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Alguns conceitos em Sistemática Vegetal Aula 02 Princípios da Sistemática Por que classificar as plantas? • Muitas espécies vegetais • Divisão do conjunto em sub-conjuntos sucessivamente • O entendimento de cada parte proporciona o entendimento de todo o conjunto • Aproveitando os recursos vegetais de modo racional e eficiente • Provocando o mínimo de prejuízos à manutenção da diversidade de plantas e de suas comunidades Categorias taxonômicas e Táxon Categoria: níveis da classificação (espécie, gênero, família, ordem...) obedecem uma hierarquia números variáveis Ex.: espécie, gênero, família 1 família Vários gêneros ou 1 gênero 1 gênero Várias espécies ou 1 espécie Táxon: conjunto de organismos que preenchem uma categoria (plural: táxons; em inglês: taxon, pl. taxa) Homo Hominidae Nome de um táxon da categoria gênero Nome de um táxon da categoria família Números podem ser variáveis: Gênero Homo Família Hominidae 1 espécie atual (Homo sapiens) Vários gêneros atuais: Homo, Gorila, Pan (chipanzé), Pongo (orangotango) Homo Gorila Pan Pongo Números podem ser variáveis: família Ginkgoaceae 1 gênero atual (Ginkgo) 1 espécie atual (Ginkgo biloba) Para cada táxon deve haver uma categoria Sistema de táxon é independente do sistema de categorias Mudança nas categorias não provoca mudança na estrutura hierárquica de táxons (sist. táxons “escorrega” sobre o de categorias) ordem família subfamília gênero Liliales Liliaceae Lilioideae Erythronoideae Lilium Alium ordem subordem família gênero Liliales Lilineae Liliaceae Erythroniaceae Lilium Alium Aula 01 Caracteres Caracteres taxonômicos: caracteres utilizados na classificação (e identificação) dos seres vivos. Um caráter é qualquer atributo de um ser vivo cor, forma, tamanho, etc. Espécie Conceito definido por muitos autores como sendo a única categoria real e não arbitrária (será?) As outras categorias (família, gênero) vêm da necessidade humana de agrupar Conceito de espécie: Abordagem principal - Baseada em caracteres: cada espécie é definida por um conjunto de caracteres diagnósticos Mallet (2007). Species, concepts of. In Encyclopedia of Biodiversity. Lista 15 conceitos de espécie (lista parcial) Mallet (2007). Lista 15 conceitos de espécie (lista parcial) Evolução Transformação dos organismos e os mecanismos para que essa transformação ocorra Principal mecanismo: seleção natural Através das eras geológicas Nomenclatura Emprego correto do nome dos organismos de acordo com princípios estabelecidos em um código Código Internacional de nomenclatura de Bactérias Código Internacional de nomenclatura Zoológica Código Internacional de nomenclatura Botânica detalhamento na próxima aula Taxonomia e Sistemática Taxonomia: identificação, denominação e classificação dos organismos Sistemática: estudo da diversidade biológica e de sua história evolutiva Taxonomia = Sistemática Por que agrupar? + de 10 milhões de espécies eucarióticas ? espécies procarióticas Total: ? 30 milhões (Margulis & Schwartz, 2001) Por que agrupar????? Necessidade humana de classificação Ajudar na sobrevivência de outros organismos Comunicação a respeito dos organismos Padronização Comunicação sobre a biodiversidade Por que existem várias classificações para os seres vivos? •São elaboradas por pessoas diferentes, que usam de diferentes formas os mesmos dados •Baseiam-se em dados diferentes •Interpretam de maneira diferente os mesmos dados utilização dos sistemas de classificação (sistemática) homem primitivo: - plantas venenosas - medicinais - alimentícias uso de caracteres práticos: forma, aroma, paladar preservação de potencial genético -áreas prioritárias de conservação: com maior diversidade biológica como saber qual é a diversidade biológica? Agrupando os organismos conhecimento do potencial de recursos naturais extração de recursos naturais deve-se saber onde eles podem estar e onde eles são mais comuns utilização dos sistemas de classificação (sistemática) Ex.: uma planta rara apresenta um composto usado contra o câncer procura-se esse composto em uma outra planta mais comum, mas essa deve ser proximamente relacionada à primeira (classificada em um mesmo táxon, dentro da hierarquia) utilização dos sistemas de classificação (sistemática) informações sobre o organismo ex.: milho (Zea mays) Ex: milho categoria táxon descrição Reino Plantae Terrestre, clorofila a e b nos cloroplastos Filo Anthophyta Planta vascular, sementes e flores Classe Monocotyledonae Embrião com 1 cotilédone Ordem Poales Folhas fibrosas Família Poaceae Caule oco Gênero Zea Cachos de flores separados (masculinos e femininos) Classificação e Identificação Identificação: reconhecimento de um táxon como semelhante a outro já conhecido. É o dia-a-dia do taxonomista. Classificação: é a ordenação dos seres vivos de maneira hierárquica. O produto final é um arranjo, ou seja, um sistema de classificação Classificação ordenação dos organismos de maneira hierárquica qualquer agrupamento de organismos biológicos = táxon táxons (sistemas hierárquicos) sistemas de classificação Tipos de sistemas de classificação Diferentes tipos de escolas de sistemática têm diferentes propostas de como produzir classificações biológicas Sistemas naturais Sistemas artificiais Baseados em caracteres-chave (1 ou poucos caracteres) Considerações apriorísticas Grupos heterogêneos Sem relação de parentesco Tipos de sistemas de classificação Sistemas Naturais Fenética (Taxonomia numérica) Gradismo (Escola evolutiva) Cladismo (Escola filogenética) Baseados no máximo possível de caracteres Considerações a posteriori Grupos homogêneos Base: relações de parentesco Até hoje não foi possível realizar um completo sistema natural de classificação. Mesmo os mais atualizados, ainda possuem muito de artificial. Sistemas naturais Cladismo (Escola filogenética, Sistemática filogenética) Willi Hennig (1966): Phylogenetic Systematics Método claro para reconstrução das relações de parentesco Posiciona-se em relação a estrutura das classificações Classificação: reflexo inequívoco das relações de parentesco entre táxons Tipos de sistemas de classificação Principais sistemas de classificação já usados na botânica Principais sistemas de classificação já usados na botânica ArmenTakhtajan (esquerda) and Arthur Cronquist (direita), University of Massachusetts, 1989 1. Lineu 2. Engler (1964) 3. Cronquist (1968, 1981, 1988) 4. APG (1998, 2003, 2009) Principais sistemas de classificação já usados na botânica 1. Lineu (1707-1778, sueco) formalizou o sistema de Aristóteles Sistema Lineano 5 níveis (categorias): Reino Classe Ordem Gênero Espécie Vegetal, Animal e Mineral aumento do conhecimento da biodiversidade estrutura lógica foi destruída pelo aumento do número de categorias Sistema Lineano Sistema artificial (Essencialismo)posteriormente sistema binomial (dois termos) de nomenclatura Lineu -Fundador da taxonomia -Trabalhos centrais: Systema Naturae (10ª edição, 1758): ponto de partida para zoologia Species plantarum (1753): ponto de partida para botânica designação abreviada da espécie polinômios (nomes-frases latinos, com até 12 palavras) Latim 1753 Sistema Lineano - Existência de uma única denominação para cada espécie - O nome do gênero e da espécie devem ser destacados do texto - Nomes de táxons são sempre latinos ou latinizados Exemplos: Vertebrata Coffea arabica Homo sapiens Plantas -critérios de classificação: caracteres reprodutivos (sistema sexual) -plantas com flores: principais critérios: número de estames, soldadura, comprimento dos filetes, sexo das plantas, tipo de flores (Monoecia, Dioecia e Polygamia) -reconheceu 24 classes, sendo a última delas formada pelas “plantas sem flores” (artificial) Sistema Lineano “apelido” (epíteto), que posteriormente formou o nome da espécie no sitema binomial: Maranta arundinacea L. (araruta) gênero polinômio Principais sistemas de classificação já usados na botânica 2. Engler (1964) O primeiro concebido como “filogenético” (depois das teorias de Darwin serem aceitas) era gradista: usava toda a informação disponível e relacionava com afinidades de ancestralidade e descendência (sem metodologias cladísticas) Um dos primeiros a sistematizar o Reino Plantae como um todo (organismos com capacidade de fotossintetizar e os organismos sem mobilidade) Principais sistemas de classificação já usados na botânica 2. Engler (1964) I. Divisão Bacteriophyta Schyzomycetes II. Divisão Cyanophyta Cyanophyceae III. Divisão Glaucophyta Glaucophyceae IV. Divisão Myxophyta Acrasieae Myxomycetes V. Divisão Euglenophyta VI. Divisão Pyrrophyta Cryptophyceae Chloromonadophyceae Desmokontae Dynophyceae VII. Divisão Chrysophyta Heterokontae Chrysophyceae Bacillariphyceae VIII. Divisão Chlorophyta IX. Divisão Charophyta X. Divisão Phaeophyta Isogeneratae Heterogeneratae Cyclosporeae XI. Divisão Rhodophyta Bangiophyceae Florideae XII. Divisão Fungi Archimycetes Phycomycetes Ascomycetes Basidiomycetes XIII. Divisão Lichenes Phycolichenes Ascolichenes Basidiolichenes XIV. Divisão Bryophyta Hepaticae Musci XV. Divisão Pteridophyta Psilophytopsida Lycopsida Psilotopsida Articulatae Filices Principais sistemas de classificação já usados na botânica 2. Engler (1964) XVI. Divisão Gymnospermae Cycadopsida Coniferopsida Taxopsida Chlamydospermae XVII. Divisão Angiospermae Classe MONOCOTYLEDONEAE Classe DICOTYLEDONEAE 3. Cronquist (1968, 1981, 1988) gradista Vegetais superiores (Magnoliophytes) divididos em duas classes: - Monocotyledonae, Liliopsida ou Liliatae: 5 subclasses - Dicotyledonae, Magnoliopsida ou Magnoliatae: 6 subclasses Monocotiledôneas tiveram origem de ancestrais muito antigos das dicotiledôneas Principais sistemas de classificação já usados na botânica Principais sistemas de classificação já usados na botânica 3. Cronquist (1968, 1981, 1988) Diferenciação entre as classes caracteres presentes também em muitas Gimnospermas (simplesiomorfias) Principais sistemas de classificação já usados na botânica 3. Cronquist (1968, 1981, 1988) tamanhos relativos ao número de espécies Caracteres + avançados grupo basal (originou os demais, direta ou indiretamente) Principais sistemas de classificação já usados na botânica 4. APG (1998, 2003, 2009) Grupo de cientistas (27) que compilaram dados sobre filogenias utilizando: - seqüências de DNA - o método cladístico Propuseram uma classificação que é a mais aceita pela botânica atualmente Principais sistemas de classificação já usados na botânica 4. APG (1998, 2003, 2009) 2009: APG III Botanical Journal of the Linnean Society, 161: 105–121 413 famílias 59 ordens organizadas em poucos grupos informais Principais sistemas de classificação já usados na botânica 4. APG (1998, 2003, 2009) Métodos usados em sistemática vegetal: Herbário Metodologia da Taxonomia Vegetal 1. Coleta de material 2. Herborização 3. Identificação 4. Descrição: elaborada com base em caracteres vegetativos e/ou reprodutivos Metodologia da Taxonomia Vegetal 1. Coleta de material: fonte inicial para pesquisa - material: tesoura de poda, podão, facão, sacos plásticos - 5 exemplares (quando possível) - registro das características da planta (todas que podem ser perdidas) Hábito Frutos: cor, consistência, fase do desenvolvimento Flores: cor, odores Metodologia da Taxonomia Vegetal Depois (herbário) Antes (ambiente natural) Metodologia da Taxonomia Vegetal Metodologia da Taxonomia Vegetal 2. Herborização Herbário Museu botânico que abriga exsicatas (documentação) Outra função: centro de treinamento de Taxonomistas Organização Dimensões: - USP-Ribeirão (SPFR): 8 mil Plantas - São José do Rio Preto (SJRP): 17 mil plantas - ESALQ-ESA (Piracicaba) 100 mil plantas Missouri Botanical Garden-MO (EUA) 6 milhões plantas Kew-K (Inglaterra) 7 milhões plantas Paris-P (França) 7,5 milhões plantas 2. Herborização: montagem das prensas Jornal Papelão Prensa de madeira Parafuso / cordas Estufa (70ºC) Viagem à Amazônia. Roberto Burle Marx e o botânico Paul Hutchinson preparando material herborizado para identificação capa de proteção: 42X56 cm cartolina: 42X28 cm forma correta de manuseio de exsicatas Exsicatas 3. Identificação: -Dependendo do objetivo do trabalho: até família, gênero ou espécie -Comparação herbário -Especialistas -Chaves de identificação (próximas aulas) Metodologia da Taxonomia Vegetal 4. Descrição: elaborada com base em caracteres vegetativos e/ou reprodutivos FIM Próxima aula: Nomenclatura Vegetal
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