Növényrendszertan

1. előadás

Dr. Bartha Dénes

2009. február 13.

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

Az élővilág felosztása

minden élőlény, melyek fejlődése átmegy a blasztula állapoton

Állatok

minden zöld növény, amely embrióból fejlődikNövények

többsejtű gombákGombák

minden egysejtű eukariótaProtista

minden prokarióta: baktériumok, kékalgákMonera

az idetartozó élőlényekvilág

A Földön előforduló fajok száma

Vírusok 200

Baktériumok 2.000

Algák (+ kékalgák) 50.000

Gombák 100.000

Zuzmók 18.000

Mohák 23.000

Harasztok 12.000

Nyitvatermők 640

Zárvatermők 284.000

Rendszerezés alapját jelentő tulajdonságok

1. Homológia = azonos alapfelépítés szerint, azonos fejlődésalaktani értékűkezdeményből 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 tulaj-donságaikban 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)

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

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

A speciáció típusai geográfiai alapon (KEY 1981, VIDA 1985)

A. Külső allopátria; B. normális szünpátria; C. normális parapátria; D. normális földrajzi intergradáció

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

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

Fajon belüli (infraspecifikus) rangfokozatok (taxonok)

alalaksubf.subforma

alakf. forma

alváltozat subvar.subvarietas

változatvar.varietas

alfajsubsp. = ssp. subspecies

fajsp.species

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

Faj feletti rangfokozatok (taxonok)

(a besorolás alapja → közös, rokoni tulajdonságok)

- aceaecsaládfamilia

- ineaealrendsubordo

- alesrendordo

- anaefelrendsuperordo

- idaealosztálysubclassis

- opsidaosztályclassis

- phytinaaltagozat (altörzs)subdivisio

- phytatagozat (törzs)divisio

- biontaalvilágsubregnum

világregnum (vegetabile)

végződésrangfokozat

Megj.: a gombáknál és a moszatoknál a végződések eltérnek ( -mycota, -mycotina, -mycetes, -mycetidae, ill. -phyceae, -phycidae)

Faj feletti rangfokozatok (folytatás)

végződésrangfokozat

faj (-ok)species (sp., spp.)

fajsorseries

al-fajcsoportsubsectio

fajcsoportsectio

alnemzetségsubgenus

nemzetséggenus

- ineaealnemzetségcsoportsubtribus

- eaenemzetségcsoporttribus

- oideaealcsaládsubfamilia

A természetes és a kultúrfaj közötti különbségek

a szülőfaj(ok) areáját messze túlhaladó, rendszerint diszkontinuus termesztési területet vagy övezetet foglalnak el

elterjedésük azonos

gazdaságilag elsődleges, azaz hasznos tulajdonságaikat csak a megfelelő

szaporítási eljárással tartják meg

tulajdonságaikat átörökítik

többnyire a nemzetségre jellemző és az ember számára hasznos fő tulajdonsá-gaikban megegyezők

valamennyi tulajdonságban megegyeznek

populációi egy vagy rendszerint több rokon fajból származnak, ezért gyakran polifiletikus, kollektív vagy multihibrid

eredetűek

egy származásközösség

(közös őstől erednek)

Kultúrfaj specioid

Természetes fajspecies

Kultúrfaj specioid

Természetes fajspecies

az ember számára hasznos tulajdonsá-gok mindjobban megszilárdulnak, a gazdaságilag hátrányos tulajdonságok visszaszorulnak vagy eltűnnek

a sikeres létért való küzdelemben előnyös tulajdonságaik fejlődnek, erősödnek

a fajták közötti génátfolyás mestersége-sen gátolt vagy az ivari sterilitás miatt megszűnt

a populációk közötti génátfolyás rendszerint állandó

az evolúció törvényszerűségét követik, amelyet az ember irányít - a társadalmi igényeknek megfelelően - nemesítéssel

(kiválogatással, keresztezéssel, izolációval)

az evolúció törvényszerűségeit követik; a természetes kiválogatódás során fejlődnek vagy elpusztulnak

alapvető jellemzőjük, hogy mestersége-sen elkülönített származási közösségek-ből - fajtákból - állnak

változatosságuk különböző: alfajokat,

változatokat, formákat és színi

eltéréseket különítünk el

A természetes és a kultúrfaj közötti különbségek (folytatás)

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

fajtacv.cultivar

fajtacsoportconc.conculta

kultúrváltozatprovar.provarietas

kultúrrasszconvar.convarietas

kultúralfajsubspd.subspecioid

kultúrfajspd.specioid

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 1960

3. 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'

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.

A növényrendszertan kialakulása

a. Az ókori botanikaHippokratesAristotelesTheophrastosDioskoridesPlinius

b. A füveskönyvek korszaka (XV-XVII. sz.)BrunfelsBock (Tragus)MatthiolusLobeliusLonicerusTabernaemontanusClusiusMelius (Juhász) Péter (1578)Bauhinus

c. Linné és követői

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

A. dendrogram, minden taxon egy-egy csomópontB. „doboz a dobozban”, minden taxon egy-egy négyzet

(Sp: faj; G: nemzetség; F: család; D: tagozat; Rv: növényvilág)

A taxonok hierarchiájának kétféle ábrázolásmódja a fajtól felfelé (STACE nyomán)

Másodlagos, tökéletesebbElsődleges, ősi

egyévesévelő

liánfatermetű

Életforma

száras-leveles-gyökeres hajtásszáras-leveles hajtás

hajtástelep

telepsejttársulás

spermácium, spermasejtspermatozoid

heterospóriaizospória

redukált gametofitonfejlett gametofiton

heteromorf nemzedékváltakozásizomorf nemzedékváltakozás

nemzedékváltakozásnemzedékváltakozás hiánya

heterogámia-oogámiaizogámia

konjugációizogámia

ivaros szaporodásivartalan szaporodás

klorofill nincsklorofill van

sejtek különbözők (működésmegosztás)minden sejt egyforma

sejtmagvas sejtmag nélküli sejt

sejthártyás, sejtfalas sejtcsupasz sejt

tulajdonságok

Másodlagos, tökéletesebbElsődleges, ősi

tulajdonságok

tagolt vagy összetettegyszerű

lehullóörökzöld

pikkelylevéltűlevél

örvös, átellenes levélállásspirális (= szórt) levélállás

pálha nincspálha van

párhuzamos erezethálózatos erezet

módosult levélasszimiláló levél

Levél

mellékgyökérrendszerfőgyökérrendszer

Gyökér

raktározó, kapaszkodó, légző stb. szervvémódosult gyökér

normális kialakulású gyökér

gyökérrizoid

edénynyaláb szórt, bikollaterálisedénynyaláb körkörös, kollaterális

fatest tracheidákkal és tracheákkal (heteroxilia)fatest tracheidákkal (homoxilia)

elágazóegyszerű, el nem ágazó

lágyszárfás és cserjés

Szár

Másodlagos, tökéletesebbElsődleges, ősi

tulajdonságok

egy sziklevélkét sziklevél

magvak endospermium nélkülmagvak endospermiummal

magkezdemények egyszerű integumentummalmagkezdemények kettős integumentummal

kevés magkezdeménysok magkezdemény

Mag

a pollen sima, száraza pollen barázdás, ragadós, érdes

a virágzatban a virágok nem egyformáka virágzatban minden virág egyforma

komplikált virágzat (pl. bogas)egyszerű virágzat (pl. fürtös)

virágzatvirág

a virág egyes részei csökevényesek, vagy hiányoznak

a virág minden része megvan

zigomorf vagy aszimmetrikus virágaktinomorf virág

közép- vagy alsó állású magházfelső állású magház

összenőtt porzókkülönálló porzók

forrt virágtakarótagolt virágtakaró

forrt termőlevelek (cönokarp termőtáj)szabad termőlevelek (apokarp termőtáj)

a virágtagok meghatározott kis számaa virágtagok nagy, határozatlan száma

a virágrészek körkörös elhelyezkedésea virágrészek spirális elhelyezkedése

Virág

„Deus creavit, Linnaeus disposuit.”