Taxon

Số lượng nghiên cứu liên quan đến sự xâm lấn của thực vật đang tăng nhanh chóng, nhưng khối lượng kiến thức tích lũy đã đáng tiếc tạo ra sự nhầm lẫn gia tăng về thuật ngữ. Sự xâm lấn là một hiện tượng toàn cầu và việc so sánh các khu vực địa lý xa nhau cùng với hệ thực vật được giới thiệu của chúng là một phương pháp vô cùng quan trọng để làm rõ các yếu tố quyết định sự xâm lấn và khả năng bị xâm lấn. Các nghiên cứu so sánh về hệ thực vật ngoại lai cung cấp những hiểu biết mới nổi bật cho nhận thức của chúng ta về các mẫu hình tổng quát của sự xâm lấn thực vật. Những nghiên cứu như vậy, sử dụng thông tin từ các hệ thực vật và danh sách đã xuất bản trước đó, phụ thuộc chủ yếu vào chất lượng đánh giá của các loài cụ thể liên quan đến danh tính phân loại, thời gian di cư và tình trạng xâm lấn. Ba quyết định quan trọng cần được thực hiện khi xác định tình trạng của một loài thực vật trong một khu vực nhất định: (1) liệu thuế là bản địa hay ngoại lai với khu vực đó (tình trạng nguồn gốc); (2) vị trí của nó trong quá trình xâm lấn là gì, tức là khi nào nó được giới thiệu (tình trạng cư trú); và (3) mức độ tự nhiên hóa và khả năng xâm lấn của nó là gì (tình trạng xâm lấn). Các hệ thực vật tiêu chuẩn khác nhau rất lớn trong cách xử lý các loài không bản địa và những hệ thực vật có việc phân loại thích hợp cho các loài ngoại lai theo tình trạng của chúng là khá hiếm. Bài báo hiện tại đề xuất các định nghĩa về các thuật ngữ liên quan đến sự xâm lấn thực vật và đặt chúng trong bối cảnh của các hệ thực vật. Các khuyến nghị được phác thảo về cách xử lý vấn đề sự xâm lấn thực vật trong các hệ thực vật tiêu chuẩn nhằm đóng góp vào việc hiểu biết tốt hơn giữa các nhà phân loại học và các nhà sinh thái học và cho phép các phân tích so sánh chi tiết hơn về hệ thực vật ngoại lai của các khu vực khác nhau trên thế giới.

Hai tham số số học được sử dụng để ước tính sự bất đối xứng karyotype trong hai mươi hai taxon của tông Aveneae (Gramineae) từ Bán đảo Iberia và Baleares. Phương pháp mới này hữu ích khi chỉ có sự khác biệt rất nhỏ trong sự bất đối xứng karyotype và khi có thể sử dụng karyogram hoặc idiogram.

Một trong những trở ngại chính mà nhiều nhà phân loại học đang đối mặt trong việc phân tích sự biến đổi ở cấp độ DNA là việc bảo quản vật liệu thực vật của họ, vì thực vật thường được thu thập xa khỏi các cơ sở phòng thí nghiệm. Chúng tôi đã nghiên cứu ảnh hưởng của một số kỹ thuật bảo quản thường được sử dụng đến chất lượng DNA được phân lập từ mô đã được bảo quản. Các phương pháp điều trị hóa học (FAA, ethanol, dung dịch Carnoy, chloroform-ethanol) đều dẫn đến sự phân hủy DNA; trong khi đó, việc làm khô mô lại bảo tồn sự toàn vẹn DNA, ít nhất trong một khoảng thời gian vài tháng. DNA có trọng lượng phân tử cao thích hợp cho việc tiêu hóa bằng enzyme hạn chế và phân tích bằng phương pháp lai DNA đã được phân lập từ lá khô có tuổi thọ lên tới hai năm. Điều này cho thấy rằng các mẫu đã được làm khô gần đây có thể là một lựa chọn thay thế cho mô tươi trong các nghiên cứu hệ thống thực vật phân tử.

Chúng tôi đã sử dụng trình tự DNA plastid từ matK và rbcL để suy luận về phát sinh loài của 101 trong số khoảng 111 loài Pinus (Họ Thông). Ở mức độ tiểu phân và cao hơn, cây cpDNA phù hợp với các phát sinh loài dựa trên DNA nhân với một ngoại lệ đáng chú ý: các trình tự cpDNA từ tiểu phân Contortae đứng cùng nhánh với tất cả các loài thông cứng Bắc Mỹ khác thay vì chiếm một vị trí tiến hóa hơn trong cùng nhánh. Chúng tôi đã sử dụng cây cpDNA cộng với bằng chứng từ DNA ribosom nhân và hình thái để đề xuất một phân loại mới cho chi này. Các phát sinh loài phân tử có cấu trúc đối xứng ở các nhánh sâu nhất của chi, cho phép xác định hai tiểu chi, mỗi tiểu chi có hai phân mục tạo thành nhóm chị em. Trong các phân mục, các nhánh có thể hơi không đối xứng và đôi khi giải quyết không rõ ràng. Để tạo điều kiện cho sự không rõ ràng trong một số mối quan hệ liên kết, tránh việc tạo ra các cấp bậc mới và giữ lại các tên truyền thống, chúng tôi đã công nhận lên đến ba tiểu phân đơn ngành cho mỗi phân mục. Tiểu chi Pinus (thông cứng, hay diploxylon) được chia thành phân mục chủ yếu ở châu Âu-Á và Địa Trung Hải Pinus, bao gồm các tiểu phân Pinus và Pinaster, và phân mục hoàn toàn Bắc Mỹ Trifoliae, bao gồm các tiểu phân Australes, Ponderosae, và Contortae. Tiểu chi Strobus (thông mềm, hay haploxylon) được chia thành phân mục hoàn toàn Bắc Mỹ Parrya, bao gồm các tiểu phân Cembroides, Nelsoniae, và Balfourianae, và phân mục ở châu Âu-Á và Bắc Mỹ Quinquefoliae, bao gồm các tiểu phân Gerardianae, Krempfianae, và Strobus. Sự lập bản đồ của mười đặc điểm hình thái và phân bố cho thấy hai đặc điểm là chẩn đoán cho các taxa infrageneric: số lượng bó mạch trên mỗi lá phân biệt được tiểu chi Pinus với tiểu chi Strobus, và một ụ ở đầu trên các vảy chóp nón phấn có vị trí chẩn đoán của tiểu phân Strobus.

Họ Đậu, là họ thực vật có hoa lớn thứ ba, có sự phân bố toàn cầu và đóng vai trò quan trọng về sinh thái cũng như kinh tế. Chúng tôi xem xét cách mà cộng đồng nghiên cứu phân loại đậu có thể hợp tác để tạo ra một ước lượng phả hệ toàn diện cho khoảng 751 chi và khoảng 19.500 loài đậu, sau đó chuyển đổi nó thành một hệ thống phân loại dựa trên phả hệ. Chúng tôi tổng hợp trạng thái hiện tại của tri thức về phả hệ đậu và nhấn mạnh các vấn đề hiện có, chẳng hạn như trong việc chọn mẫu thuế và độ phân giải phả hệ. Chúng tôi xem xét các phương pháp từ tin sinh học và giải trình tự thế hệ tiếp theo, có thể hỗ trợ cho việc sản xuất các ước lượng phả hệ tốt hơn. Cuối cùng, chúng tôi xem xét cách mà hình thái có thể được kết hợp vào phả hệ đậu để giải quyết các vấn đề trong sinh học so sánh và phân loại. Mục tiêu của chúng tôi là kích thích nghiên cứu cần thiết để cải thiện kiến thức của chúng tôi về phả hệ và tiến hóa của họ Đậu; các phương pháp mà chúng tôi thảo luận cũng có thể có liên quan đến các nhánh thực vật có hoa khác giàu loài.

Khái niệm về hoa đa dạng dường như mang nhiều ý nghĩa khác nhau đối với từng người, tùy thuộc vào nền tảng và đào tạo của họ. Chúng tôi đánh giá các nghĩa khác nhau của hoa đa dạng liên quan đến “bối cảnh và môi trường” sinh thái của sự thụ phấn, và sau đó thảo luận về những khái niệm về sự tổng quát sinh thái, chức năng và hình thái. Những ý tưởng này được khám phá chi tiết hơn bằng cách sử dụng các ví dụ từ các nghiên cứu đã công bố và chưa công bố của chúng tôi về sinh thái thụ phấn của Daucus carota, Hedera helix, và Chamerion angustifolium, cũng như từ các công trình đã công bố của các nhà nghiên cứu khác. Cuối cùng, chúng tôi liên hệ những ý tưởng này và các định nghĩa rõ ràng về hoa “đa dạng” và “chuyên biệt” với khái niệm hội chứng thụ phấn.

Khái niệm loài sinh học hiện đại, được định nghĩa bởi sự cách ly gen, mô tả một hệ thống quần thể độc lập về mặt phát sinh loài. Hầu hết các khái niệm loài được sử dụng trong thực tiễn cho các loài sồi (Quercus) có sự trao đổi gen với các loài được gọi là khác. Tuy nhiên, những khái niệm cổ điển này vẫn đang được áp dụng và đại diện cho các quần thể có ý nghĩa sinh học. Ngoài ra, có thể đề xuất rằng các loài cổ điển của Quercus có thể đại diện cho các đơn vị phát sinh trong các tiến bộ tiến hóa cấp độ loài. Một so sánh giữa khái niệm loài sinh học và khái niệm loài cổ điển trong Quercus gợi ý lý do tại sao các khái niệm cổ điển vẫn được duy trì. Khái niệm loài sinh học dường như là một hệ thống quần thể phức tạp bất thường và khó để phân định trong Quercus. Hệ thống quần thể phức tạp cách ly gen này không thể so sánh trực tiếp với các loài tách biệt gen trong hầu hết các chi khác. Chức năng chính của tên gọi loài nhị phân là như một đơn vị giao tiếp. Khái niệm loài sinh học cần được sử dụng với sự linh hoạt hơn liên quan đến cấp bậc phân loại nếu tên gọi của nó bằng một nhị phân không thể cung cấp một hệ thống thu hồi thông tin chức năng.

Về mặt địa chất, Ấn Độ được chia thành ba đơn vị (1) Bán đảo, (2) Ngoại Bán đảo và (3) Đồng bằng Indo-Gangetic. Các hệ thực vật Tertiary của Ấn Độ có thể dễ dàng được chia thành hai nhóm - Palaeogene và Neogene. Như đã biết hiện nay, các hệ thực vật Palaeogene chỉ có mặt ở Ấn Độ Bán đảo, trong khi Neogene hiện diện ở cả khu vực Bán đảo và ngoài Bán đảo. Chúng chủ yếu là hệ thực vật nhiệt đới, được tạo thành từ các chi hiện nay chủ yếu tập trung ở Thế giới Cũ.

Một đặc điểm nổi bật của Palaeogene Ấn Độ là sự xuất hiện của một vài loài cây thuộc bán cầu nam, có thể nhắc nhớ về mối quan hệ trước Cenozoic giữa Ấn Độ và các lục địa Gondwana ở phía nam.

Flora London Clay cho thấy sự tương đồng rõ rệt với Palaeogene Ấn Độ. Đặc điểm này được thảo luận với sự tính đến các hóa thạch thực vật Tertiary được biết từ Bắc Phi. So sánh địa lý thực vật cũng được thực hiện với khu vực Malaysia. Điều được dự đoán là có sự di cư lớn và giao thoa của các hệ thực vật ở Malaysia, Ấn Độ, Ả Rập và Đông Phi trong thời Neogene. Hồ sơ của Dipterocarpaceae cung cấp bằng chứng quan trọng. Nước có vẻ đã là một yếu tố chính trong việc kiểm soát sự phân bố của thực vật tại các vĩ độ thấp trong suốt kỷ Cenozoic.

Địa lý cổ của Ấn Độ trong các kỷ Eocene sớm và Miocene đã được tái thiết dựa trên bằng chứng chung của hóa thạch thực vật và động vật.

Còn rất nhiều công việc cần được thực hiện trước khi chúng ta có thể hiểu rõ về nguồn gốc và sự di cư của các loài thực vật đã tồn tại ở Nam Á trong suốt thời kỳ Tertiary đến nay.

Phân họ Polygonoideae phân bố toàn cầu và là một thành phần quan trọng trong hệ thực vật của nhiều quốc gia. Trong nghiên cứu này, chúng tôi trình bày mẫu tiêu biểu toàn diện nhất cho đến nay, bao gồm dữ liệu từ ba gen diệp lục (matK, ndhF, rbcL) cho 82 loài trong họ Polygonaceae (54 loài từ Polygonoideae). Dựa trên kết quả của chúng tôi, chúng tôi đề xuất một phân loại thuế mới cho Polygonoideae với năm bộ được hỗ trợ tốt: Calligoneae, Fagopyreae, Persicarieae, Polygoneae và Rumiceae. Tổng thể, kết quả từ dữ liệu phân tử đại diện cho những tiến bộ đáng kể trong việc hiểu biết về mối quan hệ tiến hóa của các nhóm chính trong họ này. Phân loại này cũng cung cấp việc đánh giá các đặc điểm hình thái chẩn đoán cho các bộ. Công trình hiện tại sẽ thúc đẩy việc đánh giá lại các đặc điểm hình thái trong nhóm đa dạng này, đặc biệt là các chứng cứ đồng hình đối với Polygonoideae, và cho các bộ có lịch sử phức tạp như Fagopyreae, Persicarieae và Polygoneae. Một sự kết hợp mới, Fagopyrum tibeticum, được đề xuất.