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SISTEMÁTICA VEGETAL De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P 1. SISTEMÁTICA ou TAXONOMIA = ciência da diversidade organísmica descoberta - descrição - interpretação síntese = De pa rta me nto descrição De pa rta me nto descrição de B otâ nia /IB US P ciência da diversidade organísmica Bo tân ia/ IB US P ciência da diversidade organísmica 1. SISTEMÁTICA ou TAXONOMIA = ciência da diversidade organísmica descoberta - descrição - interpretação síntese = sistema de classificação preditivo De pa rta me nto descrição De pa rta me nto descrição de B otâ nia /IB US P ciência da diversidade organísmica Bo tân ia/ IB US P ciência da diversidade organísmica 2. Número de espécies descritas de organismos vivos Wilson 2003 Vírus 1.000 Bactérias 4.760 Fungos 46.983 “Algas” 26.900 Briófitas 16.600 Pteridófitas 11.300 Gimnospermas 629 Angiospermas 240.000 Protozoários 30.800 Invertebrados 989.761 (insetos 751.000) Vertebrados 43.853 VEGETAIS De pa rta me nto Pteridófitas 11.300 De pa rta me nto Pteridófitas 11.300 Gimnospermas De pa rta me nto Gimnospermas Angiospermas 240.000 De pa rta me nto Angiospermas 240.000 de Briófitas 16.600 de Briófitas 16.600 B otâ nia /IB US P 46.983 Bo tân ia/ IB US P 46.983 26.900 Bo tân ia/ IB US P 26.900 Briófitas 16.600 B otâ nia /IB US P Briófitas 16.600 3. Diversidade biológica no mundo. De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P 3. Diversidade biológica no mundo. De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Myers et al. 2000 HOTSPOTS 3. Diversidade biológica no mundo - hotspots De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P 3. Diversidade biológica no mundo: os 25 hotspots Myers et al. 2000 Nature 403. De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P 3. Diversidade biológica no mundo: Diversidade florística no Brasil Catálogo de plantas e fungos do Brasil, 2010 www.floradobrasil.jbrj.gov.br 40.989 espécies: % endemicidade 3.608 fungos 14,5% 3.496 algas 1,5% 1.521 briófitas 18,1% 1.176 pteridófitas 38,3% 26 gimnospermas 7,7% 31.162 angiospermas 56,6% De pa rta me nto espécies: De pa rta me nto espécies: fungos De pa rta me nto fungos algas De pa rta me nto algas briófitas D ep art am en to briófitas espécies: de espécies: Bo tân ia/ IB US P2010 Bo tân ia/ IB US P2010 www.floradobrasil.jbrj.gov.br Bo tân ia/ IB US P www.floradobrasil.jbrj.gov.br espécies: B otâ nia /IB US P espécies: 40.989 espécies: 3.608 fungos 3.496 algas 1.521 briófitas 1.176 pteridófitas 26 gimnospermas 31.162 angiospermas 32.364 spp. plantas vasculares 3. Diversidade biológica no mundo: Diversidade florística no Brasil Catálogo de plantas e fungos do Brasil, 2010 www.floradobrasil.jbrj.gov.br De pa rta me nto fungos De pa rta me nto fungos 3.496 De pa rta me nto 3.496 algas De pa rta me nto algas 1.521De pa rta me nto 1.521 de espécies: de espécies: fungos de fungos Bo tân ia/ IB US P2010 Bo tân ia/ IB US P2010 Bo tân ia/ IB US P espécies: Bot ân ia/ IB US P espécies: www.floradobrasil.jbrj.gov.br Bo tân ia/ IB US P www.floradobrasil.jbrj.gov.br Diversidade florística no Brasil: Catálogo de plantas e fungos do Brasil - 2010 www.floradobrasil.jbrj.gov.br Plantas vasculares: 32.364 spp - Brasil é o país de maior diversidade do mundo. 18.082 spp endêmicas do país: proporção de endemismo de 55,9%, a maior da Região Neotropical. De pa rta me nto 18.082 spp endêmicas do De pa rta me nto 18.082 spp endêmicas do de de maior diversidade do de de maior diversidade do Bot ân ia/ IB US P Brasil é o país Bo tân ia/ IB US P Brasil é o país de maior diversidade do Botâ nia /IB US P de maior diversidade do 3. Diversidade biológica no mundo: Catálogo de espécies do Brasil - 2010 www.floradobrasil.jbrj.gov.br Plantas vasculares nos domínios fitogeográficos: Mata Atlântica: 19.355 spp., 40% endêmicas ao país. Cerrado: savanas mais ricas do mundo -12.669 spp. (4.215 endêmicas do Brasil). Amazônia: 13.317 spp. (2.046 endêmicas do Brasil). Plantas vasculares nos domínios fitogeográficos Cerrado: mundo -12.669 spp. (4.215 endêmicas do Brasil). Amazônia: endêmicas do Brasil). IBGE De pa rta me nto De pa rta me nto de de de B otâ nia /IB US PPlantas vasculares nos Bo tân ia/ IB US PPlantas vasculares nos domínios fitogeográficos Bo tân ia/ IB US P domínios fitogeográficos Mata Atlântica: Bo tân ia/ IB US P Mata Atlântica: Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P 4. Síntese de informações Jeffrey 1984 De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P 5. Nomenclatura botânica 5.1. Hierarquia taxonômica dos sistemas de classificação biológica: classe sufixo exemplo Reino - Plantae Divisão phyta Magnoliophyta Classe opsida Magnoliopsida Subclasse idae Rosidae Superordem anae Rosanae Ordem ales Rosales Família aceae Rosaceae Subfamília oideae Rosoideae Tribo eae Roseae gênero - Rosa espécie - Rosa canina L. subespécie - - variedade - R. canina var. canina De pa rta me nto Ordem ales Rosales De pa rta me nto Ordem ales Rosales Família aceae Rosaceae De pa rta me nto Família aceae Rosaceae De pa rta me nto Subfamília oideae Rosoideae De pa rta me nto Subfamília oideae Rosoideae Tribo eae RoseaeD ep art am en to Tribo eae Roseae de Superordem anae Rosanae de Superordem anae Rosanae Ordem ales Rosales de Ordem ales Rosales Bo tân ia/ IB US P Divisão phyta Magnoliophyta Bo tân ia/ IB US P Divisão phyta Magnoliophyta Classe opsida Magnoliopsida Bo tân ia/ IB US PClasse opsida Magnoliopsida Subclasse idae Rosidae Botân ia/ IB US P Subclasse idae Rosidae Superordem anae Rosanae Bot ân ia/ IB US P Superordem anae Rosanae 5.2. Nomenclatura botânica Código Internacional de Nomenclatura Botânica Princípios, regras e recomendações. Princípio III: Prioridade de publicação: Cissus scycioides L. é hoje sinônimo de Cissus verticillata (L.) D.H.Nicholson & Jarvis De pa rta me nto Princípio III: Prioridade de publicação: De pa rta me nto Princípio III: Prioridade de publicação: Cissus scycioides De pa rta me nto Cissus scycioides L.De pa rta me nto L. de B otâ nia /IB US P Princípios, regras e recomendações. Bo tân ia/ IB US P Princípios, regras e recomendações. 5.3. Princípio II: aplicação de nomes de grupos taxonômicos é determinada por meio de tipos nomenclaturais De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P 6. O trabalho do sistemata: 6.1. investigação teórica e aprimoramento da metodologia científica 6.2. inventário florístico – área geográfica OU revisão sistemática de um grupo - estudo abrangente (monografia) De pa rta me nto 6.2. inventário florístico De pa rta me nto 6.2. inventário florístico de 6.2. inventário florístico de 6.2. inventário florístico Bo tân ia/ IB US P 6.3. Métodos - coleta do material botânico no campo De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto de de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Velloziaceae campos rupestres De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P De pa rta me nto De pa rta me nto de de B otâ nia /IB US P 6.3. Métodos - preparação dos espécimes para herbário De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P HERBORIZAÇÃO - PRENSA De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P ereta prostrada ERVA 10 cm 1 m HÁBITOS MAIS COMUNS ÁRVORE 1 m 100 m lenhoso ARBUSTO SUBARBUSTO ereto ou prostrado lenhoso só na base LIANA escandente e lenhosa De pa rta me nto prostrado De pa rta me nto prostrado d e ereto ou de ereto ou prostrado d e prostrado Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P ereto ou Bo tân ia/ IB US P ereto ou HERBORIZAÇÃO ESTUFA DE CAMPO De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P HERBORIZAÇÃO ESTUFA ELÉTRICA De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Juliana Rando 2009 Juliana Rando 2009 De pa rta me nto de de de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Forman & Bridson 1991 HERBORIZAÇÃO - EXSICATAS De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P HERBÁRIO De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P HERBÁRIO SPF 203.000 espécimes: 30.000 algas marinhas 173.000 plantas vasculares Carpoteca Xiloteca Biblioteca Banco de dados De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P HERBÁRIO identificação: - análise morfológica em laboratório - consulta a literatura especializada - comparação com material de herbário - colaboração de especialistas De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P- comparação com material de herbário Bo tân ia/ IB US P- comparação com material de herbário - colaboração de especialistas Bo tân ia/ IB US P - colaboração de especialistas Bo tân ia/ IB US P 6.4. Compilação e divulgação dos resultados: - chaves de identificação - descrições - ilustrações - dados biológicos, ecológicos, geográficos. Artigos científicos, floras e monografias Revisão de conceitos e novos métodos e modelos téoricos . De pa rta me nto Artigos científicos, floras e monografias De pa rta me nto Artigos científicos, floras e monografias de - dados biológicos, ecológicos, geográficos. de - dados biológicos, ecológicos, geográficos. Bo tân ia/ IB US P - dados biológicos, ecológicos, geográficos. Bo tân ia/ IB US P - dados biológicos, ecológicos, geográficos. De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P Flora da Serra do Cipó: Loganiaceae De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Mapeamento de Distribuição geográfica MALVACEAE Jacaranda De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Grandes naturalistas do séculos XVIII e XIX Karl Friedrich Phillip von Martius (1794-1868) De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Obra publicada entre 1840 e 1906, com participação de 65 especialistas http://florabrasiliensis.cria.org.br/ Karl Friedrich Phillip von Martius De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto Obra publicada entre 1840 e De pa rta me nto Obra publicada entre 1840 e de B otâ nia /IB US P Flora brasiliensis vol. 1: fitogeografia De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Flora brasiliensis vol. 12: Anacardiaceae Engler 1876 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P 7. Sistemas de classificação: 7.2. fontes de evidência taxonômica: da morfologia aos genes - Morfologia - Anatomia - Palinologia - Citologia - Química - Sistemática molecular (DNA e RNA) De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P ASTERALES ASTERACEAE ou COMPOSITAE - folhas alternas ou opostas - óvulo 1, basal - inulina (oligossacarídeo) - CAPÍTULO Helianthus annuus De pa rta me nto (oligossacarídeo) D ep art am en to (oligossacarídeo) de B otâ nia /IB US P - folhas alternas ou opostas Bo tân ia/ IB US P - folhas alternas ou opostas LAURACEAE Cinnamomum camphora Endress 1994 Sassafras De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P EUPHORBIACEAE Látex Hevea brasiliensis seringueira Fruto tricoca Conceveiba De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P Euphorbia cooperi De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Jeffrey 1984 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P MORACEAE Ficus elastica folha Robbins & Weier 1950 De pa rta me nto de B otâ nia /IBUS P ELEMENTOS TRAQUEAIS EM CARYOPHYLLALES CACTACEAE PORTULACACEAE De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto de de de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P ACANTHACEAE De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Clado maior de CARYOPHYLLALES 19 famílias -Flores monoclamídeas -Caule com camadas concêntricas de xilema e floema Gomphrena Portulaca Celosia De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P antocianidina fórmula geral da betacianina e betaxantina De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Seqüenciamento de bases de DNA De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Adiantopsis radiata Pteris gleichnioides GENOMA DO CLOROPLASTO 120 KB rbcL LOCALIZAÇÃO DO GENE rbcL (1,4 KB) UMA DAS ÁRVORES MAIS PARCIMONIOSAS OBTIDAS COM SEQÜÊNCIAS DE rbcL DE PTERIDACEAE. EM VERMELHO, ESPÉCIES COM SEQÜÊNCIAS PROVENIENTES DO GENEBANK FILOGENIA DE PTERIDACEAE BASEADA EM SEQÜÊNCIAS DE rbcL COLAB.: JEFFERSON PRADO, iBt De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto de de de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US PFILOGENIA DE Bo tân ia/ IB US PFILOGENIA DE PTERIDACEAE Bo tân ia/ IB US P PTERIDACEAE BASEADA EM Bo tân ia/ IB US P BASEADA EM SEQÜÊNCIAS DE Bo tân ia/ IB US P SEQÜÊNCIAS DE 8. Herbários virtuais e bancos de dados sobre classificação de plantas HERBÁRIOS VIRTUAIS Jardim Botânico de Nova York: www.nybg.org/bsci/hcol Jardim Botânico do Missouri: (TROPICOS) www.mobot.mobot.org/W3T Jardim Botânico de Kew: www.rbg.kew.org.uk Instituto de Botânica de São Paulo: www.ibot.sp.gov.br (somente tipos nomenclaturais – 2 mil) De pa rta me nto www.mobot.mobot.org/W3T De pa rta me nto www.mobot.mobot.org/W3T De pa rta me nto Jardim Botânico de Kew: De pa rta me nto Jardim Botânico de Kew: www.rbg.kew.org.uk De pa rta me nto www.rbg.kew.org.uk de B otâ nia /IB US P Jardim Botânico do Missouri: Bo tân ia/ IB US P Jardim Botânico do Missouri: Indices de Nomes de Plantas www.ipni.org (Index Kewensis + Gray Herbarium Index) Flora Brasiliensis (C.F.P. Martius - texto e figuras) http://gallica.bnf.fr Angiosperm Phylogeny Group (APG) www.mobot.org/MOBOT/research/APweb Tree of Life (sítio de M.L. Sogin & D.J. Paterson) http://phylogeny.arizona.edu/tree/eukaryotes/ crown_eukaryotes.html De pa rta me nto Angiosperm Phylogeny Group De pa rta me nto Angiosperm Phylogeny Group De pa rta me nto www.mobot.org/MOBOT/research/APweb De pa rta me nto www.mobot.org/MOBOT/research/APweb de B otâ nia /IB US P texto e figuras) Bo tân ia/ IB US P texto e figuras) 9. O apoio do taxonomista às comunidades científica e leiga: -a necessidade de identificação acurada das plantas - laudos de identificação botânica (profissional habilitado) -o problema dos nomes vulgares: erva-doce (Pimpinella ou Foeniculum, ambas Apiaceae) boldo (Peumus, Monimiaceae ou Coleus, Lamiaceae) De pa rta me nto de - laudos de identificação botânica (profissional habilitado) de - laudos de identificação botânica (profissional habilitado) B otâ nia /IB US P - laudos de identificação botânica (profissional habilitado) Bo tân ia/ IB US P - laudos de identificação botânica (profissional habilitado) De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto de de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P Fernando da Costa Pinheiro Fernando da Costa Pinheiro De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P Breve história da classificação de Traqueófitas Sistemas artificiais Sistemas naturais Sistemas evolutivos (gradistas) Sistemas filogenéticos De pa rta me nto Sistemas artificiais De pa rta me nto Sistemas artificiais De pa rta me nto Sistemas naturais De pa rta me nto Sistemas naturais de B otâ nia /IB US Pde Traqueófitas Bo tân ia/ IB US Pde Traqueófitas Sistemas artificiais Da Antigüidade (Theophrastus 300 A.C.) até Linnaeus (século XVIII) D ep art am en to (Theophrastus 300 A.C.) De pa rta me nto (Theophrastus 300 A.C.) até Linnaeus (século XVIII) D ep art am en to até Linnaeus (século XVIII) (Theophrastus 300 A.C.) de (Theophrastus 300 A.C.) Bo tân ia/ IB US P Da Antigüidade Bo tân ia/ IB US P Da Antigüidade (Theophrastus 300 A.C.) Bo tân ia/ IB US P (Theophrastus 300 A.C.) Ray (1690) monocotiledôneas e dicotiledôneas De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Carl Linnaeus 1707-1778 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Linnaeus 1753 Sistema sexual das Plantas Datura pertence a Pentandria Monogyna De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Sistemas naturais de Jussieu (1789) e De Candolle (1820) até o advento da teoria da evolução. Princípios delineados por Andreas Caesalpinus (1583). Tournefort (1694) e Linnaeus (1751) descreveram “gêneros naturais” De pa rta me nto da teoria da evolução. De pa rta me nto da teoria da evolução. de B otâ nia /IB US P Jussieu 1789 Genera plantarum Gêneros e famílias descritos e colocados em classes Esquema serial linear simples complexo: acotiledôneas – monocots - - dicots – coníferas (Cycadales nas pteridófitas) De pa rta me nto monocots - De pa rta me nto monocots - coníferas De pa rta me nto coníferas de B otâ nia /IB US P Brown 1826 Gimnospermas como grupo separado das angiospermas De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P De Candolle 1824-1864 Prodromus Systematis naturalis regni vegetabilis 15 volumes Série linear: dicots – coníferas - monocots (Thalamiflorae – Calyciflorae - Corolliflorae - Monochlamydeae) De pa rta me nto dicots De pa rta me nto dicots De pa rta me nto de Série linear: de Série linear: dicots de dicots Bo tân ia/ IB US P Série linear: Bo tân ia/ IB US P Série linear: Bentham & Hooker 1862-1883 Genera plantarum Série linear: dicots (coníferas) - monocots De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Sistemas evolutivos ou gradistas Linguagem evolucionária incorporada aos sistemas de classificação De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P H. G. Adolf Engler Syllabus derPflanzenfamilien (12 edições a partir de 1892) De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Classe Monocotyledoneae (14 ordens) Classe Dicotyledoneae 2 subclasses Archiclamydeae Apetalae (44 ordens) Choripetalae (Polypetalae) Metaclamydeae ou Sympetalae (11 ordens) Engler – Syllabus: 1892 (1964 - ed. 12, póstuma) Divisão Embryophyta: 4 Subdivisões: Bryophyta, Pteridophyta, Gymnospermae e Angiospermae ou Anthophyta: De pa rta me nto Classe Dicotyledoneae De pa rta me nto Classe Dicotyledoneae 2 subclasses Archiclamydeae Apetalae De pa rta me nto 2 subclasses Archiclamydeae Apetalae de Classe Dicotyledoneae de Classe Dicotyledoneae Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P Classe Monocotyledoneae Bo tân ia/ IB US P Classe Monocotyledoneae (14 ordens) Bo tân ia/ IB US P (14 ordens) Angiospermae ou Anthophyta: Bo tân ia/ IB US P Angiospermae ou Anthophyta: Engler: simples = primitivo complexo = evoluído Casuarinaceae Salicaceae De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bessey 1915 “dicta”: tendências de evolução De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bessey 1915 ortogênese De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Magnoliaceae Winteraceae Annonaceae De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto de de de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Hutchinson 1926, 1959 De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Takhtajan 1959 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Takhtajan 1969 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P (64 ordens, 322 fam.) (19 ordens, 66 fam.) De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P (128 ordens dicots; 38 ordens monocots) De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P (Takhtajan 1997: 589 famílias em 232 ordens de dicotiledôneas) De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Thorne 1976 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Thorne 1992 – 20 superordens dicots (440 fam., 69 ord.) Annonanae De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Dahlgren 1975, 1981 dahlgrenonagrama D ep art am en to dahlgrenonagrama D ep art am en to dahlgrenonagrama de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Dahlgren 1975 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Dahlgren 1975 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Dahlgren 1981 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P G. Dahlgren 1989 – 25 superordens dicots, 10 em monocots De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Advento da Cladística Willi Hennig (1950, 1966) tempo De pa rta me nto Willi Hennig (1950, 1966) De pa rta me nto Willi Hennig (1950, 1966) de B otâ nia /IB US P Advento da Cladística Bo tân ia/ IB US P Advento da Cladística SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA Hennig 1950, 1966 paradigma nos diversos campos da Biologia Comparada - mais objetivo, reproduzível e estatisticamente embasado. - caracteres em estados plesiomórficos ou apomórficos (não táxons) - estados apomórficos informativos para recuperação de parentesco -só grupos monofiléticos devem ser reconhecidos De pa rta me nto - caracteres em estados plesiomórficos ou De pa rta me nto - caracteres em estados plesiomórficos ou de B otâ nia /IB US Pda Biologia Comparada - mais objetivo, Bo tân ia/ IB US Pda Biologia Comparada - mais objetivo, reproduzível e estatisticamente embasado. Bo tân ia/ IB US P reproduzível e estatisticamente embasado. HAMAMELIDIDAE Illiciales Nelumbonales Ranunculales Papaverales Sarraceniales CARYOPHYLLIDAE DILLENIIDAE ROSIDAE - ASTERIDAE Magnoliales Rafflesiales Aristolochiales Piperales Laurales Nymphaeales LILIATAE (monocotiledôneas) ? ? RANUNCULIDAE MAGNOLIIDAE Bremer & Wanntorp 1978 De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto de de B otâ nia /IB US PCARYOPHYLLIDAE Bo tân ia/ IB US PCARYOPHYLLIDAE DILLENIIDAE Bo tân ia/ IB US P DILLENIIDAE ROSIDAE - ASTERIDAE Bot ân ia/ IB US P ROSIDAE - ASTERIDAE Bot ân ia/ IB US P Crane 1985 ] viventes ] viventes viventes De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Donoghue & Doyle 1989 Morfologia De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Sistemática molecular sequenciamento de segmentos dos ácidos nucléicos (nuclear e cloroplasto) - número elevado de caracteres menos influenciados por fatores ambientais - seleção objetiva de caracteres - permite comparação entre quaisquer grupos de organismos (grandes amostras de OTUs: centenas) De pa rta me nto seleção objetiva de caracteres De pa rta me nto seleção objetiva de caracteres permite comparação entre quaisquer D ep art am en to permite comparação entre quaisquer de B otâ nia /IB US Pnúmero elevado de caracteres Bo tân ia/ IB US Pnúmero elevado de caracteres Bo tân ia/ IB US P menos influenciados por fatores ambientais Bo tân ia/ IB US P menos influenciados por fatores ambientais 3 genomas nas plantas: DNA nuclear DNA mitocondrial – 80 000 pares de bases DNA cloroplasto – 120.000 pares de bases rbcL De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Obtenção de sequências PCR Purificação de DNA clonagem Reamplificação de gene a partir de colônias de bactérias Seqüência 820 bp 400 bp Extração DNA Folhas secas em sílica nuclear cloroplasto De pa rta me nto clonagem De pa rta me nto clonagem De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Bo tân ia/ IB US P De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P CLADÍSTICA Bases = caracteres multiestados não-ordenados sequência de bases táxons 1 2 3 4 5 6 7 8 ....... A T C C G G A G T ...... grupo externo B C C T G G C G T ...... - 1 3 6 C C C T A A A G C ...... - 1 3 4 5 8 DC C T A A C G T ...... - 1 3 4 5 6 E C T T A A C G C ...... - 1 2 3 4 5 6 8 - método de comparação com grupo-externo - critério de parcimônia -outros critérios: Máxima Verossimilhança, Bayesiano... Sistemática molecular De pa rta me nto C C T G G C G T ...... - 1 3 6 De pa rta me nto C C T G G C G T ...... - 1 3 6 C C T A A A G C ...... - 1 3 4 5 8 De pa rta me nto C C T A A A G C ...... - 1 3 4 5 8 C C T A A C G T ...... - 1 3 4 5 6 De pa rta me nto C C T A A C G T ...... - 1 3 4 5 6 C T T A A C G C ...... - 1 2 3 4 5 6 8 De pa rta me nto C T T A A C G C ...... - 1 2 3 4 5 6 8 de C C T G G C G T ...... - 1 3 6 de C C T G G C G T ...... - 1 3 6 Bo tân ia/ IB US P 1 2 3 4 5 6 7 8 ....... Bo tân ia/ IB US P 1 2 3 4 5 6 7 8 ....... T C C G G A G T ...... Bo tân ia/ IB US P T C C G G A G T ...... C C T G G C G T ...... - 1 3 6 B otâ nia /IB US P C C T G G C G T ...... - 1 3 6 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P GENES Inferência filogenética entre gêneros e espécies: ndhF (2100 – 2200 pb) matK (1100 pb) trnL-F (1100 – 1400 pb) ITS 1 (210 – 270 pb) núcleo ITS 2 (205 – 240 pb) entre famílias e ordens: rbcL atpB 18SnrDNA - cloroplasto cloroplasto núcleo De pa rta me nto núcleo De pa rta me nto núcleo 240 pb) De pa rta me nto 240 pb) entre famílias e ordens: D ep art am en to entre famílias e ordens: D ep art am en to de núcleo de núcleo Bo tân ia/ IB US Pcloroplasto Bo tân ia/ IB US Pcloroplasto Chase et al. 1993 rbcL A N G I O S P E R M A S E U D I C O T S De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Angiosperm Phylogeny Group (APG) 1998 rbcL, atpB 18S rDNA De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P APG-II 2003 18S rDNA, rbcL, atpB 45 ordens 457 famílias De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P APG-III 2009 18S rDNA rbcL atpB atp1 matR + 61 marcadores de 45 táxons De pa rta me nto De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Amborellales Nymphaeales Austrobaileyales Chloranthales Monocotiledôneas - 22% Eudicotiledôneas - 75% Magnoliídeas - 2% Ceratophyllales APG-III 2009 De pa rta me nto De pa rta me nto Monocotiledôneas De pa rta me nto Monocotiledôneas de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P Magnoliídeas Bo tân ia/ IB US P Magnoliídeas - Bo tân ia/ IB US P - Classificação das Monilófitas Smith et al. 2006 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Leliaert et al. 2012 CLASSES segundo Lewis & McCourt 2004 De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Classificação das Organismos Vivos Bresinsky et al. 2012 (ed. 36 do Tratado de Strassburger) 3 Reinos (domínios): Archaea, Bacteria, Eucarya Eucarya: 7 subreinos - ex. Heterokontobionta, Mycobionta, Rhodobionta etc. e Chlorobionta: 2 divisões: Cholorophyta (8 classes - ex. Ulvophyceae) e Streptophyta: 13 subdivisões - ex. Charophytina, Marchantiophytina, Bryophytina etc. sendo 6 subdivisões de plantas vasculares: Lycopodiophytina, Psilophytina, Equisetophytina, Marattiophytina, Filicophytina e Spermatophytina (esta com 4 classes: Cycadopsida, Ginkgopsida, Coniferopsida e Magnoliopsida). De pa rta me nto 13 subdivisões - ex. De pa rta me nto 13 subdivisões - ex. Marchantiophytina De pa rta me nto Marchantiophytina 6 subdivisões de plantas vasculares: De pa rta me nto 6 subdivisões de plantas vasculares: de 13 subdivisões - ex. de 13 subdivisões - ex. Bo tân ia/ IB US P Chlorobionta: Bo tân ia/ IB US P Chlorobionta: (8 classes - ex. Ulvophyceae) Bo tân ia/ IB US P (8 classes - ex. Ulvophyceae) Classificação das Embriófitas Chase & Reveal 2009 Equisetopsida De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Classificação das Traqueófitas Chase & Reveal 2009 Embryopsida, a new name for the class of land plants - Pirani & Prado 2012 Embryopsida Engler ex Pirani & J. Prado, cl. nov. Plantae embryonatis, acotyledoneae vel cotyledoneae, sporophytiis multicellularis, tectis cum cuticula, praesentia ex archegonia, antheridia et esporangiis, sporae pariete cum sporopollinina. De pa rta me nto De pa rta me nto cuticula De pa rta me nto cuticula esporangiis De pa rta me nto esporangiis de cotyledoneae de cotyledoneae cuticulad e cuticula Bo tân ia/ IB US P Engler Bo tân ia/ IB US P Engler Plantae Bo tân ia/ IB US P Plantae cotyledoneaeBo tân ia/ IB US P cotyledoneae Méritos e limitações relativos das abordagens morfológicas e moleculares: - variam entre grupos de organismos, - variam nos diferentes níveis taxonômicos 2 vantagens principais dos métodos moleculares: - amplitude filogenética das comparações - independência de influências externas - Árvore da Vida De pa rta me nto 2 vantagens principais dos métodos moleculares: De pa rta me nto 2 vantagens principais dos métodos moleculares: amplitude filogenética das comparações De pa rta me nto amplitude filogenética das comparações independência de influências externas De pa rta me nto independência de influências externas de B otâ nia /IB US P variam entre grupos de organismos, Bo tân ia/ IB US P variam entre grupos de organismos, variam nos diferentes níveis taxonômicos Bo tân ia/ IB US P variam nos diferentes níveis taxonômicos Vantagens dos métodos morfológicos: - Fenótipos morfológicos mais prontamente detectáveis e reconhecíveis - Tamanho da amostragem maior (virtualmente completa!) - Eventuais distribuições diferenciais (populacionais ou geográficas) - Acesso à informação paleontológica (campo praticamente exclusivo da morfologia) - Possibilidade de incorporar informação ontogenética - Custo mais baixo ? De pa rta me nto (populacionais ou geográficas) De pa rta me nto (populacionais ou geográficas) Acesso à informação paleontológica De pa rta me nto Acesso à informação paleontológica (campo praticamente exclusivo da morfologia) De pa rta me nto (campo praticamente exclusivo da morfologia) de (populacionaisou geográficas) de (populacionais ou geográficas) Bo tân ia/ IB US P (virtualmente completa!) Bo tân ia/ IB US P (virtualmente completa!) Eventuais distribuições diferenciais Bo tân ia/ IB US P Eventuais distribuições diferenciais Plunkett et al. 1996 Aplicações das filogenias hipóteses de evolução de caracteres De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Evolução da polinização em Ficus Weiblen 2000 Aplicações das filogenias hipóteses de evolução De pa rta me nto De pa rta me nto De pa rta me nto Weiblen 2000 De pa rta me nto Weiblen 2000 de B otâ nia /IB US P Plunkett et al. 1996 Aplicações das filogenias hipóteses biogeográficas De pa rta me nto de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P 1970-93 – consenso besseyano (gradismo) década de 1990 – consolidação do paradigma da Sistemática Filogenética 1993-2010 - avanços das filogenias moleculares APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 Argumentação contemporânea focada nas relações entre filogenias e classificações. De pa rta me nto APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 De pa rta me nto APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 Argumentação contemporânea focada De pa rta me nto Argumentação contemporânea focada de APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 de APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 Bo tân ia/ IB US P avanços das filogenias moleculares Bo tân ia/ IB US P avanços das filogenias moleculares APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 Bo tân ia/ IB US P APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 Classificações hierárquicas construídas com base em morfologia: - refletem e são congruentes com muitos nós da árvore filogenética dos seres vivos; -provêm a estrutura de grupos sobre os quais análises de sequências de DNA são implementadas. Filogenias macromoleculares (e combinadas): - podem fornecer corroboração ou resolução para grupos tradicionais; - permitem acurácia nas partes da filogenia em que há carência de dados morfológicos. - indicam o contexto onde estudos anatômicos rigorosos e críticos de caracteres morfológicos devem ser implementados. De pa rta me nto Filogenias macromoleculares (e combinadas): De pa rta me nto Filogenias macromoleculares (e combinadas): podem fornecer corroboração ou resolução De pa rta me nto podem fornecer corroboração ou resolução De pa rta me nto para grupos tradicionais; De pa rta me nto para grupos tradicionais; de Filogenias macromoleculares (e combinadas): de Filogenias macromoleculares (e combinadas): Bo tân ia/ IB US Panálises de sequências de DNA são implementadas. Bo tân ia/ IB US Panálises de sequências de DNA são implementadas. Progresso da Sistemática - fontes de evidência taxonômica: da morfologia aos genes - morfológicos - anatômicos - palinológicos - citológicos - micromoleculares - macromoleculares (DNA e RNA) Sistemática Filogenética De pa rta me nto De pa rta me nto (DNA e RNA) De pa rta me nto (DNA e RNA) De pa rta me nto de de B otâ nia /IB US P Bo tân ia/ IB US P SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA -possibilita construção de sistema de classificação preditivo, constituído de grupos que provavelmente sejam linhagens naturais - permite hipóteses mais objetivas sobre evolução dos diversos traços biológicos e sobre a diversificação dos grupos De pa rta me nto classificação preditivo, constituído de grupos De pa rta me nto classificação preditivo, constituído de grupos que provavelmente sejam linhagens naturais De pa rta me nto que provavelmente sejam linhagens naturais - permite hipóteses mais objetivas sobre De pa rta me nto - permite hipóteses mais objetivas sobre classificação preditivo, constituído de grupos de classificação preditivo, constituído de grupos B otâ nia /IB US P possibilita construção de sistema de Bo tân ia/ IB US P possibilita construção de sistema de classificação preditivo, constituído de grupos B otâ nia /IB US P classificação preditivo, constituído de grupos
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