Estudo da Sistemática Vegetal e Taxonomia

FUNDAÇÃO EDUCACIONAL DE CARATINGA FUNEC CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA UNEC NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD MORFOLOGIA E SISTEMÁTICA VEGETAL Ronny Francisco de Souza AGRONOMIA GRADUAÇÃO UNEC EAD CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA Morfologia e Sistemática Vegetal NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Professor Ronny Francisco de Souza ronnyfrsouzagmailcom Página 2 SISTEMÁTICA VEGETAL A sistemática é o estudo científico da diversidade biológica e de sua história evolutiva 1 Taxonomia Nomenclatura e Classificação Taxonomia é a identificação denominação e classificação das espécies O sistema de classificação começou com Carl von Linné séc XVIII No início os nomes era escritos com 12 palavras denominados de polinômios Seguindo os princípios de Caspar Bauhin Lineu tornou permanentemente o sistema binomial com dois termos para categoria espécie Ex Carica papaya Mamão papaia Solanum lycopersicum Tomate O nome da espécie consiste de um gênero e um epíteto específico Observe o nome da espécie Carica papaya Nele o gênero é Carica e o epíteto específico é cataria A espécie é Carica papaya nome popular mamão papaia É importante ressaltar que o gênero pode ser escrito sozinho mas nunca o epíteto especí fico Outra informação importante é que tanto o nome da espécie ou do gênero sempre devem ser escritos em itálico ou sublinhados quando manuscritos As categorias taxonômicas são como vistas na figura abaixo Figura 1 Figura 1 representação das categorias taxonômicas Os grupos a que as categorias se referem são denominados de táxon Assim Nepeta é um táxon Para que a nomenclatura siga um padrão mundial existe regularidades a serem seguidas Onde a categoria ordem sempre tem na classificação dos vegetais a terminação ales e família aceae Outro tipo de padronização e a escrita do gênero que sempre é escrito com a primeira letra maiúscula ex Prunus Já o nome específico epíteto específico é sempre escrito todo com letra minúscula ex Prunus pérsica GRADUAÇÃO UNEC EAD CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA Morfologia e Sistemática Vegetal NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Professor Ronny Francisco de Souza ronnyfrsouzagmailcom Página 3 2 Tipos de classificações de plantas A Sistemas Artificiais baseiamse em poucos caracteres Quando baseamos nos hábi tos das plantas como árvore arbustos subarbustos e ervas Ou quando se baseia somente no número e na disposição dos estames em cada flor Após a publicação de On the Origin of Species de Darwin 1859 as diferenças e se melhanças entre os organismos começaram a ser vistas como produtos de sua história coevolu tiva ou filogenia Os biólogos passaram então a querer que classificações fossem não só informativas e úteis mas também um reflexo rigoroso das relações evolutivas entre os organismos Surgindo então a CLASSIFICAÇÃO NATURAL As relações evolutivas entre os organismos são muitas vezes ilustradas como árvore filogenética Figura 2 que representa as relações genealógicas entre os táxons Figura 2 Árvore filogenética dos grupos das plantas com as algas verdes como grupo externo Quando estabelecemos as relações evolutivas formamos os grupos monofiléticos um ancestral com todos os descendentes No entanto nem sempre conseguimos estabelecer as re lações evolutivas fiel dos grupos O método mais amplamente utilizado para classificar os organismos hoje em dia é co nhecido como Cladística Ele tenta identificar grupos monofiléticos que possam ser definidos pela posse de atributos derivados exclusivos que reflitam uma origem evolutiva comum O resultado de uma análise cladística é um cladograma Ele fornece uma representação gráfica de um modelo de trabalho ou hipótese sobre as relações filogenéticas de um grupo de organismo Ao estabelecer uma relação filogenética podemos formála com todos seus descenden tes e seu ancestral esse grupo é denominado de monofilético Figura 3A Quando temos o ancestral mas não temos todos os descendentes temos o grupo do parafilético Figura 3B Quando temos um grupo composto por táxons que contêm membros que descendem de mais de uma linhagem ancestral denominados de polifiléticos Figura 3C GRADUAÇÃO UNEC EAD CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA Morfologia e Sistemática Vegetal NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Professor Ronny Francisco de Souza ronnyfrsouzagmailcom Página 4 Figura 3 A grupo monofilético B grupo parafilético C grupo polifilético 3 Cladograma O nó terminal indica um táxon que nada mais é que a unidade taxonômica operacional ou seja Reino Filo Classe Ordem Família Gênero ou Espécie Figura 4 Figura 4 Cladograma evidenciado todas suas partes Os ramos ou galhos indicam o ancestral do grupo táxon que o segue Por exemplo no cladograma acima o ramo interno marcado com 1 indica o ancestral comum de A e B A raiz indica o ancestral comum de todos os táxons da árvore A B e C Os nós internos indicam os pontos de divergência cladogênese onde o ancestral comum originou os ramos subsequentes Os grupos táxons ou OTU que compartilham um ancestral comum mais recente são chamados de grupos irmãos Na figura 4 A e B são grupos irmãos onde A é irmão de B e vice versa e C é grupo irmão de AB 4 Construindo um cladograma Para construção de um cladograma com os principais grupos de plantas consideraremos as seguintes informações Tabela 1 o Para cada grupo de plantas selecionamos quatro caracteres homólogos a serem ana lisados GRADUAÇÃO UNEC EAD CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA Morfologia e Sistemática Vegetal NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Professor Ronny Francisco de Souza ronnyfrsouzagmailcom Página 5 o Considere que os caracteres têm somente dois estados diferentes presente e au sente o Sabemos que os musgos assim como os outros grupos apresentam embrião o Mas não apresentam as características abaixo citadas em vermelho Assim os musgos serão utilizados como grupo externo e podese considerar que diver giram de um ancestral comum antes dos outros táxons Tabela 1 Caracteres das plantas para construção do cladograma De posse dessas características o cladograma construído ficará assim Figura 5 Figura 5 Cladograma construído com as característica da tabela 1 Após a construção do cladograma é importante salientar que o princípio fundamental da cladística é que um cladograma deveria ser construído da forma mais simples menos compli cada e mais eficiente possível esse princípio é chamado princípio da parcimônia 5 Sistemática molecular A sistemática vegetal foi revolucionada pelas técnicas moleculares As técnicas mais utilizadas são aquelas que determinam a sequência tanto de aminoácidos em proteínas quanto a de nucleotídeos em ácidos nucléicos Com essas técnicas os organismos passaram a ser com parados a nível de gene A desvantagem é que esses dados são muito difíceis de se obter a partir de fosseis GRADUAÇÃO UNEC EAD CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA Morfologia e Sistemática Vegetal NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Professor Ronny Francisco de Souza ronnyfrsouzagmailcom Página 6 No entanto é importante salientar que dados moleculares sozinhos não são suficientes Os sistematas acreditam que toda a evidência disponível molecular morfológica anatômica ultra estrutural ontogenética e fóssil deveria ser levada em consideração na avaliação de rela ções filogenéticas 6 Fatores interferentes Evolução convergente A evolução convergente é caracterizada por forças seletivas comparáveis agindo sobre plantas que crescem em habitats semelhantes mas em partes diferentes do mundo frequente mente fazem com que espécies sem nenhum parentesco assumam uma aparência semelhante Figura 6 Figura 6 Plantas com características semelhantes resultado de evolução convergente onde forças comparáveis selecionaram características semelhantes A observação desses fatos fizeram com que biólogos reconhecesse que semelhanças superficiais não são critérios úteis para decisões taxonômicas como por exemplo aves e inse tos não poderiam ser de um mesmo grupo somente porque voam Tais características são denominadas de estruturas análogas Figura 7 Em outras pa lavras estruturas análogas são aquelas que têm função e aparência externa semelhante mas um passado evolutivo completamente distinto Essas estruturas que originam a evolução con vergente Figura 7 Exemplos de estruturas análogas que não apresentam uma origem embrionária co mum GRADUAÇÃO UNEC EAD CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA Morfologia e Sistemática Vegetal NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Professor Ronny Francisco de Souza ronnyfrsouzagmailcom Página 7 Já as estruturas homólogas são aquelas que tem origem comum mas não necessaria mente a mesma função Figura 8 Esses são os atributos sobre os quais os sistemas evolutivos de classificação devem ser construídos Figura 8 exemplo de estruturas homólogas que apesar de origem embrionária comum mas não necessariamente apresentam a mesma função 7 Origem dos Eucariotos Uma das séries de evento mais notáveis na evolução da vida na terra foi a transformação de células procariontes em células eucarióticas Acreditase que tanto mitocôndrias quanto cloroplastos sejam descendentes de bactérias que foram capturadas e adotadas por alguma célula hospedeira ancestral Esse conceito para a origem da mitocôndria e cloroplastos é conhecido como Teoria da endossimbiose sequencial em que os endossimbiontes são os ancestrais procarióticos de mi tocôndrias e cloroplastos Figura 9 GRADUAÇÃO UNEC EAD CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA Morfologia e Sistemática Vegetal NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Professor Ronny Francisco de Souza ronnyfrsouzagmailcom Página 8 Figura 9 Eventos sequenciais do surgimento do núcleo formando os organismos eucariontes e paralelamente o englobamento de organismos procariontes que originaram tanto mitocôndria como cloroplastos 8 Ciclo de vida Os primeiros organismos eucarióticos eram provavelmente haploides n e assexuados A condição de diploidia 2n tenha surgido pela primeira vez quando duas células haploides se uniram para formar um zigoto diploide Esse zigoto se dividiu imediatamente por meiose mei ose zigótica restaurando a condição haploide Figura 10 GRADUAÇÃO UNEC EAD CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA Morfologia e Sistemática Vegetal NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Professor Ronny Francisco de Souza ronnyfrsouzagmailcom Página 9 Figura 10 Esquema evidenciando a meiose que acontece no zigoto Esse tipo de ciclo de vida é evidenciado em algumas algas verdes como a Chlamydo monas e a Spirogyra em vários fungos como o Rhizobium nigricans conhecido como bolor de pão e em alguns protozoários como o Plasmodium vivax causador da malária Em algum momento um zigoto se dividiu não por meiose e sim por mitose originando organismo compostos de células diploides com meiose acontecendo posteriormente sendo o ciclo denominado de meiose gamética Figura 11 Figura 11 Esquema evidenciando a meiose gamética A meiose gamética originou então os gametas que se encontram em um dado momento e formam fundemse um evento que imediatamente restauram o estado diploide Esse ciclo ocorre em algumas algas e nos animais em geral inclusive no homem levando à formação dos gametas n Em planta a meiose meiose espórica resulta na produção de esporos não de gameta Os esporos são células que podem dividirse por mitose para produzir um organismo multice lular Figura 12 Os organismos haploides multicelulares que aparecem em alternância com as formas diploides são encontrados em plantas e em algumas algas fenômeno conhecido como alter nância de gerações As plantas de geração haploide e produtora de gametas chamada de game tófito Já as plantas de geração diploide e produtora de esporos são chamadas de esporófito GRADUAÇÃO UNEC EAD CENTRO UNIVERSITÁRIO DE CARATINGA DISCIPLINA Morfologia e Sistemática Vegetal NÚCLEO DE ENSINO A DISTÂNCIA NEAD Professor Ronny Francisco de Souza ronnyfrsouzagmailcom Página 10 Figura 12 Esquema evidenciando a meiose espórica Quando as formas haploides e diploides são iguais em aparência externa o ciclo é cha mado de alternância de gerações isomórficas Quando as formas haploides e diploides diferen tes elas são denominadas de alternância de geração heteromórficas A diploidia permite o armazenamento de mais informação genética e portanto talvez possibilite uma expressão mais sutil da base genética do organismo durante o desenvolvimento Essa pode ser a razão pela qual o esporófito é a geração grande complexa e nutricionalmente independente em plantas vasculares onde nesses grupos há a dominância crescente do espo rófito e a supressão do gametófito APRIMORANDO CONCEITOS Eu li agora vou fixar Após a leitura retire do texto as informações mais importantes Esse é o seu RESUMO das ideias principais PARA CONTINUAR SEUS ESTUDOS POSTE NO ITEM APRIMORANDO CONCEITOS RESUMO 1 BIBLIOGRAFIA Raven PH Evert RF Eichhorn SE 2014 Biologia Vegetal 8ª ed Guanabara Koogan SA Rio de Janeiro