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Im ag e m : © T re e o f Li fe W eb P ro je ct Botânica II (Criptógamas) Aula 1 Introdução ao estudo da Sistemática e da Biodiversidade Vegetal Prof. MSc. Allan Pscheidt WWF (1989): “A diversidade biológica é riqueza da vida na Terra, os milhões de plantas, animais e microrganismos, os genes que eles contêm e os intrincados ecossistemas que eles ajudam a construir no meio ambiente” Seres vivos: história da vida é ÚNICA, conhecimento fragmentado • Grande parte desconhecida • Ausência de dados • Hábitos de vida • Distribuição geográfica • Vulnerabilidade às mudanças climáticas • Importância econômica EVOLUÇÃO: diversidade de formas de vida, atuais e extintas ciência da diversidade dos organismos • Descoberta, descrição e a interpretação da diversidade biológica • Síntese da informação sobre a diversidade, na forma de sistemas de classificação Estudo da diversidade biológica que existe na Terra e da sua história evolutiva Sistemática Sistemática 1. Identificação 2. Nomenclatura 3. Classificação Reconstruir a história evolutiva • Descrever a diversidade existente • Compreender a diversidade • Comparar semelhanças e diferenças • Prever características dos organismos Estruturais Ecológicas Bioquímicas Taxonomia Nome Indexador de conhecimento Nomenclatura botânica Carolus Linnaeus Carlos Lineu Carl von Linné Botânico, zoólogo e médico sueco Marco inicial da nomenclatura 1753 Sistema binomial Código Internacional de Nomenclatura Botânica (ICBN) Conjunto de norma e recomendações que governam a atribuição formal da nomenclatura binomial das espécies Tem como objetivo assegurar que cada grupo taxonômico de plantas, algas, cianobactérias e fungos tenha um único nome, reconhecível e aceito em todo o mundo. Um nome científico é como um rótulo, servindo apenas para identificar uma espécie e não para a descrever. O sistema nomenclatural é baseado em 6 princípios: 1.Independência do Código Internacional de Nomenclatura Botânica: “A nomenclatura Botânica é independente da nomenclatura Zoológica” 2.Princípio da Tipificação: “Tipo” vem de exemplar típico. Quando se descobre uma espécie nova, um espécime é depositado em um herbário e estará disponível para estudo. Ele é considerado o exemplar típico (tipo) do grupo e será a referência para o nome dado à espécie. Este conceito requer que o nome original da espécie seja aplicado à espécie à qual o espécime tipo pertence. 3. Prioridade na Publicação: O nome correto para um táxon é o primeiro nome que foi publicado de acordo com as regras de nomenclatura. 4.Cada Táxon Tem Apenas Um Nome Válido Cada grupo taxonómico com uma particular delimitação, posição e nível pode ter apenas um nome, sendo este o primeiro que tenha sido publicado de acordo com o Código, exceto em casos específicos previstos pelo próprio Código. 5. Latim Os nomes científicos de grupos taxonômicos são tratados como nomes latinos, independentemente da palavra ou palavras de que sejam derivados. 6. Retroatividade do Código As regras de nomenclatura são retroativas, exceto nos pontos em que tal retroatividade seja limitada pelo próprio código. Para a generalidade dos casos, a retroatividade vai a 1 de maio de 1753, referente à publicação da Species Plantarum de Linnaeus Sistemas de Classificação Os sistemas de classificação vegetais estão representados por 4 tipos principais: • Sistemas baseados no hábito das plantas • Sistema artificial • Sistema natural • Sistema filogenético - São hierárquicos - Compostos de grupos contidos dentro de grupos Os primeiros sistemas de classificação surgiram da necessidade de organizar as informações sobre a utilidade das plantas e de suas periculosidades. Atualmente, levam em consideração as afinidades evolutivas entre os organismos. 1. Sistemas baseados no hábito das plantas Foram elaborados com o intuito informar as pessoas sobre a utilidade das plantas Dioscórides (100 d.C) Importante naturalista grego Coletou plantas em toda a Europa e escreveu o livro “Materia Medica” com descrições de aproximadamente 700 espécies de plantas medicinais. 2. Sistemas artificiais - Baseados em características numéricas - Conveniente para situar uma planta dentro de uma classificação e contribuir para sua identificação. - Não tem qualquer preocupação de mostrar relações de afinidade. Carolus Linnaeus (Carlos Lineu, Carl von Linné) 1707-1775 Sistema sexual – Baseado na flor e no número de estames e pistilos 3. Sistemas naturais Século XVIII • Aumento de conhecimentos e o grande número de plantas coletadas para serem identificadas • Plantas eram organizadas de acordo com as afinidades • Criado para refletir o plano criador de Deus Afinidade natural bem maior entre as plantas Tendência dos seres para um melhoramento constante rumo à perfeição 4. Sistemas filogenéticos Darwin Evolução Procura agrupar os táxons conforme ancestralidade e descendência. Escolas: 1. Gradista Exclusivamente morfológica Eichler (1839-1887) Criptógamas: reprodução por meio de esporos Fanerógamas: reprodução por meio de sementes 4. Sistemas filogenéticos Escolas: 2. Cladista Maior número de caracteres Baseiam-se em sinapomorfias (semelhanças) para construir grupos monofiléticos (um único ancestral) Os Reinos dos Seres Vivos Linnaeus (1753) 2 reinos Vegetabilia Animalia Whittaker (1969) 5 reinos Monera Protista Plantae Fungi Animalia Woese (1977) 6 reinos Eubacteria Archaebacteria Protista Plantae Fungi Animalia Cavalier-Smith (2004) 7 reinos Bacteria Archaea Protozoa Chromista Plantae Fungi Animalia Haeckel (1894) 4 reinos Protista Plantae Fungi Animalia Árvore evolutiva universal determinada pela comparação de sequências do RNA ribossômico. Árvore da vida Porque dados moleculares? Acesso aos padrões de parentesco histórico de organismos distintos. Animalia Animalia Plantae Arthropoda Chordata Magnoliophyta Insecta Mammalia Magnoliopsida Diptera Primatas Fabales Drosophilidae Hominidae Fabaceae Drosophila Homo Pisum D. Melanogaster H. sapiens P. sativum Mosca-da-fruta Ser humano Ervilha Chaves de identificação: um método de classificação artificial - Servir de ajuda para a identificação dos distintos grupos taxonômicos, sendo frequentemente artificiais. - Os caracteres têm de ser claros, menos plásticos e que necessitem de menos métodos ou materiais para sua identificação. - As chaves são geralmente dicotômicas podendo ser escritas no formato identado ou pareadas Espelha as relações evolutivas entre os organismos Sistema filogenético Ponto de partida: estudo comparado das semelhanças e diferenças compartilhadas entre os organismos Genótipos e fenótipos Processos fundamentais: • Anagênese Processo pelo qual um caráter surge ou se modifica Novidades evolutivas • Cladogênese Quebra da coesão existente originando dois ou mais grupos Barreiras geográficasBarreira geográfica especiação Os tentilhões de Darwin, Galápagos Filogenia Árvores evolutivas resultantes de análises filogenéticas – DENDOGRAMAS (Cladogramas) Terminal Nó Ramo Raiz MONOFILETISMO – quando os representantes de qualquer nível hierárquico apresentam o mesmo ancestral em comum PARAFILETISMO - não apresentam o mesmo ancestral em comum GRUPO-IRMÃO – dois taxa que são os parentes mais próximos um do outro Autapomorfia: estado de caráter derivado restrito a um único táxon terminal Sinapomorfia: estado de caráter derivado compartilhado Homoplasia: semelhança por paralelismo ou reversão de estados de caráter Apomorfia: estado de caráter derivado Plesiomorfia: estado de caráter ancestral Criptógamas Criptógamas cripto (grego – oculto: órgãos reprodutivos não aparentes) gamos (grego – casamento: união sexuada) Termo utilizado genericamente englobando fungos, algas, briófitas e pteridófitas Não é mais utilizado em sistemas de classificação atuais, pois engloba organismos bastante diversos e que não apresentam afinidades filogenéticas. Criptógamas Grupos: 1. procariontes: cianobactérias (algas azuis) 2. eucariontes unicelulares: algumas algas e fungos unicelulares 3. eucariontes multicelulares autótrofos fotossintetizantes: algumas algas, musgos, hepáticas, samambaias, avencas 4. eucariontes multicelulares com nutrição heterótrofa absortiva: fungos verdadeiros Organismos fotossintetizantes Células PROCARIONTES Células EUCARIONTES Ausente respiração por enzimas (messossomos) MITOCÔNDRIA PIGMENTOS CLOROPLASTOS Presente com 2 membranas Clorofila a bactérias (bacteriaclorofila). Ficobiliproteínas Clorofila a, b e c também carotenos, xantofilas e ficobiliproteínas Ausente tilacóides na matriz do citoplasma Presente tilacóides livres ou associados. Com 2, 3 e 4 membranas Cyanobacteria Rhodophyta
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