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Botânica de Criptógamas Ciências Biológicas Profa. Dra. Taís R Bonatti Ementa da disciplina Morfologia e a taxonomia dos criptógamos clorofilados e aclorofilados Algas, fungos, líquens, briófitas e pteridófitas 2 Critérios de avaliação P1: valor - 0 a 10 (26/09) P2: valor - 0 a 8 (21/11) 12 questões tipo teste / 2 questões dissertativas Prova Substitutiva: valor – 0 a 10,0 (28/11) Exame: valor – 0 a 10,0 10,0 (12/12) 5 questões dissertativas 3 Critérios de avaliação Apresentação de Seminário: valor de 2,0 pontos (somados na P2) 12 temas– escolhas a critério da turma Duplas e trio Entrega: Individual RESUMO da apresentação: 1 a 2 páginas com referências Nome de todos os componentes do grupo 4 Critérios de avaliação Critérios avaliação seminário: Tempo de apresentação: 15 a 20 minutos – todos devem apresentar Clareza na apresentação Uso correto de termos científicos Qualidade do material apresentado 0,5 ponto para cada critério 5 Temas dos Seminários Apresentação dia 03/10/2019 1. Importância da taxonomia, sistemática e filogenia molecular em Ciências Biológicas 2. Micotoxinas em alimentos 3. Fungos endofíticos 4. Principais fungos de interesse médico 5. Fungos e qualidade do ar 6. Fungos predadores Apresentação dia 24/10/2019 7. Marés vermelhas e marrons: florações tóxicas de algas – causas e consequências 8. Algas e atividades humanas: gastronomia, maricultura, etc. 9. A produção de combustíveis de algas 10. Briófitas: Importância ecológica e diversidade 12. Pteridófitas: Aspectos Ecológicos 6 Aulas práticas Jaleco (proibido o uso de jaleco descartável) Calça comprida Sapato fechado Aula I: Cladogramas – em sala de aula! Aula II: Fungos – Laboratório de Microscopia Aula III: Algas – Laboratório de Microscopia Aula IV: Briófitas e Pteridófitas – Laboratório de Microscopia 7 Referências Bibliográficas RAVEN, P.H.; EVERT, R. F.; EICHORN, S.E. Biologia vegetal. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. RAVEN, P.H.; EVERT, R. F.; EICHORN, S.E. Biologia vegetal. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2014. 8 Introdução à Botânica Ciências Biológicas Profa. Dra. Taís R Bonatti Introdução à Botânica 10 Água e luz: vida no planeta Terra Procariotos fossilizados (3,5 bilhões de anos) Fotossíntese Introdução à Botânica “O que guia a vida é um pequeno fluxo, mantido pela luz do Sol.” Albert Szent-Györgyi (Nobel 1937) 11 Energia luminosa Energia química Introdução à Botânica 12 Introdução à Botânica 13 Fotossíntese alterou a atmosfera da Terra Liberação de oxigênio Aparecimento de células eucarióticas 14 Introdução à Botânica População: 8 bilhões de pessoas 2050: 9 bilhões Diminuição da camada de ozônio Aquecimento global Engenharia genética Troca de material genético Plantas transgênicas 15 Introdução à Botânica Botané: “planta” (grego) Boskein (verbo): “alimentar” 16 Introdução à Botânica 17 Número de espécies Introdução à Botânica 18 Fontes de alimentos / temperos Fibras para vestuário Madeira Abrigo IMPORTÂNCIA Introdução à Botânica 19 Combustível Papel Drogas para remédios Oxigênio IMPORTÂNCIA • Cripto – oculto • órgãos reprodutivos não aparentes • Gamos – Gametas Criptógamos 20 • Fungos • Algas • Briófitas • Pteridófitas Fungos 21 Zigomicetos Vivem no solo (decomposição) Ascomicetos Importância econômica (alimentação, pragas) Basidiomicetos Cogumelos comestíveis, fitopatógenos Glomeromicetos Micorrizas (associações com raízes) Microsporídios Patogênicos para seres humanos Quitrídios Grupo predominantemente aquático Algas 22 Algas vermelhas Algas pardas Algas verdes Dinophyta Euglenophyta HaptophytaCriptophyta Diatomáceas Crisofíceas Xantofíceas Líquens 23 Associação de algas e fungos Briófitas Cerca de 24.000 espécies Ausência de tecidos condutores 24 Pteridófitas Cerca de 13.000 espécies Vasos condutores 25 Fanerógamas (próxima disciplina) Phaneros = aparente Gamos = Gameta Estruturas produtoras de gametas bem visíveis Formam sementes: Gimnospermas Angiospermas 26 Gimnospermas Cerca de 870 espécies Semente 27 Angiospermas Cerca de 240 mil espécies Sementes protegidas dentro de frutos Botânica de Criptógamas Nomenclatura Botânica Ciências Biológicas Profa. Dra. Taís R Bonatti Diversidade Vegetal 30 400.000 espécies de plantas Necessidade de organização Taxonomia: Nomenclatura e Classificação Taxonomia: identificação, denominação e classificação das espécies Carl von Linné (Lineu) – sistema moderno 1753: Species Plantarum Polinômios: 12 palavras Sistema binomial: criado por Caspar Bauhin (1560 – 1624). Adotado por Lineu 31 Nomenclatura Botânica Exemplo: erva-dos-gatos Nepeta floribus interrupte spicatus pedunculatis Nepeta com flores em espiga pendunculada ininterrupta Nepeta cataria 32 Nomenclatura Botânica Nepeta cataria 33 Gênero Epíteto específico Nome da espécie: Nepeta cataria Nomenclatura Botânica Gênero: grupo inteiro de espécies. Ex: Viola (violeta) 34 Violeta comum – Viola sororia Amor perfeito – Viola tricolor var. hortensis Flores amareladas – Viola tricolor Nomenclatura Botânica biennis: sozinho fica sem sentido Associado a dezenas de nomes genéricos 35 Artemisia biennis (losna) Lactuca biennis Oenothera biennis Nomenclatura Botânica Regras importantes! Nomes em latim ou latinizados Itálico ou sublinhados 36 37 Brachycephalus darkside Synalpheus pinkfloydi Scaptia (Plinthina) beyoncea Gaga germanotta Nomenclatura Botânica Espécie colocada em gênero errado: Ex: Viola tricolor (amor perfeito) na verdade deveria ser do gênero Agatea Novo nome: Agatea tricolor Se novo nome já existir: autor deverá propor outro epíteto específico para classificar a planta 38 Nomenclatura Botânica Espécies com 3 nomes: Subespécies ou variedades Semelhantes entre si Compartilham uma ou mais características que não se encontram em outras daquela espécie 39 Nomenclatura Botânica Exemplo: Prunus persica var. persica – Pessegueiro Prunus persica var. nectarina – Nectarina 40 Prunus persica var. persica Prunus persica var. nectarina Nomenclatura Botânica Definição das regras Código Internacional de Nomenclatura Botânica http://www.iapt-taxon.org/nomen/main.php 41 Nomenclatura Botânica Definição das regras Código Internacional de Nomenclatura Zoológica http://iczn.org/code Código Internacional de Nomenclatura de Bactérias http://www.ncbi.nlm.nih.gov/bookshelf/br.fcgi?book=icnb 42 Nomenclatura Botânica Espécime tipo Amostra de planta seca guardada em museu ou herbário Base de comparação 43 Nomenclatura Botânica 44 Nomenclatura Botânica 45 Esquema de prensagem, secagem e montagem das exsicatas elaborado pelo Prof. Dr. Paulo Eugênio A. M. de Oliveira 46 47 Exemplo: Herbário Unicamp Botânica de Criptógamas Sistemática e Cladística Ciências Biológicas Profa. Dra. Taís R Bonatti Classificação dos seres vivos Histórico: Gregos: “habitus”dos vegetais Lineu: sistema sexual (flor, número de estames e pistilos) Gênero e espécie: Vegetal, Animal , Mineral Sistemas naturais: características em comum Sistemas baseados em filogenia: relações genéticas entre as plantas 49 Classificação dos seres vivos Taxonomia: Análise das características de um organismo com o objetivo de associá-lo a um táxon Objetivos Identificação Denominação Classificação das espécies 50 Classificação dos seres vivos Táxon: grupo taxonômico em qualquer nível Categoria: nível no qual o táxon é colocado Ex: Gênero e espécie são categorias Prunus e Prunus persica são táxons dentro das categorias 51 Classificação dos seres vivos Desde 1993: categorias aceitas Reino Filo Classe Ordem Família Gênero Espécie 52 53 54 Classificação dos seres vivos Reino: Plantae Filo: Angiospermae (ou Magnoliophyta) Classe: Dicotyledoneae (ou Magnoliatae ou Magnoliopsida) Ordem: Rosales Família: Rosaceae Gênero: Rosa Espécie: Rosa gallica L. Variedade: Rosa gallica L. var. versicolor 55 56 Classificação dos seres vivos Sistemática Vegetal: diversidade biológica e história evolutiva Objetivo: Descobrir os ramos da árvore filogenética da vida (uma única espécie ancestral na base) 57 Árvores filogenéticas: relações genealógicas entre os táxons Classificação dos seres vivos Métodos de classificação: Cladística ou análise filogenética Ramificação de uma linhagem a partir de outra Cladograma: resultado da análise cladística Classificação com base na história evolutiva 58 Classificação dos seres vivos CLADÍSTICA Cladogênese: ramificação filogenética, ocasionando a ruptura na coesão de uma população, gerando duas ou mais populações Anagênese: processos pelos quais um caráter surge ou se modifica numa população ao longo do tempo “Novidades evolutivas". Mutação, permutação e seleção natural. 59 60 A n a g ê n e se 61 Ruptura na coesão de uma população 62 Briófitas Pteridófitas Gimnospermas Angiospermas Alga verde ancestral Tecido condutor Semente Flores Sementes em frutos Cladística 63 Cladística Cladística Táxon monofilético: Condição ideal Todos os representantes em qualquer nível hierárquico são descendentes de uma única espécie ancestral * Dificuldade por não se conhecer toda a história evolutiva 64 Cladística Grupos: Monofiléticos: composto por um ancestral e todos os seus dependentes (nenhum descendente é excluído) Parafiléticos: descendem de mais de uma linha ancestral (incerteza na pesquisa); não inclui todos os membros do grupo. Polifilético: inclui táxon comum mas nem todos os seus descendentes; aparenta ter mais de um ancestral. 65 66 67 Inclui o ancestral comum do grupo 68 Não inclui o ancestral comum do grupo 69 Inclui o ancestral comum do grupo mas não considera todos os descendentes 70 Répteis (grupo parafilético – não inclui todos os membros do grupo) Animais endotérmicos – aves e mamíferos (grupo polifilético – mais de um ancestral) Quando função semelhante: análogas Aparência superficial Quando origem comum: homólogas mas não necessariamente função comum Cladística Questão chave na sistemática Origem da semelhança ou diferença 71 Cladística 72 73 Folhas modificadas em formato de jarro para capturar insetos Folhas modificadas em formato de “mandíbulas” para capturar insetos Folhas semelhantes a pétalas - polinização Folhas modificadas – espinhos (controle da perda de água) ÓRGÃOS HOMÓLOGOS Cladística 74 • Princípio da parcimônia – Proposto no século XVII por Ockam – filósofo inglês • “Se existe mais de uma explicação para uma dada observação, devemos adotar aquela mais simples.” – Cladograma deve ser construído da maneira mais simples, menos complicada e mais eficiente 75 Cladística • Exemplo: relações evolutivas entre as espécies de beija-flor que envolve apenas 70 mudanças evolutivas pode ser preferível a um que postula 200 alterações. Menos parcimoniosa Mais parcimoniosa (preferível) Penas vermelhas evoluíram duas vezes Penas vermelhas evoluíram uma vez Sistemática molecular Sequência de aminoácidos em proteínas Importância dos dados moleculares: Mais fáceis de quantificar Fornecem mais caracteres para as análises filogenéticas Permite comparação entre organismos morfologicamente distintos 76 Sistemática molecular Desvantagens: Fósseis Dificuldade em avaliar homologias 77 Sistemática molecular X Classificação dos seres vivos 78 Origem dos Eucariotos Teoria da Endossimbiose Seqüencial Célula procariótica → Célula eucariótica Mitocôndrias e cloroplastos Teoria Endossimbiótica em série Ancestrais das organelas eram endossimbiontes 79 Origem dos Eucariotos 80 81 82 Atividade prática I Cladograma Atividade prática I - Cladograma Observe o modelo abaixo antes de construir seu cladograma: 83 Caracteres Táxon Coluna vertebral Pêlos e glândulas mamárias Presença de placenta Longo período de gestação Tartaruga + - - - Ornitorrinco + + - - Gambá + + + - Gato + + + + 84 Tartaruga Ornitorrinco Gambá Gato 85 Caracteres Táxon Embrião Xilema e Floema Lenho Sementes Flores Musgos + - - - - Samamabias + + - - - Pinheiros + + + + - Carvalhos + + + + +
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