Classificação sistemática vegetal

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Diversidade e Classificação vegetal
-Estimativa: aprox. 30 milhões de organismos vivos compartilhando a mesma biosfera
…compreender o mundo que o cerca
…permitir reutilização de forma eficiente
-Homem primitivo: necessidade (ex: plantas venenosas, medicinais, alimentícias, etc)
	Caráter prático (forma, aroma, paladar)
…dar nome a um organismo é parte de um sistema altamente organizado para o estabelecimento de relacionamentos genéticos e identificação de tendências evolutivas.
- Barreira: Qual a língua usada?
- Nome comum x nome científico
- identificação universal do organismo
- pistas sobre suas relações com os demais
Erva cidreira
- Cymbopogon citratus (Gramínea)
- Lippia alba (Verbenaceae)
- Melissa officinalis (Lamiaceae)
Conteúdo básico da disciplina:
-Sistemática
estudo científico da diversidade biológica e sua história evolutiva, estudo da classificação das plantas.
variação dos organismos
CAUSAS
CONSEQUÊNCIAS
Sistemas de classificação
dados
CIÊNCIA COMPARADA
Taxonomia
Identificação, atribuição de nomes e classificação de espécies
A) Identificação
	Observação e estudo morfológico = estudo das FORMAS
* terminologia científica = MORFOLOGIA VEGETAL 
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: caracteres utilizados na classificação dos seres vivos. Um caráter é 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 ou quase à outra planta já descrita anteriormente.
Classificação: é a ordenação das plantas de maneira hierárquica. O produto final é um arranjo dessas plantas, ou seja, um 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)
O Código Internacional de Nomenclatura Botânica
	garante estabilidade e universalidade aos nomes dados aos 	diferentes táxons
*Breve histórico:
-criador: Alphonse DeCandolle, em 1867
	regras universais para a nomenclatura botânica, com a finalidade de 	denominar os diferentes grupos taxonômicos e possíveis mudanças 	destes nomes
-atualiza-se a cada 6 anos nos Congressos Internacionais de Botânica (pequenas alterações)
-Organizado segundo Princípios, Regras e Recomendações
B) Atribuição de nomes
-Principais regras
A)Categrias taxonômicas  níveis hierárquicos
1 – FILO/DIVISÃO: ---phyta (exceto para fungos = ---mycota)
2 – CLASSE:	algas---phyceae (---phycidae para subclasse)
		fungos ---mycetes (---mycetideae para subclasse)
		plantas ---opsida (---ideae para subclasse)
3 – ORDEM: ---ales
4 – FAMÍLIA: ---aceae (exceto 7 famílias)
5 – GÊNERO: sem terminação fixa
6 – ESPÉCIE: sem terminação fixa, binário ou binomial (gênero + epíteto específico)
7 – INFRA-ESPECÍFICAS: sem terminação fixa; nome da espécie seguido da designação abreviada da categoria do táxon, mais o epíteto infra-específico
	abreviações: subsp. (subespécie); var. (variedade); f. (forma)
-categoria básica da hierarquia taxonômica
-tempo de Linnaeus: nome em um livro
	outros: julgamento de uma autoridade que determinada planta é uma 	espécie
	 grupo de indivíduos que, na soma total de seus caracteres, difere de 	outro em nível específico
-conceito evoluiu muito, mas ainda não existe consenso
	 principal motivo: conceitos existentes são essencialmente genéticos ou populacionais, enquanto a taxonomia geralmente utiliza apenas materiais de herbário (exsicatas) para descrever suas novas espécies
-Cronquist (1968): uma espécie é a menor população permanente (em termos de tempo humano) distinta e distinguível das outras. Em populações sexuais, a troca de genes dentro de uma espécie é normalmente livre, enquanto que tais trocas gênicas entre espécies diferentes é bem restrita ou mesmo impossível.
Conceito de espécie
C) Classificação das espécies
Herbalistas  Renascença
-naturalistas preocupados em classificar segundo critérios de utilização
-ênfase: aplicação médica
 A. Caesalpino & J.G. Bauhin (1560-1624)  Séc. XVII
-estabeleceram as primeiras classificações (baseadas critérios de semelhança)
-definiram níveis de hierarquia taxonômica
Theophrastus (370-285 a.C.)  Antiguidade
-Pai da Botânica
-Classificação das plantas pelo hábito (subarbustos, arbustos e árvores)
-Distinção de tecidos internos e órgãos como flor e fruto
Linnaeus (1707-1778)
-Fundador da taxonomia, creacionista
- Systema Naturae (1735): classificação dos seres vivos
-Species plantarum (1753): designação abreviada da espécie
	 polinômios (nomes-frases latinos, com até 12 	palavras)
	
posteriormente sistema binomial (dois termos) de 				nomenclatura
Exemplo:
- existência de uma única denominação para cada espécie
- critérios de classificação baseados em caracteres reprodutivos
- objetivo: meio convincente de situar uma planta dentro de um sistema de classificação e contribuir para sua identificação
- plantas com flores: principais critérios foram número de estames, soldadura, comprimento dos filetes, sexo das plantas, tipo de flores (Classes Monoecia, Dioecia, Polygamia, etc.) 
 reconheceu 25 classes, sendo a última delas formada pelas “plantas sem flores” 
Fase Científica - Sistemas Artificiais
Lineu (século XVIII)
Classes definidas pelo número de estames.
Ordens definidas pelo número de pistilos
Sistema sexual criado por Linnaeus em 1753 e publicado em seu livro Species Plantarum 
Sistema sexual criado por Linnaeus em 1753 e publicado em seu livro Species Plantarum 
Sistemas Naturais
Padrões morfológicos dos caracteres correlatos formavam grupos que mostravam a vontade de Deus.
A correlação não era entendida como parentesco. 
Sistemas filogenéticos
Grupos formados pela ancestralidade comum (relações de parentesco)
Aceitação da teoria evolutiva (Darwinismo)
ANCESTRAL
Cryptogamia: 
	todas as plantas com órgãos reprodutivos não evidentes!
Classe Cryptogamia
	Filices: todos os pteridófitos conhecidos
	Musci: todos os musgos e hepáticas com filídios conhecidos
	Algae: todas as algas, hepáticas talosas e líquens
	Fungi: todos os fungos conhecidos
SISTEMA ARTIFICIAL DE CLASSIFICAÇÃO
Daí o termo CRIPTÓGAMAS
Sistematas filogenéticos: sistema natural de classificação (segunda metade do séc. XVIII)
-Início: Charles Darwin (1859), Origem das espécies
	novas espécies, conhecimento detalhado de morfologia, melhoria 	de instrumentos ópticos
-Usam toda informação disponível (morfologia, anatomia, bioquímica…)
-Relaciona as espécies segundo afinidade baseada em ancestralidade e descendência
	plantas primitivas  plantas derivadas
-Sistemas utilizando parentesco evolutivo para plantas sem flores: Schimper (1879, apresentou os termos talófitas - algas + fungos -, briófitas e pteridófitas como 3 divisões), Eichler (1880)
-Principais sistemas utilizando parentesco evolutivo para plantas com flores: Adolf Engler, Karl Prant, Bessey (…biologia das fanerógamas)
Sec. XX: período citogenético-biossistemático
Classificação e Filogenia: noções de Sistemática Filogenética
Sistemática Filogenética: conjunto de métodos para estimar as relações filogenéticas dos seres vivos, ou seja, para reconstruir suas relações de parentesco.
…diferenças e semelhanças entre os organismos passam a ser vistas como produtos de sua história evolutiva = FILOGENIA
Árvores filogenéticas: 
-diagramas (cladogramas) que apresentam a distribuição dos caracteres 
-interpretado do ponto de vista temporal
-assume-se que cada ponto de ramificação (nó) representa um ancestral, real ou hipotético, e que cada ramo representa uma linhagem
evolutiva de um dado grupo
-expressam as relações genealógicas entre táxons de acordo com as hipóteses de um determinado pesquisador.
	Pode ser testado e revisto!
Árvore filogenética ou cladograma
Tempo
endossimbiose
nó
ancestral comum
1 ramo = linhagem 	evolutiva
Métodos tradicionais de estabelecer a filogenia de um grupo
Baseados em suas semelhanças gerais externas, relativamente a outros representantes daquele táxon. 
	raramente as árvores filogenéticas construídas pelos 	métodos tradicionais incluem considerações detalhadas de 	informação comparada
No método tradicional, a relação filogenética apresentada para um determinado táxon refletem a avaliação relativamente intuitiva e a ponderação de um grande número de fatores
Baseadas em grande parte na opinião do cientista investigador sobre a importância relativa de vários fatores que são considerados no estabelecimento da classificação
Análise cladística escola taxonômica que procura 					descobrir os padrões de relacionamento 				genealógico entre espécies
Utiliza caracteres sinapomórficos como indicadores de parentesco
são caracteres homólogos derivados, herdados de um ancestral comum recente por dois ou mais táxons, e que permitem reuní-los em grupos monofiléticos, que na maioria dos casos mostra um padrão ramificado.
o método para este fim é chamado método cladístico:
- Utiliza o princípio da Parcimônia (menor número de passos para ocorrer uma mudança)
…a expressão em palavras dos resultados das análises filogenéticas é regida pela taxonomia (identificação nas categorias taxonômicas)
inclui todos os descendentes de 1 mesmo ancestral comum (CLADOS)
inclui vários descendentes (mas não todos) de 1 mesmo ancestral comum, ou seja, inclui o ancestral comum
inclui vários táxons (terminais), mas não o ancestral comum
Grupos monofiléticos
Grupos parafiléticos
Grupos polifiléticos
Formam categorias taxonômicas
Resultados possíveis de uma análise cladística:
Sistemática molecular
-década de 80: advento da biologia molecular, uso de caracteres relacionados à estrutura genética ou protéica dos organismos
-elaboração de árvores filgenéticas a partir de dados moleculares: a partir de uma sequência de aminoácidos em proteínas ou de nucleotídios de ácidos nucléicos
-vantagens: são mais fáceis de quantificar; fornecem potencialmente muito mais caracteres para análises; permitem comparação de organismos que são morfologicamente muito distintos
-desvantagens: exigem técnicas laboratoriais; raramente obtidos de fósseis
Sistemas de classificação filogenéticos (tradicionais ou moleculares)
Objetivos:
Identificar, dar nomes e descrever os organismos
Inventariar os organismos segundo grupos
Organizar esquemas naturais de classificação que mostrem os parentescos entre os organismos
Entender processos evolutivos
Classificação dos seres vivos
organismos vivos
não se movem ou comem, crescem indefinidamente
-Linnaeus e outros cientistas antigos reconheciam apenas 3 Reinos:
VEGETAL
MINERAL
ANIMAL
organismos que se movem e crescem até certo ponto e interrompem crescimento
-inúmeros sistemas de classificação…
organismos não “vivos”
-Margulis & Schwartz (2001)
Dois super-reinos: Prokarya (procariontes) e Eukarya (eucariontes)
06 Reinos:
	 Procaryotae
	  Protista
	  Plantae
	  Fungi
	  Metazoa ou Animalia
Reinos monofiléticos ou “eucariontes superiores”
procariontes, sem núcleo com material genético
eucariontes, possuem núcleo com material genético
“eucariontes inferiores”
Margulis & Schwartz (2001)
eucariontes que não são fungos, plantas ou animais
Reino Fungi (Fungos): eucariontes os quais se desenvolvem a partir de um esporo
Reino Plantae (Plantas): eucariontes os quais se desenvolvem a partir de um embrião
Reino Animalia (Animais): eucariontes os quais se desenvolvem a partir de uma blástula
Reino Protista
-cerca de 250 mil espécies
-organismos predominantemente unicelulares, algumas vezes pluricelulares, definidos por exclusão
Relações filogenéticas a partir de dados moleculares (RNA) = sequência de nucleotídeos
 
Raven et al. (2007) = 3 grandes domínios
Reino Fungi: eucariotos, multicelulares, absorvedores
Reino Protista: eucariotos, predominantemente unicelulares, coloniais e multicelulares simples
Reino Plantae: eucariotos, multicelulares, fotossintetizantes, com embrião na fase esporofítica
Reino Animalia: eucariotos, multicelulares, que ingerem alimento
 Domínios procarióticos
Bacteria
Archaea
Domínio eucariótico 	Eukarya
cladograma com relógio molecular
endossimbiose*
*teoria endossimbiótica em série
Reino Plantae:
	Briófitas	Filo Hepatophyta
			Filo Anthocerophyta
			Filo Bryophyta
	Plantas vasculares
		Plantas vasculares sem sementes	Filo Psilotophyta
						Filo Lycophyta
						Filo Sphenophyta
						Filo Pterophyta
		Plantas vasculares com sementes	Filo Cycadophyta
						Filo Ginkgophyta
						Filo Coniferophyta
						Filo Gnetophyta
						Filo Antophyta
CRIPTÓGAMAS
FANERÓGAMAS
CRIPTÓGAMAS
FANERÓGAMAS
TRAQUEÓFITAS
BOTÂNICA
BOTÂNICA
MICROBIOLOGIA
ZOOLOGIA
O que fazer com o Reino Fungi e o Reino Protista?????
- Algas (protistas fotossintetizantes) são tradicionalmente estudadas em botânica, assim, a disciplina incluirá também estes reinos…
Reino Fungi 		Filo Chytridiomycota
			Filo Zygomycota
			Filo Ascomycota
			Filo Basidiomycota
Reino Protista
	Protistas heterótrofos	Filo Myxomycota
				Filo Dictyosteliomycota
				
	Protistas autótrofos		Filo Dinophyta
	(ALGAS)			Filo Euglenophyta
					Filo Cryptophyta
					Filo Haptophyta 															Filo Oomycota 
					Filo Bacillariophyta 
					Filo Crysophyta
					Filo Phaeophyta
					Filo Rhodophyta
					Filo Chlorophyta
GRANDES GRUPOS VEGETAIS
 
ALGAS (Cianobactérias + 6 Divisões de Protistas)
FUNGOS*
LIQUENS (ALGAS + FUNGOS)
BRIÓFITAS (3 Divisões)
PTERIDÓFITAS (4 Divisões)
GIMNOSPERMAS (4 Divisões) 
ANGIOSPERMAS (1Divisão)
“(…) Embora o sistema de classificação em cinco reinos tenha hoje uma grande aceitação, ele também não resolve todos os problemas da classificação dos seres vivos, pois existem sempre alguns grupos de organismos que ficam em uma zona nebulosa de contato entre dois ou até três reinos. Para resolver esses problemas, alguns autores criaram um sistema de sete e mesmo um de quinze reinos. Mas é óbvio que aumentar o número de categorias não é a solução para um problema que é, em síntese, uma demonstração da continuidade da vida e das inter-relações entre suas várias formas. O que fica patente em tudo isto é o esforço, mal sucedido, do homem em traçar linhas rígidas separando compartimentos arbitrários que fazem parte de um contínuo. (…)” 
Eurico Cabral de Oliveira
Para reflexão:
Complementação
Biologia Vegetal (P.H. Raven et al., 2007) = capítulo 12
“Sistemática: a ciência da diversidade biológica”, pág. 234-253.