The course includes lectures on diversity, distribution and phylogeny of the non-vascular plants (algae, lichens,
bryophytes). The lectures also concentrate on morphology of the vegetative and reproductive
structures, as well as on the important identification features.
The diversity overview is concentrated on ecologically important representatives of the natural ecosystems and on
economically important taxa.
Last update: Neustupa Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (14.09.2022)
Cílem předmětu je podat ucelenou představu o diverzitě, rozšíření a výskytu bezcévných rostlin (řas, mechorostů a
lišejníků). Přehled diverzity je zaměřen na ekologicky významné zástupce přírodních ekosystémů i na ekonomicky a
biotechnologicky důležité taxony.
Materiály k přednáškám jsou k dispozici na:
http://botany.natur.cuni.cz/neustupa/#teaching
Informace k průběhu předmětu v aktuálním akademickém roce:
Přednášky probíhají prezenčním způsobem v souladu s aktuálně platnými pravidly.
Ústní zkouška vychází striktně pouze z učiva probíraného na přednáškách (viz aktuální prezentace a záznamy přednášek).
Termíny zkoušek budou zveřejněny v dostatečném předstihu před začátkem zkouškového období.
Last update: Neustupa Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (14.09.2022)
Literature -
Lee R.E. (1999): Phycology. Cambridge University Press, Cambridge.
Nash III. (2008): Lichen Biology. Cambridge University Press, Second edition, Cambridge
Smith A. J. E, & Smith R.(1980): The Moss Flora of Britain and Ireland. Cambridge University Press. Cambridge.
Frey W. (ed.) (2015): Syllabus of Plant Families 2/1, Photoautotrophic Eukaryotic Algae. J. Cramer Verl., Stuttgart.
Last update: Štefánek Michal, Mgr. (28.04.2022)
Literatura:
Kalina T. & Váňa J. (2005): Sinice, řasy, houby, mechorosty a podobné organizmy v současné biologii. - 606p., Univerzita Karlova v Praze, Nakladatelství Karolinum.
Lee R.E. (1999): Phycology. Cambridge University Press, Cambridge.
Nash III. (2008): Lichen Biology. Cambridge University Press, Second edition, Cambridge
Frey W. (ed.) (2015): Syllabus of Plant Families 2/1, Photoautotrophic Eukaryotic Algae. J. Cramer Verl., Stuttgart.
Last update: Neustupa Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (14.09.2022)
Requirements to the exam -
Final oral examination of the curriculum discussed during the lectures.
Last update: Neustupa Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (14.09.2022)
html>
Informace k průběhu předmětu v aktuálním akademickém roce:
Přednášky probíhají prezenčním způsobem v souladu s aktuálně platnými pravidly.
a) Ukončení předmětu ústní zkouškou. Ústní zkouška vychází striktně pouze z učiva probíraného na přednáškách (viz aktuální prezentace a záznamy přednášek). Ústní zkouška není termínově vázána na splněný zápočet.
b) Praktická cvičení jsou zakončena zápočtovým testem, který je založen na objektech probíraných v rámci jednotlivých lekcí. Podmínkou zápočtu je účast na předmětu a splnění podmínek závěrečného testu (poznávačky). V rámci testu je prezentováno 15 objektů (živé, herbářované, preparáty, popř. obrázek). Je třeba napsat latinské rodové jméno, zařazení do třídy a bližší charakteristiku objektu. Za každý objekt jsou tři body, tzn. celkem 45 bodů. 0-29,5 neprospěl, 30-45 prospěl.
Termíny zkoušek budou zveřejněny v dostatečném předstihu před začátkem zkouškového období.
Last update: Neustupa Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (14.09.2022)
Syllabus -
1. a) Phototrophic bacteria (Cyanobacteria). Cyanobacteria as the ancestors of the plant plastids, oxygenic photosynthesis, assimilation pigments. Occurrence in nature; importance, classification. Cyanobacterial water blooms and their ecological significance. b) Plants (Archaeplastida, Plantae) - a group comprising of the primary phototrophic eukaryotic organisms. Important structural features (plastid diversity, cell wall, flagella, pigments, phycobilisomes, storage compounds, etc.).
2. a) Glaucophyta. The smallest of the three deep plant lineages (subkingdoms). Cyanelles - plant plastids with plesiomorphic features. The overview of the diversity and distribution of taxa. b) Rhodoplantae (red algae). Red algal phylogeny and fossil record. Important joint features (cell walls, absence of the flagellar stages, storage compounds). c) Cyanidiophyta. Unicellular red algae with plesiomorphic features. Distribution in natural ecosystems; facultative anaerobic metabolism. Diversity and autecology of individual lineages. Extreme habitats as prime spots for the Cyanidiophyta. Peculiar features of the cyanidiophytan cell cycle and ontogeny. d) Rhodophyta 1. Unicellular and filamentous lineages (Rhodellophyceae, Stylonematophyceae, Porphyridiophyceae, Compsopogonophyceae). Bangiophyceae, two basic morphological types, gondwanic origin. Marine lineages and a single transition to freshwater habitats. The bangiophycean life cycle. Economic importance of the genus Porphyra.
3) a) Florideophyceae - phylogenetic structure, life cycle characteristics (duplication of the diploid stage) and sexual reproduction. Diversity and survey of the important taxa. Freshwater lineages (Hildenbrandiophycideae, Batrachospermales, Thoreales) and their ecological features. Examples of the natural communities of the marine red algae - coral ecosystems (Corallinales and andjacent lineages), rhodolites, maerl, cold water red algae, ephemeral filamentous red algae, shade-loving rhodophytes of the lower sub-littoral, brackish rhodophytes of the Baltic Sea.
4) a) Viridiplantae (green plants). Key structural features of the green lineage (cell walls, flagella, plastids, pigments). Mitosis and cytokinesis of green algae. Phylogenetic structure of the Viridiplantae - the chlorophyte and streptophyte lineages, classification scheme. b) Plesiomorphic lineages of the Chlorophyta - "prasinophyte" flagellates (Nephroselmidophyceae, Mamiellophyceae, Prasinophyceae, Pedinophyceae, Chlorodendrophyceae). Surface structures, flagella, life cycles. Natural distribution, massive picoplanktonic marine populations, freshwater taxa, molecular diversity. c) Trebouxiophyceae. Morphological diversity, natural distribution. Trebouxiophycean lichen photobionts (Trebouxiales). Terrestrial microalgae (Prasiolales, chlorelloid groups) - soil microbiota, subaerial biofilms, surface crusts. Planktonic lineages - Chlorellaceae, Oocystaceae. Biotechnological, pharmaceutical and industrial use of the chlorelloid a botryococcal microalgae.
5) a) Chlorophyceae. Morphology, diversity a distribution. Coenobia - unique chlorophycean multicellularity (ontogeny, reproduction, diversity of the coenobial forms). Dominants of the eutrophic freshwater phytoplankton (Chlamydomonadales, Scenedesmaceae, Pediastrum s.l.). Mass cultivation of the chlorophycean microalgae for production of carotenoids, pigments and lipids (Haematococcus, Dunaliella, Muriellopsis, etc.). b) Ulvophyceae. Thallus structure - filamentous and siphonous macroscopic forms. Important groups and representatives of the marine ulvophycean vegetation (Bryopsidales, Caulerpales, Ulvales). Examples of important ulvophycean invasions in marine habitats (Caulerpa taxifolia, C. racemosa). Cladophorales - siphonous thalli, distribution in freshwater and marine habitats, survey of important taxa. The Trentepohliales as a unique terrestrial green algal group. Thallu structure, ontogeny. Distribution and significance of the Trentepohliales in humid tropical ecosystems; the Trentepohliales as leaf parasites of the vascular plants.
6) a) Streptophyte green algal lineages. Phylogenetic structure, correlation with fossil data and evolution of the global ecosystem. Plesiomorphic lineages- Mesostigmatophyceae, Chlorokybophyceae, Klebsormidiophyceae. b) Coleochaetophyceae - oogamic sexual reproduction, morphology, natural distribution. Zygnematophyceae - defining features (isogamy, conjugation, absence of flagellate stages). Filamentous forms (Zygnema, Spirogyra, etc.). Desmidiales (desmids) - morphological radiation, unique asexual reproduction and cell structure (semicells). Distribution in natural ecosystems (peatlands, oligotrophic wetlands), biomonitoring of the ecological status, biogeography of desmids. c) Charophyceae (stoneworts). Morphological structure of the charophycean thallus, reproduction, ontogeny. Autecological features - distribution in oligotrophic wetlands and lakes. Brackish stoneworts (Baltic littoral habitats).
7) a) Eukaryotic lineages with secondary (tertiary) plastids. The lineages with secondary chloroplasts, examples of taxa. Secondary rhodoplasts, examples of taxa. Ecologically and economically important groups. Haptophyta and their significance for the carbon cycle in marine phytoplankton. Dinoflagellates and cryptomonads in the freshwater and marine phytoplankton. b) Heterokontophyceae and the independent evolution of the phototrophic multicellular thalli. Xanthophyceae - asexual lineages and oogamous genera. Distribution in terrestrial and freshwater ecosystems. Bacillariophyceae (diatoms) - morphological structure, ontogeny, phylogeny. Diversity of important planktonic and benthic diatom genera, distribution in natural habitats, European monitoring schemes of the environmental status of freshwater habitats.
8) a) Phaeophyceae (seaweeds). Phylogenetic structure, life cycle characteristics (diversity of the sexual reproduction). Diversity and survey of the important genera. Important examples of the seaweed communities - kelp forests (Laminariales, Desmarestiales), seaweed belts of the cold water eulittoral (Fucales), ephemeral filamentous seaweeds (Ectocarpales, etc.), brackish sublittoral seaweeds of the Baltic Sea. Subtropical and tropical seaweeds (Dictyotales, Cystoseiraceae, etc.). Pelagic seaweeds of the Sargasso Sea. Examples of the seaweed invasions (Colpomenia, Undaria).
9) a) Lichenes (lichens). Ecological characteristics. Morphology and anatomy of lichens. Mycobionts - Ascomycota, Basidiomycota, differences in life cycles. Photobionts, main groups - overview. Phylogenetic structure, fossils. Physiology of lichens - reviviscence, continual metabolism, etc. Substrate specificity, epiphytes, terricolous, saxicolous species. Secondary metabolites.
10) a) Lichenes - classification and phylogeny. Ascomycota: Chaetothyriomycetes (Verrucariales) diversity and main genera, endolithic lichens. Acarosporomycetidae (Rhizocarpaceae, etc.) - thallus specifications (areoles), saxicolous species, acidic rock communities. Lecanoromycetes: Cladoniaceae - boreal forests, tundra. Peltigerares, Parmeliaceae, etc. - mesophilous macrolichens, more photobionts. Collemataceae - cyanolichens. Basidiomycota - Agaricales: basidiolichens. Lichens uses.
11) a) Bryophyta (phylogenetic group bryophytes). Phylogeny, characteristics, life cycles. Sexual and asexual reproduction. Differences in life cycle of hepatics, hornworts and mosses. b) Anthocerotophyta (hornworts). Characteristics, diversity. Ephemerous species. c) Marchantiophyta (hepatics). Characteristics, diversity. Jungermanniopsida, Marchantiopsida - frondose and foliose types, examples of thallus types, silica vesicles.
12) a) Marchantiophyta - important examples of species. b) Bryophyta (mosses) - characteristics of the group, important features. Main groups and characteristic biotopes - moorlands, diversity, examples. Polytrichopsida, Andraeopsida, Bryopsida - diversity, examples. Important communities of the bryophytes - extreme dry conditions, stress adaptations to dryness. Water bryophytes. Use of the bryophytes, bioindication.
Last update: Neustupa Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (14.09.2022)
1. a) Autotrofní baktérie (sinice, Cyanobacteria). Sinice jakožto předkové rostlinných plastidů, oxygenní fotosyntéza, asimilační pigmenty. Výskyt v přírodě; význam, systém a zástupci. Sinicové vodní květy a jejich význam v ekosystémech. b) Rostliny (Archaeplastida, Plantae) jakožto primárně fototrofní eukaryotické organismy. Společné a definiční znaky (diverzita plastidů, buněčná stěna, bičíky, asimilační pigmenty, fykobilisómy).
2. a) Glaucophyta. Nejmenší ze tří hlubokých rostlinných linií (podříší). Cyanelly jakožto primitivně uspořádané rostlinné plastidy. Přehled všech známých zástupců této podříše a jejich výskyt. b) Rhodoplantae (červené řasy, ruduchy). Fylogeneze a fosilní doklady k evoluci ruduch. Společné definiční znaky (buněčné stěny, absence bičíkatých stádií, zásobní látky). c) Cyanidiophyta. Jednobuněčné ruduchy s plesiomorfními znaky. Výskyt v přírodních společenstvech - fakultativní anaerobie. Diverzita a ekologické specializace jednotlivých linií. Extrémní biotopy jakožto příklady výskytu cyanidiofyt. Zvláštnosti buněčného a životního cyklu cyanidiofyt. d) Rhodophyta 1. Jednobuněčné a vláknité linie (Rhodellophyceae, Stylonematophyceae, Porphyridiophyceae, Compsopogonophyceae). Bangiophyceae, jejich dvě základní vegetativní morfologie, gondwanický původ a unikátní přechod do sladkovodních ekosystémů. Životní cyklus bangiofyt. Ekonomický význam rodu Porphyra.
3) a) Florideophyceae - vnitřní fylogenetická struktura, vlastnosti životního cyklu (zdvojení diploidního stadia) a pohlavní rozmnožování. Diverzita a přehled významných zástupců. Sladkovodní linie (Hildenbrandiophycideae, Batrachospermales, Thoreales) a jejich autekologické vlastnosti. Významné příklady společenstev mořských ruduch - korálové ekosystémy (Corallinales a příbuzné linie), rhodolity, maerl, ruduchy chladných moří, efemérní nárostové ruduchy, stínomilné ruduchy spodního sublitorálu, brakické ruduchy Baltského moře.
4) a) Viridiplantae (zelené rostliny). Základní strukturní vlastnosti zelených rostlin na úrovni buněčné organizace (buněčné stěny, bičíky, plastidy, pigmenty). Mitóza a cytokineze zelených rostlin. Základní fylogenetická struktura zelených rostlin - chlorofytní a streptofytní linie, úroveň tříd. b) Plesiomorfní linie v odd. Chlorophyta - "prasinofytní" bičíkovci (třídy Nephroselmidophyceae, Mamiellophyceae, Prasinophyceae, Pedinophyceae, Chlorodendrophyceae). Povrchové struktury, bičíky, životní cykly. Výskyt v ekosystémech, masivní pikoplanktonní mořské populace, sladkovodní zástupci, molekulární diverzita. c) Trebouxiophyceae. Morfologická diverzita, výskyt a rozšíření v přírodě. Významní fotobionti lišejníků (Trebouxiales). Terestrické mikrořasy (Prasiolales, chlorelloidní linie) - půdní mikrobiota, subaerické biofilmy, povrchové krusty. Převážně planktonní linie - Chlorellaceae, Oocystaceae. Biotechnologické, farmaceutické a potravinářské využití chlorelloidních a botryokokálních mikrořas.
5) a) Chlorophyceae. Morfologie, diverzita a výskyt. Cenobiální organizace jakožto unikátní typ mnohobuněčnosti - ontogeneze, rozmnožování, diverzita cenobiálních forem. Eutrofní sladkovodní fytoplankton a jeho dominanty (Chlamydomonadales, Scenedesmaceae, Pediastrum s.l.). Masové kultivace zelených mikrořas pro produkci karotenoidů a lipidů (Haematococcus, Dunaliella, Muriellopsis, aj.). b) Ulvophyceae. Stavba stélky - vláknité i sifonální makroskopické formy. Významní skupiny a zástupci mořské vegetace (Bryopsidales, Caulerpales, Ulvales). Příklady významných invazí ulvofytních makrořas v mořských ekosystémech (Caulerpa taxifolia, C. racemosa). Cladophorales - sifonální stélky, rozšíření ve sladkovodních a mořských biotopech, přehled významných zástupců. Trentepohliales jakožto unikátní terestrická skupina. Stavba stélky, ontogeneze. Výskyt a význam trentepohlií v tropických ekosystémech; trentepohlie jako biotrofní paraziti cévnatých rostlin.
6) a) Streptofytní linie zelených rostlin. Fylogenetická struktura, korelace s fosilními daty a vývojem globálního ekosystému. Plesiomorfní linie - Mesostigmatophyceae, Chlorokybophyceae, Klebsormidiophyceae. b) Coleochaetophyceae - unikátní oogamie, morfologie, výskyt v přírodě. Zygnematophyceae - definiční vlastnosti skupiny (izogamie, konjugace, absence bičíkatých stádií). Vláknité formy (spájivky). Desmidiales (krásivky) - morfologická radiace, unikátní nepohlavní rozmnožování a struktura buněk (semicely). Výskyt v přírodních ekosystémech (rašeliniště, oligotrofní mokřady), biomonitoring ekologického stavu. Geografické rozšíření. c) Charophyceae (parožnatky). Morfologická struktura zástupců skupiny, rozmnožování, ontogeneze. Autekologická specifika - výskyt v oligotrofních mokřadech a jezerech. Brakické parožnatky (Baltická společenstva).
7) a) Eukaryotické linie se sekundárními (terciárními) plastidy. Sekundární chloroplasty, příklady zástupců. Sekundární rhodoplasty, příklady zástupců. Ekologicky či ekonomicky významné skupiny. Haptophyta a jejich význam pro cyklus uhlíku v mořském fytoplanktonu. Obrněnky a skrytěnky sladkovodního a mořského fytoplanktonu. b) Heterokontophyceae a separátní evoluce fototrofních mnohobuněčných organismů. Xanthophyceae - asexuální skupiny a oogamické rody. Výskyt v terestrických a sladkovodních ekosystémech. Bacillariophyceae (rozsivky) - morfologická struktura, ontogeneze, fylogeneze. Diverzita významných planktonních a bentických rodů rozsivek, výskyt v přírodních společenstvech, evropský biomonitoring ekologického stavu tekoucích vod.
8) a) Phaeophyceae (chaluhy). Vnitřní fylogenetická struktura, vlastnosti životního cyklu (diverzita pohlavního rozmnožování). Diverzita a přehled významných zástupců. Významné příklady společenstev mořských chaluh - kelpová společenstva (Laminariales, Demarestiales), chaluhové belty eulitorálu studených moří (Fucales), efemérní vláknité chaluhy (Ectocarpales, aj.), brakické sublitorální chaluhy Baltického moře. Subtropické a tropické chaluhy (Dictyotales, Cystoseiraceae, aj.). Natantní chaluhy sargasových ekosystémů. Příklady chaluhových invazí (Colpomenia, Undaria).
9) a) Lichenes (lišejníky). Ekologická skupina, vlastnosti. Morfologie a anatomie. Mykobiont - Ascomycota, Basidiomycota, rozdíly v životním cyklu. Fotobiont, jeho hlavní skupiny - přehled. Vývoj a fylogenetické stáří. Fyziologie lišejníků - reviviscence, kontinuální metabolismus, aj. Substrátová specifita, charakteristika epifytů, terikolních, saxikolních společenstev. Sekundární metabolity.
10) a) Lichenes - systém a fylogeneze. Ascomycota: Chaetothyriomycetes (Verrucariales) diverzita a zástupci, endolitické lišejníky. Acarosporomycetidae (Rhizocarpaceae, aj.) - areolovitá stélka, saxikolní společenstva kyselých skal. Lecanoromycetes: Cladoniaceae - boreální lesy, lišejníkové bory, tundra. Peltigerares, Parmeliaceae, aj. - mezofilní makrolišejníky, více fotobiontů. Collemataceae - cyanolišejníky. Basidiomycota - Agaricales: bazidiolišejníky. Využití lišejníků.
11) a) Bryophyta (vývojová skupina mechorosty). Vnitřní fylogenetická struktura, vlastnosti, životní cyklus. Pohlavní a nepohlavní rozmnožování. Rozdíly v životním cyklu játrovek, hlevíků a mechů. b) Anthocerotophyta (hlevíky). charakteristika, diverzita a zástupci. Polní efemerní druhy. c) Marchantiophyta (játrovky). Charakteristika životního cyklu, diverzita. Jungermanniopsida, Marchantiopsida - lupenité a listnaté játrovky, příklady typů stélek, siličná tělíska.
12) a) Marchantiophyta - významné příklady druhů. b) Bryophyta (mechy) - charakteristika skupiny, významné vlastnosti. Hlavní skupiny a charakteristické biotopy - rašeliniště (Sphagnopsida - význam, diverzita a zástupci), Polytrichopsida, Andraeopsida, Bryopsida - diverzita, zástupci. Hlavní mechorostová společenstva - mechy extrémních stanovišť, adaptace na sucho. Vodní mechorosty. Využití mechorostů, bioindikace.
Last update: Neustupa Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (14.09.2022)
