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TAXONOMIA/ FILOGENIA/ VEGETAIS Prof: Msc. Heitor de Oliveira Braga 15/07/2013 ORGANIZAÇÃO DO AULA : Introdução à Sistemática e Taxonomia Vegetal (Definição, Histórico e Sistemas de classificação) Principais grupos de Algas Principais grupos de Vegetais Atividade diagnóstica SISTEMÁTICA Ramo da biologia que estuda a diversidade biológica Tipos e as variações entre os seres vivos Principais objetivos: • descrever a diversidade biológica • desenvolver catálogos: caracterizar cada espécie • critérios de organizar a diversidade e agrupar os seres vivos • compreender processos da diversidade biológica SISTEMÁTICA Apresentam resultados por meio da: • Classificação Biológica ou TAXONOMIA Organiza os seres categorias hierárquicas vivos- Sistema sintético Categorias taxonômicas ou táxons: categorias menores incluídas em categorias maiores HISTÓRICO DA TAXONOMIA VEGETAL Diversidade dos organismos (1,5 milhão descritos): ampla variedade biológica forma, dimensão e estrutura constatações a impressionar – Primeiras Tentativa de melhor compreender Classificação dos seres vivos Mundo Natural critérios científicos CONSTITUIÇÃO DE UNIDADES DISTINTAS: ESPÉCIES HISTÓRICO DA TAXONOMIA Diversos sistemas de classificação foram elaborados Ordenação das espécies em grupos Diferentes conjuntos de atributos HISTÓRICO DA TAXONOMIA Início Posterior • Morfologia externa ou Organografia • Caracteres de fácil reconhecimento • Contribuição da anatomia • Genética e Quimíca • Paleontológicos, Embriológicos e fitogeográficos Delimitação e separação dos grupos atuais HISTÓRICO DA TAXONOMIA Histórico : descritivo (1) e de sistematização (2) (1) - Sistemas fundamentados no hábito das plantas - arbóreas, arbustivas, subarbustivas e herbáceas - Outros cientistas da época: Dioscórides, Albertus e Magnus • PAI DA BOTÂNICA (ARISTÓTELES) HISTÓRICO DA TAXONOMIA Idade Média: Herbalistas (Brunfels, Bock, Fuchs) Propriedades medicinais das plantas Fornecem descrições identificação e ilustrações: Facilitar a HISTÓRICO DA TAXONOMIA (2) - Sistemas pouco elaborados deram lugar aos artificiais • Karl Linné: caracteres florais / nomenclatura binária das ssp • Século XVIII: Os Sistemas Naturais (Jussieu, Lamarck, Bown ...) • Número de informações acumuladas: vegetal • Reconheceu 15 classes e 100 ordens Morfologia HISTÓRICO DA TAXONOMIA - Século XIX: Sistemas filogenéticos sucederam os naturais (Eichler, Engler, Wettstein …) • impulsionada por Charles Darwin: evolução biológica • informação disponível para caracterizar táxons (taxa) • estabeleceu relações de semelhança entre eles: ANCESTRALIDADE DESCENDÊNCIA • formas primitivas (mais simples): dá origem a outras formas evoluídas (mais complexas) • Atuais: • morfologia externa, anatomia, citologia, embriologia, ecologia, genética, química e estatística PRINCIPAIS GRUPOS DE ALGAS - Organismos fotossintetizantes pertencentes ao Reino Protoctista - Seres Eucariontes, autotróficos, uni ou pluricelulares - Não possuem tecidos organizados em órgãos TALOS - Divididos de acordo com pigmentos intracelulares Verdes Chlorophyta e Euglenophyta Douradas Chrisophyta ou diatomáceas Vermelhas Pyrrophyta e Rhodophyta Pardas Phaeophyta - Organização: • Euglenófitas • Pirrófitas • Crisófita ou Diatomáceas Unicelulares • Clorófitas • Feófitas • Rodófitas Pluricelulares Chlorophyta Algas verdes (Uni e pluricelulares) Presença de clorofilas A e B e carotenóides Reserva de amido Parede celular celulósica Reprodução: Assexuada (Divisão binária) Dulcícolas e Marinhos Genêro: Acetabularia e Codium Euglenophyta Algas verdes unicelulares flageladas Presença de clorofilas A e B e carotenóides Reserva de Paramilo e sem parece celular Maioria: Dulcícolas ESTIGMA: Organela fotossensível que orienta o organismo em direção à luz Reprodução assexuada (Divisão binária) FOTOSSÍNTE – Ausência de condições Nutrição heterotrófica Euglena sp. Chrysophyta ou Diatomácea Algas douradas ou Diatomáceas Presença de clorofilas A e C e carotenóides Reserva de crisolaminarina Parede celular de sílica Quando morrem, as carapaças de sílica se depositam no fundo do oceano, formando um solo chamado DIATOMITO ou TERRA DE DIATOMÁCEAS Fabricação de tijolos, abrasivos, substâncias polidoras, pastas de dentes e dinamite. PYRROPHYTA Algas unicelulares vermelhas / Dinoflagelados Presença de clorofilas A e C e carotenóides Reserva de Amido Possuem placas de celulose e sílica Presença de dois flagelos Noctiluca sp. Bioluminescência Bioluminescência (Algumas espécies) Maré Vermelha: Floração excessiva de algas devido ao aumento da temperatura da água ou excesso de sais devido ao despejo de esgoto doméstico PYRROPHYTA Ceratium sp. ao microscópio eletrônico Cor vermelha da água: Liberação de substâncias tóxicas que contaminam e matam peixes e moluscos Ser humano: diarréias, problemas respiratórios e cardiovasculares Rhodophyta Algas pluricelulares vermelhas Presença de clorofilas A e D - ficocianina (azul) e ficoeritrina (vermelho) Reserva de Amido Maioria Marinhas Uso na alimentação (Japonesa) – Algas comestíveis Ágar: Substância gelatinosa - Meio de cultura para bactérias e fungos - Gelatinas e doces Phaeophyta Algas pluricelulares PARDAS Presença de clorofilas A e D, Carotenóides e Fucoxantina Parede Celular com Algina: extração de CARRAGENINA e ALGINATO - Modelos odontológicos (Alginato) - Espessante de sorvetes/cremes Podem ser de grande porte: “floresta de litoral” Podem formar bolsas de ar - Flutuação: Mar de sargaço (Sargassum sp) Bahamas – Registro: “Sequóias dos mares” com 100m - IMPORTÂNCIA DAS ALGAS: Importante para o Ecossitema: o o Atmosfera: o o Formação do fitoplâncton Sustentam direta e indiretamente as teias alimentares aquáticas São responsáveis por 90% da fotossíntese São os maiores produtores de oxigênio Econômica: o Indústria alimentícia, construção civil e produtos diversos O UNIVERSO VEGETAL “Na Floresta, descobrem-se inúmeras estratégias de vida do mundo vegetal” • Samanbaias, árvores de grande porte, musgos … ORGANIZAÇÃO DAS PLANTAS Ipê-Roxo • Ocupa o solo (raízes) • Meio áreo (caule e ramos) • Adulta: Flores (sépalas e pétalas: reprodução) • Frutos, sementes, embrião (novo indivíduo) CLASSIFICAÇÃO VEGETAL Característica dos vegetais: • Reino Plantae/Metaphyta/ Embryophytes • Ciclo de vida: Possuem embriões multicelulares maçicos • frutos, sementes, embrião (novo indivíduo) • Algas: Retiradas do Reino Plantae (Liberam seu zigoto no ambiente e o novo ser se desenvolve independentemente do organismo genitor) • 320 mil espécies de planta (tamanho, forma e organização corporal) • Espécies com organização simples (Musgos/Briófitas) • Organismo complexos: (Frutíferas/Angiospermas) • Plastídeos (plastos): cloroplastos nas folhas • Presença de vacúolos • Eucarióticos VEGETAIS • Autótroficos • Multicelulares • Parede celular celulósica GRANDE GRUPOS DE VEGETAIS Classificação em 12 filos 3 deles - plantas avasculares: - Sem tecidos condutores de seivas • BRIÓFITAS - FILO BRYOPHYTA MUSGOS - FILO HEPATHOPHYTA HEPÁTICAS - FILO ANTHOCEROPHYTA ANTÓCEROS Características gerais das BRIÓFITAS: • AVASCULARES (AUSÊNCIA DE XILEMA E FLOEMA) • TRANSPORTE DE ÁGUA POR DIFUSÃO: CRESCIMENTO LENTO • AUSÊNCIA DE RAIZ, CAULE E FOLHAS • AUSÊNCIA DE CUTÍCULA - Apresentam as seguintes estruturas: Rizóide: fixação e absorção Caulóide: absorção e sustentação Filóide: fotossíntese e trocas gasosas MUSGO • CICLO DIPLOBIONTE (ALTERNÂNCIAS DE GERAÇÕES) Observações: I. II. III. O esporófito é aclorofilado e dependente do gametófito Após a liberação dos esporos, o esporófito degenera-se O esporófito sempre está presente sobre o gametófito feminino Gametófito Esporófito Haplóide (n) Diplóide (2n) Fase sexuada Fase assexuada Clorofilado Aclorofilado Fase duradoura Fase temporária - IMPORTÂNCIA DAS BRIÓFITAS: I. São organismos pioneiros no processo de sucessão ecológica II. São organismos produtores de cadeias alimentares III. Criam micro habitats para várias espécies de microrganismo IV. São bioindicadores da qualidade do ar e do solo GRANDE GRUPOS DE ALGAS 9 restante - plantas vasculares ou traqueófitas - Vasos condutores de seiva: formados por células tabulares - PTERIDÓFITAS : SAMANBAIA AUSÊNCIA DE SEMENTE/FLORES AVENCA Características gerais das PTERIDÓFITAS: • VASCULARES (PRESENÇA DE XILEMA E FLOEMA) • CICLO DIPLOBIONTE (ALTERNÂNCIA DE GERAÇÕES) • FECUNDAÇÃO DEPENDENTE DA ÁGUA Gametófito Esporófito Haplóide (n) Diplóide (2n) Fase sexuada Fase assexuada Clorofilado Inicialmente aclorofilado e depois torna-se clorofilado Fase temporária Fase duradoura Observações: O esporófito no início é aclorofilado e dependente do gametófito O esporófito ao se desenvolver suga as reservas nutritivas do gametófito O gametófito degenera-se e o esporófito torna-se clorofilado - IMPORTÂNCIA DAS PTERIDÓFITAS: Organismo produtor das cadeias alimentares Ornamentação Obtenção do xaxim (caule de samambaiaçu) o o o Cultivo de orquídeas Risco de extinção do samambaiaçu (Mata Atlântica) Alternativa: coxim (feito com fibras do coco) Samambaiaçu Coxim Samambaia GMINOSPERMAS: - Surgimento do tubo polínico (Sifonógamas) - Qual a vantagem ??? - Independência total da água para a reprodução - Principais representantes: Pinheiros, sequóias, araucárias e ciprestres - Presença de estróbilos - Possuem sementes Espermatófitas - Quais as vantagens de serem Espermatófitas ??? Aumento da dispersão Proteção ao embrião Colonização de ambientes variados - Redução extrema da fase gametofítica: • • Gametófito masculino imaturo: grão de pólen ---- Tubo polínico Gametófito feminino: saco embrionário (megaprotálo) Polinização: (Anemofilia) • Transporte dos grãos-de-pólen até a abertura (micrópila) do óvulo • Grãos-de-polén ALADOS que facilitam a dispersão - Desenvolvimento do óvulo: • Composto por: tegumento do óvulo (Casca), zigoto (Embrião), Saco embrionário (Endosperma primário ou albume) - IMPORTÂNCIA DAS GMINOSPERMAS: Alimentação (pinhão), semente do Pinheiro-do-Paraná. Ornamentação Indústria madeireira/ celulose e farmacêutica ANGIOSPERMAS: - Grupo mais diversificado do Reino Plantae (cerca de 350.000 espécies) - Apresentam flores verdadeiras, contendo ovários - Único grupo que possui frutos (importante para a dispersão das sementes) - Muitas angiospermas possuem flores com estruturas que atraem animais o Aromas o Nectários o Pétalas coloridas - Estrutura da FLOR: • Estames (Masculino) • Pistilos ou Carpelos (Feminino) Pétala: Folha modificada estéril (colorida) conjunto: corola Sépala: Folha modificada estéril (verde) conjunto: cálice Receptáculo floral: Região da flor onde se inserem os elementos florais Pedúnculo/Pedicelo floral: Haste que fixa a flor no ramo. Verticílios florais: conjunto de folhas modificadas - Desenvolvimento do tubo polínico e a dupla fecundação: I) Oosfera (n) + Célula espermática (n) Zigoto (2n) II) Núcleo polar (n) + Núcleo polar (n) + Célula espermática (n) Célula (3n) - Dupla fecundação e a formação do fruto: Fruto o Protege as sementes em seu interior o Os animais ao se alimentarem dos frutos e realizam a dispersão das sementes - CLASSIFICAÇÃO DAS ANGIOSPERMAS: Monocotiledôneas/Dicotiledôneas Cotilédone: Reserva nutritiva • Monocotiledôneas: Milho, gramíneas, palmeiras, orquídeas • Dicotiledôneas: Mamona, feijão, ervilha, goiaba REFERÊNCIAS BIBLOGRÁFICAS: • AMABIS & MARTHO. Biologia dos Organismos. Volume 2. São Paulo: Editora Moderna. 2ª edição, 2004. • RAVEN, PETER H.; Et al. Biologia Vegetal. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. • AMABIS & MARTHO. Fundamentos da Biologia Moderna. Volume único. São Paulo: Editora Moderna, 2003 • AVANCINI & FAVARETT. Biologia; Uma abordagem evolutiva e ecológica .Volume 3. São Paulo: Editora Moderna.1ª Edição, 1997.
