Fylogeneze a diverzita vyšších rostlin - cvičení

Olga Rotreklová, Pavel Veselý a Petr Bureš

Cílem projektu je podstatným způsobem
(a) inovovat obsahovou náplň praktického cvičení k základní přednášce ze systému a evoluce vyšších rostlin v bakalářské výuce tak, aby se nově používaný modelový materiál opíral o druhy charakteristické pro taxony vymezené v aktuálním molekulárně-fylogenetickém uspořádání organismů, které je respektováno v sylabu přednášky;
(b) zaměřit metody práce používané v praktických cvičeních zejména na individuální práci s živým a preparovaným materiálem,
což s sebou nese nutnost
(1) doplnit výukový materiál (trvalé preparáty a herbářové položky vybraných částí nebo celých rostlin recentních zástupců a fosilní doklady významných vymřelých zástupců) k těmto cvičením;
(2) souběžně doplnit didakticky vhodné atlasy rostlin pro samostatnou práci studentů ve cvičení;
(3) v rámci podpory e-learningu vyvíjet webové aplikace přístupné na www stránkách ústavu - zejména soubor makro- i mikrofotografií vybraných modelových organismů, skenů habitu živých rostlin, fotografií nebo skenů detailů květů, květenství, listů, či dalších charakteristických znaků těchto druhů + výukový a testovací interaktivní program umožňující různé formy samostatné výuky a testování znalostí s elektronickým herbářem.

Získaný materiál je využíván v rámci cvičení v bakalářském stupni výuky studijních programů Systematická biologie a ekologie a Učitelství biologie pro střední školy.

V období do konce prosince 2010 byla provedena:
analýza možností pořízení trvalých preparátů a výběr preparátů vhodných pro doplnění cvičení; byly pořízeny 3 sady trvalých preparátů vyšších rostlin;
obnova studijního herbáře sloužícího k přípravě na zápočet.

jarní semestr 2011, výuka realizována v průběhu semestru 21. 2.-20. 5.

V průběhu jarního semestru proběhla výuka s využitím
trvalých preparátů vyšších rostlin (3 sady po 29 ks trvalých preparátů) a části preparátů kryptogam (preparáty ze tří sérií, v rámci kterých jsou zastoupeny mechorosty a kapraďorosty, spadající do náplně cvičení k systému vyšších rostlin);
nově nasbíraného materiálu ze skupin mechů, plavuní, nahosemenných a vybraných čeledí krytosemenných rostlin;
botanických lup pro pozorování drobných struktur na povrchu vegetativních orgánů rostlin, květních orgánů atd.;
studijního atlasu "Naše květiny", obsahujícího základní zástupce různých čeledí naší květeny, které jsou studentům představeny v průběhu semestru;
pracovních listů - pro aktuální běh předmětu byly inovovány a doplněny listy ke skupinám Bryophyta (mechy), Lycopodiophyta (plavuně), Equisetophyta (přesličky), Gymnospermae (nahosemenné) a různým čeledím oddělení Magnoliophyta (krytosemenné);
výukového herbáře poskytujícího možnost průběžného opakování nabytých znalostí a sloužícího k přípravě na zápočet;
elektronického herbáře v podobě průběžně doplňovaného programu "Herbarium: vivae icones".

Během vegetační sezóny je průběžně sbírán rostlinný materiál k doplnění výukového a studijního herbáře. Stěžejní inovací pro výuku předmětu je doplnění výukového a studijního herbáře o nové položky a obnovení opotřebených položek rostlinných druhů, spadajících do povinného penza, které by měli studenti znát ke složení zápočtu. Aktuální penzum druhů vyšších rostlin je k dispozici na stránce http://botzool.sci.muni.cz/study/pensum/.
Hlavní náplní práce v rámci přípravy nového materiálu pro výuku je tak sběr a preparace rostlin k doplnění herbáře. Kromě doplnění o reprezentativní zástupce vybraných skupin, jež dosud v herbáři nebyly zastoupeny, jde též o nahrazení opotřebovaných položek novými rostlinami příslušných druhů, na kterých jsou dobře vidět potřebné rozlišovací znaky.
Jedná se o dlouhodobou práci, závislou na fenologii (době růstu, květu a tvorbě plodů) konkrétních rostlinných druhů. Z tohoto důvodu probíhá sběr, preparace a příprava herbářových položek po dobu několika měsíců v průběhu vegetační sezóny.
Aby takto připravený studijní materiál déle vydržel, bylo přistoupeno k laminování vytvořených herbářových položek. Celkem bylo takto připraveno a zalaminováno přibližně 300 položek (po dvou kusech od vybraných druhů rostlin); u dalších zhruba dvou stovek položek byla provedena obměna opotřebovaného materiálu.

V průběhu podzimu byly též doplněny a upraveny výukové prezentace ke skupinám Bryophyta, Monilophyta a Pinophyta.

Během zimy a jara 2012 byly pro nový běh výuky provedeny:
- dílčí úpravy doprovodných prezentací věnovaných krytosemenným rostlinám (Magnoliophyta: bazální krytosemenné, jedno- a dvouděložné rostliny);
- obnova výukového materiálu mechů (Bryophyta), plavuní (Lycopodiophyta), přesliček a kapradin (Monilophyta);
- kompletace trvalých preparátů mechů, plavuní, přesliček, kapradin a nahosemenných rostlin (Pinophyta).

jarní semestr 2012, výuka realizována v průběhu semestru 20. 2.-18. 5.

Během vegetační sezóny je průběžně sbírán rostlinný materiál k doplnění výukového herbáře. Na počátku jara byl proveden výběr druhů krytosemenných rostlin, které v herbáři dosud chyběly nebo je potřebná obnova opotřebených položek, připraven časový harmonogram a plán lokalit pro sběr materiálu v letní sezóně, jakož i výběr již hotových položek určených k laminování.
V průběhu jarních měsíců byly sebrány pro tvorbu laminovaných položek vybrané druhy z čeledí liliovitých (Liliaceae), pryskyřníkovitých (Ranunculaceae), šácholanovitých (Magnoliaceae), prvosenkovitých (Primulaceae) a přesliček (Equisetaceae).
V průběhu letní sezóny byly kromě sběru v bezprostředním okolí Brna uskutečněny též pracovní cesty vedené do vzdálenějších oblastí jižní Moravy a přilehlých pohoří (Českomoravská vysočina, Bílé Karpaty). Získání rostlin z různých fytogeografických oblastí s různými klimatickými podmínkami (od teplého termofytika na jih od Brna po chladné oreofytikum Žďárských vrchů) dává možnost obohatit výukový herbář o široké spektrum druhů s různými areály i ekologickými nároky. Výsledkem je studijní materiál demonstrující širokou diverzitu vyšších rostlin v naší přírodě.

V průběhu jara byla zprovozněna elektronická verze poznávacího testu vyšších rostlin, která představuje další možnost samostudia pro zápočtový test. Podle povinného pensa pro tento předmět bylo vybráno 498 fotografií (228 druhů) pro základní verzi a 366 fotografií (181 druhů) pro zkrácenou verzi (viz též zprávu o přípravě inovace předmětu Systém a evoluce rostlin - cvičení).

Studenti tak mají k dispozici dvě alternativní pomůcky - zatímco studijní herbář dává možnost přímé prohlídky preparovaných rostlin, elektronická aplikace umožňuje
- poznávání rostlin dle fotografií v "živém" stavu (tedy nikoli konzervované suchou cestou jako v případě herbáře),
- detailní záběry rostlinných orgánů (stonky, listy, květy, plody) s dobře viditelnými znaky (např. jemné ochlupení na povrchu),
- výběr určité skupiny rostlin, které chce člověk procvičovat, volbou libovolné sady náhodně seskupených fotografií - ty mohou být omezeny na určitou čeleď nebo vyšší systematickou skupinu (např. lipnicovité či kapraďorosty), barvu květu nebo typ plodu (bílé květy, bobule), biotop nebo výškový stupeň (vodní rostliny, hory a podhůří), dobu květu nebo životní formu (např. epifyt),
- volbu mezi režimem procvičování (u každé fotografie lze aktivovat zobrazení skrytého jména druhu nebo čeledi) a testu bez průběžného zobrazování správných jmen (v lehčích variantách uživatel vybírá správné jméno z nabídky možností, v těžké variantě je musí sám vepsat).

Na podzim byly doplněny další fotografie podle povinného pensa do elektronické verze poznávacího testu vyšších rostlin. Bylo vybráno dalších 150 fotografií pro základní verzi a 133 fotografií pro zkrácenou verzi. Základní pensum nyní obsahuje 648 fotografií (254 druhů) a zkrácené pensum 499 fotografií (198 druhů). Dále byl upraven formulář pro výběr druhů na procvičování, který je nyní mnohem přehlednější.

Součástí poznávacího testu jsou též skeny/fotografie rostlin a jejich částí, na jejichž přípravě pracoval Pavel Veselý. Nyní jsou již součástí poznávačky (79 skenů/fotografií), která je k dispozici na stránkách Botanické fotogalerie, http://www.botanickafotogalerie.cz/poznavacka_formular.php.

Kromě poznávačky byly provedeny úpravy galerie a doplněny další fotografie. Úpravy byly následující: zlepšení vzhledu stránek, úprava formuláře na vyhledávání druhů (2 verze - základní a pokročilá), zobrazování parametrů hledání, úprava nápověd, přidání odkazů na další webové stránky, kde jsou další informace o daných druzích (Florius, Google Scholar), přidání odkazu na stránky s areály druhů, úprava struktury databáze umožňující rychlejší zobrazování fotografií, zabezpečení databáze proti napadení.
Do galerie bylo od ledna doplněno 5995 fotografií (478 druhů), z toho 2067 skenů/fotografií na umělém pozadí.

jarní semestr 2013, výuka realizována v průběhu semestru 18. 2.-20. 5.

Během první poloviny roku 2013 pokračovala dlouhodobá práce na postupném doplnění materiálu pro pravidelnou výuku (rostlinného materiálu i studijních materiálů, aktuálně zejména fotografické galerie a elektronické formy poznávacího testu). V průběhu jarního semestru byla realizována výuka s využitím vybavení pořízeného a materiálu připraveného v průběhu předchozích období.

Stěžejní inovací pro výuku předmětu bylo doplnění výukového a studijního herbáře o nové položky a obnovení opotřebených položek rostlinných druhů, spadajících do povinného penza, které by měli studenti znát ke složení zápočtu. Počátkem roku proběhlo srovnání s připravenými laminovanými položkami a revize tohoto penza. Aktuální penzum druhů vyšších rostlin je k dispozici na stránce http://botzool.sci.muni.cz/study/pensum/.

Průběžně pokračuje rozvoj fotografické galerie s elektronickým poznávacím testem vyšších rostlin. V roce 2013 přibylo 892 fotografií od 373 druhů; kromě správných druhových jmen je nyní možné vyhledávat rostliny i podle běžných synonym. Byly přidány zajímavosti k jednotlivým rostlinám (celkem 1298 zajímavostí od 580 druhů), vysvětlení etymologie (jazykového původu) vědeckého jména rostliny (919 rodů) a u většiny druhů (1447) byly graficky zobrazeny Ellenbergovy indikační hodnoty, představující ekologické nároky rostlin (unikátní informaci, kterou jiné české botanické weby neposkytují, ocení zejména pokročilí studenti - tento web tak může poskytovat cenné údaje a provázet studenty během celé doby bakalářského i magisterského stupně studia botanických modulů). Více viz na stránkách http://www.botanickafotogalerie.cz/poznavacka_formular.php.

Galerii včetně poznávacího testu (programování a zpracování fotografií) spravuje Dana Michalcová, dále spolupracují Pavel Veselý (skenování a úprava fotografií), Jiří Danihelka (kontrola správnosti determinace), Eva Hettenbergerová a Lucie Hradilová (tvorba databáze zajímavostí), Jana Procházková (tvorba databáze synonym), Hana Sekerková (aktualizace poznávačky), Daniela Bártová Dittrichová (zařazení mikrofotografií).

Předměty