SISTEMÁTICA VEGETAL Conceitos e nomenclatura botânica Métodos e princípios

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SISTEMÁTICA VEGETAL
Conceitos e nomenclatura botânica
Métodos e princípios
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Introdução à botânica sistemática
Código Internacional de Nomenclatura Botânica
Princípios, Recomendações e Regras
Pronúncia
Divisão: Magnoliophyta
Classe: Magnoliopsida
Sub classe: Rosidae
Ordem: Rosales
Sub-ordem: Rosineae
Família: Rosaceae
Sub-família: Rosoideae
Tribo: Roseae
Sub-tribo: Rosinae
Gênero: Rosa
Espécie: Rosa gallica L.
Variedade: Rosa gallica var. versicolor Thory
Nome dos táxons
Gênero: pode ser o nome de uma pessoa latinizado
Regras:
Terminação em vogal:
Botelou - Bouteloa
Colla – Collaea
Terminação em consoante:
Klein – Kleinia
Lobel - Lobelia
Epíteto específico: pode ser um nome em comemoração a uma pessoa
Regras:
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.
arvensis = dos campos cultivados
Cada epíteto deve estar no mesmo gênero gramatical (masculino, feminino ou neutro) do nome genérico. Ex. Lathyrus hirsutus, Lactuca hirsuta, Vaccinium hirsutum
As terminações mais frequentes são:
	 			
Masculino
alb-us
nig-er
brev-is
ac-er
Feminino
alb-a
nig-ra
brev-is
ac-ris
Neutro
alb-um
nig-rum
brev-e
ac-re
Ex. Lathyrus hirsutus, Lactuca hirsuta, Vaccinium hirsutum
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. 
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, lacustres
Relacionados com as estações: automnalis, vernalis
Relacionados com o tamanho: exiguus, minor, major, robustus
Quer nomear uma nova espécie?
Quais são os requisitos?
As espécies devem ser nomeadas em formato binominal, em latim ou latinizado e não deve duplicar outro nome que já exista
A categoria do nome deve ser claramente indicada
Um espécime tipo deve ser designado
A espécie deve ser descrita em latim ou em outra língua e acompanhada de uma breve diagnose em latim. Livro: Botanical latin, de Stearn (1992)
Todas as informações devem ser validamente publicadas. Porém, não é valida em publicações tipo catálogo, jornal, e-mail etc.
O FATO DO NOME SER VALIDAMENTE PUBLICADO NÃO GARANTE QUE ELE SEJA NECESSARIAMENTE O NOME CORRETO PARA UMA ESPÉCIE EM PARTICULAR.
MÉTODOS E PRINCÍPIOS DE SISTEMÁTICA BIOLÓGICA
CLASSIFICAÇÃO E IDENTIFICAÇÃO
CLASSIFICAÇÃO (GERAL):
Agrupar, organizar e nomear
Construção de chaves de classificação para a identificação desses organismos
Diversos tipos de classificação:
Propriedades medicinais
Hábitats preferenciais
Filogenia – relações evolutivas
Classificação
Localizar uma entidade em um sistema de inter-relações logicamente organizado;
Sistema hierárquico: compondo-se de grandes e inclusivos organismos
Identificação
Envolve determinar se uma planta desconhecida pertence a um grupo já conhecido de plantas
Registrar informações sobre a planta:
Notas
Fotografias
Coleta de um espécime
COMO AS FILOGENIAS SÃO CONSTRUÍDAS?
Evolução
Sucessão de descendentes modificados
Separação de linhagens
Cada ponto representa um indivíduo. As linhas se estendem de baixo para cima a partir de cada planta em direção aos seus descendentes. No ano 4 a população se divide em duas, ocorrendo mutações em cada uma delas.
Diagramas ramificados
Determinando a história evolutiva
Descrever a evolução – desenrolar 
Inferências a acontecimentos passados
Análise das espécies existentes atualmente que apresentam proximidade em relação a caracteres herdáveis
Avaliação de similaridade – base da sistemática
Critérios de similaridade
Podemos considerar duas estruturas como similares:
Se elas encontrarem-se em posição similar em ambos os organismos
Se apresentarem similaridade em nível de estrutura celular e histológica
Se estão ligadas por meio de formas intermediárias dessas estruturas
Critérios de similaridade de Remane - homologia
Homologia 
Sentido restrito: homologia significa identidade por meio de descendência.
Caráter homólogo entre um grupo de espécies – todas estas espécies herdaram tal caráter a partir de um ancestral comum
Nem todas as similaridades observadas serão resultados da homologia
Similaridades estruturais podem evoluir independentemente em plantas não relacionadas que vivem em ambientes semelhantes
Caracteres, estados de caracteres e redes
Caráter: 
Número de fendas na superfície do pólen
Pétalas
monoclamídea
diclamídea
Estado de caráter
3 fendas na superfície do pólen
Pétalas fusionadas
Diagrama de Venn
Rede 
Matriz
OS ESTADOS DE CARACTERES SÃO USADOS PARA PREENCHER A MATRIZ
Árvores evolutivas e enraizamento
Assemelha-se a uma linha do tempo
Leitura da rede: direita para esquerda e vice-versa, do centro para extremidade
Não é possível identificar quais modificações são mais recentes ou antigas
Como podemos transformar essa rede em uma árvore evolutiva?
Dê as opções de enraizamento
O comprimento do cladograma deve ser o mesmo da rede e todas as conexões devem ser as mesmas
Dificuldades...
A posição da raiz é feita em função do estudo dos fósseis
O simples fato de que uma planta extinta tenha sido fossilizada não significa que sua linhagem tenha se originado antes das linhagens referentes às plantas atuais 
Coexistência 
Linhagem extinta e fossilizada morreu primeiro
QUANDO AS LINHAGENS DIVERGIRAM???
As árvores são enraizadas mediante o uso de um organismo aparentado ao grupo que está sendo estudado: um grupo externo
A partir de então, assume-se que:
O grupo-interno está mais intimamente relacionado entre eles do que com o grupo externo (ou seja, o grupo-externo deve ter se separado da linhagem do grupo-interno antes da diversificação deste)
Se um grupo-externo é adicionado a uma rede, o ponto no qual ele se posiciona é definido como a raiz da árvore.
TODAS AS PLANTAS ILUSTRADAS SÃO PLANTAS COM FLORES
CYCADALES, GNETALES E GINKGOS (GIMNOSPERMAS) SÃO OS PARENTES ATUAIS MAIS PRÓXIMOS
Conífera
Não possuem pétalas ou flores
Grão de pólen não é tricolpado
Se encaixa
na raiz
Sinapomorfia
Indica monofilia, pois todos os descentes da árvore o possui
Plesiomorfia
PARA ESTE GRUPO, PÓLEN TRICOLPADO É UM ESTADO DE CARÁTER ANCESTRAL
ESTADO DE CARÁTER PLESIOMÓRFICO NÃO INDICA RELAÇÕES EVOLUTIVAS DO GRUPO EM ESTUDO
Resumindo...
Caracteres são observados e divididos em estado de caracteres
A partir desses estados constroem-se um Diagrama de Venn, uma Matriz ou uma Rede ramificada
Inclusão de um grupo-externo
Enraizamento para produção do cladograma
Na prática não é tão fácil... Surgem outros problemas>>>>>
PARALELISMO E REVERSÃO
Paralelismo: ocorrência de estados de caráter similares em organismos não-relacionados
Reversão: quando um estado de caráter derivado é revertido para o estado ancestral
Sinônimo de HOMOPLASIA
Assumindo que:
PLANTAS
COLPOS DO PÓLEN
PÉTALAS
INFLORESCÊNCIA EM CAPÍTULO?
NÚMERO COTILÉDONES
Estrela vermelha
< 3
Livres
Não
2
Estrela dourada
< 3
Livres
Não
1
Estrelabranca
< 3
Fusionadas
Não
1
Em círculo
3
Livres
Não
2
Em quadrado
3
Fusionadas
Não
2
Em losango
3
Fusionadas
sim
2
conífera
<3
Não aplicável
Não aplicável
>2
E se...
COMO DETERMINAR QUAL DAS DUAS HIPÓTESES É A CORRETA?
Modifica-se uma única vez
PRINCÍPIO DA PARCIMÔNIA
Princípio de simplicidade
Regra: Navalha de Occam
Não desenvolva uma hipótese mais complexa do que necessária para explicar os dados
Este princípio nos conduz a preferir a menor das hipóteses
Na maioria dos casos reais diversas redes são possíveis e não fica imediatamente óbvia a solução que aponta qual delas será a mais curta.
Algoritmos computacionais
PHYLIP (Felsentein 1989)
NONA (Goloboff 1993)
PAUP 4.0 (Swofford 2000)
APROFUNDAMENTO
Classificação filogenética e outros métodos taxonômicos
Angiosperm Phylogeny Group
Cronquist’s System
Thorne’s System
“
”
Sistemas Filogenéticos
1858 - "The Origin of Species" de Charles Darwin
A teoria evolutiva teve um enorme impacto e os taxonomistas começam a integrar conceitos evolutivos nas classificações.
De uma forma consciente tenta-se arranjar as plantas em grupos naturais, numa sequência evolutiva, que parte do mais simples para o mais complexo
Falta de registros fósseis
Sistema de Engler (1844-1930)
SISTEMA DE A. ENGLER
Divisões: I. Schyzophyta
	 II. Myxomycetes
	 III. Flagellatae
 IV. Dinoflagellatae
 ?. Silicoflagellatae
	 V. Heterocontae
	 VI. Bacillariophyta
	 VII. Conjugatae
	 VIII. Chlorophyceae
	 IX. Charophyta
	 X. Phaeophyceae
	 XI. Rhodophyceae
	 XII. Eumycetes
	 XIII. Rchegoniatae
		Subdivisão 1ª. Bryophyta
		Subdivisão 2ª. Pteridophyta
	 XIV. Embryophyta siphonogama
		Subdivisão 1ª. Gymnospermae
		Subdivisão 2ª. Angiospermae
		 Classe 1ª. Monocotyledoneae
		 Classe 2ª. Dicotyledoneae
Plantas agrupadas em várias divisões, muitas das quais eram grupos de algas.
Engler rejeitava totalmente a ideia de redução secundária, acreditando que as flores simples e unissexuais, eram primitivas. 
O seu sistema de classificação foi revisto várias vezes e editado em sucessivas edições, como "Sylabus der Pflanzenfamilien", tendo o último volume sido publicado em 1964. 
Charles Edwin Bessey (1845-1915)
A evolução tanto pode ser uma progressão como regressão dos caracteres;
 A evolução não abrange todos os órgãos ao mesmo tempo. De um modo geral temos os caracteres mais primitivos e evoluídos, com relação: 
ao hábito (porte)
a estrutura do vegetal
 flores, frutos e sementes
John Hutchinson (1868-1932)
Propunha um sistema de classificação semelhante ao de Bessey, mas diferindo em alguns pontos.
Deriva as angiospermas de um hipotético ancestral denominado “proangiospérmicas” – plantas de transição entre Angiospermas e Gimnospermas.
Arthur Cronquist (1919-1992)
Divisão Magnoliophyta 
5. Lilliidae
4. Zingiberidae
3. Commelinidae
2. Arecidae
1. Alismatidae
Liliopsida 
(Monocotiledôneas)
Magnoliopsida 
(Dicotiledôneas)
Em 1981 publica The Integrated System of Classification of Flowering Plants
Dahlgren 1932-1986
Em 1981 Publicou A revised Classification of the Angiosperms with Comments on the correlation between Chemical and other Character.
Seu sistema foi mais utilizado para as Monocotiledôneas.
Classe Magnoliopsida
subclasse Magnoliidae
superordem Magnolianae
superordem Nymphaeanae
superordem Ranunculanae
superordem Caryophyllanae
superordem Polygonanae
superordem Plumbaginanae
superordem Malvanae
superordem Violanae
superordem Theanae
superordem Primulanae
superordem Rosanae
superordem Proteanae
superordem Myrtanae
superordem Rutanae
superordem Santalanae
superordem Balanophoranae
superordem Aralianae
superordem Asteranae
superordem Solananae
superordem Ericanae
superordem Cornanae
superordem Loasanae
superordem Gentiananae
superordem Lamianae
superordem Alismatanae
superordem Triuridanae
superordem Aranae
superordem Lilianae
superordem Bromelianae
superordem Zingiberanae
superordem Commelinanae
superordem Arecanae
superordem Cyclanthanae
Sistemas Filogenéticos
Os Sistemas de Cronquist, Dahlgren e de outros autores da mesma época são enciclopédicos quanto à base de dados usada em sua restruturação. 
 Todas as fontes de evidência contribuíram: Morfologia, Anatomia, Embriologia, Morfologia do pólen, Bioquímica, Química, Fisiologia, etc.
Atualmente: Técnicas moleculares
The Angiosperm Phylogeny Group 
APG I (1998) e II (2003) 
BASE DE DADOS: 
Morfologia 
Sequências de rRNA (genes 18S –1800bp-e 26S –3300bp) 
Sequências de rbcL (gene exclusivo das plantas, presente no DNA de seus cloroplastos)
Sequências de atpB (responsável pela síntese de ATP
APG II (2003)