegonia a antheridia, bičíkaté spermatozoidy Základní stavba těla přesliček - oddenek, rhizoidy, stonek - článkovaný, rýhovaný, přeslenitě větvený, arthrostélé, strobilus, štítkovité sporangiofory, vakovité výtrusnice, isospory. Lodyžní dimorfismus u přesliček. Pohlavní rozmnožování přesliček: S převažuje nad G, strobilus, sporangiofor, sporangium, spory s hapterami, isosporie, dvoudomý G, polyciliátní spermatozoidy Základní stavba těla kapradin - oddenek, zkrácený stonek, megafyly, trofofyly, sporofyly, trofosporofyly, výtrusnice - výtrusnicové kupky, ostěra. Pohlavní rozmnožování kapradin: isosporické x heterosporické (vodní kapradiny); S převažuje nad G; výtrusnicová kupka (sorus, coenosorus), stopkatá sporangia (anulus, stomium), polyciliátní spermatozoidy. Heterosporie u vodních kapradin. Pohlavní rozmnožování semenných rostlin: heterosporie, redukce G, závislý na S Homologie s výtrusnými rostlinami - semena, pylová zrna, plodolisty… Evoluce vajíčka Pohlavní rozmnožování nahosemenných rostlin (jehličnany, cykasy, jinany): Strobily, semenná a podpůrná šupina, pylová zrna, opylení, vývoj pylové láčky a jednoduché oplození, haploidní endosperm, vývoj oplozeného vajíčka v semeno; spermatozoidy u cykasů a jinanů
6. KVĚT Funkce, rekordy ve velikosti a trvání Fylogeneze květu - teorie pseudanthiová a euanthiová Možné směry evoluce květu na základě euanthiové teorie Květní části - stopka, lůžko, obaly, andreceum, gyneceum Typy květů - pohlavnost (jednodomé a dvoudomé r.), inzerce květních orgánů (spirální, cyklické), počet cyklů (polycyklické, oligocyklické), souměrnost (aktinomorfní, zygomorfní), otvírání (chasmogamické, kleistogamické), pelorické květy Ontogeneze květu - centripetální x centrifugální, srůsty květních částí - kongenitální, postgenitální Květní diagram, květní vzorec Květní stopka - resupinace, perikladium Květní lůžko - typy, gynofor, androgynofor, češule (hypantium) Květní obaly - kalich, koruna, okvětí, achlamydní květy, efigurace, fornices, ostruhy Speciální koruny (květy) - Asteraceae, Fabaceae, Caryophyllaceae Nektária - florální a extraflorální Andreceum - tyčinka (nitka, prašník, konektiv), haplostemonie, diplostemonie, obdiplostemonie, původ a evoluce tyčinek; staminodium, petalizace, tyčinky dvoubratré, čtyřmocné, synandria…; pyl Gyneceum - původ a evoluce plodolistů, pestík (blizna, čnělka, semeník), typy gynecea, placentace, postavení semeníku, vajíčko (mikropyle, chaláza, poutko)
Mikrosporogeneze a mikrogametogeneze - dvojbuněčná a trojbuněčná pylová zrna, vegetativní a generativní jádro, pylová láčka, spermatické buňky Megasporogeneze a megagametogeneze - nucelus, megaspora, zárodečný vak, antipody, synergidy, vaječná buňka Hlavní typy zárodečného vaku - monosporický, odchylky Opylení - autogamie, allogamie, kleistogamie, proterandrie, proterogynie, heterostylie Morfologické změny v květech podle typu opylovače (zoogamie, hydrogamie, anemogamie) Oplození - klíčení pylového zrna, porogamie, chalazogamie, synergidy, filiformní aparát, dvojité oplození, triploidní endosperm Vývoj semene - osemení, endosperm, perisperm, embryo
7. KVĚTNÍ SPECIFITY A BIOLOGIE NA PŘÍKLADECH Z NAŠICH I TROPICKÝCH SKUPIN Variabilita květů - rozmanitost opylovačů Preference různých typů opylovačů - barva, vůně, tvar květu, odměny Formace speciálních útvarů - přistávací plošiny, ostruhy, emergence, pasti … Hymenoptera - nektar, pyl, oleje, pylové květy, buzzing Diptera - Magnoliidae, nektar, stigmatické exudáty, pyl, otevřené nespecializované květy vs. vysoce specializované květy (Aristolochiaceae, Araceae, Raflesia, …) Lepidoptera - trubkovité, ostruhaté květy, poloha prašníků, denní a noční motýli - jiné barvy Coleoptera - velké květy, staré i pokročilé skupiny, pyl, pletiva, nektar, exudáty , substrát pro larvy, Nymphaea, Hydnora, Eupomatia, … Ptáci - červená, J. Am. - kolibříci, starý svět - širší spektrum Netopýři - jenom tropy, nektar, pyl, světlé barvy, zápach Ostatní savci - myši, opice, Austrálie, jižní Afrika Plazi Květní specifity u orchidejí
