Phylogeny and morphology of non-vascular plants (for teachers) - MB120P76U

• Title: Botanika bezcévných rostlin a protistologie (pro učitelské kombinace)
• Czech title: Botanika bezcévných rostlin a protistologie (pro učitelské kombinace)
• Guaranteed by: Department of Botany (31-120)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2021 to 2023
• Semester: summer
• E-Credits: 4
• Examination process: summer s.:
• Hours per week, examination: summer s.:3/2, C+Ex [HT]
• Capacity: 200
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Additional information: https://botany.natur.cuni.cz/algo/predmety.html; http://botany.natur.cuni.cz/svoboda/prednasky/BBR/botanika_bezcevnych.htm
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: doc. RNDr. Yvonne Němcová, Ph.D.
• Teacher(s): Mgr. Eliška Konečná; Mgr. Jiří Lukeš; doc. RNDr. Yvonne Němcová, Ph.D.; Mgr. Tomáš Pánek, Ph.D.; Mgr. Jan Ráček; RNDr. David Svoboda, Ph.D.; Mgr. Jan Šťastný, Ph.D.; Mgr. Veronika Veselá
• Incompatibility : MB120P146

Annotation

English

Last update: RNDr. David Svoboda, Ph.D. (05.04.2022)

Please note, the lectures are given in Czech language only. This course aims to provide a comprehensive view on diversity of the phototrophic and heterotrophic unicellular eukaryotes (protists), and organisms traditionally assigned to “non-vascular plants” including prokaryotic Cyanobacteria and lichens. These organisms represent primary producers in ecosystems. The attention is paid namely to the endosymbiotic origin of the eukaryotic cell, characterization of the individual lineages of eukaryotes, their phylogenetic interrelationships and their relationships to other organisms (parasitism, symbiosis). The topics we also concerned are: habitats of the species, morphology, live cycles, impact on humans (cyanobacterial blooms x species used in biotechnologies).

Czech

Last update: doc. RNDr. Yvonne Němcová, Ph.D. (10.12.2019)

Cílem přednášky je podat ucelenou představu o diverzitě jednobuněčných fototrofních a heterotrofních eukaryot (protist) a organismů označovaných tradičně jako „bezcévné rostliny“ včetně prokaryontních sinic a lišejníků. Tyto organismy fungují v ekosystému jako primární producenti. Důraz je kladen na endosymbiotický vznik eukaryotické buňky, na jednotlivé linie jednobuněčných eukaryot, jejich fylogenetické vztahy a na jejich vztahy s jinými organismy (symbióza, parasitismus). Zaměříme se na to, kde jednotlivé organismy v přírodě žijí, jak ovlivňují své prostředí (některé mořské organismy mají významný vliv na globální ekosystém). Seznámíme se s morfologií a životními cykly "vlajkových" druhů a zmíníme druhy významné pro člověka (sinice vodních květů x biotechnologicky zajímavé organismy).

Requirements to the exam

Last update: Mgr. Tomáš Pánek, Ph.D. (02.05.2023)

Podmínkou zápočtu je účast na praktiku (přítomnost minimálně na 9 z 12 cvičeních) a splnění testu "poznávačka". Studenti poznávají 15 či 16 mikroskopických a makroskopických objektů. Za každý objekt mohou získat max. 3 body (rodové jméno, zařazení do třídy, popis-ekologie-výskyt). Pro splnění je nutné dosáhnout alespoň 30 z maximálního počtu 45 bodů.

Zkouška probíhá ústní formou.  

Syllabus

Last update: doc. RNDr. Yvonne Němcová, Ph.D. (20.01.2020)

1) Eukaryotická buňka a její vznik (eukaryogeneze)
Definice eukaryot a struktura eukaryotické buňky; předek eukaryot (LECA) a jeho vlastnosti; datování hlavních událostí v eukaryogenezi; evoluční vztahy eukaryot s prokaryoty; horizontální genový přenos; vznik a původ eukaryotického jádra a endomembránového systému; vznik a původ mitochondrií a plastidů; bičíkový aparát. 

2) Systém eukaryot, Excavata
Definice a představení protist; historický vývoj pohledu na protisty; charakter taxonomických znaků; základní metody zkoumání; počet druhů protist; definice skupiny Excavata a její základní členění; exkavátní hypotéza; LECA jako exkavátní taxon(?); paraziti uvnitř exkavát; anaerobní exkaváti a ztráta mitochondrie; plastid krásnooček a jeho původ; nepoznaná diverzita diplonemidů; role krásnooček v ekosystémech. 

3) Opisthokonta, Amoebozoa
Jak se liší měňavka a bičíkovec, typy panožek; superskupina Amoebozoa, její členění a význam; paraziti u amoebozoí; hlenky; superskupina Opisthokonta, její fylogenetické postavení, charakteristika, význam a základní členění; Opisthokonta jako království mnohobuněčných skupin. 

4)  Úvod do SAR
Superskupina SAR, její fylogenetické postavení, charakteristika a význam. V této přednášce bude kladen důraz na heterotrofní zástupce SAR (např. dírkonošci, mřížovci, nálevníci, oomycety, výtrusovci, opalinky); krátce budou zmíněny i heterotrofní skupiny relativně blízce příbuzné SAR - např. telonemidi; slunivky (Heliozoa) jako polyfyletická skupina protist, které sdílí podobnou morfologii díky konvergencím.

5) SAR, důraz kladen na fototrofní zástupce SAR

Alveolata – Dinophyta (obrněnky): parazitické obrněnky, vznik červeného přílivu (red tide), hromadění toxinů v potravním řetězci, bioluminiscence, symbiózy obrněnek - korálové útesy; Rhizaria - Paulinella: nezávislá primární endosymbióza, Chlorarachniophyta: jedinečnost rodu Chlorarachnion, nukleomorf; fototrofní Stramenopila – Chrysofyta (Chrysophyceae): křemičité schránky a cysty, využití v paleoekologii. Dictyochophyceae: křemičité kostry, diagnostika chladnějších období v minulosti. Phaeophyceae - chaluhy: chaluhové lesy (kelp forests) - centrum biodiverzity, pelagický ekosystém Sargasového moře, fykokoloidy z chaluh (algináty). 

6) Fototrofní Stramenopila, Haptista, Cryptista

Stramenopila –Xanthophyceae - různobrvky: organismy se složitými životními cykly. Eustigmatophyceae: mořští a sladkovodní zástupci, zdroj eikosapentenove kyseliny, Bacillariophyceae - rozsivky: stavba frustuly, bioindikační význam rozsivek, invazní druhy: Didymosphenia geminata (Didymo). Haptista - Haptophyta: kokolitky a jejich vliv na globální cyklus uhlíku a síry na Zemi; Cryptista - Cryptophyta - skrytěnky: nukleomorf

7)  Sinice + Archaeplastida (Glaucophyta, Rhodophyta)         

Sinice (Cyanobacteria) – prokaryota, která dala vznik primárnímu plastidu: stavba fototrofní prokaryontní buňky, morfologie, diverzita, ekologický význam sinic, fixace vzdušného dusíku, stromatolity, horizontální přenos genů, symbiotické interakce cyanobakterií, sukcese vodního květu, cyanotoxiny. Archaeplastida - základní charakteristika jednotlivých vývojových linií. Glaucophyta: nejmenší a nejpůvodnější rostlinná větev. Rhodophyta (ruduchy): ruduchy korálových útesů, sladkovodní ruduchy a jejich ekologie a rozmnožování - chantransiové stádium, Porphyra - popsání životního cyklu, fykokoloidy ruduch (agar, karagen).

8) Archaeplastida (Chloroplastida)

Chloroplastida: základní charakteristika jednotlivých vývojových linií (streptofytní a chlorofytní linie); Chlorofytní linie: Palmophylophyceae – hlubokomořská skupina řas; prasinofyta: polyfyletická skupina, Ostreococcus - eukaryontní organismus s nejmenším genomem, pikoplanktonní společenstva oceánů, symbiotické interakce (např. Tetraselmis/ Symsagittifera). Ulvophyceae - převážně mořská třída řas, Halimeda - tropické a subtropické ekosystémy, biogenní vznik písku. Invazní druh Caulerpa taxifolia - killer alga, Trentepohliales - řasy jako parazité. Trebouxiophyceae - Trebouxia - nejhojnější fotobiont lišejníků, Chlorella - biotechnologicky významný organismus, vývojový paralelismus.  

9) Archaeplastida (Chloroplastida) – pokračování

 – Chlorofytní linie Chlorophyceae: Dunaliella - život v hypersalinním prostředí, fenotypová plasticita řas. Streptofytní linie: charakteristika jednotlivých tříd - stavba buněk, rozmnožování a vývojové cykly; výskyt a význam. Zygnematophyceae (spájivky), konjugace, Desmidiales (krásivky). Charophyceae (chary): obrovské buňky, proudění cytoplasmy, kalcifikace - travertiny, gyrogonity. Původ cévnatých rostlin. 

10) Pohyb, evoluce mnohobuněčnosti 
Typy pohybu u protist; typy mnohobuněčnosti; mnohobuněčnost mnohokrát jinak - společné vlastnosti a rozdíly mnohobuněčných linií ilustrované na příkladu améby rodu Dictyostelium, řasy rodu Volvox (váleč), myxogastridní hlenky a u organismů s komplexními těly - rostliny, živočichové a houby 

11) Mechorosty

Mechorosty: Mechorosty jako skupina organismů, vývoj skupiny, pofylitičnost/monofyletičnost, názory na evoluci, hlavní znaky a odlišnosti od ostatních autotrofů. Anthocerotophyta (hlevíky): charakteristika (společné znaky s oběma dalšími odděleními, jedinečné znaky), ekologie a zástupci. Marchantiophyta - játrovky: charakteristika (redukované protonema, frondózní a foliózní typy, amfigastrie, stavba sporofytu - elatery apod.), systém a zástupci.

12) Bryofyta, lišejníky - úvod

Bryophyta (mechy): charakteristika (vodivé systémy, stavba sporofytu a gametofytu, vegetativní rozmnožování), systém a zástupci, využití mechorostů. Lišejníky jako skupina, komplexní složené organismy - mykobiont (houba) a fotobiont (řasa, sinice), princip soužití, morfologie, anatomie, rozmnožování.komplexní složené organismy - mykobiont (houba) a fotobiont (řasa, sinice), princip soužití, morfologie, ekologie a příklady symbiózy mykobiontů a fotobiontů, biogeografie a bioindikační význam lišejníků, pionýrské organismy, základní charakteristika vybraných druhů, jejich ekologie a rozmnožování.

13) Lišejníky 

Lišejníky - ekologie a příklady symbiózy mykobiontů a fotobiontů, biogeografie a bioindikační význam lišejníků, pionýrské organismy, základní charakteristika vybraných druhů, využití lišejníků.