Aula 1 - Ferramentas para o estudo da biodiversidade

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AULA DATA CONTEÚDO PROFESSORA
1 07/10/13 Apresentação da disciplina Carla
2 14/10/13 Ferramentas para o estudo da biodiversidade Mércia
3 21/10/13 SEMBIO (Não haverá aula) -
4 28/10/13 Escolas de Sistemática + Mini-teste 1 Carla
5 04/11/13 Sistemática Filogenética I + Mini-teste 2 Mércia
6 11/11/13
Congresso Internacional de Porifera e Congresso Nacional de Botânica 
(Não haverá aula)
-
7 18/11/13 Exercícios de Filogenia Mércia
8 25/11/13 Sistemática Filogenética II Mércia
9 02/12/13 Avaliação 1 (Escolas de Sistemática e Sistemática Filogenética) Carla
10 09/12/13 Biogeografia I + Mini-teste 3 Carla
11 16/12/13 Biogeografia II Carla
12 23/12/13 Nomenclatura Botânica I + Mini-teste 4 Mércia
13 30/01/14 RECESSO ANO NOVO -
14 06/01/14 Nomenclatura Botânica II Mércia
15 13/01/14 Nomenclatura Zoológica I + Mini-teste 5 Carla
16 20/01/14 Nomenclatura Zoológica II Carla
17 27/01/14
Exercícios de Nomenclatura e Biogeografia
+ Mini-teste 6
Carla e Mércia
18 03/02/14 Avaliação 2 (Prova Biogeografia + Nomenclatura Zoológica e Botânica) Mércia
19 10/02/14 Avaliação 3: Seminários de Nomenclatura Carla e Mércia
Disciplina: BIOA 01 – Introdução à Biologia Comparada
Professoras: Carla Menegola e Mércia Patrícia Pereira Silva 
Monitor: Felipe Weyder 
Coordenadora da disciplina: Carla Menegola
Local das aulas: PAF 3 – Sala 103 (Segunda, das 9 às 11h)
Aula 1 – Ferramentas para o estudo da 
biodiversidade
BIOA01 – Introdução à Biologia Comparada
Profs. Carla Menegola (depto. Zoologia) e Mércia Silva (depto. Botânica)
Botânica
“Nem tudo são flores…”
O trabalho do Botânico
Botânica
- Taxonomia – sistemática x florística
- Ecologia
- Fisiologia
- Anatomia
Botânica
- Taxonomia
- Ecologia
- Fisiologia
- Anatomia
Taxonomia
Identificação, atribuição de nomes e classificação de espécies
Identificação
Observação e estudo morfológico = estudo das FORMAS
Para que identificar?
preservação de potencial genético
informações para a extração de recursos naturais
conhecimento do potencial de recursos naturais
conhecimento da flora regional
Termos da linguagem taxonômica
Caracteres taxonômicos: qualquer atributo de um ser vivo, que pode ser 
considerado separadamente ou em comparação a outros caracteres de 
seres da mesma espécie ou de espécies diferentes.
Identificação: conseguir a denominação correta de uma planta, 
reconhecendo-se assim que ela é idêntica à outra planta já descrita
anteriormente.
Classificação: é a ordenação das plantas de maneira hierárquica. O 
produto final é um arranjo dessas plantas num sistema de classificação.
Táxon: é um agrupamento taxonômico de qualquer categoria. Pode ser, 
portanto, uma espécie, um gênero, uma família, etc. (plural: taxa ou
táxons)
A compreensão da diversidade botânica é fundamentada em três pilares 
que se inter-relacionam
Sistemática
Nomenclatura
Classificação Identificação
Sistemática x Taxonomia
Organização da biodiversidade 
- descoberta
- descrição
- interpretação da diversidade
sistemas de classificação preditivos 
(Judd et al. 2002). 
SISTEMÁTICA 
SISTEMÁTICA VEGETAL
premissas
• ESPÉCIES - unidades conceitualmente 
separáveis, que podem ser reconhecidas, 
classificadas e nomeadas
• Relacionamentos lógicos entre essas
unidades – EVOLUÇÃO
TAXONOMIA
Ciência que trata do estudo da 
classificação, incluindo suas 
bases, princípios, regras e 
procedimentos
Classificação
• É o posicionamento de uma entidade em um 
esquema logicamente organizado de relações 
(hierárquico). 
• Quanto mais a classificação refletir a filogenia 
maior será seu valor preditivo.
SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO
Composto por táxons nomeados e circunscritos,
colocados em determinadas posições e categorias
Categoria sufixo padrão
• Reino -------
• Divisão -phyta
• Classe -opsida
• Ordem -ales
• Família -aceae
• Gênero nenhum; itálico
• Espécie nenhum; itálico
Exemplo
Categoria Taxon
• Reino Plantae
• Divisão Marchantiophyta
• Classe Jungermaniopsida
• Ordem Porellales
• Família Lejeuneaceae
• Gênero Lejeunea
• Espécie Lejeunea flava (Sw.) Nees
Identificação
• Determinação de um nome para um
espécime, com base num sistema de
identificação e classificação já existentes
FONTES
• Especialista;
• Literatura;
• Herbário.
CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO
1- OBJETIVO: levar o leitor a identificar uma planta desconhecida 
para ele.
2- ONDE SÃO EMPREGADAS: em trabalhos como floras, sinopses, 
revisões, etc...
3- O QUE AS CHAVES TÊM? As chaves não fornecem descrições, mas 
incluem somente os caracteres 
morfológicos necessários para levar 
ao reconhecimento de seus táxons.
4- ELAS REFLETEM A CRIAÇÃO DE GRUPOS NATURAIS? 
As chaves não visam agrupar táxons de maneira natural, por isso a 
maioria delas é artificial e os caracteres nelas contidos não expressam 
necessariamente relações filogenéticas. 
Chaves dicotômicas 
- formadas por passos
- cada passo possui duas alternativas que
são mutuamente excludentes.
1. Folhas opostas; pétalas acuminadas.
1. Folhas alternas; pétalas arredondadas.
2. Caule glabro; lâminas foliares ovadas; dialipétala..........................Planta E
2. Caule pubescente; lâminas foliares obovadas; gamopétala............Planta D
3. Plantas com raíz pivotante tuberosa; folhas com margem serreada, com 
nervuras secundárias que entram nos dentes................................Planta B
3. Plantas com raízes ramificadas; folhas com margem inteira e nervuras 
secundárias formando uma série de curvas.
4. Base foliar cordada; ápice foliar acuminado; 5 pétalas...........Planta C
4. Base foliar obtusa; ápice foliar agudo; 4 pétalas.....................Planta A
A B C D E
CHAVE DICOTÔMICA
CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO
COMO CONSTRUIR UMA?
1- Delimitar o universo (espécies de um gênero, espécies de uma 
determinada região...).
2- Preparar uma descrição ou uma relação de atributos de cada 
táxon. Dela serão retirados os caracteres para a chave.
3- Selecionar caracteres com estados contrastantes ou descontínuos 
e estáveis.
CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO
COMO CONSTRUIR UMA?
CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO
COMO CONSTRUIR UMA?
1- Delimitar o universo (espécies de gêneros, espécies de uma 
determinada região...).
2 - Preparar uma descrição ou uma relação de atributos de cada 
táxon. Dela serão retirados os caracteres para a chave.
3- Selecionar caracteres com estados contrastantes ou descontínuos 
e estáveis.
4 - As alternativas devem ser numeradas e ambas devem começar 
com a mesma palavra.
CHAVES DE IDENTIFICAÇÃO
COMO CONSTRUIR UMA?
5 - Cada alternativa conduz a um novo par de aternativas ou a 
um táxon.
6 - Táxons com numerosos caracteres e estes muito variáveis 
podem aparecer mais de uma vez na chave, se necessário.
7 - Medidas que apresentam sobreposição devem ser evitadas e 
só devem ser usadas quando caracteres melhores não forem 
encontrados.
8 - Evitar usar “largo”e “pequeno”, sendo esses termos 
substituídos por medidas.
9 - Evitar usar advérbios de negação (ex: ápice agudo vs. ápice 
não agudo, MELHOR: ápice agudo vs. ápice truncado, 
arredondado ou acuminado).
Nomes científicos
• Binômios 
- primeira palavra é o nome do gênero, um 
substantivo singular.
- segunda palavra representa o epíteto 
específico e pode ser um adjetivo ou 
substantivo.
Epítetos específicos
• aspectos distintivos, morfológicos, ecológicos 
ou químicos;
• áreas geográficas; 
• homenagem - primeiro coletor da espécie ou 
cientista que contribuiu para o conhecimento 
botânico de determinada região ou grupo 
taxonômico. 
Nomes científicos• Binômios 
Floribundaria flaccida
Autoridades
• Epíteto específico é geralmente seguido pela 
sigla do nome do autor (ou autores) que 
descreveram a espécie. 
Marchantia chenopoda L.
Carl. F. Linnaeus (1707-1778)
Autoridades
• Epíteto específico é geralmente seguido pela 
sigla do nome do autor (ou autores) que 
descreveram a espécie. 
Marchantia chenopoda L.
Carl. F. Linnaeus (1707-1778)
Por que nomear cientificamente?
• Manioh esculenta Crantz
– Mandioca
– Aipim
– Macaxeira
• Barba de velho
• Barba de velho
• Usnea barbata (L.) Weber ex. F.H. – líquen
• Tillandsia usneoides L. - bromélia
Como organizar toda essa diversidade de modo funcional e 
compreensível?
Sistemas de classificação!
Por que classificar?
Classificar é uma ação inerente ao comportamento 
humano e tem o sentido básico de organizar.
O homem vem agrupando os organismos desde os 
primórdios através de algum critério.
Esses agrupamentos visam a sistematização do 
conhecimento e resultam em sistemas de classificação.
Espera-se que estas classificações sejam: 1) de fácil 
utilização, 2) estáveis, 3) fácil memorização, 4) preditivas e 
5) concisas. 
SISTEMAS ARTIFICIAIS - Sistemas de 
classificação que utilizam um único critério para 
separar os organismos em grupos. Neste caso 
uso era apenas dos caracteres macroscópicos.
SISTEMA NATURAL - Entretanto, a partir do século XVIII, 
os sistemas de classificação tornaram-se naturais, 
usando critérios objetivos com dados fornecidos pela 
morfologia, fisiologia, ecologia e embriologia.
SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO
- artificial
- filogenético (cladísticos) 
Smith et al. (2006)
Foi desenvolvido por Willi Hennig, 
entomologista alemão, em 1950.
 Grande impulso a partir da década de 90;
 Utilização de dados moleculares (sequenciamento de 
DNA nuclear e de organelas);
 Não há ainda um sistema definitivo, havendo 
mudanças constantes nos últimos anos.
Sistemas Filogenéticos
Sistemas Filogenéticos
O que é sistemática filogenética?
• método utilizado para se estudar as relações de 
parentesco e agrupar táxons, baseado em 
ancestralidade compartilhada;
Por que reconstruir filogenia?
• classificações filogenéticas podem ser usadas 
para o estudo de evolução de caracteres, 
investigações em biogeografia, coevolução, 
evolução molecular, ecologia, etc. 
Método
• Quais são os caracteres utilizados?
- O método se concentra em homologias (similaridades), 
que podem ser ancestrais (plesiomorfias) ou derivadas 
(apomorfias). 
• Somente homologias de caracteres derivados indicam 
ancestralidade compartilhada;
• O que se procura são, portanto, características 
derivadas em comum (SIN-APOMORFIAS) !
SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: 3 tipos de grupos
D
V
W
X
Y
Z
A
B
C
E
Grupo
Monofilético
Inclui um ancestral comum e 
todos os seus descendentes.
1 corte
N. caerulea
N. candida
N. unca
N. altivallis
N. filicristata
T. sincorana
T. connata
T. martinicensis
P. gracilis
C. paludosa
D
V
W
X
Y
Z
A
B
C
E
Grupo
Parafilético
Inclui um ancestral comum e 
alguns dos seus descendentes 
(mas não todos).
2 cortes
N. caerulea
N. candida
N. unca
N. altivallis
N. filicristata
T. sincorana
T. connata
T. martinicensis
P. gracilis
C. paludosa
N. altivallis
D
V
W
X
Y
Z
A
B
C
E
Grupo
Polifilético
Um grupo derivado a 
partir de mais de um 
ancestral comum.
N. caerulea
N. candida
N. unca
N. filicristata
T. sincorana
N. fluminensis
T. martinicensis
P. gracilis
C. paludosa
N. altivallis
SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA: 3 tipos de grupos
Técnicas para coleta, 
preservação e identificação de 
material botânico
O que são coleções botânicas?
• Amostras de plantas secas ou preservadas em 
meio líquido;
• Plantas vivas cultivadas em ambiente artificial.
Por que coletar?
• Coleções - componentes essenciais para a pesquisa na 
sistemática;
• Material de referência (material testemunho ou 
voucher), utilizados em estudos diversos:
- Material tipo de um novo táxon;
- Testemunho para estudos taxonômicos, morfológicos, químicos, 
anatômicos, ultra-estruturais, reprodutivos ou moleculares;
- Testemunho para estudos da composição florística, de mecanismos 
ecológicos ou de conservação;
....sem o material testemunho o valor científico das conclusões de 
um estudo podem ser questionadas....
Por que coletar?
• O material coletado é acompanhado das 
informações obtidas no campo. 
UTILIZADAS PARA:
Documentar a biodiversidade, no tempo e 
espaço, e em estudos de sistemática, ecologia 
e conservação (bancos de dados).
Procedimentos de Campo
• Coleta do material
• Registro das características da planta e do habitat em que esta 
foi coletada – caderno de coleta;
• Preparação do material em prensa e cuidados para a secagem;
• Montagem do material na forma de uma exsicata.
Preparação do espécime
Espécime de herbário
amostra de planta seca que é 
permanentemente fixada a uma 
folha de cartolina, com a 
etiqueta de coleta.
Etiqueta do herbário
Etiqueta do Especialista/ 
Identificador
Número de entrada - accession
Etiqueta do 2º. 
especialista/ Identificador
ESQUEMA: P.E. Oliveira (UFU)
Herbário
• Repositórios de coleções preservadas de 
plantas secas;
• Coleção e local de pesquisa.
O herbário Nacional dos 
Estados Unidos (US) possui 4.8 
milhões de espécimes, 90,000 
materiais “Tipo”. 
Kew Herbarium – Royal Botanic Garden
Existem atualmente mais de 7 milhões 
de espécimes no herbário de Kew (K). 
A coleção representa cerca de 98% de 
todos os gêneros do mundo. 
Herbário
R – Museu Nacional (UFRJ)
550.000 espécimes
Herbário
Maiores herbários brasileiros:
- R (Museu Nacional, UFRJ) - 550.000 espécimes
- RB (Jardim Botânico RJ) - 500.000 espécimes
- SP (Instituto de Botânica, SP) - 390.000 espécimes
- MBM (Museu Botânico Municipal de Curitiba) - 320.000 espécimes
- INPA (Instituto de Pesquisas da Amazônia, AM) - 217.000 espécimes
(...)
- AlCB (Universidade Federal da Bahia) - 62.000 espécimes
Herbário
Grupo
taxonômico
Doutor Mestre Graduados Total
Angiospermas 140 72 34 246
Gimnospermas 2 0 1 3
Pteridófitas 13 6 5 24
Briófitas 7 8 2 17
Algas 84 33 44 161
Fungos 24 9 8 41
Total 270 128 94 492
Peixoto et al. (2005)
Taxonomistas