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�1 Introdução à Botânica para Farmácia PLANTAS MEDICINAIS: HISTÓRIA, TRADIÇÃO E ATUALIDADE O homem sempre buscou no reino vegetal recursos para sua sobrevivência, seja para alimentação, levando-o à práticas agrícolas, seja para alimentação, seja para a cura de de doenças, através de plantas medicinais. As informações sobre o uso de plantas na cura de doenças ao longo da história, baseou-se, sobretudo, no conhecimento intuitivo de homens e mulheres que, ao longo do tempo, aprenderam a diferenciar as ervas benéficas daquelas tóxicas à saúde. Assim, desde a Idade Antiga, podemos notar o uso das plantas de forma medicinal. Um dos primeiros relatos sobre o uso de plantas medicinais pelo homem teve origem na Mesopotâmia e data de aproximadamente 2600 a.C. Entre os preparados mencionados estão o óleo de Cedros sp (cedro), Glycyrrhiza glabra (alcaçuz) e Papaver somniferum (papoula), sendo todos utizados amplamente nos dias de hoje para tratamentos de resfriado, infecção parasitária e inflamação. No Egito, as fontes escritas foram principalmente papiros, os quais se conservavam enrolados de forma que resistissem aos anos. O mais importante papiro é conhecido como Papiro de Ebers (datado de 1550 a.C.) que catalogou 125 plantas medicinais e 811 receitas, em homenagem a Georg Ebers (1837-1898), que o descobriu. A Índia é o país que, ao lado da China, tem grande tradição na utilização das plantas medicinais, que constituem a base da terapêutica da Medicina Ayurvédica. Lá, foram escritas várias obras sobre medicamentos à base de plantas, como sândalo, canela, cardamono e sobre a preparação de elixires, tinturas, essências, sucos, extratos, etc. Hipócrates, considerado o pai da medicina ocidental, acreditava que a prevenção e a cura das doenças encontravam-se na natureza, cabendo ao homem apenas a sua decodificação. Assim, reuniu em sua obra, Corpus Hipocraticum, um conjunto de informações acerca do tratamento das enfermidades, com remédios à base de plantas. Foi seguido por muitos outros, como Teofrasto, Plínio, Asclepíades, Pelacius, Dioscórides, etc. Durante as chamadas civilizações clássicas, as drogas vegetais começam a ser registradas de forma sistemática. Na Grécia, Pedacius Dioscórides realizou a primeira compilação sistemática d,e plantas na sua obra, que foi posteriormente traduzida para o Latim por humanistas do século XV, chamada De Matéria Médica, a qual, por mais de 1500 anos, durante o período greco-romano e na Idade Média, foi considerada a bíblia de médicos e farmacêuticos. Nela ele descreveu a origem, características e usos em terapêutica de mais de 500 drogas vegetais, aproximadamente 100 drogas de origem animal e outras tantas de origem mineral. Este livro foi de grande importância para a medicina européia, até o século XVII. Acredita-se que a matéria-médica, transformada em disciplina didática, deu origem à moderna Farmacognosia. Foi no século 2 d. C. que as plantas ganharam uma maior utilização na terapêutica. Isto se deve incansável de vários estudiosos como Galeno, que escreveu várias obras e ganhou notoriedade dentro da farmacologia pela preparação de suas formulações, hoje denominadas fórmulas galênicas. O longo período que se seguiu no Ocidente, a queda do Império Romano, conhecido como Idade Média ou Idade das Trevas, não foi uma época caracterizada por rápidos progressos científicos. Os domínios da ciência, da magia e da feitiçaria, tendem freqüentemente a confundir-se; drogas como meimendro-negro, a beladona e a mandrágora, eram consideradas como plantas de origem diabólica. Neste período, a guarda e a reprodução de escritos relacionados à medicina foram confinadas aos mosteiros, que passaram a funcionar como depositários dos conhecimentos médicos. Era comum, nestes locais a existência de grandes jardins medicinais. A igreja, que já exercia um grande poder com relação à questão espiritual, passou a ser detentora de poder sobre o corpo físico, pois eram os religiosos os responsáveis pelas transcrições dos registros. A população, no entanto, totalmente desprovida de cuidados, por si só passou a desenvolver práticas de cura. Assim surge a medicina popular, permeada de práticas mágicas exercidas principalmente por curandeiros, bruxos, herboristas e a população em geral. �2 Neste contexto, a magia das plantas esteve muito tempo associada às práticas mágicas, místicas e ritualísticas, e quem as praticava eram considerados hereges (bruxos, etc) Na Idade Média ganhou prestígio a Teoria das Assinaturas, segundo a qual, cada planta medicinal leva um sinal que indica suas propriedades. “Tudo o que a natureza cria”, escreveu o médico suíço Paracelso, no século XVI, “recebe a imagem da virtude que ela pretende esconder ali”. Assim, as plantas que segregam a substância leitosa conhecida por látex, servem para preparar remédios que estimulam a lactação. Se o látex é amarelado, como o da celidônia, a planta é considerada útil para o tratamento da icterícia. Plantas carnudas desenvolvem a carne humana. A forma da noz indica sua utilidade no tratamento de doenças cerebrais e a do feijão é recomendada para os males dos rins. A partir do séc. XVI, com o Renascimento, três fatores contribuíram para a consolidação da Fitoterapia: o avanço da botânica que foi incrementado pelo estudo classificatório das plantas; a disseminação do herbalismo, com a criação de herbários e jardins de plantas medicinais, principalmente junto às universidades, e a descoberta e a troca de plantas medicinais entre diferentes regiões, devido às grandes navegações e ao estabelecimento de rotas comerciais. Biodiversidade e Plantas Medicinais A magnitude da biodiversidade brasileira não é conhecida com precisão tal à sua complexidade, estimando- se mais de dois milhões de espécies distintas de plantas, animais e micro-organismos. Isso coloca o Brasil como detentor da maior diversidade biológica do mundo. Apesar disso e de toda a diversidade de espécies existentes, o potencial de uso de plantas como fonte de novos medicamentos é ainda pouco explorado. Entre as 250 mil e 500 mil espécies de plantas estimadas no mundo, apenas pequena percentagem tem sido investigada fitoquimicamente, fato que ocorre também em relação às propriedades farmacológicas, nas quais, em muitos casos, existem apenas estudos preliminares. Em relação ao uso médico, estima-se que apenas 5 mil espécies foram estudadas. No Brasil, com cerca de 55 mil espécies de plantas, há relatos de investigação de apenas 0,4% da flora. Estima-se que pelo menos 25% de todos os medicamentos modernos são derivados diretamente ou indiretamente de plantas medicinais, principalmente por meio da aplicação de tecnologias modernas ao conhecimento tradicional. No caso de certas classes de produtos farmacêuticos, como medicamentos antitumorais e antimicrobianos, essa percentagem pode ser maior que 60% A Organização Mundial da Saúde (OMS), considerando as plantas medicinais como importantes instrumentos da assistência farmacêutica, por meio de vários comunicados e resoluções, expressa sua posição a respeito da necessidade de valorizar a sua utilização no âmbito sanitário, ao observar que 70% a 90% da população nos países em desenvolvimento depende delas no que se refere à Atenção Primária à Saúde. Em alguns países industrializados, o uso de produtos da medicina tradicional é igualmente significante, como o Canadá, França, Alemanha e Itália, onde 70% a 90% de sua população tem usado esses recursos da medicina tradicional sobre a denominação de complementar, alternativa ou não convencional. De forma semelhante no Brasil, cerca de 82% da população brasileira utiliza produtos à base de plantas medicinais nos seus cuidados com a saúde, seja pelo conhecimento tradicional na medicina tradicional indígena, quilombola, entre outros povos e comunidadestradicionais, seja pelo uso popular na medicina popular, de transmissão oral entre gerações, ou nos sistemas oficiais de saúde, como prática de cunho científico, orientada pelos princípios e diretrizes do Sistema Único de Saúde (SUS). É uma prática que incentiva o desenvolvimento comunitário, a solidariedade e a participação social. �3 Biodiversidade ameaçada A rica flora brasileira abre um enorme leque de possibilidades de utilização de plantas para fins medicinais. Toda essa biodiversidade, no entanto, se encontra ameaçada por diversos fatores. A intensa destruição a que está sujeita a flora brasileira com seus milhares de espécies importantes para a medicina, muitas delas ainda desconhecidas do meio científico coloca em risco essa biodiversidade. O processo de perda de material biológico é chamado de erosão genética e sua intensificação progressiva pode acarretar danos irreversíveis para a vegetação brasileira. A destruição do hábitat natural dessas plantas e sua intensa exploração são alguns dos fatores que podem gerar essa erosão. O êxodo rural também traz conseqüências fortes para o conhecimento tradicional a respeito das plantas medicinais, já que as famílias, ao deixarem o campo, levam consigo informações importantes relativas às plantas daquela região. A biopirataria é outro fator de grande risco para a flora brasileira. Todo ano, milhões de espécies nativas são retiradas ilegalmente das florestas brasileiras para serem estudadas em outros países. O Brasil, além de perder esse conhecimento, ainda acaba pagando royalties pelos medicamentos estrangeiros feitos a partir de matéria-prima nacional. Por esses motivos, é importante implementar políticas que preservem essa flora e regulamentem o uso de plantas medicinais, além de incentivar os estudos nessa área para benefício da população. O desmatamento descontrolado das florestas brasileiras principalmente, dificulta a possibilidade de descoberta de um número incalculável de substâncias inéditas e mesmo com características estruturais surpreendentes. Esta devastação florestal causa a perda do conhecimento acumulado ao longo do tempo sobre o uso tradicional das plantas destas florestas ,pelas populações a ela associadas. Conservação da Biodiversidade A conservação é uma ação desenvolvida no intuito de preservar genomas, espécies, populações e ecossistemas da erosão genética, degradação ou extinção. A conservação da biodiversidade é uma necessidade e também uma tarefa de responsabilidade de todos nós. Consideram-se dois tipos de conservação atualmente: Conservação in situ ✦É a manutenção dos recursos vegetais dentro da comunidade da qual fazem parte ✦Mantém toda a variabilidade disponível de uma ou mais populações de espécies, permitindo a sua dinâmica e evolução no ecossistema. Conservação ex situ ✦É a manutenção dos recursos vegetais for a do seu local de origem ✦É a estratégia de conservação mais utilizada hoje, seja em bancos de genes, sementes, cultura in vitro, etc. ESTRATÉGIAS PARA A CONSERVAÇÃO •Realização de um inventário da flora medicinal e aromática •Introdução, colheita e caracterização química e molecular de espécies medicinais e aromáticas •Realização de pesquisas para a conservação e manuseio de espécies medicinais • Difusão de informação através de cursos e conferências •Estabelecimento de uma rede nacional de recursos genéticos de plantas medicinais e aromáticas •Criação e preservação de espaços (tais como áreas, parques e reservas) com proteção especial. �4 Medicamentos Sintéticos versus Medicamentos Naturais Plantas constituem importante fonte de produtos naturais biologicamente ativos, muitos dos quais são modelos para a síntese de um grande número de fármacos, pois produzem grande diversidade de produtos químicos, através dos metabolismo primário e secundário. Os produtos naturais são fonte de grande diversidade química, criando, portanto, uma perspectiva de obtenção de novos fármacos. Exemplos de substâncias obtidas de plantas com uso medicinal: cardiotônicos, isolados de Digitalis purpurea Taxol, isolado de Taxus brevifolia, com atividade anticancerígena em tumores de ovários e seios Pilocarpina, alcalóide obtido da espécie Pilocarpus jaborandi, cujos sais (cloridrato e nitrato) são utilizados no tratamento de glaucoma molecular muito maior que nos sintéticos. A catastrófica diminuição da biodiversidade no planeta como um todo, e em nosso país em particular, nos privará de uma grande fonte de novos fármacos. Conceitos básicos em Plantas Medicinais Planta medicinal ➜ é qualquer vegetal que tem atividade biológica possuindo um ou mais princípios ativos úteis à saúde humana Ferreira (1998). Matéria –prima (OMS) ➜ é toda droga ou produto de origem natural, destinado à extração de princípios ativos ou de elaboração de preparações complexas, convenientemente elaboradas para uso medicinal Droga vegetal ➜ planta medicinal ou suas partes, após processo de coleta, estabilização e secagem, podendo ser íntegra, rasurada, tinturada ou pulverizada (RDC 48 de 16 de março de 2004/ ANVISA). Ex: Cassia angustifolia (SENE) Derivados de droga vegetal (droga derivada) ➜ produtos de extração da matéria prima vegetal: extrato, tintura, óleo, cera, exsudato, suco e outros. EX: Látex de papoula (Papaver somniferum L.) usado na produção do pão de ópio (que depois é seco e pulverizado) Fitoterápicos ➜ são medicamentos que só podem ter vegetais em sua composição como substância ativa à qual pode ser, entretanto, adicionado um corante, solvente ou adoçante, mas nunca poderá estar misturado com princípios ativos sintéticos, conforme a Resolução 17 da Anvisa (ANVISA, 2006). Princípio Ativo ➜é toda substância isolada do órgão vegetal (ou animal) que possui estrutura química definida e que tenha propriedade medicinal. Disciplinas relacionadas às plantas medicinais Planta Medicinal - todo e qualquer vegetal que possui, em um ou mais órgãos, substâncias que podem ser utilizadas com fins terapêuticos . Planta Aromática - vegetais que possuem substâncias (óleos essenciais) que conferem sabor e/ou aroma em alimentos e produtos industrializados. �5 Farmacopéia - este termo foi utilizado pela primeira vez no século XVI. Hoje, de uso generalizado, às vezes tem como sinônimo os termos Codex ou Código. As farmacopeias modernas são publicações oficiais, elaboradas por comissões e designadas pelos governos, destinadas a estabelecer normas para a uniformização do preparo de medicamentos instituindo as especificações mínimas da qualidade dos produtos farmacêuticos, desde a matéria-prima até a embalagem. As farmacopéias reúnem informações padronizadas sobre as características das drogas (propriedades físicas, químicas e organolépticas). Cada país pode ter a sua farmacopeia, que não é mera cópia de outras. O Brasil oficializou a sua primeira farmacopeia em 1926, com um total de 221 drogas vegetais. A Segunda edição (1959) suprimiu um grande número destas drogas, restando apenas 160. A terceira edição (1976) possui 26 espécies citadas. A quarta edição (1988, Parte II, fascículo I), possui 10 espécies vegetais citadas. Na parte II, fascículo II (2000), há 9 vegetais citados. A quinta edição da Farmacopéia Brasileira volume 1 e 2, foi publicada no D.O.U. através da RDC 49/2010 em 24/11/2010. Esse novo compêndio revogou as 4 edições anteriores. As monografias de Plantas Medicinais foram elevadas significamente para um total de 54 drogas vegetais. Significado da Identificação de Drogas A Botânica, direcionada às plantas medicinais, deve fundamentar-se principalmente na identificação de drogas vegetais e na sistemática vegetal, procurando sempre usar exemplos de espécies vegetais com atividades farmacológicas conhecidas. É de grande importância paraquem trabalha com drogas vegetais, conhecer o nome botânico das plantas, pois os nomes populares variam de uma cultura para outra e da região geográfica onde se localiza. Desta forma, o uso de droga legítima no preparo do “simples” (denominação utilizada para medicamento natural, à base de plantas, em geral) é imprescindível. O prestígio ou desprestígio dos extratos vegetais usados na terapêutica, depende do tipo da droga utilizada em sua elaboração. Exemplo: O fabricante de extratos vegetais que utilize folhas de uma espécie de Ottonia, conhecida vulgarmente como jaborandi, estará cometendo um erro grave, uma vez que as propriedades farmacodinâmicas deste extrato são muito diferentes daquelas obtidas pelo extrato de folhas de Pilocarpus jaborandi H., este sim o jaborandi verdadeiro. Antes de se utilizar qualquer droga no preparo de medicamentos, deve-se submetê-la a uma análise rigorosa. A identificação e pureza da droga, assim como a avaliação de seus princípios ativos, são tarefas indispensáveis àqueles que buscam obter produtos de boa qualidade. Deve-se sempre ter em mente que a adulteração e falsificação podem ocorrer através daqueles que buscam apenas o lucro, sem se importar com o bem estar público. No nosso país, no que tange as drogas naturais, principalmente as de origem vegetal, esse problema ocorre com frequência. Grande parte das drogas brasileiras origina-se de plantas silvestres e muitos coletores podem ter pouco ou nenhum conhecimento. Assim, ao lado da desonestidade de uns, ocorre a ignorância de outros, o que vem contribuindo para a má qualidade dos fitoterápicos. Além disso, os nomes regionais de plantas podem ser motivo de erro também. Os nomes populares das plantas variam muito de um lugar a outro e uma mesma planta pode ser conhecida por mais de um nome popular, causando muitas vezes, confusão. Antes de se utilizar qualquer matéria-prima ou droga de origem vegetal no preparo de medicamentos, deve-se submetê-la a uma análise rigorosa. A identificação e a pureza da droga, bem como a avaliação de seus princípios ativos, são tarefas indispensáveis àqueles que buscam produtos de boa qualidade. �6 Herbário, Herborização e Coleta de material Botânico Um herbário é uma coleção de plantas secas, na qual se reúnem e preservam, de forma ordenada, espécimens vegetais ou parte deles. São mantidos por instituições de ensino e/ou pesquisa. Um herbário contém geralmente, representantes da composição da flora local, regional, nacional e até mesmo mundial. Cada herbário no mundo é cadastrado no Índex Herbarium, relacionando a localização, a flora que está representada no herbário, o número de espécimes do acervo, o corpo de pesquisadores ligados ao herbário, bem como a especialidade de cada um, além de receber uma sigla, que no caso do herbário oficial da Universidade Federal do Espírito Santo a sigla é Herbário VIES. Os herbários podem conter ainda à parte, a carpoteca, que consta de uma coleção de frutos dessecados ou mantidos em líquido conservador. Cada fruto fixado, recebe um número relacionando-o a uma exsicata armazenada no herbário A pessoa (pesquisador ou professor) responsável pela manutenção, organização e manejo da coleção é denominada curador do herbário e é também o elo entre taxonomistas e leigos interessados. No herbário o processo de identificação mais comum é por comparação: a amostra recém-coletada é comparada com outra anteriormente coletada e identificada. Se todas as características da nova amostra forem semelhantes, pode-se determinar o nome da amostra por comparação com a exsicata depositada no herbário. As coleções de um herbário são as ferramentas mais importantes para o conhecimento sistemático e entendimento das relações evolutivas e fitogeografia da flora de uma região, para o desenvolvimento de pesquisas, dissertação, teses e monografias sobre os mais variados aspectos da Botânica, incluindo plantas medicinais. O sistema de manejo de herbário envolve vários processos como prensagem, secagem, montagem das amostras, registro, conservação, informatização, intercâmbio e atualização de exsicatas. A Identificação de um material botânico é feita quando se denomina uma planta já descrita e classificada. A Classificação de um material botânico é feita quando se procura localizar uma planta ainda desconhecida (que ainda não foi descrita)dentro de um sistema de classificação. A coleção do herbário é feita através de muitas coletas de material em campo, bem como de doações e trocas de exsicatas com outras instituições de pesquisa. A coleta de material vegetal em campo se destina à confecção de exsicatas que serão depositadas em herbários. Exsicata é uma amostra de planta seca e prensada (herborizada), fixada em uma cartolina de tamanho padrão acompanhadas de uma etiqueta ou rótulo contendo informações sobre o vegetal e o local de coleta, para fins de estudo botânico. Exsicatas são normalmente guardadas num herbário. Para a montagem de exsicatas, há um procedimento padrão, como se segue. •As amostras são montadas em cartolinas rígidas e de preferência na cor branca. •Tamanho médio é geralmente de 35 X 45 X 20 cm. • exsicatas são conservadas em armário de ferro, separadas em escaninhos. •As informações de coleta devem constar em uma etiqueta, afixada no canto inferior direito da cartolina, no outro lado será lançado o número de registro da exsicata, o qual não deve se repetir em coletas diferentes. O número de registro inicia no 1 até o infinito. Toda exsicata deve ser registrada para controle, e será lançado em um livro ou caderno, o número de registro, nome e número do coletor, local e data da coleta, nome vulgar, nome científico e família. Coleta de Material em Campo Uma ida ao campo para coleta de material, requer preparo anterior. O que se deve levar? Como proceder na coleta em campo? �7 Para a obtenção de amostras botânicas é necessário: tesoura de poda, facão, podão, prensa (a prensa é formada por duas grades formada de sarrafos de madeira, com 40 cm comprimento e 30 cm largura, acompanhada por papelões de espessura dupla com as mesma dimensões, jornais, duas cordas ou cordões grossos ou, cintas com fivelas para amarração), fichas de campo e a caderneta de campo. De um modo geral, só plantas férteis, contendo flores e/ou frutos, devem ser coletadas. Isto porque estas estruturas são essenciais para a identificação das plantas. Coleta-se amostras o suficiente para possibilitar a identificação e a permuta entre herbários (pelo menos 5 amostras). Adicionar mais flores e/ou frutos a coleta, armazenando em meio líquido (flores e frutos) ou dissecados (frutos), para que quando seja necessário utilizá-los, não sejam retirados da exsicata. Além disto, procura-se representar, sempre que possível, a variação existente na população e no próprio indivíduo. Na caderneta de campo e nas fichas deve-se registrar: nome (s) do (s) coletor (es); data de coleta (dia/mês/ano); localização, fornecendo referências geográficas, município, estado e, sendo possível, coordenadas; tipo de vegetação e substrato. As amostras devem ser prensadas e desidratadas. A prensagem consiste em manter o material coletado sob pressão para se obter um exemplar dessecado e livre de enrugamentos. Para isto, as amostras devem ser colocadas entre folhas de jornal dobrado, dispostas na seguinte ordem: grade de madeira, papelão, folhas de jornal com as amostra e sua ficha de campo; papelão, outra amostra e assim sucessivamente, até fechar com a segunda grade de madeira. Finaliza- se o conjunto pela amarração com cordas. A secagem deve ser realizada em estufas ou, quando não disponível, em calor ambiente, quando então o jornal deverá ser trocado diariamente. IMPORTANTE: • anotar, também alguns pontos como referência à localização da planta,os quais facilitem um possível retorno ao local. Essas anotações devem ser tomadas de maneira que outra pessoa possa localizar a mesma planta, caso necessite observá-la posteriormente à coleta. •informações acerca do ambiente: tipo de solo e de vegetação predominante, etc. •características da planta que não serão observadas após a desidratação do material, tais como: altura e circunferência da planta, hábito, forma da árvore, disposição dos ramos, forma do tronco, tipo de base do tronco, características da casca, exsudação, coloração das flores e tamanho, textura e cor dos frutos, tipo de odor, denominação local e usos. •devem ser anotadas as informações do(s) coletor(es), para que possam ser contactados em caso de dúvidas •O uso de uma Ficha de Campo ( veja modelo adiante) facilita muito o trabalho de coleta, uma vez que nela pode-se reunir as características mais importantes e necessárias que só podem ser anotadas no campo. Prensar o material ainda no campo: •a prensagem do material coletado requer bastante cuidado e paciência, pois o mesmo não pode ficar muito agrupado •deve ser arrumado, no jornal, de maneira, a evidenciar flores e/ou frutos, muito importantes na identificação; •as folhas devem ficar arrumadas de maneira a evidenciar as duas faces (virar algumas folhas para expor o lado inferior), quando forem muitas e/ou grandes demais deve-se retirar algumas que serão cortadas no pecíolo, para que seja possível verificar a filotaxia das mesmas. •É prático colocar a amostra em jornal apenas entre dois papelões e estes entre os dois lados da prensa de madeira, fazer uma pequena pressão e amarrar com a corda ou cinta. •Quando possível corta-se um fruto longitudinalmente e outro transversalmente, para adicionar em cada amostra. �8 Processamento do material coletado A organização do material para desidratação inicia-se dispondo, em uma superfície plana, um dos lados da prensa, depois uma folha de papelão, um corrugado, mais um papelão, depois a amostra em jornal, uma folha de papelão, um corrugado, um papelão, outra amostra, daí em diante seguindo a mesma seqüência de material. No final da pilha, colocar o outro lado da prensa, apertando-a ao máximo possível, com auxilio da corda ou cinto de lona. As partes da pilha devem ficar dispostas de modo que, as amostras e corrugados, fique entre as folhas de papelão. Após a coleta, leva-se o material coletado e pré-preparado para o laboratório, onde será devidamente dessecado. Para secagem do material, utiliza-se uma fonte de calor branda, como estufas, como as da figura abaixo, feita de madeira, com várias lâmpadas incandecentes no fundo e uma malha de alumínio a um certa distância delas formando uma prateleira, onde serão acondicionadas as prensas. As lâmpadas devem manter uma temperatura de ≅ 45ºC por tempo suficiente para secá-las por completo. O material prensado deve ser examinado regularmente, tendo o cuidado de apertar as cordas e virar a prensa, pra que o calor seja distribuído igualmente. Estudo Dirigido 1. Qual a importaria das plantas para o homem ao longo da história? 2. Porquê estudar as plantas medicinais no curso de Farmácia? 3. O que é uma droga vegetal? 4. Diferencia droga vegetal de droga derivada 5. Diferencia principio ativo de planta medicinal 6. Qual(is) é(são) o(s) requisito(s) para que um medicamento seja considerado um fitoterápico? 7. O que é um herdeiro e qual sua finalidade? 8. Defina o que é uma exsicata. 9. Comente sobre a importância do estudo da biodiversidade para a indústria farmacêutica 10. O que é uma Farmacopéia? Qual sua utilidade? exsicata estufa de secagem de material vegetal �9 Sistemática, Taxonomia e Sistemas de Classificação O homem, numa tentativa de melhor compreender o mundo natural, ao longo do tempo, sempre procurou classificar, de alguma forma, os seres vivos, correlacionando suas diferenças de acordo com diferentes critérios para a constituição de unidades distintas – as espécies. Classificar as coisas é uma prerrogativa humana baseada na capacidade da mente de conceitualizar e reconhecer a presença de propriedades similares em objetos individuais. Classificar organismos, ecossistemas, sinais, formas, estruturas,, comportamentos, é uma capacidade inata que a mente humana realiza geralmente de forma involuntária e sem esforço. Num sentido lato, a taxonomia biológica é o ramo da biologia que se dedica ao estudo e descrição da variação da forma dos organismos, à investigação das causas e consequências dessa variação e ao uso da informação obtida sobre a variação dos organismos na elaboração de sistemas de classificação. Num sentido estrito, a taxonomia envolve a descoberta, a descrição, a designação e a classificação de taxa . A taxonomia inclui três importantes atividades subsidiárias: a classificação, a atribuição de nomes e a identificação. ✦ Classificação – estruturação de sistemas lógicos de categorias (sistemas de classificação) que agrupem e categorizem, geralmente de forma hierárquica, os organismos (vd. Evolução dos sistemas de classificação de plantas--vasculares ; ✦ Nomenclatura – abrange o estudo dos sistemas e métodos de designação dos grupos de organismos, e a construção, interpretação e aplicação dos regulamentos que governam estes sistemas (vd.Nomenclatura ); ✦ Identificação (= determinação) – denominação de um organismo tendo como referência uma classificação já existente. Um sistemata (o especialista em sistemática) classifica quando descreve uma espécie nova para a ciência. Cabe a ele atribuir um nome científico de acordo com as regras de nomenclatura em vigor. Um praticante de botânica ao reconhecer essa mesma espécie no campo ou no herbário, identifica. Os taxa naturais ou monofiléticos (com um único ancestral comum), reúnem os indivíduos de uma espécie ancestral, atual ou extinta, e todos os indivíduos de todas as espécies dela descendentes. A sua existência é independente dos sistemas de classificação criados pelo homem: são entidades objetivas. Se não forem monofiléticos, os grupos taxonômicos podem ser (i) parafiléticos quando excluem alguns descendentes de um ancestral comum, ou (ii) polifiléticos se reúnem taxa de dois ou mais grupos monofiléticos sem uma ancestralidade comum. Os taxonomistas utilizam-se de características morfológicas, fisiológicas ou moleculares para classificar e/ou identificar os taxa. Estas características são genericamente designadas por caracteres taxonômicos. Um carácter pode ter vários estados. Por exemplo, o carácter posição do ovário tem três estados-de-carácter: ovário ínfero, semi-ínfero e súpero. Frequentemente, o termo “carácter taxonômico” é utilizado com o significado de “estado-de-carácter”. Os caracteres diagnóstico são utilizados para distinguir os taxa de outros que se lhes assemelhem. A botânica sistemática, ou taxonomia botânica, é uma ciência antiga. O seu desenvolvimento precedeu a genética, a fisiologia ou a ecologia vegetal. Nos seus primórdios, os objetivos da botânica sistemática se resumiam no reconhecimento de taxa e na sua designação. Os objetivos da botânica sistemática são hoje francamente mais vastos (i) inventariar a flora mundial; (ii) produzir métodos de identificação das plantas; (iii) facilitar a comunicação nos domínios do conhecimento relacionados com as plantas; (iv) produzir um sistema coerente e universal de classificação; (v) explorar as implicações evolucionárias da diversidade vegetal; (vi) explorar as relações filogenéticas entre taxa; (vii) fornecer um único nome latino para cada taxa de plantas atual ou extinto. Evolução dos sistemas de classificação botânica Os sistemas de classificação biológica são sistemas hierárquicos de categorias, geralmente construídos de modo a permitiremuma fácil referenciação dos seus membros. Dizem-se hierárquicos porque os indivíduos de qualquer categoria são organizados em grupos cada vez mais inclusivos, até restar apenas um. Os principais cinco grandes tipos de sistemas de classificação biológica: artificiais, naturais e cladísticos. As ideias dominantes (= paradigmas) na biologia �10 condicionaram a natureza e o sucesso dos sistemas de classificação biológica. Os sistemas de classificação artificiais (p.ex. sistema sexual de Carl Linnaeus) e naturais (p.ex. sistema de de Candolle) são essencialistas porque pressupõem um mundo biológico constituído por caracteres imutáveis. Os sistemas de classificação cladísticos integram a idéia de evolução. Sistemas artificiais Carl Linnaeus [1707-1778], Carlos Lineu em português, foi um médico, botânico, zoólogo e mineralogista sueco. É considerado uma das personagens mais determinantes da história da biologia pelos historiadores de ciência. A sistemática botânica e zoológica moderna nasceu em duas das suas publicações. A primeira edição do Species Plantarum, de 1773, e a décima edição do Systema Naturae, uma obra em dois volumes publicada entre 1758 e 1759, são consideradas, respectivamente, o ponto de partida da nomenclatura sistemática botânica e zoológica. O uso da nomenclatura binomial na taxonomia biológica generalizou-se após a publicação da primeira edição do Species Plantarum, embora Lineu, numa fase inicial do seu trabalho científico, não a tenha valorizado e aplicado de forma sistemática. A invenção da nomenclatura binomial é anterior a Lineu, e deve-se a Caspard Bauhin [ 1560-1624], um médico e botânico suíço de origem francesa. Os binomes específicos substituíram a nomenclatura polinomial que se caracterizava pelo uso de um nome genérico, sucedido por um número variável de palavras a descrever a morfologia, e/ou a autoria da descrição original das espécies. A nomenclatura binomial tem a vantagem de ser mais fácil de memorizar, de acelerar as trocas de informação, e de ser mais estável e menos sujeita a erros do que a nomenclatura polinomial. Através do nome genérico expressa e resume relações evolutivas e de similaridade morfológica de enorme utilidade prática. Lineu estabeleceu três reinos – Regnum Animale (reino animal), Regnum Vegetabile (reino vegetal) e Regnum Lapideum (reino mineral). Considerou cinco categorias taxonômicas fundamentais que permanecem em uso na nomenclatura biológica moderna: o reino, a classe, a ordem, a família e o gênero. Lineu defendeu que a categoria taxonômica fundamental dos sistemas de classificação é a espécie e, muito antes emergência da moderna biologia da evolução, que a coesão morfológica dos indivíduos coespecíficos se devia ao sexo. A importância de Lineu na história da biologia deve-se quer às suas contribuições científicas, quer à doutrinação de um núcleo coeso de discípulos que disseminaram as suas ideias, métodos e publicações. Não deixa de ser significativo que o Systema Naturae esteja exposto numa das estantes da casa que Charles Darwin habitou durante grande parte da sua vida. Lineu reconheceu 24 classes no reino vegetal com base na presença ou ausência, número, comprimento e concrescência dos estames, e ainda na sua adnação ao pistilo. O sistema lineano, embora tenha grande utilidade prática, produz grupos de plantas dissimilares e de baixo valor extrapolativo: a partir das características de uma elemento do grupo, não é possível, a priori, antever as características mais marcantes na forma de cada um dos restantes elementos que o compõem. Diz-se que é um sistema de classificação artificial porque se baseia em um número reduzido e arbitrário de características de fácil observação. Sistemas Naturais Os sistemas naturais de classificação fundamentam-se no princípio de que a utilização de um grande número de caracteres origina classificações intuitivas e de maior valor extrapolativo que os sistemas artificiais. Muitos dos defensores destes sistemas consideravam ainda que os caracteres taxonômicos não devem ser pesados, ou seja, a todos deve ser dada a mesma importância, e que as plantas devem ser organizadas nas Floras* de forma natural. Os fundamentos teóricos dos sistemas naturais de classificação foram originalmente estabelecidos pelo botânico francês Michel Adanson [1727-1806]. No Genera Plantarum, A. L. de Jussieu [1748-1836] sintetizou as idéias de Adanson com o sistema binomial de Linné. Os sistemas naturais de Augustin de Candolle [1778-1841] e de G. Bentham [1800-1884] e J. D. Hooker [1817—1911] são os mais relevantes para a história da botânica. O quadro abaixo mostra as principais características dos sistemas artificiais e naturais. Os sistemas de classificação fenéticos, muito em voga nos anos 1960 e 1970, são um refinamento dos sistemas de classificaçãso naturais. Caracterizam-se por reunir um grande número de semelhanças entre organismos, tendo em �11 conta a presen;ca ou ausência de uma serie de caracteres fenotípicos, geralmente tratados com o mesmo peso (importância). Quadro 1. Principais características dos grandes tipos de sistemas artificiais e naturais *O termo “Flora" em maiúscula, refere-se aos livros de botânica que descrevem em pormenores, com recurso frequente à chaves dicotômicas, as plantas de um dado território.Ex: Flora Brasiliensis foi produzida entre 1840 e 1906 pelos editores Carl Friedrich Philipp von Martius, August Wilhelm Eichler e Ignatz Urban, com a participação de 65 especialistas de vários países. Contém tratamentos taxonômicos de 22.767 espécies, a maioria de angiospermas brasileiras, reunidos em 15 volumes. Em minúsculas “flora”, designa um conjunto de espécies e de categorias suespecíficas de um território, p. ex. a flora da Mata Atlântica do Espírito Santo. Sistemas Evolutivos A incorporação da teoria Darwiniana da evolução alterou radicalmente o propósito dos sistemas de classificação. Os autores dos sistemas naturais procuravam obter grupos morfologicamente consistentes. Nos sistemas de classificação evolutivos (sistemas filogenéticos) passou a ser prioritário que os taxa refletissem relações de parentesco , ou seja, relações filogenéticas, o que significa que têm proximidade evolutiva. Taxa evolutivamente próximos têm tendência a partilhar mais caracteres e a serem mais semelhantes entre si que taxa pouco aparentados. A similaridade morfológica reflete, com frequência, proximidade genética. Os sistemas naturais e evolutivos são herdeiros diretos de uma tradição botânica européia, por razões geográficas, de início pouco consolidadas nos territórios tropicais de maior diversidade taxonômica. Enquanto a flora holártica (flora de clima polar, boreal, temperado e mediterrâneo do hemisfério norte) foi segmentada num elevado número de gêneros e famílias, a flora tropical foi tratada de uma forma muito conservadora por estes sistemas de classificação. Os sistemas de classificação evolutivos baseiam-se em caracteres morfológicos avaliados e polarizados, i.é, dividindo opiniões, de forma intuitiva. Os caracteres moleculares não eram conhecidos ou foram desvalorizados. A informação molecular transporta em si , imensa informação essencial para estabelecer relações de parentesco, complementar da informação morfológica. Consequentemente, a distinção entre similaridades morfológicas devidas à partilha de ancestrais comuns ( homologias) ou à convergência evolutiva (analogias), nem sempre foi resolvida de forma adequada. Estudos sobre o processo evolutivo se beneficiam (em geral, muito!) do conhecimento daquilo que deduzimos que aconteceu durante a evolução da vida na Terra. Por exemplo, quando elaboramos uma hipótese sobre a evolução de uma característica em particular de um organismo, assumimosque o caráter em questão de fato evoluiu dentro do grupo em estudo. Além disso, tais hipóteses em geral se apóiam em conhecimentos sobre a condição precursora a partir da qual este caráter se desenvolveu. Este tipo de informação sobre as sequências de eventos evolutivos é obtida Sistemas de Classificação Principais Características Artificiais • reduzido nº de caracteres de fácil observação • geralmente agrupam plantas filogeneticamente não relacionadas, morfologicamente semelhantes • baixo valor extrapolativo • grande estabilidade • fácil identificação dos grupos Naturais • elevado nº de caracteres, exigindo assim grande quantidade de informação • organização das plantas em grupos morfologicamente consistentes • frequentemente agrupam plantas filogeneticamente próximas • pelo fato de valorizarem de igual modo homologias e analogias podem produzir grupos artificiais ( de taxa não aparentados) • elevado valor preditivo • o aumento do conhecimento botânico repercute-se na organização dos grupos - maior instabilidade • a identificação dos grupos pode ser difícil na prática taxonômica �12 pelos sistematas que reconstroem a filogenia (a história evolutiva) de um grupo de organismos. De modo semelhante, estudos sobre as taxas de modificações evolutivas, das idades e padrões de diversificação de linhagens dependem diretamente do conhecimento sobre relações filogenéticas. O Conceito de Espécie A categoria básica da hierarquia taxonômica é a espécie, que pode ser definida como a menor população permanentemente distinta e distinguível das demais, e cuja troca gênica é livre (entrecruzamento possível, originando descendentes férteis). De acordo com o conceito biológico de espécie, este taxon é natural e é o único agrupamento taxonômico que existe na natureza, sendo os outros todos fruto de esquemas conceituais humanos. A espécie é categoria básica deste sistema ou unidade de classificação biológica, sendo a categoria com menor capacidade de inclusão, mas mais uniforme. Nomenclatura Botânica A Nomenclatura Botânica é a parte da Botânica Sistemática que se dedica a dar nomes às plantas. Preocupa-se em dar o emprego correto dos nomes das plantas, envolvendo um conjunto de princípios, regras e recomendações aprovados em Congressos Internacionais de Botânica e publicados num texto oficial. Durante o 1o Congresso Internacional de Botânica, realizado em Paris, quando se discutiu e se aprovou a "Lois de Nomenclature Botanique”, apresentada por Alphonse de Candolle (1867), foi que surgiu pela primeira vez um autêntico Código Internacional de Nomenclatura Botânica, conhecido também como Código de Paris. O Código, hoje em dia, é muito mais aperfeiçoado, mais completo e mais minucioso que o de Paris. Além disso, a Sessão de Nomenclatura é o principal foro de discussão e votação das propostas de alteração do Código Internacional de Nomenclatura Botânica (CINB) e acontece em intervalos de seis anos, na semana que antecede o Congresso Internacional de Botânica. As propostas são publicadas na revista Taxon, que pertence à International Association for Plant Taxonomy (IAPT) e é o veículo oficial de divulgação de Nomenclatura Botânica. Os primeiros nomes das plantas foram vernáculos ou nomes comuns, mas estes têm seus seguintes inconvenientes: ✦Não são universais e somente são aplicados a uma língua. ✦Somente algumas plantas têm nome vernáculo. ✦É comum 2 ou mais plantas não relacionadas terem o mesmo nome ou uma mesma planta ter diferentes nomes comuns. ✦Se aplicam indistintamente a gêneros, espécies ou variedades. Início da nomenclatura organizada No século XVIII (época pré-lineana) as plantas eram identificadas por uma longa fase descritiva em latim (sistema polinomial), que crescia à medida que se encontravam novas espécies semelhantes. Por exemplo: Carlina acaulis L. era conhecida como: Carlina acule inifloro florae breviore Gaspar Bauhin sugeriu adotar somente dois nomes (sistema binomial). Com a publicação de Species Plantarum por Lineu, em 1753, o sistema binomial foi definitivamente estabelecido. Lineu descreveu e nomeou por este sistema todo o mundo vivo conhecido até aquela data. O nome científico ou nome específico de um organismo vivo é uma combinação de duas palavras em latim: O nome genérico ou gênero e o epíteto específico. O nome científico sempre está acompanhado pelo nome abreviado do autor que o descreveu pela primeira vez de forma efetiva ou válida. CINB - Código Internacional de Nomenclatura Botânica O sistema de nomenclatura botânica visa a padronização e aceitação mundial dos nomes científicos das plantas. O nome científico é o símbolo nominal da planta ou de um grupo de plantas e é uma maneira de indicar sua categoria taxonômica. �13 O CINB está dividido em três partes: • Princípios básicos do sistema de nomenclatura botânica; • Regras para por em ordem a nomenclatura antiga; • Recomendações para conseguir uniformidade e clareza na nomenclatura atual. Princípios do CINB: I. A nomenclatura botânica é independente da nomenclatura zoológica e bacteriológica; II. A aplicação de nomes a grupos taxonômicos (táxons) de categoria de família ou inferior é determinada por meio de tipos nomenclaturais*; *tipos nomenclaturais Holótipo: espécime ou ilustração que o autor utilizou ou designou como o tipo nomenclatural; enquanto existe, ele regula automaticamente a aplicação do nome correspondente. Isótipo: duplicata do holótipo. Síntipo: qualquer espécime citado no protólogo, sem especificação do holótipo. Léctotipo: espécime ou elemento selecionado como holótipo de uma espécie quando o mesmo não foi definido (incertae sedis). Parátipo: qualquer exemplar citado no protólogo, não sendo o holótipo, nem os síntipos, nem os isótipos. Neótipo: espécime ou ilustração selecionado para servir de tipo nomenclatural, quando todo o material sobre o qual o nome do táxon está baseado se encontra desaparecido. III. A nomenclatura de um táxon se fundamenta na prioridade de publicação. IV. Cada grupo taxonômico não pode ter mais de um nome correto (o mais antigo segundo as regras); V. Os nomes científicos dos grupos taxonômicos se expressam em latim, qualquer que seja sua categoria e origem; VI. As regras de nomenclatura têm efeito retroativo, salvo indicação contrária. Regras do CINB: As regras são organizadas em artigos, os quais visam por em ordem os nomes já existentes e orientar a criação de novos nomes. Seguem-se algumas regras importantes que aparecem no Código: 1. Os nomes científicos dos táxons devem ser escritos em latim, quando impressos, devem ser destacados, por artifícios como o negrito ou itálico e quando manuscritos, por grifos. 2. Os nomes científicos não devem ser abreviados, exceto o nome da espécie. Na combinação binária, o nome do gênero pode ser substituído pela sua inicial quando o texto torna claro qual o gênero em questão. 3. As seguintes terminações dos nomes designam as categorias taxonômicas: ✦ ordem - o nome deriva do nome de uma das principais famílias (família-tipo) com adição da terminação ales. ✦ sub-ordem - a mesma raiz com terminação ineae. ✦ família - nome derivado de um gênero vivo ou extinto com a terminação aceae. ✦ sub-família - a mesma raiz com a terminação oideae. ✦ tribo - a mesma raiz com a terminação eae. ✦ sub-tribo - a mesma raiz com a terminação inae. — ✦ gênero e infra-genéricas - o nome pode vir de qualquer fonte, sendo escolhido arbitrariamente pelo autor. Deve ser um substantivo ou adjetivo substantivado, latino ou latinizado e escrito com a inicial maiúscula. ✦ espécie - o nome da espécie é também de escolha arbitrária, escolhido pelo autor. Deve ser um adjetivo ou substantivo adjetivado, latino ou latinizado, sempre formando uma combinação binária com o gênero e sempreescrito com a inicial minúscula. Todo nome de espécie deve ser acompanhado pelo nome do autor da mesma. ✦ categorias infra-específicas - os nomes são os das espécies acrescidas do nome da categoria infraespecífica em terceiro lugar. Ex. Brassica oleracea var. capithata, Ipomoea batatas f. alba. ✦ cultivar - nome reservado a variedade cultivada, criada pelo homem em seus trabalhos de melhoramento e se opõe à variedade botânica, criada e selecionada pela natureza. Ex.: Zea mays cv. Piranão, Phaseolus vulgaris cv. Rosinha. Exemplo geral das categorias taxonômicas: Reino: Plantae Divisão: Angiospermae (ou Magnoliophyta) - subdivisão: phytina Classe: Dicolyledoneae (ou Magnoliatae ou Magnoliopsida) �14 Subclasse: Rosidae Ordem: Rosales Subordem: Rosinae Família: Rosaceae Subfamília: Rosoideae Tribo: Roseae Subtribo: Rosineae Gênero: Rosa Espécie: Rosa gallica L. Variedade: Rosa gallica L. var. versicolor Thory 4. Quando uma espécie muda de gênero, o nome do autor do basiônimo (primeiro nome dado a uma espécie) deve ser citado entre parênteses, seguido pelo nome do autor que fez a nova combinação. Ex. Majorana hortensis (Linn.) Moench.; basiônimo: Origanum majorana Linn. Nomes dos táxons O nome de um gênero pode ser o nome de uma pessoa latinizado, seguindo as regras: Terminação em vogal: se adiciona a, exceto quando termina em a (ea). Exemplos: Boutelou Boutelona Colla Collaea Terminação em consoante: se adiciona ia. Exemplos: Klein Kleinia Lobel Lobelia O epíteto específico pode ser até mesmo um nome em comemoração a uma pessoa. Ele se implica em várias palavras, essas se combinam em uma só ou se ligam por travessão. Não se usa o epíteto específico de forma isolada, somente em combinação com o gênero. Um mesmo epíteto pode vir junto a diferentes nomes genéricos. Ex. Anthemis arvensis; Anagalis arvensis. Cada epíteto deve estar no mesmo gênero gramatical (singular, plural ou neutro) do nome genérico. As terminações mais frequentes são: M: alb-us nig-er brev-is ac-er F: alb-a nig-ra brev-is ac-ris N: alb-um nig-rum brev-e ac-re Ex. Lathyrus hirsutus, Lactuca hirsuta, Vaccinium hirsutum Outras terminações: eleg-ans, rep-ens, bicol-or, simple-x Tipos de epítetos específicos: Epítetos comemorativos: Terminação vogal (exceto a), se adiciona -i. Ex. Joseph Blake Aster blakei Terminação em vogal "a", se adiciona -e. Ex. Mr. Balansa balansae Terminação em consoante diferente de -er, se adiciona -ii. Se é uma mulher, -iae. Ex. Tuttin tuttinii Terminação em consoante -er, se adiciona -i. Ex. Boissier boissieri Se o nome se usa como adjetivo, a terminação deve coincidir com o gênero. Ex. Rubus cardianus (F. Wallace Card) Chenopodium boscianum (Augustin Bosc) Epítetos descritivos: Relacionados com a cor: albus, aureus, luteus, niger, virens, viridis Relacionados com a orientação: australis, borealis, meridionalis, orientalis Relacionados com a geografia: africanus, alpinus, alpestris, hispanicus, ibericus, cordubensis Relacionados com o hábito: arborescens, caespitosus, procumbens Relacionados com o habitat: arvensis, campestris, lacustris Relacionados com as estações: automnalis, vernalis �15 Relacionados com o tamanho: exiguus, minor, major, robustus Normas para redação de nomes científicos 1. Todas as letras em latim devem vir em itálico (cursiva), sublinhadas ou negrito; 2. A primeira letra do gênero ou categoria superior há de vir em maiúscula; 3. O resto do nome vem em minúscula (exceto em alguns casos em que se conserva a primeira letra de epíteto específico) 4. Os nomes dos híbridos vem precedidos de x. Ex. x Rhaphanon brassica; Mentha x piperita Pronúncia de nomes científicos 1. Os ditongos ae e oe se lêem como e. Ex. laevis; rhoeas 2. A combinação ch se lê k; Ex. Chenopodium 3. A combinação ph se lê f; Ex.Phaseolus vulgaris Estudo Dirigido 1. Qual a importaria da Nomenclatura Botânica para a prática da botânica? 2. O que é especial? Qual é o critério para que 2 indivíduos sejam da mesma espécie? 3. Em que se baseia a nomenclatura botânica? 4. O que é o sistema binomial de nomenclatura e como ele funciona? 5. Como deve ser escrito o nome de uma espécie? 6. Diferencie entre os sistemas de classificação natural e evolutivo. 7. Aponte as vantagens e desvantagens entre os sistemas de classificação articial, natural e evolutivo. 8. Porque se usa a língua latina como língua oficial para a nomenclatura botânica? 9. O que é um taxon? 10. O que é um gênero, uma ordem e uma classe? 11. O que é CINB e qual sua utilidade? O Reino Plantae Introdução O Reino Plantae é também chamado de Metaphyta. Inclui todos os tipos de célula eucariótica, multicelular e a maioria dos seres fotossintetizantes presentes na biosfera. A história da vida na Terra e o sucesso de muitos organismos, dependeram, literalmente, do sucesso das plantas. O que faz as plantas únicas em relação aos outros reinos, e como um simples musgo pode estar no mesmo reino que uma grande sequóia ou um velho carvalho? Os reinos se baseiam em grupamentos com características semelhantes, e as plantas têm várias delas. São autotróficas, produzindo seu alimento através do processo de fotossíntese, no qual a planta se utiliza de dióxido de carbono, água e luz e produz carboidratos, que são utilizados para seu crescimento e desenvolvimento, liberando, como sub-produto deste processo, o oxigênio.. A fórmula geral da fotossíntese é: LUZ + 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 = 6O2 O Reino Plantae é o segundo maior reino em número de espécies, atrás somente do reino Animal. �16 Características do Reino Plantae: ✦ são seres multicelulares, eucarióticos e contém clorofila ✦ as Paredes Celulares dos vegetais são compostas por celulose ✦ as plantas têm habilidade de crescer por divisão celular ✦ plantas possuem reproduzo sexuada e assexuada ✦ são seres autotróficos, obtém sua energia através da fotossíntese ✦ plantas desenvolveram mecanismos de auto-defesa para se proteger de animais, fungos e outras plantas ✦ são organismos désseis ( sem motilidade) Classificação no Reino Plantae O Reino Plantae contém uma enorme quantidade de espécies e sua identificado é feita primeiramente através da separado em grupos maiores. As plantas são divididas em quatro grupos principais, grupos esses baseados nas seguintes características: ✦ ausência de tecido vascular diferenciado ✦ presença de tecido vascular diferenciado ✦ ausência de sementes ✦ presença de sementes Divisões Vegetais Os vegetais são divididos em quatro grandes grupos ou divisões: Bryophyta, Pteridophyta, Gymnospermae, e Angiospermae. Uma outra maneira de agrupar os vegetais organiza as Briófitas e Pteridófitas em um único grupo, o das Criptógamas, (do grego, crypto = escondido + gamae = casamento) cujos órgãos sexuais não ficam aparentes, e as Gymnospermae e Angiospermae constituem o grupo das Fanerógamas (do grego: phanero = visível + gamae = casamento), seus órgãos sexuais ficam visíveis. Briófitas As Briófitas são os únicos vegetais avasculares, isto é, não possuem tecidos especializados na condução de água e sais minerais. O transporte de seiva é feito célula a célula, através da osmose, o que reduz o tamanho dessas plantas e limita seu habitat a lugares úmidos e sombreados. Os musgos, principais representantes dessa divisão, possuem o gametófito (geração produtora de gametas e fase dominante do ciclo de vida deste grupo) caracterizado por um caulículo ereto coberto por pequenosfolículos responsáveis pela fotossíntese e rizóides, estruturas semelhantes a raízes que fixam o organismo ao solo. São seres dióicos, ou seja, cada indivíduo produz um só tipo de gameta, masculino ou feminino. A reprodução nesses vegetais depende da água para efetuar-se. A formação dos gametas se dá em estruturas localizadas no ápice do vegetal: o anterídeo, na planta masculina, e o arquegônio, na planta feminina. Cada anterídeo produz milhares de anterozóides, os gametas masculinos, que são pequenos e flagelados. O arquegônio produz uma única oosfera a cada ciclo reprodutivo. A fecundação da oosfera por um anterozóide dá início à formação do esporófito (produtor de esporos), geração efêmera e dependente do gametófito nutricionalmente . �17 à esquerda: Estrutura geral de uma briófita (musgo), mostrando alternância de gerações, sendo o gametófito a geração dominante no ambiente e o esporófito efêmero e dependente do gametófito. a) esporófito; b) gametófito; c) opérculo; d) caliptra; e) cápsula; f) haste; g) filóides; h) rizóides �18 Pteridófitas As Pteridófitas, também conhecidas como fetos (devido ao formato de suas folhas jovens, que lembram fetos) assim com as Briófitas, não possuem flores e também são Criptógamas. A principal evolução dessas plantas em relação aos musgos é a presença de vasos condutores, o que as torna menos dependentes da água e possibilita um crescimento maior dos indivíduos. Esta divisão é representada pelas samambaias, licopódios e avencas, plantas que já possuem esporófito como geração dominante do ciclo de vida, além de apresentarem raízes verdadeiras e folhas bem desenvolvidas, denominadas frondes. Nas folhas das samambaias pode-se encontrar pequenos pontos escuros, os soros, que guardam os esporângios - estruturas formadoras dos esporos. A germinação de cada esporo dá origem ao gametófito chamado de protalo, que é a estrutura que contém os gametas femininos e masculinos e de duração efêmera. à esquerda: Estrutura geral de uma pteridófita, mostrando alternância de gerações, sendo o esporófito a geração dominante no ambiente e o gametófito efêmero e dependente do esporófito. As folhas jovens são chamadas báculos e crescem se desenrolando, graças a um crescimento mais acelerado da face externa da folha. Por lembrarem pequenos fetos, as samambaias também são conhecidas apenas pelo nome de fetos. abaixo: Ciclo de vida de uma pteridófita. Báculo (folha jovem) �19 Gimnospermas Representadas pelos pinheiros, araucárias e sequóias, entre outras, as Gimnospermas são as primeiras plantas a conseguir independência da água para a fecundação. Nelas é que pela primeira vez ocorre a presença de flores ou estróbilos, as pinhas, onde são formados os esporos masculinos, os grãos de pólen, e os gametófitos femininos, os chamados sacos embrionários. Os grãos de pólen são transportados pelo vento e, por isso, possuem asas membranosas. O grupo como um todo teve o apogeu do seu desenvolvimento durante o baixo e mesozóico (Triássico e Jurássico). Hoje, as Coníferas constituem o maior grupo vivo das Gimnospermas. Também é neste grupo que surge pela primeira a semente, uma vantagem evolutiva na conquista do ambiente terrestre. A semente protege e nutre o embrião na priemira etapa da vida deste novo esporófito. Em geral sua casca (tegumento) é dura e possui algum tipo de substância de reserva, proteíca, amilácea ou lipídica. Ciclo de vida de uma gimnosperma, mostrando a planta adulta, dióica (indivíduo com cones masculinos, produzem pólen, indivíduos com cones femininos, produzem oosferas. Os grão de pólen possuem bolsas de flutuação e são dispersos pelo vento. Após a fecundação o zigoto se desenvolve sem a formação de fruto, originando semente alada, que ao germinar, dará origem a um novo esporófito, ou seja, outra árvore. A geração dominante é, portanto, o esporófito. �20 Angiospermas As Angiosperma, do latim angio = vaso e sperma = semente, têm suas sementes armazenadas dentro dos frutos, o que corresponde à maior proteção alcançada por um vegetal. Nessas plantas a reprodução se dá por sifonogamia, ou seja, através do tubo polínico. Os gametas não são mais transportados pelo vento e sim por insetos, aves ou mamíferos. Para atrair esses animais, as flores das Angiospermas sofreram modificações em sua estrutura, tornando-se mais delicadas, muitas vezes coloridas, perfumadas e/ou cheias de néctar. Outra modificação ocorrida nas flores das Angiospermas foi a presença de órgãos masculinos e femininos numa mesma flor, comum em grande parte das espécies. A fecundação que envolve dois gametas masculinos e dois femininos, conhecida como dupla fecundação, forma o zigoto propriamente dito através da união do núcleo espermático do grão de pólen com a oosfera do óvulo e o endosperma triplóide através da união do núcleo vegetativo do grão de pólen com os dois núcleos polares do saco embrionário no óvulo. Esta é uma característica exclusiva das Angiospermas. A Divisão Angiospermae possui apenas 2 classes: Monocotyledoneae ou Liliopsida (nome atual) e Dicotyledoneae ou Magnoliopsida (nome atual) e a diferença básica entre as duas classes é a presença de um cotilédone ou 2 cotilédones no embrião da semente. Outras diferenças marcantes entre as duas classes estão listadas no quadro a seguir. CARACTERÍSTICA DICOTILEDÔNEA MONOCOTILEDÔNEA Número de Cotilédones no embrião da semente 2 1 Raízes raíz pivotante (axial) raízes fasciculadas Caules feixes vasculares distribuídos em círculos feixes vasculares distribuídos ao acaso Crescimento com crescimento primário E crescimento secundário apenas crescimento primário, sem crescimento secundário Folhas formas variadas; venação reticulada lanceoladas; paralelinérveas Flores tetrâmeras ou pentâmeras ( 4 ou 5 elementos ou seus múltiplos) trímeras (3 elementos ou seus múltiplos) Desenho esquemático de uma flor e suas partes. �21 à esquerda: flor de uma angiosperma mostrando a fecundação e formação da semente. �22 Alguns termos comuns utilizados em botânica e seus significados: Criptógamas - (kryptos=escondido + gamos= casamento). Plantas com órgãos reprodutores escondidos. Sem flores. Antófitas - plantas com flores Fanerógamas - (phaneros=evidente+gamos=casamento). Plantas com órgãos reprodutivos evidentes. plantas COM flores. Cormófitas - plantas cujo corpo é dividido em órgãos diferenciados, mais, caule,etc. Talófitas - vegetais cujo corpo não possui tecidos nem organização diferenciada. Algas, briófitas. Espermatófitas - (sperma =semente) plantas com sementes Traqueófitas - plantas vasculares, que apresentam tecidos vasculares (pteridófitas, gimnospermas e angiospermas) Metagênese ou Alternância de Gerações – Tipo de ciclo de vida, no qual se alternam gerações sexuadas (gametofítica) e assexuadas (esporofítica); Esporófito – Geração esporofítica (diploide) nas espécies de vegetais; é a geração dominante nas pteridófitas, gimnospermas e angiospermas Gametófito – Geração gametofítica (haploide) nas espécies de vegetais; é a geração dominante nas briófitas Estudo Dirigido 1. Qual a base da divisão do Reino Plantae em 4 grandes grupos? 2. Cite as características marcantes de cada um destes 4 grupos de vegetais. 3. Cite uma característica marcante das gimnospermas em relação às pteridófitas. 4. Como pode ser chamado o corpo de uma briófita, considerando seu grau de diferenciação vascular? 5. Cite 3 características que diferenciam uma monocotiledônea de uma dicotiledônea. 6. Qual a vantagem evolutiva existente nas angiospermas em relação às gimnospermas? 7. O que é um vegetal monóico? 8. Uma árvore de goiaba pode ser chamada de Cormófita, Espermatófita, Antófita e Fanerógama? Explique o porquê paracada termo no caso de sim ou de não. 9. Uma samambaia é uma talófita? Justifique. 10. Porque os musgos são denominados criptógamos? 11. Numa laranjeira em flor, qual parte da planta é o esporófito e qual é o gametófito?
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