Növényrendszertan

1. előadás

Dr. Bartha Dénes

April 21, 2023

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

világ az idetartozó élőlények

Monera minden prokarióta: baktériumok, kékalgák

Protista minden egysejtű eukarióta

Gombák többsejtű gombák

Növények minden zöld növény, amely embrióból fejlődik

Állatokminden élőlény, melyek fejlődése átmegy a blasztula állapoton

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 értékű kezdeményből 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)

species sp. faj

subspecies subsp. = ssp. alfaj

varietas var. változat

subvarietas subvar. alváltozat

forma f. alak

subforma subf. alalak

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)

rangfokozat végződés

regnum (vegetabile) világ

subregnum alvilág - bionta

divisio tagozat (törzs) - phyta

subdivisio altagozat (altörzs) - phytina

classis osztály - opsida

subclassis alosztály - idae

superordo felrend - anae

ordo rend - ales

subordo alrend - ineae

familia család - aceae

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

Faj feletti rangfokozatok (folytatás)

rangfokozat végződés

subfamilia alcsalád - oideae

tribus nemzetségcsoport - eae

subtribus alnemzetségcsoport - ineae

genus nemzetség

subgenus alnemzetség

sectio fajcsoport

subsectio al-fajcsoport

series fajsor

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

A természetes és a kultúrfaj közötti különbségek

Természetes fajspecies

Kultúrfaj specioid

egy származásközösség (közös őstől erednek)

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

valamennyi tulajdonságban megegyeznek

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

tulajdonságaikat átörökítik gazdaságilag elsődleges, azaz hasznos tulajdonságaikat csak a megfelelő szaporítási eljárással tartják meg

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

Természetes fajspecies

Kultúrfaj specioid

változatosságuk különböző: alfajokat, változatokat, formákat és színi eltéréseket különítünk el

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

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

az evolúció törvényszerűségét követik, amelyet az ember irányít - a társadalmi igényeknek megfelelően - nemesítéssel (kiválogatással, keresztezéssel, izolációval)

a populációk közötti génátfolyás rendszerint állandó

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

a sikeres létért való küzdelemben előnyös tulajdonságaik fejlődnek, erősödnek

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

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

specioid spd. kultúrfaj

subspecioid subspd. kultúralfaj

convarietas convar. kultúrrassz

provarietas provar. kultúrváltozat

conculta conc. fajtacsoport

cultivar cv. fajta

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)

Elsődleges, ősi Másodlagos, tökéletesebb

tulajdonságok

csupasz sejt sejthártyás, sejtfalas sejt

mag nélküli sejt sejtmagvas sejt

minden sejt egyforma sejtek különbözők (működésmegosztás)

klorofill van klorofill nincs

ivartalan szaporodás ivaros szaporodás

izogámia konjugáció

izogámia heterogámia-oogámia

nemzedékváltakozás hiánya nemzedékváltakozás

izomorf nemzedékváltakozás heteromorf nemzedékváltakozás

fejlett gametofiton redukált gametofiton

izospória heterospória

spermatozoid spermácium, spermasejt

sejttársulás telep

telep hajtás

száras-leveles hajtás száras-leveles-gyökeres hajtás

Életforma

fatermetű lián

évelő egyéves

Elsődleges, ősi Másodlagos, tökéletesebb

tulajdonságok

Szár

fás és cserjés lágyszár

egyszerű, el nem ágazó elágazó

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

edénynyaláb körkörös, kollaterális edénynyaláb szórt, bikollaterális

Gyökér

rizoid gyökér

normális kialakulású gyökér raktározó, kapaszkodó, légző stb. szervvé módosult gyökér

főgyökérrendszer mellékgyökérrendszer

Levél

egyszerű tagolt vagy összetett

örökzöld lehulló

tűlevél pikkelylevél

spirális (= szórt) levélállás örvös, átellenes levélállás

pálha van pálha nincs

hálózatos erezet párhuzamos erezet

asszimiláló levél módosult levél

Elsődleges, ősi Másodlagos, tökéletesebb

tulajdonságok

Virág

a virágrészek spirális elhelyezkedése a virágrészek körkörös elhelyezkedése

a virágtagok nagy, határozatlan száma a virágtagok meghatározott kis száma

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

tagolt virágtakaró forrt virágtakaró

különálló porzók összenőtt porzók

felső állású magház közép- vagy alsó állású magház

aktinomorf virág zigomorf vagy aszimmetrikus virág

a virág minden része megvan a virág egyes részei csökevényesek, vagy hiányoznak

virág virágzat

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

a virágzatban minden virág egyforma a virágzatban a virágok nem egyformák

a pollen barázdás, ragadós, érdes a pollen sima, száraz

Mag

sok magkezdemény kevés magkezdemény

magkezdemények kettős integumentummal magkezdemények egyszerű integumentummal

magvak endospermiummal magvak endospermium nélkül

két sziklevél egy sziklevél

„Deus creavit, Linnaeus disposuit.”