Pokud nejsou zapsáni anglicky mluvící studenti, bude výuka probíhat v češtině.
Posluchači tohoto kursu získají hlubší poznatky týkající se variability rozmnožování cévnatých rostlin a
metodologických přístupů jak tuto variabilitu a její evolučně-ekologické důsledky zkoumat. Každá přednášky se
bude skládat z úvodu do problematiky, na kterou bude navazovat studentský referát na dané téma - prezentace
případové studie.
Poslední úprava: Mráz Patrik, doc. Mgr., Ph.D. (23.02.2022)
Students will learn about variation in breeding systems in vascular plants, methodological approaches for studying
such variation and its evolutionary and ecological consequences. Each lecture will include an introduction to a
specific topic following by student's presentation of selected scientific paper – a case study.
Poslední úprava: Mráz Patrik, doc. Mgr., Ph.D. (23.02.2022)
D. Charlesworth: Evolution of plant breeding systems. - Current Biology 16, 2006.
Poslední úprava: Neustupa Jiří, prof. RNDr., Ph.D. (21.05.2018)
Sylabus -
1. Úvod
Vymezení a historie disciplíny, vztahy k populační biologii a genetice. Základní způsoby reprodukce u rostlin.
2. Sexuální rozmnožování, alogamie vs. autogamie
Autogamie - vlastnosti, výhody a nevýhody, inbrední deprese, fenotypová plasticita, P:O ratio, ekologie a rozšíření, vztah k životním a růstovým formám. Jednopohlavnost - evoluční historie, rozšíření, teoretické modely. Přechodné stavy - gynodioecie.
3. Genový tok
Metody (přímé a nepříme) na jeho zjištení. Vztah mezi hlavními evolučními mechanismy, reprodukčními systémy a diversitou a diferenciací populací, vztah k foraging strategies opylovačů. Pollen limitation (pověra nebo realita?), assortative mating, vztah mezi vzdáleností přenosu pylu a fitness potomstva (outbrední a inbrední deprese), ideální vzdálenost, vztah k densitě populace.
4. Květy
Tvar, barva, vůně, evoluce květní morfologie, koevoluce s opylovači (význam frekvence a efektivity opylovačů), evoluce andrecea a gynecea. Pyl - morfologie, uchovávaní a přenos, pylová kompetice a preference. Blizna - morfologie, receptivita, vztah mezi typem blizny, typem inkompatibility a typem pylu. Megasporogeneze a vývoj zárodečného vaku. Mikrosporogeneze. Dvojité oplození. Endosperm, endosperm:embryo poměr. Imprinting. Nektar.
5. Fenologie kvetení, množství květů (jeden velký květ vs. bohatá květenství) a relace k foraging strategy opylovačů, hlavní fenologické strategie (příklad z tropů), vztah délky kvetení k diversitě získaného pylu a potomstva, mate choice, geitonogamie; auto-inkompatibita - jedno a vícelokusová, di- a multialelická, dimorfismus, sporofytická a gametocytická, hlavní známé mechanismy, evoluce, rozšíření v rostlinné říši, vztah k populační variabilitě, fitness atd.
6. Opylování
Základní způsoby (abiotické, biotické), výhody a nevýhody. Hlavní skupiny opylovačů a jejich charakteristika, vztahy ke květní morfologii, barvě a dalším atraktantům.
7. Opylování na úrovni společenstev
Syndromy a pollination network. Specialisti versus generalisti. Vztahy k diversitě a fenologii společenstev. Millerian and Batesian mimicry, šálivé květy, cheating, competition a pollination interakce opylování a šíření semen.
8. Opylování a biomy.
Tropy, oblasti mediteránního klimatu, vysoké hory a arktida, pouště. Rozdíly v breeding systémech v rámci populací jednoho druhu nebo blízce příbuzných druhů na gradientu prostředí.
9. Apomixie
Principy a hlavní členění. Rozšíření v rostlinné říši. Důsledky a evoluční význam (slepá ulička nebo odrazový můstek?). Interakce apomikti ´ sexuálové, cykly apomikti - sexuálové. Residuální sexualita a její vztah k ekologickým faktorům.
10. Vegetativní rozmnožování
Typy. Výhody a nevýhody ve srovnání se semenným rozmnožováním. Trade off mezi vegetativním a generativním rozmnožováním
11. Celková syntéza
Propojení jednolivých temat a konkrétní příklady z řešených diplomek.
Předmět je vyučován za podpory projektu Zvýšení kvality vzdělávání na UK a jeho relevance pro potřeby trhu práce, reg.č. CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_015/0002362.
Poslední úprava: Rubešová Jana, RNDr., Ph.D. (05.09.2019)
1. Introduction - angiosperm plants and their sexual and asexual reproduction 2. Sexual plant reproduction: allogamy versus autogamy, distribution of these features among angiosperm lineages 3. Gene flow witihn and across populations 4. Flowers - structure and function, variation and evolution of flower types in relation to reproduction systems 5. Flowering - spatial and temporal dynamics, phenology 6. Pollination - diversity of pollinating systems, different types of pollinators 7. Pollination at the level of plant communities 8. Pollination trends in bioms - variation at the global level in relation to ecological factors 9. Apomixis - frequently occuring asexual reproduction in angiosperm plants 10. Vegetative reproduction in angiosperm plants 11. Synthesis
The course is taught with the support of the project reg. number CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_015/0002362
Poslední úprava: Rubešová Jana, RNDr., Ph.D. (14.09.2019)
Výsledky učení -
Student/ka zná a definuje:
vymezení, historii a hlavní koncepty studia rozmnožovacích systémů rostlin
vztahy rozmnožovacích systémů k populační biologii a genetice
základní způsoby rozmnožování rostlin (sexuální, apomiktické, vegetativní)
principy autogamie a alogamie a jejich evoluční důsledky
mechanismy a důsledky genového toku v rostlinných populacích
stavbu a funkci květu (andreceum, gyneceum, pyl, blizna, nektar, oplození)
typy a mechanismy autoinkompatibility
základní způsoby opylování a hlavní skupiny opylovačů
principy opylovacích syndromů a opylovacích sítí
variabilitu rozmnožovacích systémů v hlavních biomech
principy, typy a evoluční význam apomixie
typy vegetativního rozmnožování a jejich ekologické souvislosti
Student/ka rozumí a vysvětluje:
vliv rozmnožovacích systémů na genetickou diverzitu, strukturu populací a fitness
evoluční výhody a nevýhody autogamie, alogamie a jednopohlavnosti
příčiny a důsledky inbrední a outbrední deprese
vztahy mezi květními znaky a chováním, efektivitou a foraging strategií opylovačů
úlohu genového toku při diferenciaci populací a lokální adaptaci
ekologické a evoluční faktory ovlivňující fenologii kvetení
funkční vztahy mezi typem blizny, typem pylu a systémem inkompatibility
evoluční význam apomixie a reziduální sexuality
trade-off mezi sexuálním a vegetativním rozmnožováním
Student/ka je schopen/schopna:
správně používat odbornou terminologii rozmnožovacích systémů rostlin
interpretovat data o genovém toku a limitací pylem
analyzovat vztahy mezi rozmnožovacím systémem a ekologickým kontextem
hodnotit květní znaky ve vztahu k typu opylování a složení opylovačů
porovnávat rozmnožovací systémy mezi populacemi, druhy a gradienty prostředí
propojovat poznatky genetiky, ekologie a evoluce při výkladu reprodukčních strategií
aplikovat teoretické koncepty na konkrétní příklady a případové studie
Student/ka kriticky hodnotí a syntetizuje:
ekologická a evoluční vysvětlení diverzity rozmnožovacích systémů
význam pollen limitation ve srovnání s limitací zdrojů
předpoklady a omezení metod používaných ke studiu genového toku
míru specializace vs. generalizace v opylovacích systémech
evoluční roli apomixie (slepá ulička vs. adaptivní strategie nebo neutrální vysvětlní)
interakce mezi opylováním, šířením semen a strukturou společenstev
vliv environmentálních gradientů na variabilitu rozmnožovacích systémů
Poslední úprava: Mráz Patrik, doc. Mgr., Ph.D. (18.12.2025)
The student knows and defines:
the scope, history, and conceptual framework of plant breeding systems
relationships between breeding systems, population biology, and genetics
major modes of plant reproduction (sexual, apomictic, vegetative)
principles of autogamy and allogamy, including their evolutionary consequences
mechanisms and consequences of gene flow in plant populations
floral structure and function, including androecium, gynoecium, pollen, stigma, nectar, and fertilization processes
types and mechanisms of self-incompatibility systems
main modes of pollination and major groups of pollinators
principles of pollination syndromes and pollination networks
breeding systems across major biomes
principles, types, and evolutionary implications of apomixis
types of vegetative reproduction and their ecological significance
The student understands and explains:
how breeding systems influence genetic diversity, population structure, and fitness
evolutionary advantages and disadvantages of autogamy, allogamy, and unisexuality
causes and consequences of inbreeding and outbreeding depression
links between floral traits and pollinator behavior, efficiency, and foraging strategies
the role of gene flow in shaping population differentiation and local adaptation
ecological and evolutionary drivers of floral phenology and flowering strategies
functional relationships between stigma type, pollen type, and incompatibility systems
the evolutionary significance of apomixis and residual sexuality
trade-offs between sexual and vegetative reproduction
The student is able to:
use appropriate terminology related to plant breeding systems
interpret empirical data on gene flow, pollen limitation, and mating patterns
analyse relationships between breeding systems and ecological context
evaluate floral traits in relation to pollination mode and pollinator assemblages
compare breeding systems across populations, species, and environmental gradients
integrate knowledge of genetics, ecology, and evolution in explaining reproductive strategies
apply theoretical concepts to real-world examples and case studies
The student critically evaluates and synthesizes:
ecological versus evolutionary explanations of breeding system diversity
the relative importance of pollen limitation versus resource limitation
assumptions and limitations of methods used to estimate gene flow
specialization versus generalization in pollination systems
the evolutionary role of apomixis as a “dead end” or adaptive strategy
interactions between pollination, seed dispersal, and community structure
how environmental gradients influence breeding system variation within and among species
The student is able to synthesize multiple perspectives (population genetics, ecology, evolution) when interpreting plant reproductive strategies.
Poslední úprava: Mráz Patrik, doc. Mgr., Ph.D. (18.12.2025)
