This is an introductory course on diversity, distribution and phylogeny of the so called non-vascular plants which is a traditional polyphyletic group comprising algae, lichens and bryophytes. We will focus on general characteristics of individual taxonomic groups, their morphology, life cycles, evolution and ecology. The diversity overview is concentrated on ecologically important representatives of the natural ecosystems and on economically important taxa.
Presentations in PDF will be uploaded to SIS (see the section "Files" on the subject’s page) after individual lectures.
Last update: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (31.08.2024)
Cílem předmětu je podat ucelenou představu o diverzitě, rozšíření a fylogenezi bezcévných rostlin, polyfyletické a tradičně definované skupině organismů, která zahrnuje řasy, lišejníky a mechorosty. Zaměříme se na obecnou charakteristiku jednotlivých taxonomických skupin, jejich morfologii, životní cykly, evoluci a ekologii. Přehled diverzity je zaměřen na ekologicky významné zástupce přírodních ekosystémů i na ekonomicky a biotechnologicky důležité taxony.
Prezentace budou nahrány na stránku předmětu v SISu (záložka Soubory), vždy po příslušné přednášce.
Last update: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (31.08.2024)
Literature -
Graham L. E., Graham J. M., Wilcox L. W. & Cook M. E. (2016): Algae, 3rd edition. LJLM Press.
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: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (09.02.2023)
Literatura:
Kalina T. & Váňa J. (2005): Sinice, řasy, houby, mechorosty a podobné organizmy v současné biologii. - 606p., Univerzita Karlova v Praze, Nakladatelství Karolinum.
Graham L. E., Graham J. M., Wilcox L. W. & Cook M. E. (2016): Algae, 3rd edition. LJLM Press.
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: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (09.02.2023)
Requirements to the exam -
The course is concluded with an oral examination based on the material covered in the lectures and in the presentations. Emphasis will be placed on understanding the basic principles, general mechanisms, and evolutionary-ecological context.
Last update: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (31.08.2024)
Předmět je ukončen ústní zkouškou, která pokrývá látku, co zazní při přednáškách a kterou pokrývají prezentace. Důraz bude kladen na porozumění základních principů, obecných mechansmů a evolučně-ekologických souvislostí.
Last update: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (31.08.2024)
Syllabus -
1) General introduction. Cyanobacteria. Cyanobacteria as the ancestors of plant plastids, oxygenic photosynthesis, assimilation pigments. Occurrence in nature, importance, classification. Cyanobacterial water blooms and their ecological significance.
2) Plants (Archaeplastida, Plantae) – definition, important structural features. Glaucophyta. Rhodoplantae (red algae). Important joint features (cell walls, absence of the flagellar stages, storage compounds). Cyanidiophyta: Unicellular red algae with plesiomorphic features, occurrence in extreme habitats. Rhodophyta: classes Rhodellophyceae, Stylonematophyceae, Porphyridiophyceae, Compsopogonophyceae and core rhodophytes – Bangiophyceae and Florideophyceae. Morphology, life cycle, diversity, ecological and economical importance.
3) Viridiplantae (green plants). Key structural features, phylogenetic structure. Lineage Chlorophyta. "Prasinophyte" flagellates (Nephroselmidophyceae, Mamiellophyceae, Prasinophyceae, Pedinophyceae, Chlorodendrophyceae). Class Trebouxiophyceae - lichen photobionts (Trebouxiales), terrestrial and freshwater algae. Biotechnological, pharmaceutical and industrial use. Class Chlorophyceae - morphology, diversity, distribution, biotechnology. Class Ulvophyceae – marine benthic macroalgae and a terrestrial lineage Trentepohliales.
4) Viridiplantae – lineage Streptophyta. Evolution of traits connected with successful colonization of land by higher plants. Classes Mesostigmatophyceae, Chlorokybophyceae, Klebsormidiophyceae, Coleochaetophyceae, Charophyceae, Zygnematophyceae. Charophyceae – complex thallus morphology, life cycle, ecology. Zygnematphyceae - defining features (isogamy, conjugation, absence of flagellate stages). Distribution in natural ecosystems (peatlands, oligotrophic wetlands), biomonitoring of the ecological status.
5) Bryophyta (phylogenetic group bryophytes). Phylogeny, characteristics, life cycles. Sexual and asexual reproduction. Differences in life cycle of hepatics, hornworts and mosses. Anthocerotophyta (hornworts). Characteristics, diversity. Ephemerous species. Marchantiophyta (hepatics). Characteristics, diversity. Jungermanniopsida, Marchantiopsida - frondose and foliose types, examples of thallus types, silica vesicles.
6) Marchantiophyta - important examples of species. 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.
7) 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.
8) 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.
9) Eukaryotic lineages with secondary (tertiary) plastids. Secondary rhodoplasts. Dinoflagellates. Haptophyta and their role in global biogeochemical cycles. Cryptophyta – freshwater and marine phytoplankton.
10) Stramenopiles – general characteristics, phylogenetic structure. 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. Chrysophyceae (golden algae). Dictyochophyceae. Xanthophyceae, Eustigmatophyceae.
11) Phaeophyceae (seaweeds). Phylogenetic structure, life cycle characteristics (diversity of the sexual reproduction). Diversity and survey of the important genera. Secondary green plastids. Chlorarachniophyta, Euglenophyta. Independent primary endosymbiosis – genus Paulinella.
Last update: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (14.02.2024)
1) Obecný úvod. Sinice (Cyanobacteria). Sinice jako předkové rostlinných plastidů, oxygenní fotosyntéza, asimilační pigmenty. Výskyt v přírodě, systém, zástupci, význam. Sinicové vodní květy a jejich význam v ekosystémech.
2) Rostliny (Archaeplastida, Plantae) – definice, společné znaky. Glaucophyta. Rhodoplantae (červené řasy, ruduchy). Společné definiční znaky ruduch (buněčné stěny, absence bičíkatých stádií, zásobní látky). Oddělení Cyanidiophyta: Jednobuněčné ruduchy s plesiomorfními znaky, výskyt v extrémních biotopech. Oddělení Rhodophyta: třídy Rhodellophyceae, Stylonematophyceae, Porphyridiophyceae, Compsopogonophyceae a 2 jádrové skupiny Bangiophyceae a Florideophyceae. Morfologie, unikátní vlastnosti životnho cyklu, diverzita, ekologický a ekonomický význam ruduch.
3) Viridiplantae (zelené rostliny). Společné znaky, základní fylogenetická struktura. Linie Chlorophyta. "Prasinofytní" bičíkovci (třídy Nephroselmidophyceae, Mamiellophyceae, Prasinophyceae, Pedinophyceae, Chlorodendrophyceae). Třída Trebouxiophyceae - významní fotobionti lišejníků (Trebouxiales), terestrické a sladkovodní mikrořasy. Biotechnologické, farmaceutické a potravinářské využití. Třída Chlorophyceae – morfologie, diverzita, výskyt, biotechnologicé využití. Třída Ulvophyceae – mořské bentické makrořasy a terestrická linie Trentepohliales.
4) Viridiplantae – linie Streptophyta. Evoluce znaků spojených s kolonizací souše vyššími rostlinami. Třídy Mesostigmatophyceae, Chlorokybophyceae, Klebsormidiophyceae, Coleochaetophyceae, Charophyceae, Zygnematophyceae. Charophyceae – komplexní morfologie stélky, životní cyklus, ekologie. Zygnematophyceae – základní charakteristika (izogamie, konjugace, absence bičíkatých stádií). Výskyt v přírodních ekosystémech (rašeliniště, oligotrofní mokřady), využití v biomonitoringu ekologického stavu.
5) Bryophyta (vývojová skupina mechorosty). Vnitřní fylogenetická struktura, vlastnosti, životní cyklus. Pohlavní a nepohlavní rozmnožování. Rozdíly v životním cyklu játrovek, hlevíků a mechů. Anthocerotophyta (hlevíky). charakteristika, diverzita a zástupci. Polní efemerní druhy. Marchantiophyta (játrovky). Charakteristika životního cyklu, diverzita. Jungermanniopsida, Marchantiopsida - lupenité a listnaté játrovky, příklady typů stélek, siličná tělíska.
6) Bryophyta – pokračování. Marchantiophyta - významné příklady druhů. 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.
7) 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.
8) 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.
9) Eukaryotické linie se sekundárními (terciárními) plastidy. Sekundární rhodoplasty. Obrněnky (Dinophyta). Haptophyta a jejich význam pro globální cykly prvků. Cryptophyta – součást sladkovodního i mořského fytoplanktonu
10) Skupina Stramenopila – úvod, základní charakteristika, přehled tříd. Bacillariophyceae (rozsivky) - morfologická struktura, ontogeneze, fylogeneze. Diverzita významných planktonních a bentických rodů rozsivek, výskyt v přírodních společenstvech, evropský biomonitoring ekologického stavu tekoucích vod. Chrysophyceae (zlativky), Xanthophyceae, Eustigmatophyceae
11) Stramenopila – pokračování. Phaeophyceae (chaluhy). Vnitřní fylogenetická struktura, vlastnosti životního cyklu. Diverzita a přehled významných zástupců. Sekundární zelené plastidy. Chlorarachniophyta, Euglenophyta. Paulinella – nezávislý vznik primární endosymbiózy.
Last update: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (14.02.2024)
Learning outcomes -
After successfully completing the course Botany of Non-Vascular Plants, students will gain a comprehensive overview of the diversity, phylogeny, morphology, and ecological significance of cyanobacteria, algae, bryophytes, and lichens. Students will understand the evolutionary context of the origin of plants and plastids, be able to interpret the systematic classification of the main lines of non-vascular plants, and understand their role in natural ecosystems and their practical significance.
Knowledge
Students will
explain the basic definition of non-vascular plants in the broader context of the evolution of photosynthetic organisms and describe the origin and significance of oxygenic photosynthesis,
explain the position of cyanobacteria in the evolution of life, their role as ancestors of plant plastids, the nature of assimilation pigments, and the importance of cyanobacterial blooms in ecosystems,
define the Archaeplastida (Plantae) group and characterize its main lineages, their cellular and physiological characteristics, diversity of life cycles, and ecological and economic significance,
explain the evolutionary significance of the Streptophyta lineage and describe the key features associated with the colonization of terrestrial environments by higher plants,
describe eukaryotic lineages with secondary and tertiary plastids, characterize their morphology and life cycles, and explain their importance in global ecosystems,
summarize the diversity of the main bryophyte lineages, describe their life cycles and reproduction, explain their connection to specific types of biotopes, including adaptations to extreme environmental conditions,
explain the biological nature of lichens as symbiotic organisms, describe their morphology, anatomy, physiology, and ecological strategies, and clarify the importance of secondary metabolites
Skills
Student:
is familiar with the modern systematic and phylogenetic classification of cyanobacteria, algae, bryophytes, and lichens,
compares different lineages in terms of thallus type, reproduction, life cycles, and ecological strategies,
interprets the significance of selected groups in a global ecological context
Competencies
The student:
connects knowledge of systematics, evolution, and ecology into a comprehensive biological perspective,
applies the acquired knowledge in further study of botany, ecology, nature conservation, and environmental sciences,
uses theoretical knowledge of non-vascular plants as a basis for related specialized biological and ecological fields.
Last update: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (28.01.2026)
Po úspěšném absolvování předmětu Botanika bezcévných rostlin student získá ucelený přehled o diverzitě, fylogenezi, morfologii, biologii a ekologickém významu sinic, řas, mechorostů a lišejníků. Student rozumí evolučním souvislostem vzniku rostlin a plastidů, dokáže interpretovat systematické členění hlavních linií bezcévných rostlin a chápe jejich roli v přírodních ekosystémech i jejich praktický význam.
Znalosti
Student:
vysvětlí základní vymezení bezcévných rostlin v širším kontextu evoluce fotosyntetických organismů a popíše vznik a význam oxygenní fotosyntézy,
objasní postavení sinic (Cyanobacteria) v evoluci života, jejich roli jako předků rostlinných plastidů, charakter asimilačních pigmentů a význam sinicových vodních květů v ekosystémech,
definuje skupinu Archaeplastida (Plantae) a charakterizuje její hlavní linie, jejich buněčné a fyziologické zvláštnosti, diverzitu životních cyklů a ekologický i ekonomický význam,
objasní evoluční význam linie Streptophyta a popíše klíčové znaky spojené s kolonizací suchozemského prostředí vyššími rostlinami,
popíše eukaryotické linie se sekundárními a terciárními plastidy, charakterizuje jejich morfologii, životní cykly a vysvětlí jejich význam v globálních ekosystémech
shrne diverzitu hlavních linií mechorostů, popíše jejich životní cykly a rozmnožování, vysvětlí jejich vazbu na specifické typy biotopů včetně adaptací na extrémní podmínky prostředí,
vysvětlí biologickou podstatu lišejníků jako symbiotických organismů, popíše jejich morfologii, anatomii, fyziologii a ekologické strategie, objasné význam sekundárních metabolitů.
Dovednosti
Student:
orientuje se v moderním systematickém a fylogenetickém členění sinic, řas, mechorostů a lišejníků
porovnává různé linie z hlediska typu stélky, rozmnožování, životních cyklů a ekologických strategií,
interpretuje význam vybraných skupin v globálním ekologickém kontextu
Kompetence
Student:
propojuje znalosti systematiky, evoluce a ekologie do uceleného biologického pohledu,
aplikuje získané znalosti při dalším studiu botaniky, ekologie, ochrany přírody a environmentálních věd,
využívá teoretické znalosti bezcévných rostlin jako základ pro navazující specializované biologické a ekologické obory.
Last update: Pichrtová Martina, RNDr., Ph.D. (28.01.2026)
