Botanika I obecná část pro studenty oborů rybářských obsah

Endemismus, kterým se především zabýváme podrobněji v textu o floristických oblastech Země a který je do určité míry základním stavebním kamenem k posouzení stáří a vývoje flory určité oblasti, je třeba posuzovat u kulturních rostlin značně opatrně. Proces utváření endemitů závisí především na celém souboru ekologicko geografických podmínek, které způsobují evoluci květeny, rostlinných druhů v přírodním celku. Při posuzování vzniku kulturních rostlin je však nutné kromě přírody uvažovat i člověka a jeho společenství ( vymezené sociální úrovní).

Umístění v aeálu souvisí s vývojem ekotypů v populacích. Nejzřetelněji se tato otázka ukazuje v populacích plevelů, zejména expanzivních. Mnoho starých typů plevelů včetně archeofytů je díky intenzivnímu používání herbicidů před vyhynutím. U expanzivních forem se tvarová charakteristika druhu, jeho morfogeneze liší např. stářím populací. (př. Iva xanthifolia, Coryza canadensis).

Při řešení původu kulturního druhu se nesmí zaměňovat případy nového (nedávného) zplanění kulturní formy. Nejčastěji jsou takové případy u rajčat, ale i u tykví, prosa a pod. Při zkoumání těchto jevů musí být vždy vyloučeny případy záměny těchto zplanělých kulturních forem s kultivary raného období zemědělství nebo dokonce s planými předky kultuvarů.

Složitost určování původního gencentra si lze vyložit na dvou známých příkladech:

Kakaovník (Theobroma cacao)

O kakaovníku víme, že pochází z jižní a střední Afriky, v 16. století byl přivezen v bobech do Evropy, v 19. století Portugalci učinili z Brazilie velmoc v pěstování kakaovníku, ve 20. století se stala hlavním pěstitelem Ghana.Kakaovník se přesunul z jižní Ameriky do jiného kontinentu - Afriky.

Kávovník (Coffea arabica)

U kávovníku tomu bylo naopak a jeho putování z kontinentu je složitější. Z Etiopie se dostal do Jemenu (14. století), v 15. století se prostřednictvím Nizozemců dostal na Jávu , poč. 16. století na Srí-Lanku (vše v Asii), odtud do Indie, a opět Nizozemci převezli kakaovník do Surinamu. Francouzi založili plantáže "poblíž" - ve Francouzské Guajaně a na ostrově Martinika. V 18. století se kávovník počal pěstovat v Brazilii. Kdyby se o tomto nevědělo a stalo se tak nikoliv v uplynulím půltisícíletí, kdy kdy sice ještě nebyla masmedia ale informace byly registrovány, ale v dávnověku, kde by u obou těchto druhů byla původní gencentra?

A. GENETICKÝ DRIFT

Pod tímto pojmem chápeme neřízené směry v četnosti alel určité populace, které se mohou projevit u menších populací silným poklesem velikosti nebo rozložením populace v menší, dílčí populace. Pokles počtu jedinců v určité populaci, zvláště je-li málo početná, povede ke změně podle určitého počtu alel na složení populace, ať se již tento počet zvětší nebo určitý počet alel u něho úplně zmizí. Tentýž jev nastane u populace, která se rozpadne v části, nebo se části populace oddělí a osamostatní. Ve všech těchto případech se může genová skladba nové populace velmi značně lišit od genetické skladby populace výchozí a to jak množstvím, tak druhem alel které obsahuje, aniž se tato změna jakkoliv řídí.

Tento drift působil především při introdukci kulturních rostlin do nových oblastí. To znamená, že i dílčí populace po rozmnožení musila být chudší na různé formy než populace původní.

V malých populacích byl např. transportován do Evropy brambor, takže evropské kultivary jsou ochuzeny. Kultura kaučukovníku v Asii pochází z 2793 semenáčů. Plantáže sisalu v Africe vznikly z 62 rostlin z Floridy.

Genetický drift se týká i nových vlastností, které vznikly mutací nebo rekombinací. (ztloustnutí hypokotylu jež dalo vznik ředkvičce, náhlý vznik pupencové kapusty atd.). Pochopitelně tyto novotvary vznikly na omezeném počtu jedinců, tudíž zpočátku byl u těchto mutací velmi malý počet alel.

B. VAVILOVSKÁ TEORIE GENCENTER

Z Vavilovské teorie gencenter vyplývají určité další závěry, které formulovali botanici i genetici v posledních dvaceti letech.

1. Kulturní formy vznikly z většího počtu gencenter. Kulturní druh má tudíž polyfyletický původ. Samozřejmě ze svých výchozích forem vznikla pšenice jednozrnka i pšenice dvouzrnka.

2. Důležitějším než mnohonásobný vznik v různých gencentrech je stěhování kulturních druhů z jejich primárních gencenter do těch, jež se stanou druhotnými (sekundárními). Zřejmé to je zejména při přesmyku kontinentů, např. stěhování z Nového do Starého světa. (Např. fasol obecný z Mexika do východní Asie.) Klasický je však zejména přechod z Nového světa do přední Asie, např. velice dávný transport tykve dýně. Proto mohlo na novém působišti vzniknout mnoho nových forem. Toto se týká i kukuřice.

3. Nejde však pouze o intenzitu tvorby nových forem, ale i o jejich další vývoj. Např. u lnu: v mediteránní oblasti vznikl velkosemenný len olejný, v Etiopii drobnosemenný nízký len, jehož semena slouží k výrobě chlebové mouky, v Přední Asii pak vznikl len přadný.

Totéž se týká pšenice, ječmene, bobu obecného, cizrny, hrachu, čočky, česneku.

4. Rozdíly ve formách, které má týž kulturní druh v různých gencentrech, souvisí s různými odlišnými podmínkami výběru v těchto gencentrech. Např. s výběrem člověka souvisí následný produkt kulturního druhu např. konopí pro vlákno, olejná semena pro hašiš.
5. Jsou kulturní druhy, u nichž existují jen sekundární gencentra. Slunečnice má své centrum variability až v přední Asii.

6. Ve středu gencentra jsou dominantní alely (nejprimitivnější) v periferii jsou recesivní alely (nejprogresivnější).

7. V primárním gencentru jsou nejstarší kultury světa, tudíž primitivní formy, na které ještě nezapůsobil výběr člověka.

8. Důležitá je geografická poloha gencentra. Většinou se nachází v tropech a subtropech v horách. Jde o různé polohy vůči světovým stranám, různá stanoviště (výsušné, různé horniny a půdy, různý stupeň oslunění). Gencentra se tím rozpadají v oddělené arely (areál je pojem pro celkové rozšíření druhu). Vznikají tak geneticky i fenotypicky rozdílné populace. Můžeme hovořit i o roztříštěnosti genové skladby. To je možné nejen ve vysokých horách, ale i v silně aridních oblastech, kde každý metr výškového rozdílu hraje podstatnou roli ve vztahu ke spodní vodě i k povrchové vodě v období dešťů (dříve i prastarých závlah).

9. Rozdělení gencenter (oblastí) na provincie je de facto následek různých klimatických poměrů, rozdělení vodních i horských mas. Klasickým příkladem je právě Přední Asie. Z makrocenter tak vznikají mikrocentra.
10. V primárních gencentrech jsou přítomny i plané druhy (tedy výchozí druhy pro kulturní druh). Spontánním zpětným křížením planého druhu s druhem kulturním lze vytvářet zvlášť veliké bohatství forem kulturního druhu.

Schwanitz (1969) uvádí, že křížením kulturní papriky s planou vzniknou ve F2 generaci všechny formy tvarů plodů u papriky vůbec známých (Stř. Amerika). Zcela analogicky tomu může být i u rajčat.

11. Mimo gencentra, tedy již za periferií, je populace kulturních druhů chudá na formy a to díky genetickému driftu. A to tím více, čím dále se populace druhu od tohoto gencentra vzdaluje.

12. Určité procento sponánní cizosprašnosti u rostlin, které jsou autofertilní a převážně cizosprašné umožnuje smíšení různých forem uvnitř jednoho druhu a vznik nových rekombinací, za určitých okolností je možná hybridizace s jinými druhy a introgrese chromozomů a genů těchto druhů. Tím se vytvoří genová skladba, která je bohatší než genová skladba čistě samosprašné rostliny. Převládající samoopylování naproti tomu způsobuje, že se mohou z jedné takové populace stále vyštěpovat a vybírat nové rekombinace. Tak může určité kvantum cizosprašnosti u samosprašných rostlin vést ke vzniku velkého množství forem v gencentrech.

C. GENOFOND KULTURNÍCH ROSTLIN V ČESKÝCH ZEMÍCH

Jako genetické zdroje kulturních druhů označujeme:

1. pěstované i vyřazované šlechtěné odrůdy

2. primitivní a krajvé formy

3. plané druhy

4. nové šlechtěné rodičovské komponenty kříženců, genetické linie zvláštního významu

Genetické zdroje udržujeme podle rodů (druhů). Přitom se rozlišují:

1. základní kolekce určené k dlouhodobému uchování pro budoucnost

2. aktivní kolekce s dlouhodobým udržováním a distribucí uživatelům

3. polní sortimenty živých rostlin včetně (nebo jenom) vegetativních částí. Mohou být udržovány dočasně nebo dlouhodobě.

4. zvláštním případem u planých druhů je uchování genetických zdrojů v populacích planých rostlin na jejich přirozeném stanovišti.

Československo mělo dlouholetou tradici udržování sortomentu již od počátku tohoto století na šlechtitelských stanicích a v mnoha výzkumných ústavech. V roce 1951, kdy bylo vytvořeno vědecké centrum, bylo zaznamenáno 6 000 položek, v roce 1986 45 000 odrůd. Přitom krajové odrůdy jsou zachovány ve 3 000 položkách (což je polovina položek z roku 1951). Každoroční dovoz obnášel 3 - 4 tisíce odrůd.

V roce 1986 byl v Československu následující sortiment genofondu kulturních rostlin:

obilniny (včetně kukuřice) 22 183 odrůd

zeleniny a aromatické plodiny 12 297 odrůd

průmyslové plodiny (řepa, bavlník,

chmel,len, tabák) 3 155 odrůd

ovocné dřeviny 2 984 odrůd

luskoviny 2 093 odrůd

pícniny 1 935 odrůd

vinná réva 1 863 odrůd

okrasné dřeviny 1 013 odrůd

brambory 953 odrůd

okrasné květiny 804 odrůd

olejniny 573 odrůd

celkem 49 853 odrůd

Kolekce jsou udržovány decentralizovaně na 23 výzkumných a šlechtitelských pracovištích. Koordinaci výzkumu genetických zdrojů a mezinárodní spolupráce na tomto úseku zajišťuje Výzkumný ústav rostlinné výroby v Praze - Ruzyni.
Mezinárodní spolupráce byla původně organizovaná (od r. 1964) v rámci sítě VIRu (Všesvazový institut rostlinné výroby v Leningradě). Sbírka založená akademikem Vavilovem na podkladě jeho expedic do světových gencenter byla později doplněna (registračně) o bývalé státy RVHP (9 států), takže v roce 1983 obnášela kolem 750 000 odrůd a patrně tehdy byla největší sbírkou genetických zdrojů na světě.

Do mezinárodní rady genetických zdrojů při FAO, založené v roce 1974 Československo přistoupilo a v roce 1983 rovněž k Evropskému programu spolupráce při výběru a uchování genetických zdrojů.

V letech 1981 - 1988 započala příprava i vlastní výstavba naší genové banky. V roce 1988 byla genová banka Výzkumného ústavu rostlinné výroby uvedena do provozu.Má kapacitu 100 000 vzorků, což postačuje k dlouhodobému zachování celé sbírky včetně dobré rezervy do budoucna. Tato kapacita umožňuje i ochranu ohrožených druhů planých rostlin. Principem je udržení semen v anabioze vysoušením semen ve sklenicích s hermetickým uzávěrem při teplotách +2⁰C, -10⁰C, a -20⁰C. Genová banka je spojena s pasportizací uloženého materiálu informačním databázovým systémem EVIGEZ. V popisné části dat je na základě klasifikátorů jednotlivých plodin zakódovaná informace o hospodářsky, taxonomicky i šlechtitelsky významných znacích. Klasifikátor je uveden literaturou. Dále má každý uložený materiál:

I. Průvodní část (národní evidenční číslo, evidenční číslo VIR, nositele kolekce). Důležitá je botanická charakteristika (ploidie, rod, druh, vnitrodruhový taxon, název odrůdy, stát původu, stát získání, evidenční číslo státu, původ, metoda šlechtění, rok a zařazení do kolekce, typ vegetace, vytrvalost, číslo introdukce, rok zakončení šlechtění, rok povolení, rok restrinkce, šlechtitelská firma, rodokmen).

II. Hodnotící část: obsahuje tyto informace: národní evidenční číslo, deskriptory pokusných podmínek, počet pokusů = rok a lokalita, poslední rok hodnocení, ekologické podmínky hodnocení, kontrolní odrůda.

V popisu jsou uvedeny morfologické znaky, které jsou velice podrobné. Uvádím pro rod pšenice:

Tvar trsu, kořenová soustava, délka rostliny, délka a barva dolního internodia stébla, tloušťka, vyplněnost, ojínění,postavení praporkovitého listu na počátku metání, jeho délka, šířka, délka a šířka druhého horního listu, pokryvnost listů v porostu, u listu jako takového dále ojínění, výskyt jazýčku. Další morfologické údaje se týkají klasu, jeho barvy po vymetání, ojínění, postavení v plné zralosti, větevnatost, typ větevnatosti, tvar, u klasu dále jeho délka, hustota, osinatost, typ a barva osin, vymlatitelnost, lámavost vřetene, tvar plevy, u ní tvar ramene, zubu, textura, barva, odění, u pluchy se uvádí jen její uzávěr. Dále se klasifikátor zabývá obilkou - tvarem (u pšenice v 9ti znacích - kulovitá, soudkovitá, vejčitá, podlouhlá, velmi podlouhlá, srpovitá, hrbatá, zploštělá, jiná), barvou, povrchem.

Mimo morfologické znaky jsou dále uváděny znaky a vlastnosti kultivaru v porostu:

Charakter vegetace,(výraz vegetace není zcela přesný), rychlost počátečního růstu, vegetační doba odrůdy, metání a zrání, odolnost při vyzimování, odolnost k mrazům, k poléhání, suchu, odolnost zasýchání zrna, porůstání, k výdrolu, délka posklizňového dozrávání. Klasifikátor zahrnuje dále stupnici odolnosti k chorobám a škůdcům, nejprve globálně, pak jsou typo vyjmenovány (pro pšenici celkem 12). posléze následují hospodářské znaky: Počet rostlin v porostu, počet klasů, počet zrn, výnos zrna, stabilita výnosu zrna, hmotnost 1000 zrn, výnos nadzemní biomasy, hmotnost zrna v klasu, počet zrna a počet klásku v klasu, počet zrn v klásku. Další údaje dekriptoru se týkají zrna (sklovitosti, obsahu hrubých bílkovin, obsahu lyzinu, mokrého lesku, bobtnání lepku), mouky (pekařské hodnoty, sedimentace, šrotu, valorimetrické hodnoty. Tato část je zakončena údaji v druhých informačních systémech, hlavní využití odrůdy, zásoby klíčivého osiva.

Další část klasifikátoru je zaměřena na kódy botanických taxonů. V kódu je uvedeno 30 botanických druhů a v kodu variet u jednotlivých druhů následující počty:

Triticum aestivum 335 militinae 2

aethiopicum 204 monococum 19

araraticum 13 persicum 19

baeoticum 61 petropavlovskii 4

compactum 98 polonicum 45

dicoccoides 28 sinskajae 1

dicocum 64 spelta 54

durum 153 sphaerococcum 17

ispahanicum 3 timopheeoi 4

jakubsineri 1 turcicum 20

Karamyshevii 3 turgidum 74

Kiharae 1 uraste 6

macha 14 vavilovii 8

zhukovskii 1

Celkem tedy genová banka pšenice v Ruzyni (dle klasifikátoru) obsahuje 27 druhů ve 1249 varietách.

Ke klasifikátorům patří ještě víceméně volně ideotypy jednotlivých plodin, tj. tzv. ideální typy plodin. V materiálech ČSAZ byly publikovány konfrontace názorů a vytvoření předpokladů pro zpřesňování představ o šlechtitelských cílech pro danou plodinu. Tyto ideotypy do roku 2000 byly zpracovány pro všechny hlavní plodiny.

POUŽITÁ LITERATURA

BAYER,A. (1916): Botanika speciální. In: Velký ilustrovaný přírodopis všech tří říší III. vyd. J. Rašína. Praha.

BUCHAR,J. a kol. (1987): Život. Mladá fronta. Praha.

BURNE,D. (1991): Rostliny. Tatran. Bratislava.

ČERNOHORSKÝ,Z. (1967): Základy rostlinné morfologie. SPN.Praha.

DEYL, M.(1964): Plevele polí a zahrad. ČSAV. Praha.

DOMIN,K. (1932) Rostlinné tvarosloví. In. Prát.S. (1932): Rostlinopis. Aventinum. Praha.

DOSTÁL,J. (1989): Nová květena ČSSR. Academia. Praha.

GAZDA,J.,STŘIHAVKOVÁ,H.,TOBĚTNÁ,V.(1976). Základy soustavné botaniky II. Rostliny kratosemenné. SPN. Praha.

HEJNÝ,S., SLAVÍK,B.(ed.). (1988): Květena ČSR 1. Academia. Praha.

HENDRYCH,R.(1977): Systém a evoluce vyšších rostlin. SPN. Praha.

CHRŽANOVSKIJ, V.G., PONOMARENKO, S.F. (1979): Praktikum po kursu obščej botaniki. IVŠ. Moskva.

JÍLEK,B., DOLEJŠ, K. (1971): Sostavná botanika pro zemědělce. SPN. Praha.

JIRÁSEK,V., PROCHÁZKA,F.(1970): Rastliny známe neznáme. Mladé letá, Bratislava.

JIRÁSEK,V., STARÝ, F. (1986): Atlas léčivých rostlin. SPN. Praha.

KAVINA,K.(1950): Zenědělská botanika. Anatomie rostlin. Brázda. Praha.

KAVINA,K. (1950): Zemědělská botanika. Morfologie rostlin. Brázda. Praha.

KINCL,M., FAUSTUS,L. (1977): Základy fyziologie rostlin. SPN.

Praha.

KRIŽO,M. (1990): Lesnícka botanika špeciálna. VŠLD. Zvolen.

KŘÍŽ,Z. a kol. (1973): Lesnícka botanika. Príroda. Bratislava.

LARCHER,W., (1988): Fyziologická ekologie rostlin. Academia. Praha.

LHOTSKÁ,M., KRIPPELOVÁ,T., CIGÁNOVÁ,K. (1987): Ako sa rozmnožujú a rozširujú rastliny. Obzor. Bratislava.

LOŽEK,V .(1973): Příroda ve štvrtohorách. Academia. Praha.

LUXOVÁ,M. (1974): Zemědělská botanika 1. Anatomie a morfologie rostlin. SZN. Praha.

MATTHIOLI, P.O. (1562): Herbář, jinak bylinář, velmi užitečný. Překlad T.Hájek z Hájku. přetisk (1982):Odeon Praha.

MICHALEC,Z. (1977): Člověk a rostliny. Práce. Praha.

MITCHELL,J. (1977): Rostliny a bezobratlí. Albatros. Praha.

NĚMEJC,F. (1963): Paleobotanika II.Systematická část. SPN.Praha.

NOVÁK,F.A. (1972): Vyšší rostliny. Academia. Praha.

OBRHEL, J. (1973): Paleobotanika. SPN. Praha.

PAMUKOV,D. ACHTARDŽIEV, CH. (1986): Prírodná lekáreň. Príroda. Bratislava.

POSPÍŠIL,F. HRACHOVÁ,B. (1989): Užitkové rostliny jižních zemí. ČSAV. Praha.

RUBIN,B.,A. (1966): Fyziologie rostlin. ČSAV. Praha.

SCHWANITZ,F. (1969): Vývoj kulturních rostlin. SZN. Praha.

SINSKAJA,E.N. (1973): Historická geografie kulturních rostlin. Academia. Praha.

SLAVÍKOVÁ,J. (1986): Ekologie rostlin. SPN. Praha.

SLAVÍKOVÁ,Z. (1984): Morfologie rostlin. SPN. Praha.

STRASBURGER,E. et al. (1978)" Lehrbuch der Botanik. VEB G.Fischer. Jena.

VANČUROVÁ, R. (1963): Botanika zemědělská. (Speciální botanika). SPN. Praha.

VANČUROVÁ,R.,KÜHN,F. (1966): Zemědělská botanika 3. SZN. Praha.

VOLF,F. a kol. (1988). Zemědělská botanika. SZN. Praha.

WENT,F.W. (1979): Rostliny. Mladá fronta. Praha.
RNDr. Emilie Pecharová

RNDr. Slavomil Hejný, DrSc.