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Modulo de Botânica Sistemática Ensino à Distância Universidade Pedagógica Rua Comandante Augusto Cardoso n˚ 135 Direitos de autor Este Módulo não pode ser reproduzido para fins comerciais. Em caso de reprodução, deve ser mantida a referência à Universidade Pedagógica e aos Autores do Módulo. Universidade Pedagógica Rua Comandante Augusto Cardoso, n.º 135 Telefone: 21-320860/2 Telefone: 21 – 306720 Fax: +258 21-322113 Agradecimentos À COMMONWEALTH of LEARNING (COL), pela disponibilização do Template usado na produção dos Módulos. Ao Instituto Nacional de Educação à Distância (INED), pela orientação e apoio prestados. Ao Magnífico Reitor, Directores de Faculdade e Chefes de Departamento, pelo apoio prestado em todo o processo. Ficha Técnica Autores: Felisberto Lobo & Cornélio Mucaca Desenho Instrucional: Nilza Pondja Revisão Linguística: Jeronimo Simão Maquetização: Aurélio Armando Pires Ribeiro Edição: Valdinácio Florêncio Paulo Ensino à Distância i Índice Visão geral 1 Bem-vindo ao Módulo de Botânica Sistemática ............................................................... 1 Objectivos do módulo ....................................................................................................... 2 Quem deveria estudar este Módulo .................................................................................. 2 Como está estruturado este Módulo .................................................................................. 3 Ícones de actividade .......................................................................................................... 4 Habilidades de estudo ....................................................................................................... 5 Precisa de apoio? .............................................................................................................. 6 Tarefas (avaliação e auto-avaliação) ................................................................................. 6 Avaliação .......................................................................................................................... 6 Unidade I 9 Introdução à Botânica Sistemática .................................................................................... 9 Introdução ................................................................................................................ 9 Lição nº1 11 Definição da Botânica, origem das plantas e partes da Botânica ................................... 11 Introdução .............................................................................................................. 11 Sumário ........................................................................................................................... 14 Exercício ......................................................................................................................... 14 Chave de correcção. ........................................................................................................ 14 Lição nº 2 15 Categorias da classificação e nomenclatura Botânica .................................................... 15 Introdução .............................................................................................................. 15 Sumário ........................................................................................................................... 32 Exercicios ........................................................................................................................ 33 Chave de Correcção ........................................................................................................ 34 Lição nº 3 35 Os reinos ......................................................................................................................... 35 Introdução .............................................................................................................. 35 Sumário ........................................................................................................................... 37 Exercícios ........................................................................................................................ 38 Chave de Correcção ........................................................................................................ 39 Lição nº4 40 Diversidade dos organismos vegetais no tempo geológico ............................................ 40 Introdução .............................................................................................................. 40 ii Índice Sumário ........................................................................................................................... 46 Exercícios ........................................................................................................................ 47 Chave de correcção ......................................................................................................... 47 Lição nº 5 49 História da Botânica Sistemática .................................................................................... 49 Introdução .............................................................................................................. 49 Sumário ........................................................................................................................... 53 Exercícios ........................................................................................................................ 53 Chave de correcção ......................................................................................................... 53 Exercícios ........................................................................................................................ 54 Chave de correcção ......................................................................................................... 55 Unidade II 56 Sinópsis do reino vegetal e níveis de organização dos organismos ................................ 56 Introdução .............................................................................................................. 56 Lição nº 1 58 Os Prokaryota: Características morfológicas, ecológicas e modo de vida. .................... 58 Introdução .............................................................................................................. 58 Sumário ........................................................................................................................... 64 Exercícios ........................................................................................................................ 65 Chave de correcção ......................................................................................................... 65 Lição nº 2 67 Eucaryota: Características morfológicas, ecológicas e modo de vida ............................ 67 Introdução .............................................................................................................. 67 Sumário ........................................................................................................................... 74 Exercícios ........................................................................................................................ 74 Chave de Correção .......................................................................................................... 74 Lição nº 3 76 Níveis de desenvolvimento Myxobionta e Mycobionta ................................................. 76 Introdução .............................................................................................................. 76 Sumário ...........................................................................................................................89 Exercícios ........................................................................................................................ 90 Chave de Correção .......................................................................................................... 90 Lição nº4 91 O estudo das Algas ......................................................................................................... 91 Introdução .............................................................................................................. 91 Ensino à Distância iii Sumário ........................................................................................................................... 94 Exercícios ........................................................................................................................ 95 Chave de Correção .......................................................................................................... 95 Unidade III 97 Embryobionta – Briófitas e plantas vasculares ............................................................... 97 Introdução .............................................................................................................. 97 Lição nº 1 98 Divisão Bryophyta .......................................................................................................... 98 Introdução .............................................................................................................. 98 Divisão Pteridopyta ....................................................................................................... 103 Sumário ......................................................................................................................... 110 Exercícios ...................................................................................................................... 111 Chave de Correção ........................................................................................................ 111 Unidade IV 113 Sistemática e características das traqueófitas ............................................................... 113 Introdução ............................................................................................................ 113 Lição nº 1 114 Características gerais das traqueófitas .......................................................................... 114 Introdução ............................................................................................................ 114 Sumário ......................................................................................................................... 119 Exercícios ...................................................................................................................... 120 Chave de Correção ........................................................................................................ 120 Sistemas de classificação da folha e da flor, características e sistemática das Dicotiledóneas. ............................................................................................................. 122 Introdução ............................................................................................................ 122 Sumário ......................................................................................................................... 140 Exercícios ...................................................................................................................... 141 Chave de Correção ........................................................................................................ 141 Bibliografia ................................................................................................................... 143 Ensino à Distância 1 Visão geral Bem-vindo ao Módulo de Botânica Sistemática A Botânica Sistemática faz a classificação dos organismos vivos em séries Hierárquicas de grupos enfatizando as suas relações Filogenéticas. Parte da ciência que estuda e apresenta os métodos e teorias que organizam os seres vivos em grupos promovendo a sua Classificação, Identificação e Nomenclatura utilizando vários métodos como a Comparação e Chaves de identificação. A disciplina de Botânica Sistemática deve fornecer bases sólidas para as disciplinas de índole Botânica como a Flora de Moçambique, Ecologia Vegetal, Micologia, Ficologia, Fisiologia Vegetal, O módulo irá lhe facultar uma auto-aprendizagem de modo que ao fim do curso esteja com os conhecimentos dentro das metas exigidas e definidas segundo os objectivos preconizados para a disciplina. O módulo é composto por IV unidades e visa fornecer-lhe informações úteis para a compreensão da sistemática aplicável para a Botânica tendo em conta os aspectos evolutivos das plantas incluindo a sua classificação. Deste Manual constará bibliografia de cada unidade sobre a qual far-se- ão comentários com vista a auxiliá-lo a reflectir e consolidar os seus conteúdos. Constarão ainda várias actividades didácticas centradas na sua auto-aprendizagem. 2 Objectivos do módulo Objectivos Quando terminar o estudo da Botânica Sistemática I deve ser capaz de: • Identificar as plantas e outros organismos; • Analisar a sistemática vegetal em termos evolutivos; • Denominar as plantas e os outros organismos com base nas regras de nomenclatura; • Aplicar as plantas na medicina e na indústria; • Comparar ciclos de vida de organismos diferentes; • Executar técnicas de recolha, preparação, conservação, etiquetagem e identificação de plantas de vários taxa; e • Distinguir as características dos vários filos do reino vegetal. Quem deveria estudar este Módulo Este Módulo foi concebido para todos aqueles que estejam a frequentar o curso de Biologia ministrado pelo EAD da UP, devendo para a sua melhor compreensão o estudante possuir noções básicas sobre a Botânica Geral. Ensino à Distância 3 Como está estruturado este Módulo Todos os módulos dos cursos produzidos por CEAD – UP encontram-se estruturados da seguinte maneira: Páginas introdutórias • Um índice completo. • Uma visão geral detalhada do módulo, resumindo os aspectos-chave que você precisa conhecer para completar o estudo. Recomendamos vivamente que leia esta secção com atenção antes de começar o seu estudo. Conteúdo do módulo O módulo está estruturado em unidades. Cada unidade inclui uma introdução, objectivos da unidade, conteúdo da unidade incluindo actividades de aprendizagem, um sumário da unidade e uma ou mais actividades para auto-avaliação com a respectiva chave de correção. Outros recursos Para quem esteja interessado em aprender mais, apresentamos uma lista de recursos adicionais para você explorar. Estes recursos incluem livros, artigos ou sites da Internet. Tarefas de avaliação Tarefas de avaliação para este módulo encontram-se no final de cada unidade. Sempre que necessário, dão-se folhas individuais para desenvolver as tarefas, assim como instruções para as completar. Estes elementos encontram-se no final do modulo. 4 Comentários e sugestões Esta é a sua oportunidade para nos dar sugestões e fazer comentários sobre a estrutura e o conteúdo do módulo. Os seus comentários serão úteis para nos ajudar a avaliar e melhorar este módulo. Ícones de actividade Ao longo deste manual irá encontrar uma série de ícones nas margens das folhas. Estes ícones servem para identificar diferentes partes do processo de aprendizagem. Podem indicar uma parcela específica de texto, uma nova actividade ou tarefa, uma mudança de actividade, etc. Pode ver o conjunto completo de ícones deste manual já a seguir, cada um com uma descrição do seu significado e da forma como nós interpretámos esse significado para representar as várias actividades ao longodeste curso / módulo. Comprometimento/ perseverança Actividade Resistência, perseverança Auto-avaliação “Qualidade do trabalho” (excelência/ autenticidade) Avaliação / Teste “Aprender através da experiência” Exemplo / Estudo de caso Ensino à Distância 5 Paz/harmonia Debate Unidade/relações humanas Actividade de grupo Vigilância / preocupação Tome Nota! “Eu mudo ou transformo a minha vida” Objectivos [Ajuda-me] deixa- me ajudar-te” Leitura “Pronto a enfrentar as vicissitudes da vida” (fortitude / preparação) Reflexão “Nó da sabedoria” Terminologia Apoio / encorajamento Dica Habilidades de estudo Caro estudante, você poderá encontrar neste módulo textos para leitura e exercícios de auto avaliação e uma lista de terminologias com o respectivo significado. Depois de ler cuidadosamente os textos procure sempre responder as questões colocadas. Procure encontrar no meio que lhe rodeia objectos reais que mostram os aspectos tratados teoricamente nos textos ex. Plantas, fungos, musgos, etc. Procure sempre realizar uma excursão (visitar matas com muita diversidade de plantas) de forma a encontrar nelas as plantas ou fungos mais referidos nos textos. 6 Precisa de apoio? Sempre que precisar alguma informação a mais deve procurar outras literaturas dentre as referidas no capítulo sobre a bibliografia. Caso haja dúvida ou curiosidade que prevaleça contacte o seu centro de forma a entrar em contacto com os autores do módulo. . Sempre que precisar alguma informação a mais deve procurar outras literaturas dentre as referidas no capítulo sobre a bibliografia. Caso haja dúvida ou curiosidade que prevaleça contacte o seu centro de forma a entrar em contacto com os autores do módulo. Tarefas (avaliação e auto- avaliação) As perguntas estão elaboradas de forma simples e clara, deve apenas ler cuidadosamente o texto e procurar perceber o que se quer com a pergunta e em seguida formular as ideias para dar a resposta Avaliação As avaliações serão feitas segundo as normas e o regulamendo do Centro de Ensino a Distância. Ao fim do módulo você poderá realizar um exame escrito e apresentar um relatório escrito sobre uma tabela taxonómica de plantas visitadas durante as suas excursões de estudo na zona onde reside. Ensino à Distância 7 Ensino à Distância 9 Unidade I Introdução à Botânica Sistemática Introdução Desde cedo o Homem preocupou-se em perceber a sua origem e concomitantemente a origem da vida. Com o avanço da técnica o Homem inventou instrumentos que o permitiam observar objectos até então por ele desconhecidos. Nesta unidade você vai aprender aHistória da Botânica Sistemática, a diversidade dos organismos versus tempo geológico, os reinos, categorias da classificação, nomenclatura Botânica, definição da Botânica, origem das plantas e partes da Botânica. Ao completar esta unidade você será capaz de: Objectivos Gerais I. No Âmbito dos conhecimentos: Possuir conhecimentos sobre: • Regras de taxonomia e nomenclatura; • Tendências evolutivas nas plantas; • Colheita, herborização e identificação de plantas; • Taxonomia vegetal; Introdução aos métodos taxonómicos correntes; Alternância de gerações; • Botânica Sistemática enfatizando a Filogenia (História Evolutiva de um grupo ou linhagem); 10 • Características, habitat e ciclos de vida das plantas. II. No Âmbito das capacidades e habilidades: Ser capaz de: • Identificar as plantas e outros organismos; • Analisar a sistemática vegetal em termos evolutivos; • Denominar as plantas e os outros organismos com base nas regras de nomenclatura; • Indicar a importância das plantas na medicina e na indústria; • Comparar ciclos de vida de organismos diferentes; • Executar técnicas de recolha, preparação, conservação, etiquetagem e identificação de plantas de vários taxa; • Distinguir as características dos vários filos do reino vegetal. Ensino à Distância 11 Lição nº1 Definição da Botânica, origem das plantas e partes da Botânica Introdução As plantas são organismos vegetais que têm a sua origem a partir de outros organismos. Nesta lição você poderá estudar o conceito da Botânica como ciência que estuda as plantas, conhecer a sua origem e as partes da Botânica que permitem o estudo da sistemática e taxonomia das mesmas. Ao completar esta Lição você será capaz de: Objectivos específicos • Mencionar as partes da Botânica; • Definir o conceito “Botânica”; • Descrever os processos naturais que deram origem das plantas. A origem das plantas De acordo com MAUSETH (1998), as plantas vasculares surgiram bem mais tarde, depois da descoberta dos primeiros procariontes (seres com material genético disperso no citoplasma) a cerca de 350 milhões de anos, na era Paleozóica, Período Devoniano Superior e 450 milhões de anos, no Período Ordoviciano (PEREIRA, 1999). DELEVORYAS (1966) comenta sobre estudos paleobotânicos, indicando o surgimento dos vegetais inferiores no Período Pré- 12 cambrico. Sendo a disciplina de botânica bastante ampla, não veremos a parte referente à paleobotânica. Definição de Botânica Botânica, Biologia Vegetal ou Fitologia: é a parte da Biologia que estuda as plantas. Etimologicamente duas palavras gregas estão relacionadas: botane, que significa erva forrageira ou erva útil e phyton, que significa planta. Como é do seu conhecimento a partir da 8ª classe e 9ª classe respectivamente, as plantas apresenta características diferentes as dos animais que passamos a lembrar: Tabela 1: Diferenças entre animais e plantas PLANTAS ANIMAIS Autotróficos Heterotróficos Absorção Ingestão sem estruturas ou órgãos de movimento geográfico (possuem raízes ou estruturas de fixação ao substrato) Com movimentação livre presença de cloroplastos Não células com parede celular (originária na mitose - lamela média)) sem paredes (a mitose não forma lamela média) grande capacidade regenerative Reduzida duração de vida pode ser longa Duração de vida é curta Partes da Botânica Embora não existam limites claros podemos citar algumas disciplinas que realizam investigações dentro do Reino Vegetal: • Bioquímica (estudo das moléculas orgânicas), Genética (estudo da hereditariedade), Citologia (estudo das células), Histologia (estudo dos tecidos), Morfologia (estudo dos órgãos). Estas três últimas estão incluídas dentro da Anatomia Ensino à Distância 13 Vegetal, as demais na Fisiologia Vegetal (estudo do funcionamento do organismo). • Existe ainda, uma disciplina especial dentro da botânica que trata da ordenação e classificação chamada Sistemática ou Taxonomia. • Outras áreas correlacionadas são: Paleobotânica (estudo dos fósseis vegetais), Ecologia Vegetal (estuda o ambiente nativo dos vegetais, suas relações com outros seres vivos), Economia Botânica (estuda o gerenciamento do ambiente das plantas e sua utilização econômica, por exemplo: como combustível, óleos, resinas, construções, fibras, alimento, medicina, religiosidade, etc.), Fitocorologia (estuda a distribuição das distintas plantas sobre a terra), Fitocenologia (estuda a distribuição das comunidades vegetais), essas duas últimas disciplinas estão dentro da Geobotânica e da Fitogeografia, estudando a relação entre os vegetais e o espaço geográfico. • Outros conjuntos de matérias mais específicas que utilizam a botânica são a Quimiotaxonomia que estuda exclusivamente sobre a existência de determinadas estruturas químicas em alguns táxons botânicos, procurando descobrir novas estruturas taxonômicas, Farmacognosia (envolvendo o estudo dos fármacos de origem animal e vegetal) ea Fitotecnia que trata do estudo de plantas com finalidades agrícolas, envolvendo Plantas de Lavouras, Horticultura, Fruticultura, Silvicultura e Fitopatologia. Alguns pesquisadores consideram para determinados grupos a importância de relacionar disciplinas específicas, como acontece com as Criptógamas: Ficologia, estudo das algas; Micologia, estudo dos fungos; Liquenologia, estudo dos líquenes; Briologia, estudo dos musgos e hepáticas (briófitas); Pteridologia, estudo dos fetos, etc. 14 Sumário A Botânica é a parte da Biologia que estuda as plantas. Etimologicamente duas palavras gregas estão relacionadas. As plantas vasculares surgiram bem mais tarde, depois da descoberta dos primeiros procariontes (seres com material genético disperso no citoplasma) a cerca de 350 milhões de anos, na era Paleozóica, Período Devoniano Superior e 450 milhões de anos, no Período Ordoviciano. Algumas partes da Botânica mais conhecidas são: Bioquímica, Sistemática ou Taxonomia, Paleobotânica, Quimiotaxonomia, Fitotecnia, Farmacognosia. Exercício Auto-avaliação 1. Mencione as partes da Botânica; 2. Defina o conceito “Botânica”; 3. Descreva os processos naturais que deram origem às plantas. Chave de correcção. P1 – Bioquímica, Sistemática ou Taxonomia, Paleobotânica, Ecologia Vegetal, Economia Botânica, Fitocorologia, Fitocenologia, Geobotânica e da Fitogeografia, Quimiotaxonomia, Farmacognosia, Fitotecnia, Lavouras, Horticultura, Fruticultura, Silvicultura e Fitopatologia. P2 – Parte da Biologia que estuda as plantas P3 – A partir dos primeiros procariontes Ensino à Distância 15 Lição nº 2 Categorias da classificação e nomenclatura Botânica Introdução Na lição anterior você aprendeu a definir a Botânica, do mesmo modo compreendeu a origem das plantas e as partes da Botânica. Nesta lição você poderá estudar os diferentes níveis de classificação e nomenclatura das plantas e conhecer a história da nomenclatura botânica, as diferentes categorias taxonómicas e o organismo responsável pela oficialização dos nomes botânicos ora atribuídos para novas espécies de plantas descobertas. Ao completar esta Lição, você será capaz de: Objectivos específicos • Descrever as diferentes categorias da classificação das plantas; • Caracterizar os processos de Identificação ou determinação das plantas; • Aplicar os tipos de classificações Botânicas . Categorias da classificação Sistemática ou taxonomia - o aumento do número de dados relativos ao ambiente florístico e dos seres vivos em geral permitiu observar várias características individuais e comuns entre eles. Isto possibilitou identificar os vegetais e agrupá-los em determinadas categorias. Os termos: sistemática e taxonomia, como dito acima não são sinônimos, embora muitos autores considerem e usem os termos dessa forma. 16 A Sistemática – é a parte da Botânica cujo objectivo é criar sistemas de classificação que expressem a melhor forma possível os diversos graus de semelhança entre os vegetais. Podemos considerar como parte da Sistemática a Taxonomia, a Classificação e a Nomenclatura. Taxonomia – esse termo foi proposto por DE CANDOLLE em 1813, no herbário de Gênova (taxonomie), em referência a teoria da classificação das plantas. Irá tratar dos Princípios e Regras da Botânica. Dos procedimentos para realizar uma classificação, visto que dependendo dos princípios teremos diferentes classificações. Contudo, para a Botânica seguimos os Princípios e Regras Internacionais da Botânica. Classificação – é a ordenação ou o acto de classificar plantas em grupos de tamanho crescente, dispostos de maneira hierárquica. (sistema ou hierarquia de níveis ou categorias,). Tabela 2. Categorias taxonômicas utilizadas na classificação Botânica (STACE, 1989 cit. MOLINA, 1999). CATEGORI A – Latim CATEGO RIA – Português ABRE VIAÇ ÃO TERMI NAÇÃO BOTÂN ICA EXEMPLI GRATIA (e.g.) Regnum Vegetabile Reino Vegetal Plantae Subregnum Subreino BIONTA Embryobionta Divisios Divisão PHYTA Tracheophyta Subdivisios Subdivisão PHYTIN A Spermatophytina Classis Classe OPSIDA Angiospermopsida Ensino à Distância 17 Subclassis Subclasse IDAE Dicotyledonidae Superordo Superordem ANAE Rosanae Ordo Ordem ALES Rosales Subordo Subordem INEAE Rosineae Familia Família ACEAE Rosaceae Subfamilia Subfamília OIDEAE Rosoideae Tribus Tribo EAE Roseae Subtribus Subtribo INAE Rosinae Genus Género gen. Rosa Subgenus Subgénero subgen. Rosa Sectio Secção sec. Caninae Subsectio Subsecção subsec. Caninae Series Série ser. Subseries Subsérie subser. Species Espécie sp. canina Subspecies Subespécie ssp. Varieta Variedade var. lutetina Subvarieta Subvariedad e subvar. Forma Forma f. lasiostylis Subforma Subforma subf. 18 Identificação ou determinação Consiste em reconhecer uma planta ou ser vivo já classificado, ou seja, significa a aplicação de um nome conhecido ao espécime colectado. As classificações são sistemas para armazenar ou transmitir informação sobre os seres vivos ou fazer possíveis predições ou generalizações. Nas classificações se criam grupos onde estão reunidos os organismos com o maior número de possíveis caracteres em comum. Isso é possível porque todos os organismos estão relacionados entre si (em maior ou menor grau) por vias evolutivas descendentes. Conceito de espécie Além de ser uma unidade taxonómica fundamental, a espécie deve possuir certos atributos. Quando dois ou mais indivíduos estiverem reunidos como sendo da mesma espécie, faz-se necessário: 1. Possuírem um número de caracteres em comum (mesmo património genético); 2. Serem interférteis (formar populações) ; 3. Em condições naturais não trocarem esses caracteres com outras espécies (isolamento reprodutivo). As espécies, por sua vez, possuem caracteres comuns que possibilitam classificá-las ou agrupá-las em géneros. Esses são agrupados em famílias, essas em ordens e assim sucessivamente, até chegar no táxon Reino (Regnum vegetabile) de forma hierárquica. As categorias básicas foram desenvolvidas por LINNEU, que se baseou nos conceitos desenvolvidos na Grécia Antiga por ARISTÓTELES através do princípio da "divisão lógica": formação de subgrupos baseados em critérios lógicos ("fundamentum divisonis"). LINNEU aplicou as categorias taxonómicas para todas as plantas conhecidas em sua época, cerca de 7700 espécies. A hierarquia Ensino à Distância 19 taxonômica deve reflectir a divergência filogenética, mas existem dificuldades que se opõem a isto: 1. Fenómenos de convergência produzem semelhanças externas ao comparar um modo de vida (caso das plantas parasitas), ou um tipo de reprodução (a polinização em algumas famílias, como as Asclepiadaceae e Orchidaceae). 2. Constância hereditária dos caracteres diferenciais são comprováveis apenas em cultivos experimentais. 3. Diferenças morfológicas somente são reconhecíveis quando se dispõe de material suficiente. 4. Relações filogenéticas em rede não são representativas para um sistema hierárquico, por exemplo, as que se originam por hibridação. Tipos de classificações O princípio que rege toda a classificação é o mesmo: os caracteres que compartilham as unidades a serem classificadas. As plantas possuem uma evolução dos critérios taxonômicos e pode-se estabelecer vários tipos de taxonomias: • Taxonomia popular: a primeira aplicada as plantas, atendendo a princípios úteis (alimento, medicina, veneno, madeira de construção, entre outros). Essas classificações envolveram um pequeno número de plantas. • Taxonomia científica: devido a grande quantidade de plantas existentes houve necessidadede precisão, levando a uma intervenção para melhorar a identificação, a nomeação, a classificação e a comunicação do conhecimento. Com isso, diferentes sistemas de classificação surgiram: 20 a) Sistemas artificiais: elegiam arbitrariamente determinados caracteres como principais. Por exemplo, a forma de desenvolvimento, o número de peças florais, e outros. Sua vantagem era a de possuir um alto valor preditivo. O sistema artificial mais conhecido foi o criado por LINNEU em 1735, Systema Natura, que separou 23 classes de plantas com flores (Phanerogamia) de acordo com: a disposição dos sexos das flores e o número, concrescência, inserção e relação de comprimento dos estames. Criou também a vigésima quarta classe, de plantas sem flores (Cryptogamia), incluindo os fetos, musgos, algas, fungos e plantas com flores de difícil visualização (Ficus, Lemna), erroneamente incluiu os corais e as esponjas. b) Sistemas naturais ou formais: seguiam os mesmos princípios anteriores, mas, considerava-se um maior número de caracteres. Houve melhorias, mas os grupos obtidos correspondiam mais em níveis de organização que a grupos de descendência. Os mais importantes são os de A. L. DE JUSSIEU (1718), A. P. DE CANDOLLE (1819), ST. ENDLICHER (1836), G. BENTHAM & I. D. HOOKER (1862-1883), entre outros. Esses sistemas obtinham classificações fenéticas: classificações empíricas que expressam relações entre os organismos em termos de similaridade de propriedades ou caracteres. Não importava qual a metodologia adotada para chegar a determinado taxon, pois, qualquer tipo de dado era útil, excepto os evolutivos. c) Sistemas filogenéticos: apareceram envoltos à publicação de DARWIN (1859): A origem das espécies (a teoria da evolução). As plantas podem ser ordenadas segundo distintos princípios, mas o parentesco filogenético aparece como um princípio de ordenação hierárquico independente do observador. São sistemas naturais que apresentam o máximo conteúdo de informação. As classificações (aproximações) mais importantes foram as de: A. EICHLER (1883), Ensino à Distância 21 A. ENGLER, R. von WETTSTEIN (1901-1908), esse último como sendo o primeiro sistema realmente filogenético. d) Sistemas sintéticos: esse sistema é adotado actualmente e procura várias disciplinas para validar suas classificações e suas descobertas (citogenética, microanatomia, fitoquímica, etc.), contudo, ainda detém um certo grau de subjetivismo. Tal acúmulo de dados, proporcionados pelas novas técnicas de investigação, são as vezes difíceis de organizar, por isso muitos recorrem a técnicas tais como a Taxonomia Numérica. Nomenclatura botânica Parte da Botânica Sistemática que se dedica a dar nome às plantas e grupos de plantas. Os primeiros nomes foram vemáculos ou nomes comuns, mas esses tem os seguintes inconvenientes: • Não são universais, são aplicados somente a determinada língua; • Somente algumas plantas têm nome vernáculo; • Duas ou mais plantas não relacionadas podem ter o mesmo nome comum ou uma mesma planta tem diferentes nomes comuns; • Aplicam-se indistintamente a géneros, espécies ou variedades Para evitar esses problemas existem as regras do Código de Nomenclatura Botânica: na antiguidade (época pré-linneana) cada planta era conhecida nos círculos eruditos por uma larga frase descritiva em latim, o sistema polinomial ou polinominal, que crescia à medida que se encontravam novas espécies semelhantes. Assim, por exemplo, a "carlina sem caule" (Carlina acaulis L.) se mencionava como: Carlina acule unifloro florae breviore. O primeiro sistema que sugeriu adoptar somente duas palavras (sistema binomial) foi GASPAR BAUHIN. Mas não foi adotada até a 22 publicação de Species Plantarum por LINNEU em 1753 que estabeleceu definitivamente o sistema binomial, descrevendo e nomeando todo o mundo vivo conhecido até então. O nome científico ou nome específico de um organismo vivo é uma combinação de duas palavras em latim: o nome genérico ou género (muitas vezes associado a um substantivo) e o epíteto específico (associado a um adjectivo). Assim, por exemplo, o carvalho é Quercus rotundifolia Lam. e o pinheiro-do-norte é Pinus pinea L. Ao nome científico sempre acompanha o nome do autor, abreviado ou por extenso, depende como foi validada a primeira publicação. Lam. é abreviação de Lamarck e L. de Linneu. Nenhum nome científico está completo sem estar acompanhado do nome do autor ou da forma abreviada deste. Os nomes científicos também podem estar acompanhados de sinônimos, que são os nomes diferentes que se aplicam ao mesmo táxon, sem confundir com os homônimos que são os nomes iguais aplicados a táxons diferentes. Todas as normas que controlam a criação de nomes científicos para as plantas e categorias taxonômicas estão contidas no ICBN (International Code of Botanical Nomenclature) (Códico Internacional de Nomenclatura Botânica-CINB). Existem dois outros códigos semelhantes, porém independentes: o Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (ICZN) e o Código Internacional de Nomenclatura Bacteriológica (ICNB). Nomenclatura Botânica Se detém a criar nomes para designar as plantas ou grupos de plantas (taxa ou taxons, plural de taxon). A criação dos nomes está regulada por um conjunto de normas reunidas no Código Internacional de Nomenclatura Botânica, reeditado a cada 5 ou 6 anos em decorrência do Congresso Internacional de Botânica. Ensino à Distância 23 Descrição e Diagnose Consiste de uma série de palavras e frases técnicas referentes as suas características, de maneira que formem a definição do taxon em questão. Os caracteres que contribuem para uma descrição taxonómica são conhecidos como caracteres taxonómicos ou sistemáticos. A diagnose é uma descrição reduzida que cobre somente os caracteres diagnosticados, ou seja, a necessária para distinguir um taxon de outros relacionados. A estrutura e a hierarquia taxonómica Os princípios e regras da taxonomia levam a uma ordenação das plantas, hierarquizando o sistema: hierarquia taxonômica. Os diferentes níveis da hierarquia mostram a posição em que o espécime ou o grupo de vegetais se encontra. Essa estrutura taxonómica possui teoricamente a unidade chamada espécie e trata-se do nível mais elementar da estrutura (unidade taxonômica básica ou fundamental). Porém, independente da posição dos níveis cada qual é designado táxon. As categorias taxonômicas mais importantes são, em ordem crescente: espécie, género, família, classe, divisão ou phylum e reino. Para estudos mais aprofundados, o Código Internacional de Nomenclatura Botânica reconhece doze: reino, divisão, classe, ordem, família, tribo, género, secção, série, espécie, variedade e forma. Este número pode ser dobrado designando subcategorias com o prefixo sub-. Ainda, podemos considerar supercategorias com prefixo super- (exemplo: super-ordem). Nomes do taxa De acordo com o comentado acima, os nomes científicos dos grupos taxonômicos são tratados como latim ou sua derivação (quinto princípio do CINB). 24 O nome genérico é um substantivo no singular ou uma palavra tratada como tal (nome uninomial). Quando for o nome de uma pessoa, no caso de uma comemoração, deverá ser latinizado. A latinização de nomes não clássicos se realiza assim: terminação vocal: se adiciona -a. Por exemplo: Boutelou (Bouteloua), excepto quando acaba em a, então se adiciona -ea, Colla (Collaea). Terminação consoante: se adiciona -ia. Por exemplo: Klein (Kleinia), Knaut (Knautia), Koelpin (Kolepinia), Laurent (Laurentia), Lagous (Lagousia), Lobel (Lobelia), Rothmaler (Rothmaleria), Wahlenberg (Wahlenbergia). O epíteto específico pode ser: Um adjectivo, no caso mais geral, exemplo., Quercus rotundifolia, folhas arredondadas. um substantivoem aposição (ou justaposição) como no género, exemplo., Pyrus malus L., malus = maçã em latim. Um nome em comemoração a uma pessoa, exemplo, Centaurea boissieri DC. Quando o epíteto implica várias palavras, essas se combinam em uma só ou se ligam por hífen, e.g., Capsella bursa-pastoris, Hibiscus rosa- sinensis. Para formação de epítetos específicos em latim, deve-se considerar sua combinação ao nome genérico. Um mesmo epíteto pode estar associado a diferentes nomes genéricos, e.g., Anthemis arvensis, Anagallis arvensis. Cada epíteto deve estar no mesmo modo gramatical (singular, plural, neutro) que o nome genérico. Ensino à Distância 25 Tabela 3: As terminações mais frequentes masculino alb-us nig-er brev-is ac-er feminino alb-a nig-ra brev-is ac-ris nominal alb-um nig-rum brev-e ac-re Por exemplo: Lathyrus hirsutus, Lactuca hirsuta, Vaccinium hirsutum. Existem outras terminações que servem para qualquer nome genérico: eleg-ans, rep-ens, bicol-or, simple-x. Por exemplo: Ranunculus repens, Ludwigia repens, Trifolium repens. Nos epítetos, por aposição, o género gramatical do epíteto não tem por que coincidir com o nome genérico. Tipos de epítetos específicos Epítetos comemorativos (nomes de pessoas latinizados): • terminação em vogal (excepto -a), se adiciona -i, exemplo., Asa Gray (Lilium grayi), Joseh Blake (Aster blakei). • terminação em vogal -a, se adiciona -e, exemplo, Mr. Balansa (balansae), lagasca (lagascae). • terminação em consoante diferente de -er, se adiciona -ii, exemplo,Tuttin (tuttinii) . Caso trate-se de uma mulher, adicionar -iae. • terminação em -er, adicionar -i, exemplo, Boissier (boisieri) 5. se o nome é usado como um adjetivo, a terminação deve coincidir com o género, e.g., F. Wallace Card (Rubus cardianus), Augustin Bosc (Chenopodium boscianum). Epítetos descritivos • relacionados à cor: albus, aureus, luteus, niger, virens (verde), viridis (verde). 26 • relacionados à orientação: australis, borealis, meridionalis, orientalis. • relacionados à geografia: africanus, alpinus, alpestris (Alpes), hispanicus, ibericus, cordubensis. • relacionados ao hábito: arborescens, caespitosus, procumbens. • relacionados ao habitat: arvensis, campestris, lacustris. • relacionados às estações: automnalis, vemalis. • relacionados ao tamanho: exiguus, minor, major, robustus. • Nomes de taxons superiores a posição do género serão uninominais, com uma só terminação. São substantivos no plural (ou adjectivos usados como substantivos, iniciados por letra maiúscula. Normas para escrever os nomes científicos Todas as letras em latim devem estar em itálico (cursiva), sublinhadas ou em negrito. A primeira letra do género ou categoria superior, em maiúscula. O resto do nome em letras minúsculas (excepção: alguns casos onde se comemora nomes importantes, a primeira letra do epíteto era maíuscula). Nomes de híbridos, precedem o símbolo x, exemplo, x Rhaphanobrassica, Mentha x piperita. A pronúncia dos nomes científicos é em latim. Como pronunciar os nomes científicos Método continental desenvolvido na Idade Média pela Igreja Católica Romana: (i) os ditongos ae e oe se lêem e, e.g.: laevis, rhoeas; (ii) a Ensino à Distância 27 combinação ch se lê k, exemplo: Chenopodium; (iii) a combinação ph se lê f, e.g., Phleum phleoides; (iv) a acentuação nunca acontece na última sílaba; (v) as palavras de duas sílabas são de uma só tonalidade (monótonas); (vi) as palavras de três sílabas podem ser monótonas se a penúltima sílaba é longa (se terminar em vogal longa, ditongo ou consoante) ou proparoxítona se a penúltima sílaba é breve. Código Internacional de Nomenclatura Botânica (CINB) Serve para padronizar o sistema de nomenclatura botânica a nível mundial, facilitando a troca de informações e o acesso a diversos sítios botânicos sem que haja confusões entre os nomes populares de cada país e o científico. Então, dessa forma cada planta terá apenas um nome válido e somente esse poderá ser aplicado. O nome científico é o símbolo nominal da planta ou grupo de plantas, indica a sua posição no sistema ou sua categoria taxonômica. O CINB está dividido em três partes: • Princípios básicos do sistema de nomenclatura; • Regras para pôr em ordem a nomenclatura antiga; • Recomendações para conseguir uniformidade e clareza na nomenclatura actual. Princípios I. A nomenclatura botânica é independente da zoológica e bacteriológica. I. A aplicação de nomes aos grupos taxonómicos (taxa) de categoria de família ou inferior é determinada por meio dos tipos de nomenclaturas. II. A nomenclatura de um grupo taxonómico se fundamenta na prioridade de publicação. 28 III. Cada grupo taxonómico não pode ter mais do que um nome correcto, deverá ser o mais antigo em conformidade às regras, salvo as excepções especificadas. IV. Os nomes científicos dos grupos taxonómicos se expressam em latim, qualquer que seja seu táxon (categoria ou grupo). V. As regras de nomenclatura possuem efeito retroactivo, salvo indicações contrárias. Tipificação O processo de indicação ou designação de um tipo nomenclatural, é obrigatório pelo CINB e aplica-se aos nomes botânicos. Tem a importância de: • Assegurar a máxima estabilidade e firmeza a nomenclatura, compatível com a natureza mutável e dinâmica do sistema taxonómico; • Na tipificação um nome é dado permanentemente a seu tipo de nomenclatura. Assim, o táxon será definido para incluir o tipo de um nome e, esse nome deve aplicar-se ao táxon; • Caso se queira, mais tarde, substituir o tipo do nome para outro posicionamento taxonómico, então um nome novo deverá ser aplicado ao táxon que entra na posição do tipo que saiu; • O tipo de um nome é formalmente definido como o elemento sobre o qual está baseada a descrição que valida a publicação do nome; • O termo elemento significa diferentes coisas, de acordo com a categoria do táxon concretamente; • O tipo do nome de uma espécie, por exemplo, é em geral uma simples espécie de herbário, a partir da qual se faz um perfil descritivo que valida o nome. • Quando de um género, quem valida o nome do tipo é a espécie descrita originalmente; Ensino à Distância 29 • Quando de uma família ou de um táxon de categoria mais alta, quem valida é o género descrito originalmente; • Somente os nomes têm tipos. Os taxons não. Nunca se reporta ao tipo de um táxon e sim o tipo de um nome específico; • Um tipo é simplesmente um espécime aleatoriamente foi escolhido para a descrição, validando a publicação de outros nomes baseados nele; • Quando os espécimes são classificados em espécies, um espécime tipo é tratado como qualquer outro. Classes de tipos Holotipo: o espécime ou outro elemento usado pelo autor ou designado por ele como tipo nomenclatural e que portanto regulará a aplicação do nome correspondente. Isotipo: uma duplicata do holotipo, que forma parte da re-coleção original. Lectotipo: espécime ou elemento selecionado a partir de material original para servir como tipo nomenclatural quando não foi registrado um holotipo junto a publicação ou devido a perda da informação. O lectotipo deve ser eleito entre os isotipos, mas caso não existam isotipos, deve-se eleger entre os sintipos, caso não haja sintipos elege- se um neotipo. Sintipo: é um dos espécimes originalmente citados pelo autor que não designou holotipo ou que enumerou vários, simultaneamente, como tipos. Neotipo: é um espécime ou qualquer outro elemento elegido para servir de tipo nomenclatural quando falta todo o material sobre o qual está baseado o nome do táxon. Tipos de categorias de espécie ou infra específicas O tipo (holotipo, lectotipo ouneotipo) do nome de uma espécie, ou de um táxon infraespecífico consiste em um espécime único, excepto para as plantas herbáceas de pequena estatura e para a maioria das 30 plantas não vasculares, pois, esses tipos consistem em vários indivíduos que devem conservar-se de maneira permanente sobre um mesmo registo de herbário ou esxicata. Os especimens tipo, de nomes de taxons de plantas actuais (excepto bactérias), devem ser conservados de maneira permanente e não podem estar vivos ou em cultivo (as vezes podem ser uma figura ou uma descrição). Tipos de categorias supra-específicas O tipo do nome de um género ou de todo o táxon situado entre o género e a espécie, constitui-se por uma espécie; o tipo de uma família ou de todo o táxon entre a família e o género, constitui-se do género cujo nome actual ou antigo tem servido como base para o nome do táxon em questão. Os nomes de táxons de posição superior a família não se aplica ao princípio de tipificacão. Prioridade de publicação A nomenclatura de um grupo taxonómico está baseada na prioridade de publicação (princípio de prioridade). A data de 01 de Maio de 1753, da publicação da obra Species Plantarum por Linneu é considerada o início para aceitação como válidas as publicações sobre nomes de plantas (Spermatophyta e Pteridophyta). Uma publicação se considera como válida quando cumpre esses requisitos: (i) ser efectiva, isto é, com o nome publicado em publicações oficiais de âmbito botânico; (ii) cumprir as regras de nomenclatura específicas de sua categoria taxonómica; (iii) constar de uma descrição ou diagnose em língua latina e outra moderna (inglês); (iv) ter a indicação do tipo de nomenclatura (esxicata de herbário). Exemplos: Brachiaria mutica (Forsk)Stanf., Fl. Tropical África 9:526.1919 Panicum muticum Forsk., Fl Aegypt. Arab. 20. 1775 Panicum nummidiarum Lam., Tabl. Encycl. 1:172. 1791 Panicum barbinode Trin., Icon. 3:táb. 318. 1832 Ensino à Distância 31 Panicum punctulatum Am. ex Steud., Syn. Pl. Gram. 62. 1854 Panicum equinum Salzm. ex Steud., Syn. Pl. Gram. 62. 1854 Panicum pictigluma Steud., Syn. Pl. Gram. 73. 1854 Brachiaria numidiana (Lam.) Henrard, Blumea 3:434. 1940 Brachiaria purpurascens (Raddi) Henrard, Blumea 8:434. 1940 Conservação de nomes Cada grupo taxonômico só pode ter um nome correcto (associado a um tipo nomenclatural), excepto em alguns casos considerados como nomina conservanda: Palmae (Arecaceae tipo Areca L.) Gramineae (Poaceae tipo Poa L.) Cruciferae (Brassicaceae tipo Brassica L.) Leguminosae (Fabaceae tipo Faba Mill.) Guttiferae (Clusiaceae tipo Clusia L.) Umbelliferae (Apiaceae tipo Apium L.) Labiatae (Lamiaceae tipo Lamium L.) Compositae (Asteraceae tipo Aster L.) Mudança de género Quando uma espécie muda de género, o autor do primeiro nome dado a espécie deverá ficar entre parêntese (autor do basiônimo), seguido do novo autor, fora do parêntese. exemplo.: Tabebuia alba (Cham.) Sadw. Basiônimo: Tecoma alba Cham. (ipê-branco); Albizia polycephala (Benth.) Killip. Basiônimo: Pithecellobium polycephalum Benth. Samanea polycephala (Benth.) Pittier. Dois ou mais autores responsáveis pelo nome Faz-se uso da designação et ou &. Nesses casos, os autores devem ter identificado, classificado e publicado juntos sobre o espécime. e.g: Senna multijuga (Rich.) Irwing et Bam. (aleluia, canafístula, pau- cigarra) 32 Quando dois autores aparecem no nome, mas apenas um publicou Faz-se uso da designação ex. Nesses casos o primeiro autor citado foi responsável pela publicação, seguido do segundo autor que pode ter escrito o espécime em uma etiqueta de herbário, perdeu as informações, não teve tempo de publicar, entre outros problemas, exemplo: Persea pyrifolia Nees et Mart. ex Nees (canea-rosa, abateiro-do-mato). Sumário As categorias de classificação são: Sistemática, taxonomia e classificação A Sistemática – é a parte da Botânica cujo objectivo é criar sistemas de classificação que expressem a melhor forma possível dos diversos graus de semelhança entre os vegetais. Taxonomia – trata dos Princípios e Regras da Botânica, dos procedimentos para realizar uma classificação. Classificação – é a ordenação ou o acto de classificar plantas em grupos de tamanho crescente, dispostos de maneira hierárquica. Ensino à Distância 33 Exercicios Auto-avaliação 1. A Botânica sistemática se ocupa no estudo da organização das espécies vegetais segundo um sistema organizado. a) Indica a diferença existente entre “Sistemática” e “Taxonomia”. b) Defina o conceito de “Espécie”. 2. O sistema binominal foi estabelecido pela primeira vez por Gaspar Bauhim e foram adoptados para as espécies Plantarum por Lineu em 1753. • Como era feita a nomenclatura das plantas antes de ser estabelecido o sistema binominal? 3. O nome Catharanthus roseus L. pertence a uma planta medicinal e ornamental vulgarmente conhecida por Beijo- de-mulata. • Qual é o significado de cada palavra que consta no nome tendo em conta a taxonomia filogenética. 34 Chave de Correcção P1 – a) A Sistemática é a parte da Botânica cujo objectivo é criar sistemas de classificação. Enquanto que aTaxonomia trata dos Princípios e Regras da Botânica, dos procedimentos para realizar uma classificação. b) Espécie é uma unidade taxonómica fundamental que possuem o mesmo património genético. P2 – Polinominal P3 – Catharanthus – epíteto genérico, roseus – epíteto específico e L – inicial do nome do autor nomenclatural Terminologias Criptógamas - Criptógamas são plantas com estruturas produtoras de gametas pouco evidentes. Como por exemplo os Musgos (Briófitas) e as Samambáias (Pteridófitas). Basicamente, são vegetais que não produzem flores , sementes e nem frutos. Interférteis – indivíduos que podem se cruzar entre Isolamento reprodutivo - impede que o patrimônio genético de espécies diferentes sejam compartilhados. Assim as espécies se preservam e continuam a evoluir, seguindo as leis de adaptação ao meio ambiente. Ensino à Distância 35 Lição nº 3 Os reinos Introdução Na lição anterior você aprendeu os diferentes níveis de classificação e nomenclatura das plantas, conheceu a história da nomenclatura botânica, as diferentes categorias taxonómicas e o organismo responsável pela oficialização dos nomes botânicos ora atribuídos para novas espécies de plantas descobertas. Nesta lição você vai estudar que os grupos de organismos estão organizados em reinos e a partir destes pode se encontrar outras categorias taxonómicas dos mesmos. Do mesmo modo, a sistemática e o enquadramento das espécies vegetais é possível se o estudo para o efeito for feito observando as diferentes linhas evolutivas que deram origem as categorias taxonómicas identificadas. Ao completar a lição, você será capaz de: Objectivos específicos • Indicar as características evolutivas de alguns reinos dos organismos importantes para a taxonomia botânica. Alguns reinos dos organismos importantes para a taxonomia botânica Reino Protista - os organismos unicelulares eucariotas, representados pelos protozoários e certas algas unicelulares, constituem o reino Protista. Sendo eucariotas, os protistas possuem um núcleo 36 individualizado por uma membrana (carioteca), além de organelos membranosos. Reino Monera ou Procariota – pertencem ao Reino Monera organismos muito simples, de estrutura unicelular procarionte, autotróficos ou heterotróficos, isolados, embora algumas espécies podem apresentar-se como colónias. As evidências evolutivas demonstram que os organismos procariontes primitivos representam os ancestrais de todas as formas de vida conhecidas em nosso planeta. Além da ausência do envoltórioou invólucro nuclear, condição básica de todo procarionte, as células dos Monera não possuem organelos membranosos, como o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, as mitocôndrias ou os cloroplastos. Apesar de apresentarem uma simplicidade na organização celular, os representantes do Reino Monera demonstram um grande potencial biológico, podendo ser encontrados em todos os tipos de ambientes do planeta, sejam terrestres, aquáticos ou aéreos. O Reino Monera é actualmente dividido em dois ramos distintos: a divisão Schizomycophyta ou Eubactérias, que compreende as bactérias, que são organismos heterotróficos e móveis, e, a divisão Cianófitas, que compreende as “algas azuis” ou Cianobactérias que são organismos autotróficos e imóveis, isto é, são aflagelados. Reino Fungi - os fungos são organismos eucariotas, heterotróficos e, em sua maioria, multicelulares. Suas células apresentam reforço celulósico externo, como nas algas e vegetais, porém é comum a presença de depósitos de quitina, substância característica dos animais. Os fungos são seres aclorofilados e possuem o glicogênio, típico dos animais, como substância reserva. Ensino à Distância 37 Sumário Os reinos importantes para a taxonomia botânica sâo: Reino Protista - os organismos unicelulares eucariotas, representados pelos protozoários e certas algas unicelulares, constituem o reino Protista. Reino Monera – pertencem ao Reino Monera organismos muito simples, de estrutura unicelular procarionte, autótrofos ou heterotróficos, isolados, embora algumas espécies podem apresentar- se como colonias. Reino Fungi - os fungos são organismos eucariotas, heterotróficos e, em sua maioria, multicelulares. 38 Exercícios Auto-avaliação 1. Fale de 3 características fundamentais que definem o reino Procariota 2. Diferencie em 2 aspectos as duas (2) divisões dos Procariota. 3. A chave de identificação a seguir está baseada nas características mais marcantes dos grupos vegetais: com base nas caracteristicas da coluna A, indique a que grupos pertencem os vegetais identificados na coluna B. Coluna A Coluna B 1. Vegetais sem núcleo diferenciado 2. Heterotróficos, autotróficos 3. Criptogamas apenas com talo ou unicelulares 4. criptogamas com caule e folhas A. Procaryota B. Eucaryota C. Fungos D. Algas (Cyanobactérias) E. Algas Ensino à Distância 39 Chave de Correcção P1 - Estrutura unicelular procarionte, autótrofos ou heterotróficos, isolados, embora algumas espécies podem apresentar-se como colónias P2 – As Eubactérias (heterotróficas e móveis) enquanto que as Cianobactérias (autotróficos e imóveis) P3 – 1-A; 2-B; 3-E Terminologia GLOSSÁRIO Procariotas - (do grego transliterado: pro, anterior, antes, primeiro, primitivo + karyon, noz ou amêndoa - núcleo = Nucleo Primitivo) são organismos unicelulares que não apresentam seu material genético delimitado por uma membrana. Estes seres não possuem nenhum tipo de compartimentalização interna por membranas, estando ausentes várias outras organelas, como as mitocôndrias, o complexo de golgi e o fuso mitótico. Monera – é um reino composto pelas bactérias e cianobactérias (algas azuis). Elas podem viver em diversos locais, como na água, ar, solo, dentro de animais e plantas, ou ainda, como parasitas. A maioria dos seus representantes são heterotróficos (não conseguem produzir seu próprio alimento), mas existem também algumas bactérias autótrofas (produzem sem alimento, via fotossíntese por exemplo). 40 Lição nº4 Diversidade dos organismos vegetais no tempo geológico Introdução Na lição anterior você aprendeu que os grupos de organismos estão organizados em reinos e a partir destes pode se encontrar outras categorias taxonómicas dos mesmos. Nesta lição você irá aprender os aspectos históricos relativos a evolução das plantas baseando-se na História de evolução da vida. O estudo irá basear-se nas maiores divisões do tempo geológico e em alguns dos animais e plantas que apareceram nessas épocas tomando em consideração os casos de extinção em massa que houve. Ao completar esta unidade, você será capaz de: Objectivos específico • Indicar as fases da evolução e extinção da vida no tempo geológico; • Descrever a Sequência evolutiva das plantas. História da evolução e extinção da vida no tempo geológico O surgimento e a evolução da vida é um fenómeno ainda incompreensível e aparentemente foi um processo demorado. Durante centenas de milhões de anos após a formação da Terra, as condições nela eram extremas em diversos sentidos. O planeta recebeu novos materiais por bombardeamentos cósmicos que, junto com o Ensino à Distância 41 vulcanismo, originaram a superfície terrestre repetitivamente. A atmosfera continha Nitrogénio, vapor da água em alta concentração, dióxido de carbono, metano e amónia. As temperaturas da superfície e da atmosfera eram altas. Simples formas de vida unicelular como bactérias e algas surgiram em cerca de um bilhão de anos mas seres multicelulares apareceram somente quatro biliões de anos após a formação da Terra, ou menos de 600 milhões de anos atrás. O primeiro surgimento ocorreu entre 600 e 530 milhões de anos atrás. Durante esse período houve diversos episódios de surgimento de novas vidas mas a maioria não foi bem sucedida, sendo as linhas extintas, excepto talvez algumas como água- viva e o coral. Nestes períodos iniciais todas as formas de vida permaneceram somente no mar. Cerca de 530 milhões de anos atrás, durante um período de cinquenta milhões de anos, surgiram todas as formas básicas de anatomia (no nível de filo) de animais existentes actualmente, denominado Explosão Cambriana. A extinção de espécies é um processo necessário para a evolução de novas e mais avançadas formas de vida e também é inevitável na escala geológica de tempo. A vida procura sobrevivência e pequenas variações vantajosas levam a evolução de espécies melhor adaptadas. Uma espécie enfraquecida, pela mudança de clima por exemplo, pode ser substituída lentamente por outras. A Terra é um planeta activo, com suas condições físicas, químicas e climáticas em fluxo. Os continentes estão em movimento, formando montanhas quando dois continentes colidem e oceanos quando um continente quebra. Condições climáticas como a precipitação e temperatura variam com a posição e orientação do continente. Cerca de 225 milhões de anos atrás, todos os continentes se juntaram, formando um super continente Pangaea. Este continente fragmentou-se cerca de 200 milhões de anos atrás, formando dois blocos, Gondwanaland e Laurasia. As placas tectónicas dos dois blocos continuaram se separar, eventualmente formando a geografia actual. 42 O continente Antárctica estava em latitudes mais baixas e tinha florestas que deixaram carvão. Actividades vulcânicas criam montanhas e ilhas, soltam lavas, cinzas e enxofre que bloqueiam o raio solar sobre grandes áreas por longos períodos. Meteoros e asteróides caem na Terra e causam fogos e inundações. A actividade solar e a inclinação da Terra variam com o tempo e afectam o clima. Até o movimento da galáxia pode ter influência. Além destes fenómenos inanimados, interacções entre espécies e entre a biosfera e o meio geofísico também podem causar extinção. Actualmente em certas ilhas e outros lugares espécies introduzidas pelo homem estão diminuindo a população de espécies indígenas. A Tabela a seguir mostra um sumário da história de evolução da vida. O tempo geológico é classificado em quatro eras, sendo cada uma dividida em períodos e menores segmentos. Estas divisões são classificações de tipos de rochas sedimentares contendo fósseis deanimais e plantas distintos e referem-se também aos períodos nos quais as faunas e flora prosperaram. Tabela 4: História de evolução de vida: divisões maiores do tempo geológico e alguns dos animais e plantas que apareceram nelas e casos de extinção em massa. Eras e períodos geológicos Tempo aproximado * Evolução de vida Extinção em massa ** Precambriana 4600 – 570 . . Arqueano 4600 – 2500 Unicelulares - procariotes (bactérias e algas) . Proterozoico 2500 – 570 Unicelulares - eucariotes (bactérias . Ensino à Distância 43 e algas) Paleozóica . . . Cambriano 570 – 505 Planta - somente algas animal - fauna de Ediacaran de corpo macio multicelular; explosão Cambriana de invertebrados como trilobites e moluscos . Ordoviciano 505 – 438 Aparecimento de vertebrados - peixes primitivos 438 (12 %) Siluriano 438 – 408 Grandes invertebrados e peixes primitivos . Devoniano 408 – 360 Animal - peixes, anfíbios; artrópodes terrestres planta - proliferação de plantas terrestres 360 (14 %) Carbonífero 360 – 286 Animal - répteis, insetos com asas planta - floresta de grandes arvores em terras baixas . Permiano 286 – 245 Animal - evolução de insetos, anfíbios, répteis planta - floresta de terras altas, eg, coníferas 245 (52 %) Mesozóico . . . Triásico 245 – 208 Animal - moluscos, anfíbios, répteis planta - continuação da evolução na terra 208 (12 %) 44 Jurássico 208 – 144 Animal – dinossauros, aparecimento de pássaros e mamíferos planta – feto . Cretáceo 144 – 65 Extinção de dinossauros no final do período 65 (11 %) Cenozóica . . . Terciário 65 - 1,8 Animal - expansão de mamíferos e pássaros planta - evolução de plantas floríferas . Quaternário 1,8 – 0 Surgimento do homem (< 1) Em progresso * Os períodos mostrados são aproximados e variam entre as literaturas; ** os tempos de cinco casos de extinção em massa são mostrados em milhões de anos atrás: o sexto está em progresso: o número em parênteses mostra a fracção de número de famílias extintas – também variável entre as literaturas. Sequência evolutiva das plantas Uma prova de que as algas verdes evoluíram a partir do mesmo antepassado que as plantas mais complexas encontra-se nos cloroplastos: todos contêm ADN (Ácido Desoxi-Ribonucleico) e têm uma estrutura semelhante às cianobactérias. Pensa-se que evoluíram a partir duma alga mais pequena endossimbiótica. Nesse contexto, a tendências evolutivas das algas da ordem Volvocales é marcada pela passagem de Unicelularismo (ex: Clamidomonas) para Ensino à Distância 45 pluricelularismo (ex: Volvox). Surgimento da especialização celular nas Volvox (aparecimento do polo germinativo e polo vegetativo) Durante o Paleozóico, começaram a aparecer em terra firme plantas complexas, multicelulares, os embriófitos (Embryophyta), nos quais o gametófito e o esporófito se apresentavam de forma radicalmente diferente das algas, o que está relacionado com a adaptação a ambientes secos (já que os gâmetas masculinos estavam antes dependentes de meios hhúmidos para se moverem) No período Silúrico apareceram novos embriófitos, as plantas vasculares, com adaptações que lhes permitiam estar menos dependentes da água. Estas plantas tiveram uma radiação adaptativa maciça durante o Devónico e começaram a colonizar a terra firme. Entre essas adaptações podemos referir uma cutícula resistente à dessecação e tecidos vasculares por onde circula a água, por isso são chamados plantas vasculares ou Tracheophyta. As espermatófitas ou plantas com semente são um grupo de plantas vasculares que se diversificou no final do Paleozóico. A sequência evolutiva da vida delineia os eventos maiores no desenvolvimento da vida no planeta Terra. Para uma explicação detalhada do contexto, veja história da Terra e escala de tempo geológico. Em biologia, a evolução é um processo pelo qual populações de organismos adquirem e transmitem características novas de geração para geração. A sua ocorrência ao longo de longos períodos de tempo explica a origem de novas espécies e a vasta diversidade do mundo biológico. Espécies contemporâneas são relacionadas umas às outras por origem comum, produto da evolução e especiação ao longo de milhares de milhão de anos. 46 Sumário O surgimento e a evolução da vida é um fenómeno ainda incompreensível e aparentemente foi um processo demorado. Durante centenas de milhões de anos após a formação da Terra, as condições nela eram extremas em diversos sentidos. Uma prova de que as algas verdes evoluíram a partir do mesmo antepassado que as plantas mais complexas encontra-se nos cloroplastos: todos contêm ADN (Ácido Desoxi-Ribonucleico) e têm uma estrutura semelhante às cianobactérias. Pensa-se que evoluíram a partir duma alga mais pequena endossimbiótica. Em biologia, a evolução é um processo pelo qual populações de organismos adquirem e transmitem características novas de geração para geração. A sua ocorrência ao longo de longos períodos de tempo explica a origem de novas espécies e a vasta diversidade do mundo biológico. Espécies contemporâneas são relacionadas umas às outras por origem comum, produto da evolução e especiação ao longo de milhares de milhão de anos. Ensino à Distância 47 Exercícios Chave de correcção P1 – Passagem de Unicelularismo(ex: Clamidomonas) para pluricelularismo (ex: Volvox). Surgimento da especialização celular nas Volvox (aparecimento do polo germinativo e polo vegetativo) P2 – Veja na tabela 4 P3 – Durante centenas de milhões de anos após a formação da Terra, as condições nela eram extremas em diversos sentidos. Auto-avaliação • Demonstre a tendência evolutiva na ordem das Volvocales. • Identifique os principais grupos de plantas evidenciados em cada era ou período geológico ; • O surgimento e a evolução da vida é um fenómeno ainda incompreensível. Comente a afirmação. 48 Terminologia Embriófitas - Grupo de plantas que desenvolvem embriões durante o processo de reprodução. As embriófitas formam um dos dois sub-reinos em que se dividem todos os vegetais. O outro é o das talófitas. Os musgos, as Peridófitas. Tracheophyta – plantas que apresentam o sistema vascular (sistema de transporte de nutrientes através de vasos condutores – xilema e floema). Espermatófitas – plantas que se reproduzem por flores Ensino à Distância 49 Lição nº 5 História da Botânica Sistemática Introdução Na lição anterior você aprendeu os aspectos históricos relativos a evolução das plantas baseando-se na História de evolução da vida. Ao longo desta lição você irá estudar as diferentes fases da evolução da sistemática e taxonomia vegetal. Esta evolução é determinada pelos diferentes períodos de estudos caracterizados por diferentes correntes científicas que tratam a questão evolutiva das plantas tais como: Período Clássico, Período Medieval, Período Renascentista, Período do Século XVII, Período Linneano, Período dos Sistemas naturais, Período dos Sistemas Filogenéticos. Ao completar a Lição, você será capaz de: Objectivos específicos • Ao fim desta lição você deverá ser capaz de identificar as diferentes fases da evolução histórica sobre a sistemática e taxonomia vegetal. Fases da evolução histórica sobre a sistemática e taxonomia vegetal A busca do conhecimento sobre o mundo vegetal esteve sempre em sintonia com questões práticas segundo três enfoques básicos: a alimentação, a construção e a saúde. Esse último constata-se através dos vários documentos arqueológicos encontrados na China (Imperador Shen Nung, com cerca de 4.600 anos) e no Egipto (o papiro de Nahun e de Ebers com cerca de 3.500 anos, citados por 50 RATERA& RATERA (1986). Contudo, o acesso a um número cada vez maior de informações sobre plantas e devido a diversidade de espécimes, tornou necessário organizar esse conhecimento. Isso impulsionou o surgimento dos primeiros sistemas: desde o agrupamento de plantas segundo a aparência e uso até o critério referente a origem genética. Período Clássico Hippokrates (460 -377 a.c.) Aristóteles (384-322 a.C.) Theophrastus de Ereso (c. 371-286 a C.), De Historia Plantarum, De Causis Plantarum Caius Plininus Secundus, Plinio O Viejo (23-79 d. C.), Naturalis Historia Pedanios Dioscorides de Anazarba, (64 d. C.), De Materia Médica Galenus (129 – 119 d.c.). Período Medieval Albucasis e Maimónides Alberto Magno (1200-1280), De Vegetabilis Plantis (1250) Período Renascentista Andrés de Laguna (1464-1534) Paracelso (1493-1541), Teoría de las signaturas Otto Brunfels (1489-1535), Herbarium vivae Eicones (1530-1536) Ensino à Distância 51 Matias De L'Obel (Lobelius) (1538-1616), Stirpium adversaria nova (1570) Euricius Cordus (1486-1535), Botanologicon (1534),su hijo Velerius Cordus (1515-1544), Historia stirpium libri IV (1561), Historia stirpium libri V (1561), Andrea Cesalpino (1519-1603), De plantis libri XVI (1583), Appendix ad libros de plantis (1603), Charles de L'Ecluse (Clusius)(1526-1609). Período do Século XVII Gaspar Bauhin (1560-1624), Prodromus theatri botanici (1620), Pinax theatri botanici (1623), John Ray (1627-1705), Methodus plantarum nova (1682), Marcello Malpighi (1628-1694), Anatome plantarum (1675) Historia Plantarum (1686-1704, 3 volumenes, Micheli (1679- 1737), 'Nova Plantarum Genera' (1729), Joseph Pitton de Toumefort (1656 -1708), Institutiones rei herbariae (1700). Período Linneano Rudolph Jacob Camerarius (1665-1721), De sexu plantarum epistola (1694) Carl Von Linné (Linneo o Linnaeus, 1707-1778), Systema Naturae (1735), "clavis systematis sexualis", Classes plantarum (1738), Genera Plantarum (1737; 2ª ed. 1754), Philosophia Botanica (1751), Species Plantarum (1753). Período dos Sistemas naturais Adanson (1727-1806), Families des Plantes (1763-64), Bemard de Jussieu (1699-1777) Ordenes Naturales in Ludovici XV Horto Trianonensis dispositi Antoine Laurent de Jussieu (1748-1836), 52 Genera Plantarum secundum ordines, naturales disposta (1789); Augustin Pyrame De Candolle (1778-1841); Théorie élémentaire de la Botanique (1813), Alphonse De Candolle (1806-1893); Prodromus systematis naturalis regni vegetabilis (1816-1873); Robert Brown (1773-1858), Botanicarum facile princeps (1827); Stephan Endlicher (1804-1849), Genera Plantarum (1836-1840), Schimper (1808-1880), Adolphe Theodore Brongiart, Enumeration des genres de plantes (1843), George Bentham (1800-1884) & Joseph Dalton Hooker (1817-1911), Genera Plantarum (1862- 1883) Período dos Sistemas Filogenéticos Jean Baptista de Monet (Caballero de Lamarck, 1744-1829), Encyclopèdie mèthodique Botanique (1783-1817), Philosophie zoologique (1809); Charles Darwin (1809-1882) em the origin of species (1859); A. W. Eichler (1839-1887), Blütendiagramme (1875-1878); A. Engler y Karl Prantl, Die Natürlichen Pflanzenfamilien (1887- 1915); F. Wettstein, Handbuch der Systematischen Botanik (1935, 4ª ed.); Ensino à Distância 53 Sumário As fases da evolução histórica sobre a sistemática e taxonomia vegetal podem ser estudadas com base nas diferentes pesquisas feitas em vários períodos tais como: Período Clássico, Período Medieval, Período Renascentista, Período do Século XVII, Período Linneano, Período dos Sistemas naturais e o Período dos Sistemas Filogenéticos. Exercícios Chave de correcção • Período Clássico, Período Medieval, Período Renascentista, Período do Século XVII, Período Linneano, Período dos Sistemas naturais, Período dos Sistemas Filogenéticos. Auto-avaliação • Identifique as diferentes fases de evolução histórica da sistemática e taxonomia Botânica. 54 Terminologia Sistemas naturais - não se baseia apenas na morfologia e na fisiologia dos organismos adultos, mas também no desenvolvimento embrionário dos indivíduos, no cariótipo de cada espécie, na sua distribuição geográfica e no posicionamento dos seres perante seus ancestrais no processo de evolução das espécies Sistemas Filogenéticos - proposto por Willi Hennig, é o estudo filogenético desses grupos, geralmente com a finalidade de testar a validade de grupos e sua taxionomia. De acordo com esta abordagem, somente são aceites como naturais os grupos comprovadamente monofilético. A Sistemática Filogenética é uma base sobre a qual diversos métodos foram desenvolvidos, dos quais o dominante atualmente é a cladística. Filogenia – (ou filogênese) (grego: phylon = tribo, raça e genetikos = relativo à gênese = origem) é o termo comumente utilizado para hipóteses de relações evolutivas (ou seja, relações filogenéticas) de um grupo de organismos, isto é, determinar as relações ancestrais entre espécies conhecidas (ambas as que vivem e as extintas). Exercícios Auto-avaliação 1. Qual é o pressuposto básico da Teoria Contingencial? Concorda com ele? Argumente. 2. A Teoria Contingencial representa um deslocamento da visualização de dentro para fora da organização. Desenvolva a afirmação. 3. Fale sobre os diferentes ambientes em que interage a organização. Ensino à Distância 55 Chave de correcção 1. O pressuposto básico da TC é de que não há nada de absoluto nas organizações ou na teoria administrativa. Tudo é relativo. Este pressuposto explica que há uma relação funcional entre as condições do ambiente e as técnicas administrativas apropriadas para o alcance eficaz dos objectivos. As variáveis ambientais são independentes quando as organizacionais são dependentes. 2. A Teoria Contingencial representa um deslocamento da visualização de dentro para fora da organização, uma vez que são as características ambientais que condicionam as características organizacionais. É no ambiente onde estão as causas, por isso não há uma única forma de se organizar, tudo depende do ambiente, as características organizacionais surgem em função das características ambientais nas quais interage a organização. 56 Unidade II Sinópsis do reino vegetal e níveis de organização dos organismos Introdução Antigamente os conceitos de planta e animal se consideravam de um modo geral como unidades sistemático-taxonómicas fundamentais para a divisão dos organismos. Hoje se sabe que estes dois grupos diferem entre si quanto a fisiologia e nutrição, pelo que não são autenticos grupos sistemáticos definidos pelo grau de parentesco. O ponto de partida filogenético que se observa nos seres vivos é a sua divisão em procariotas e eucariotas, dentros destes estão os Reinos que estao organizados em Divisões que são comunidades de descendências muito amplas derivadas de um grupo de antepassados comum e monofilético. Como critério superior de ordenação das divisões tem-se os níveis de organização. Nesta unidade você vai estudar as Características morfológicas, ecológicas e modo de vida dos Eucariotas e dos Procariotas, os níveis de desenvolvimento Myxobionta e Mycobionta assim como as algas. Ao completar esta unidade / Lição, você será capaz de: Ensino à Distância 57 Objectivos específicos • Classificar os organismos vegetais segundo a sua sistemática e característica evolutivas; • Denominar os níveis de organização das plantas e os outros organismos com base nas suas características; • Comparar os ciclos de vida dos diferentes organismos vegetais. 58 Lição nº 1 Os Prokaryota: Características morfológicas, ecológicas e modo de vida. Introdução
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