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20/09/2016 1 BOTÂNICA SISTEMÁTICA Profa. Dra. Patrícia Luz Ribeiro Bióloga – UEFS Mestre em Botânica - UEFS Doutora em Botânica - UEFS BOTÂNICA SISTEMÁTICA Prof. Dra. Patrícia Luz Ribeiro • Sistemas de classificação: artificiais, naturais e filogenéticos • Nomenclatura Botânica • Sistemática filogenética e noções de cladística • Evolução e diversidade vegetal • Ocupação do ambiente terrestre pelas plantas • Os grandes grupos vegetais • Diversidade das Espermatófitas • Gimnospermas – Cycadales, Ginkgoales, Gnetales e Coniferales. • Principais grupos e famílias de Angiospermas • Grado ANITA • Magnoliídeas • Monocotiledôneas (Liliopsida) • Eudicotiledôneas Conteúdo: Avaliação: 3 provas teóricas 1 seminário 1 trabalho prático O que é taxonomia? O que é sistemática? O que é Sistemática? 4 Ciência que estuda a diversidade dos organismos e sua história evolutiva Atividades da taxonomia tradicional como descrição, identificação, nomenclatura e classificação Estudo da biodiversidade Reconstrução da filogenia da vida Judd et al. 2009; Simpson 2010 Combinação de um sistema hierárquico de táxons, a classificação, com o sistema de nomenclatura Identificação Literatura especializada Comparação Descrição Nomenclatura Classificação TAXONOMIA É a determinação de um táxon como idêntico ou semelhante a outro já conhecido. Táxon é um termo estabelecido para designar uma unidade taxonômica de qualquer hierarquia (família, gênero, espécie, etc.) Emprego correto dos nomes das plantas seguindo princípios, regras e recomendações do CINB Classificação. a ordenação das plantas em um táxon ESPÉCIE GÊNERO FAMÍLIA ORDEM CLASSE FILO • Um filo pode reunir várias classes. • Uma classe pode reunir várias ordens. • Uma ordem pode reunir várias famílias. • Uma família pode reunir vários gêneros. • Um gênero pode reunir várias espécies. • Seres SEMELHANTES capazes de CRUZAR entre si gerando DESCENDENTES FÉRTEIS em condições NATURAIS Cada espécie é classificada como membro de um gênero, cada gênero pertence a uma família; as famílias estão subordinadas a uma ordem, cada ordem a uma classe e cada classe a uma divisão. 20/09/2016 2 SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO DOS VEGETAIS Por que classificar? O que é classificar? Classificar é agrupar baseado em características que se apresentam em comum Característica inata do ser humano, essencial à sobrevivência Organizar o conhecimento Exemplo montagem de uma biblioteca Cor Tamanho Assunto Público alvo Ano de publicação Ordem alfabética de título Ordem alfabética de autor Cada uma das classificações utiliza um caráter Assim, a informação que transmite é mínima e possui um valor de previsão muito limitado, ou seja, infere-se muito pouco quando se observa qualquer membro de um grupo Sistemas de classificação -Objetivos próprios -Princípios filosóficos e normativos -Conjuntos de caracteres A quantidade de informações dependerá do número de caracteres utilizados Artificiais Naturais Evolucionistas e Filogenéticas História da classificação das plantas 3 0 0 a .C . 1 5 0 0 d .C . 1 5 8 0 d .C . 1 7 6 0 d .c . 1 8 8 0 d .c . Fase antiga Fase dos herbalistas Sistemas artificiais Sistemas naturais Sistemas evolucionistas e filogenéticos Período I Atender as necessidades do homem: alimentação, medicinal e construção Classificações baseadas no hábito das plantas Caracteres morfológicos simples Ordem alfabética 3 0 0 a .C . 1 5 0 0 d .C . 1 5 8 0 1 7 6 0 1 8 8 0 Fase antiga Fase dos herbalistas Sistemas artificiais Sistemas naturais Sistemas evolucionistas e filogenéticos História da classificação das plantas Obras herbalistas Plantas de utilidade alimentar e medicinal Descrições detalhadas e originais Ilustrações Geralmente a classificação apresentada seguia a ordem alfabética Surgimento da imprensa na Europa, quando muitos livros (herbais) foram escritos com textos e ilustrações de plantas utilizadas pelo homem, como alimentos e remédios. 20/09/2016 3 História da classificação das plantas 3 0 0 a .C . 1 5 0 0 d .C . 1 5 8 0 1 7 6 0 1 8 8 0 Fase antiga Fase dos herbalistas Sistemas artificiais (fase dos taxonomistas) Sistemas naturais Sistemas evolucionistas e filogenéticos • Situar uma planta dentro de uma classificação e contribuir para sua identificação. Não há preocupação em mostrar relações de afinidades. • Uso de poucos caracteres Interesse pelo valor intrínseco das plantas Sistemas artificiais • Carl Linné ou Carolus Linnaeus (1707-1778) Fundador da taxonomia moderna e do sistema atual de nomenclatura. Species Plantarum (1753): estabeleceu a nomenclatura binária Genera Plantarum (1737)= ambos os trabalhos usou o sistema sexual. • Sistema binomial ou binário Nepeta cataria L. nome genérico epíteto específico autor Sistemas artificiais Sistema Sexual Linaeus 24 classes distintas pelo número de estames e sua posição na flor Classes subdivididas em ordens com base no número de estiletes no ovário Não refletia a relação natural entre os táxons Ex: plantas com o mesmo número de estames (monocotiledônea + dicotiledônea) 3 0 0 a .C . 1 5 0 0 d .C . 1 5 8 0 1 7 6 0 1 8 8 0 Fase antiga Fase dos herbalistas Sistemas artificiais Sistemas naturais Sistemas evolucionistas e filogenéticos História da classificação das plantas •Grandes coleções de espécies tropicais chegavam à Europa Baseavam-se na busca de um relacionamento natural entre as espécies, explorando um maior número de características LAMARCK (1744-1829) * Flora Françoise: regras para criação de classificações naturais: método analítico muito usado em chaves dicotômicas modernas Fonte: Google Imagens BERNARD DE JUSSIEU (1699-1776) Família JUSSIEU – 3 irmãos e um sobrinho Em 1789 - Revolução Francesa - publicam o seu “Genera plantarum secundum ordines naturales disposita”. Reconhece 100 ordens de plantas (hoje Famílias) Sistema muito superior ao sistema artificial de Lineu e foi fundamental para as classificações naturais atuais. ANTONIE- LAURENT (1748-1836) Sistemas naturais DE CANDOLLE (1778-1841) Prodromus Systematis Naturalis Regni Vegetabilis Tentou descrever todas as espécies conhecidas de plantas F o n te : G o o g le I m a g e n s • É referência mundial para muitos grupos de plantas até hoje. • Constam 58.000 spp. de Dicotiledôneas agrupadas em 161 famílias. AUGUSTIN-PYRAMUS DE CANDOLLE (1778-1841) - Os primeiros sete volumes desta obra foram publicados pelo autor e, os últimos dez, escritos por diferentes autores e editados pelo seu filho Alphonse de Candolle (1806-1893). Sistemas naturais 20/09/2016 4 3 0 0 a .C . 1 5 0 0 d .C . 1 5 8 0 1 7 6 0 1 8 8 0 Fase antigaFase dos herbalistas Sistemas artificiais Sistemas naturais Sistemas Evolucionistas e filogenéticos História da classificação das plantas Utilizar toda informação disponível sobre os táxons Procuram estabelecer conceitos evolutivos nos sistemas de classificação Relacionar os táxons segundo uma afinidade baseada na ancestralidade e descendência A sistemática está fundamentada nos princípios da evolução • Ancestralidade e descendência 20 ‘Evolução: Descendência com modificação’ Desde a primeira vida originada há 3,8 b.a.a., toda vida é derivada de outra pré-existente. Existe uma Filogenia da Vida! Darwin, 1859 Sistemas evolucionistas Direção da evolução – estado primitivo ao mais derivado As espécies passaram a ser avaliadas e classificadas dentro de grupos naturais, numa sequência evolutiva, organizados através de critérios de ancestralidade e descendência Charles Darwin - The Origen of Species (1859) Termos – monofilético, parafilético e polifilético Sistemas evolucionistas X filogenéticos Gradista Cladista Fenética Principais escolas de classificação baseados em princípios evolutivos Sistemas de classificação evolutivos Escola gradista Sistemas que não possuem um base metodológica: inferências empíricas C ro n q u is t 1 9 8 8 Similaridade e as lacunas entre os grupos Grupos reconhecidos com base em caracteres ancestrais e derivados compartilhados Monofiletismo e parafiletismo tinha importância secundária H.G.A. Engler (1844-1930) •Subdivide as Angiospermas em 2 classes baseando-se em: - embrião di ou monocotiledonar - persistência da raiz principal - nervação das folhas - presença ou ausência de bainha foliar - número de segmentos do cálice e da corola F o n te : G o o g le I m a g e n s Considerou as Monocotiledôneas mais primitivas que as Dicotiledôneas. Mas na ultima edição do "Syllabus der Pflanzenfamilien", em 1964, as Mono são tratadas depois das Dico Escola gradista * Chave de determinação de gêneros * Amplas diagnoses de família * Descrições e ilustrações 20/09/2016 5 • A. Cronquist (1981) • Apresentou uma classificação para as Magnoliophyta • Considerou caracteres anatômicos, composição química, morfologia dos órgãos reprodutores, etc. • Dividiu as Magnoliophyta em Magnoliopsida e Liliopsida •As monocotiledôneas derivadas das dicotiledôneas através das Nymphaeales. Escola gradista Sneath & Sokal (1973) Taxonomia Numérica ou Fenética Buscando novas metodologias Impulsionados uso de computadores Agrupamento a partir da menor quantidade de diferenças Homoplasias Fenogramas Utilizadas por pouco tempo Similaridade geral entre os táxons *Diagramas não refletem a história evolutiva Escola Fenética Sistemas de classificação filogenéticos Escola cladística Sistemas que possuem um base metodológica APG 2016 Fortemente influenciada pelo método de reconstrução de parentesco de Hennig (1966) A B C D E F G raiz Cladograma é uma hipótese filogenética de relação entre os grupos, representa relações de parentesco, porém o comprimento dos ramos não tem nenhum significado nós internos [=ancestrais hipotéticos] nós terminais [=táxons] ramos ramo Nó (ancestral hipotético) Raiz A B C D E F nós terminais – indica parentesco Um cladograma é uma hipótese filogenética de relação entre os grupos Cladograma grupo que inclui o ancestral, mas nem todos os seus descendentes o grupo não inclui o ancestral comum de todos os descendentes GRUPO POLIFILÉTICO grupo que inclui o ancestral e todos os seus descendentes Os grupos que não se encaixam neste conceito deixam de ser reconhecidos 20/09/2016 6 DÉCADA DE 1990 – APLICAÇÃO DAS TÉCNICAS MOLECULARES REVOLUCIONOU AS SISTEMÁTICA VEGETAL Extração, amplificação e sequenciamento de regiões do DNA Forneceu dados mais fáceis de quantificar e maior número de caracteres; Desenvolvimento de softwares para análise de inferência filogenética Máxima Parcimonia, Máxima verossimilança e Inferencia Bayesiana Novas perspectivas e abordagens na elaboração das classificações Escola cladística ou filogenética Walter Judd Mark Chase Escola cladística ou filogenética APG 1998 Filogenia molecular Corroborou várias famílias e ordens propostas anteriormente (principalmente Cronquist e Engler) Apontou pontos críticos ou problemáticos e a necessidade de uma ampla reformulação dos sistemas de classificação até a década de 1990 vigentes Sistemas classificação botânica: Atualidades C ro n q u is t 1 9 8 8 APG III (2009) Angiospermas basais Monocotiledôneas Eudicotiledôneas -Pólen tricolpado -Sequências de DNA nuclear, mitocondrial e de cloroplasto Grado Anita e clado das Magnolideas -Caracteres de DNA -Morfologia APG I (1998) / APG II (2003) / APG III (2009)/ APG IV (2016) * Divisão MONO e DICO não sustentada CONSIDERAÇOES FINAIS • Primeiros sistemas - extremamente simples (contexto histórico e religioso, posterior advento de inovações): cada sistema foi importante e suficiente à luz de seu tempo; • A velocidade na mudança dos sistemas de classificação é diretamente proporcional a rapidez na divulgação científica, tornando a sistemática bem dinâmica e consistente; • A mudança de paradigma na sistemática influenciou o avanço na classificação filogenética; • Na era genômica é importante que saibamos ler e interpretar as hipóteses filogenéticas geradas por dados moleculares. 20/09/2016 7 REFERÊNCIAS INDICADAS AMORIM, D.S. 1997. Elementos Básicos de Sistemática Filogenética. 2ª ed. Ribeirão Preto: Holos Editora & Sociedade Brasileira de Entomologia. APG – An update of the Angiosperm Phylogeny Group Classification for the Orders and Families of Flowering Plants: APG III. Botanical Journal of the Linnean Society, v.161, p. 105-121, 2009. CRONQUIST, A. 1981. An intregated system of classification of flowering plants. Columbia. University Press, New York. RAVEN, Peter H.; Evet, Ray F. & Euchhorn, Susan E. 2007. Biologia Vegetal. 7ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. JUDD, W.S., Campbell, C.S., Kellogg, E.A., Stevens, P.F. 2009. Sistemática Vegetal: um enfoque filogenético. 3 ed. Porto Alegre. Artmed. SOUZA, V. C.; LORENZI, H. Botânica Sistemática: Guia ilustrado para identificação das famílias de Angiospermas da flora brasileira, baseado em APG III. Nova Odessa,SP. Instituto Plantarum, 2009. * E textos disponíveis na xerox PA02
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