Chromosomų sandara
Taksonomijoje pirmiausiai naudojamas chromosomų morfologinis požymis – CENTROMEROS padėtis. Pagal centromeros padėtį chromosomos gali būti metacentrinės, lygiapetės t.y. dalijamos į du lygius pečius, akrocentrinės (telocentrinės), kai centromera yra beveik chromosomos gale; submetacentrinės, kai centromera yra ne ties chromosomos viduriu ir susidarę pečiai nėra visai lygūs. LENTELĖ – DIAGRAMA-CHROMOSOMOS PAGAL CENTROMERĄ.
Visas chromosomų dydis gali būti išmatuotas absoliučiai. Dažniau santykinio dydžio matavimas patenkinamas taip: standartu paimama aiški chromosoma, o kitų chromosomų ilgiai genome apskaičiuojami santykinai pagal ją.
Kitas naudingas chromosomų morfologinis požymis – ANTRINĖ SĄSMAUKA. Kartais antrinė sąsmauka esti labai ryški ir atrodo, kad viena chromosomos dalis jungiasi su kita plonu siūleliu. Trumpesnioji chromosomos dalis, (ypač jeigu nedidelė) vadinama palydovu. Palydovai svarbūs ne tik taksonomijai – jie gali būti supainiojami su papildomomis chromosomomis. Pavyzdžiui, klaidingai paskaičiuota Calystegia 2n = 24, vietoj 2n = 22, Ononis – 2n = 32, vietoj 2n = 30. Palydovų registravimas išlieka problematiškas, nes jie savo išvaizda labai kinta: kartais labai ryškūs, kartais nepastebimi.
Kariotipas – organizmo chromosomų visuma. Kariotipą galima apibūdinti pagal cromosomų morfologiją. Pavyzdžiui, galima kalbėti apie Calystegia kariotipą 2n = 22, sudaryto iš 8 trumpų metacentrinių, 2 trumpų submetacentrinių ir 1 trumpos metacentrinės su ryškia antrine sąsmauka ir palydovu. LENTELE. Išsamiems tikslams gali būti panaudotas pečių santykis. Pagal morfologines savybes chromosomos pavaizduojamos grafiškai idiogramomis arba kariogramomis. Mokslininkai kariologinius duomenis pateikia formulėmis. Tokios formulės augalų taksonomijoje visuotinai dar nepriimtos.
Šie chromosomų morfologiniai požymiai, jų skaičius, labai naudingi visiems taksonominės hierarchijos rangams. Chromosomų skaičiaus svarba jau buvo pažymėta, kalbant apie Ranunculaceae tribas. Žinomas jų morfologijos panaudojimas vienskilčių gentyse Yucca, Agave. Tai labai dideli augalai su ilgais tvirtais lapais skrotelėje, ilgą laiką gyvenantys vegetatyvinėje stadijoje ir tik tada pražystantys. Kai sėklos išbarstytos, augalas miršta arba praeina dar vienas vegetacijos periodas iki kito žydėjimo. Yucca ir kai kurios kitos gentys turi žiedus su viršutine mezgine, o Agave ir kiti turi apatinę mezginę. Todėl pirmieji pateko į Liliaceae taksoną, o antrieji – į Amarillidaceae. Dabar dėl didelio panašumo jie išskirti iš ankstesnių šeimų į Agavaceae šeimą. Toks žingsnis paremtas atradimu, kad Agavaceae apibūdinama aiškiu bimodaliniu kariotipu, sudarytu iš 5 didelių ir 25 smulkių chromosomų. KARIOTIPO PANAUDOJIMAS AUGALŲ TAKSONOMIJOJE TURI DAUGIAU PRANAŠUMŲ, NEI VIEN TIK CHROMOSOMŲ SKAIČIUS. Pavyzdžiui, naudojant chromosomų skaičių ir jų morfologiją, buvo išspręsta daug taksonominių Crepis genties klausimų genties, sekcijos ir rūšies ranguose. Parodyta, kaip evoliuciškai susijusios rūšys.
Tiriant įvairių taksonų chromosomų morfologiją, nustatyta, kad dviskilčiams būdingas SIMETRINIS KARIOTIPAS (mažas chromosomų kintamumas, chromosomos daugiau mažiau metacentrinės, yra santykinai primityvus), o ASIMETRINIS – tobulesnis, nors galimi įvairūs pokyčiai. Daugelio šeimų asimetriškesni kariotipai randami augaluose, turinčius labiau specializuotus morfologinius požymius, pavyzdžiui, Ranunculaceae šeimos Aconitum ir Delphinium gentys. Žinoma teorija, kad simetriniai kariotipai kilo, jungiantis telocentrinėms chromosomoms savo lipniais galais. Gerai žinomos translokacijos, inversijos, duplikacijos ir kitos chromosomų pertvarkos gali paaiškinti greitus ir didelius chromosomų sandaros pokyčius.
Nuo 1970 metų surasta įvairių chromosomų diferencijuoto dažymo metodų. Dažant ir fiksuojant chromosomas, stebimos intensyviau nusidažę zonos. Taip hetero chromatinas, dėl intensyvesnės kondensacijos atskiriamas nuo mažesnės kondensacijos ir silpniau nusidažiusio euchromatino. Nevienoda įvairių chromosomų dalių kondensacija, skirtinga s įvairių DNR segmentų dažymasis leidžia tiksliai identifikuoti atskiras chromasomas. Šie duomenys naudojami augalų taksonomijoje. (Tiksliai leidžia apibūdinti genomą, pavyzdžiui, tokiu būdu išaiškintos visos kviečio 21 chromosomos.) Duomenys apie Scilla kultivarų, turinčių skirtingos kondensacijos chromosomų zonas, patvirtino jų sistematinį grupavimą, pasiūlytą pagal morfologiją ir papildomą evoliucijos įrodymą.
Kai kurios augalų grupės turi labia aiškius chromosomų tipus, kurie suteikia svarbius taksonominius duomenis. Pavyzdžiui, mažas chromosomas be pastebimų centromerų (difuzines arba nelokalizuotas centromeras) būdingas Juncaceae ir Cyperaceae šeimoms. Tai dvi vienskilčių šeimos, kurios dabar laikomos giminingomis, nors jų visiškai skirtinga žiedo sandara. Nustačius, kad tokios chromosomos nepriklauso nuo diskretiškos centromeros buvimo mitotinio ir mejotinio elgesio reguliarumui, jų fragmentacija nebūtinai yra žalinga ir nepastovūs irregular chromosomų skaičiai būdingi daugeliui rūšių. Luzula spicata grupės augalai gali turėti 2n = 12, 14 ar 24, bet visų augalų visas chromosomų tūris panašus, kas rodo, kad didesni chromosomų skaičiai tikriausiai kilo dėl chromosomų fragmentacijos (AGMATOPLOIDIJOS). Kitais atvejais skirtingas chromosomų skaičius yra skirtingose vieno individo šaknies šalmelio ląstelėse (MIKSOPLOIDIJA).
LYTINĖS CHROMOSOMOS retai turi taksonominę vertę, nes dvinamiškumas (dioikija), bent aukštesniųjų augalų, – santykinai retas reiškinys. Lytines chromosomas dažniau turi žemesnieji augalai, bet jos nepastebimos. Tačiau Silene dioica turi XX\XY sistemą, Rumex acetosa – XX\XYY sistemą. Sphaerocarpos X chromosoma skiriasi dydžiu bei forma tiek Europoje, tiek Amerikoje. Vis tiktai nėra morfologinių skirtumų, todėl gentis nebuvo suskaldyta.
Dažnesnės yra PAPILDOMOS CHROMOSOMOS, kurios papildo rūšiai būdingas autosomas (A-CHROMOSOMAS) ir joms nehomologiškos. Paprastai jos mažesnės už autosomas, daugumoje ar visiškai heterochrominės ir nepastovios. Aukštesniuose augaluose jos vadinamos B-CHROMOSOMOMIS, o samanose – m-CHROMOSOMOS. Beveik visada jos neturi įtakos augalo išvaizdai, todėl taksonomiškai bevertės.