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SISTEMÁTICA VEGETAL

Aula introdutoria compacta

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Page 1: Aula introdutoria   compacta

SISTEMÁTICA VEGETAL

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 2: Aula introdutoria   compacta

1. SISTEMÁTICA ou TAXONOMIA =

ciência da diversidade organísmica

descoberta - descrição - interpretação

síntese =

Depart

amen

to

descrição

Depart

amen

to

descrição

de B

otânia

/IBUSP ciência da diversidade organísmica

Botânia

/IBUSP ciência da diversidade organísmica

Page 3: Aula introdutoria   compacta

1. SISTEMÁTICA ou TAXONOMIA =

ciência da diversidade organísmica

descoberta - descrição - interpretação

síntese = sistema de classificação preditivo

Depart

amen

to

descrição

Depart

amen

to

descrição

de B

otânia

/IBUSP ciência da diversidade organísmica

Botânia

/IBUSP ciência da diversidade organísmica

Page 4: Aula introdutoria   compacta

2. Número de espécies descritas

de organismos vivos Wilson 2003

Vírus 1.000

Bactérias 4.760

Fungos 46.983

“Algas” 26.900

Briófitas 16.600

Pteridófitas 11.300

Gimnospermas 629

Angiospermas 240.000

Protozoários 30.800

Invertebrados 989.761

(insetos 751.000)

Vertebrados 43.853

VEGETAIS

Depart

amen

to Pteridófitas 11.300

Depart

amen

to Pteridófitas 11.300

Gimnospermas

Depart

amen

to

Gimnospermas

Angiospermas 240.000 Depart

amen

to

Angiospermas 240.000

de Briófitas 16.600 de Briófitas 16.600 Botâ

nia/IB

USP 46.983

Botânia

/IBUSP 46.983

26.900 Botâ

nia/IB

USP

26.900

Briófitas 16.600 Botânia

/IBUSP

Briófitas 16.600

Page 5: Aula introdutoria   compacta

3. Diversidade biológica no mundo.

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 6: Aula introdutoria   compacta

3. Diversidade biológica no mundo.

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 7: Aula introdutoria   compacta

Myers et al. 2000 HOTSPOTS

3. Diversidade biológica no mundo - hotspots

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 8: Aula introdutoria   compacta

3. Diversidade biológica no mundo: os 25 hotspots

Myers et al. 2000

Nature 403.

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 9: Aula introdutoria   compacta

3. Diversidade biológica no mundo:

Diversidade florística no Brasil

Catálogo de plantas e fungos do Brasil,

2010

www.floradobrasil.jbrj.gov.br

40.989 espécies: % endemicidade

3.608 fungos 14,5% 3.496 algas 1,5% 1.521 briófitas 18,1% 1.176 pteridófitas 38,3%

26 gimnospermas 7,7% 31.162 angiospermas 56,6%

Depart

amen

to espécies:

Depart

amen

to espécies:

fungos

Depart

amen

to fungos algas

Depart

amen

to

algas briófitas Dep

artam

ento

briófitas

espécies: de espécies: B

otânia

/IBUSP2010

Botânia

/IBUSP2010

www.floradobrasil.jbrj.gov.brBotâ

nia/IB

USP

www.floradobrasil.jbrj.gov.br

espécies: Botâ

nia/IB

USP

espécies:

Page 10: Aula introdutoria   compacta

40.989 espécies: 3.608 fungos 3.496 algas 1.521 briófitas 1.176 pteridófitas

26 gimnospermas 31.162 angiospermas

32.364 spp.

plantas

vasculares

3. Diversidade biológica no mundo:

Diversidade florística no Brasil

Catálogo de plantas e fungos do Brasil,

2010

www.floradobrasil.jbrj.gov.br

Depart

amen

to fungos

Depart

amen

to fungos 3.496

Depart

amen

to

3.496 algas Dep

artam

ento

algas 1.521Dep

artam

ento

1.521

de espécies:

de espécies:

fungos de

fungos Botâ

nia/IB

USP2010

Botânia

/IBUSP2010

Botânia

/IBUSP

espécies: Botânia

/IBUSP

espécies:

www.floradobrasil.jbrj.gov.br

Botânia

/IBUSP

www.floradobrasil.jbrj.gov.br

Page 11: Aula introdutoria   compacta

Diversidade florística no Brasil:

Catálogo de plantas e fungos do Brasil - 2010

www.floradobrasil.jbrj.gov.br

Plantas vasculares:

32.364 spp - Brasil é o país de maior diversidade do mundo.

18.082 spp endêmicas do

país:proporção de endemismo de 55,9%, a maior da Região Neotropical.

Depart

amen

to

18.082 spp endêmicas do Depart

amen

to

18.082 spp endêmicas do

de de maior diversidade do

de de maior diversidade do Botâ

nia/IB

USP

Brasil é o país Botâ

nia/IB

USP

Brasil é o país de maior diversidade do Botâ

nia/IB

USP

de maior diversidade do

Page 12: Aula introdutoria   compacta

3. Diversidade biológica no mundo:

Catálogo de espécies do Brasil - 2010

www.floradobrasil.jbrj.gov.br

Plantas vasculares nos

domínios fitogeográficos:

Mata Atlântica: 19.355 spp., 40% endêmicas ao país.

Cerrado: savanas mais ricas do mundo -12.669 spp. (4.215 endêmicas do Brasil).

Amazônia: 13.317 spp. (2.046 endêmicas do Brasil).

Plantas vasculares nos

domínios fitogeográficos

Cerrado:

mundo -12.669 spp. (4.215 endêmicas do Brasil).

Amazônia:

endêmicas do Brasil).

IBGE

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

de

de

Botâ

nia/IB

USPPlantas vasculares nos

Botânia

/IBUSPPlantas vasculares nos

domínios fitogeográficos

Botânia

/IBUSP

domínios fitogeográficos

Mata Atlântica:Botâ

nia/IB

USP

Mata Atlântica:Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 13: Aula introdutoria   compacta

4. Síntese

de informações

Jeffrey 1984

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 14: Aula introdutoria   compacta

5. Nomenclatura botânica

5.1. Hierarquia taxonômica dos sistemas de

classificação biológica:

classe sufixo exemplo

Reino - Plantae Divisão phyta Magnoliophyta Classe opsida Magnoliopsida Subclasse idae Rosidae Superordem anae Rosanae Ordem ales Rosales Família aceae Rosaceae Subfamília oideae RosoideaeTribo eae Roseaegênero - Rosaespécie - Rosa canina L.subespécie - - variedade - R. canina var. canina

Depart

amen

to Ordem ales Rosales

Depart

amen

to Ordem ales Rosales Família aceae Rosaceae

Depart

amen

to

Família aceae Rosaceae

Depart

amen

to

Subfamília oideae RosoideaeDep

artam

ento

Subfamília oideae RosoideaeTribo eae RoseaeDep

artam

ento

Tribo eae Roseae

de Superordem anae Rosanae

de Superordem anae Rosanae

Ordem ales Rosales de

Ordem ales Rosales Botâ

nia/IB

USPDivisão phyta Magnoliophyta

Botânia

/IBUSP

Divisão phyta Magnoliophyta Classe opsida Magnoliopsida

Botânia

/IBUSPClasse opsida Magnoliopsida

Subclasse idae Rosidae Botâ

nia/IB

USP

Subclasse idae Rosidae Superordem anae Rosanae Botâ

nia/IB

USP

Superordem anae Rosanae

Page 15: Aula introdutoria   compacta

5.2. Nomenclatura botânica

Código Internacional de Nomenclatura Botânica

Princípios, regras e recomendações.

Princípio III: Prioridade de publicação:

Cissus scycioides L. é hoje sinônimo de

Cissus verticillata (L.) D.H.Nicholson & Jarvis

Depart

amen

to Princípio III: Prioridade de publicação:

Depart

amen

to Princípio III: Prioridade de publicação:

Cissus scycioides Depart

amen

to

Cissus scycioides L.Depart

amen

to

L.

de B

otânia

/IBUSP

Princípios, regras e recomendações.

Botânia

/IBUSP

Princípios, regras e recomendações.

Page 16: Aula introdutoria   compacta

5.3. Princípio II: aplicação de nomes de grupos taxonômicos

é determinada por meio de tipos nomenclaturais

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 17: Aula introdutoria   compacta

6. O trabalho do sistemata:

6.1. investigação teórica e

aprimoramento da metodologia científica

6.2. inventário florístico – área geográfica

OU

revisão sistemática de um grupo

- estudo abrangente (monografia)

Depart

amen

to 6.2. inventário florístico

Depart

amen

to 6.2. inventário florístico de

6.2. inventário florístico de

6.2. inventário florístico

Botânia

/IBUSP

Page 18: Aula introdutoria   compacta

6.3. Métodos - coleta do material botânico

no campo

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 19: Aula introdutoria   compacta

Velloziaceae

campos rupestres

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 20: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

de

Botâ

nia/IB

USP

Page 21: Aula introdutoria   compacta

6.3. Métodos

- preparação dos espécimes

para herbário

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 22: Aula introdutoria   compacta

HERBORIZAÇÃO

- PRENSA

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 23: Aula introdutoria   compacta

ereta prostrada

ERVA 10 cm

1 m

HÁBITOS MAIS COMUNS

ÁRVORE

1 m

100 m

lenhoso

ARBUSTO SUBARBUSTO

ereto ou prostrado lenhoso só na

base

LIANA

escandente e lenhosa

Depart

amen

to prostrado

Depart

amen

to prostrado de ereto ou

de ereto ou

prostrado de

prostrado Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

ereto ou Botânia

/IBUSP

ereto ou

Page 24: Aula introdutoria   compacta

HERBORIZAÇÃO

ESTUFA DE CAMPO

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 25: Aula introdutoria   compacta

HERBORIZAÇÃO

ESTUFA ELÉTRICA

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 26: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 27: Aula introdutoria   compacta

Juliana Rando 2009 Juliana Rando 2009

Depart

amen

to de

de

de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 28: Aula introdutoria   compacta

Forman & Bridson 1991

HERBORIZAÇÃO - EXSICATAS

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 29: Aula introdutoria   compacta

HERBÁRIO

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 30: Aula introdutoria   compacta

HERBÁRIO SPF 203.000 espécimes:

30.000 algas marinhas

173.000 plantas vasculares

Carpoteca Xiloteca

Biblioteca

Banco de dados

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 31: Aula introdutoria   compacta

HERBÁRIO

identificação: - análise morfológica em laboratório

- consulta a literatura especializada

- comparação com material de herbário

- colaboração de especialistas

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP- comparação com material de herbário

Botânia

/IBUSP- comparação com material de herbário

- colaboração de especialistas

Botânia

/IBUSP

- colaboração de especialistas

Botânia

/IBUSP

Page 32: Aula introdutoria   compacta

6.4. Compilação e divulgação dos resultados:

- chaves de identificação

- descrições

- ilustrações

- dados biológicos, ecológicos, geográficos.

Artigos científicos, floras e monografias

Revisão de conceitos e novos métodos

e modelos téoricos .

Depart

amen

to

Artigos científicos, floras e monografias Depart

amen

to

Artigos científicos, floras e monografias

de - dados biológicos, ecológicos, geográficos.

de - dados biológicos, ecológicos, geográficos. Botâ

nia/IB

USP

- dados biológicos, ecológicos, geográficos. Botânia

/IBUSP

- dados biológicos, ecológicos, geográficos.

Page 33: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 34: Aula introdutoria   compacta

Flora da Serra do Cipó: Loganiaceae

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 35: Aula introdutoria   compacta

Mapeamento de Distribuição geográfica

MALVACEAE

Jacaranda

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 36: Aula introdutoria   compacta

Grandes naturalistas do séculos XVIII e XIX Karl Friedrich

Phillip von Martius (1794-1868)

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 37: Aula introdutoria   compacta

Obra publicada entre 1840 e 1906,

com participação de 65 especialistas

http://florabrasiliensis.cria.org.br/

Karl Friedrich

Phillip von Martius

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Obra publicada entre 1840 e Dep

artam

ento

Obra publicada entre 1840 e

de B

otânia

/IBUSP

Page 38: Aula introdutoria   compacta

Flora brasiliensis vol. 1:

fitogeografia

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 39: Aula introdutoria   compacta

Flora brasiliensis vol. 12:

Anacardiaceae

Engler 1876

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 40: Aula introdutoria   compacta

7. Sistemas de classificação:

7.2. fontes de evidência taxonômica:

da morfologia aos genes

- Morfologia

- Anatomia

- Palinologia

- Citologia

- Química

- Sistemática molecular (DNA e RNA)

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 41: Aula introdutoria   compacta

ASTERALES

ASTERACEAE

ou COMPOSITAE

- folhas alternas ou opostas

- óvulo 1, basal

- inulina (oligossacarídeo)

- CAPÍTULO

Helianthus annuus

Depart

amen

to

(oligossacarídeo) Depart

amen

to

(oligossacarídeo)

de B

otânia

/IBUSP

- folhas alternas ou opostas Botâ

nia/IB

USP

- folhas alternas ou opostas

Page 42: Aula introdutoria   compacta

LAURACEAE

Cinnamomum camphora

Endress 1994

SassafrasDep

artam

ento

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 43: Aula introdutoria   compacta

EUPHORBIACEAE

Látex Hevea brasiliensis seringueira

Fruto tricoca

Conceveiba

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 44: Aula introdutoria   compacta

Euphorbia cooperi

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 45: Aula introdutoria   compacta

Jeffrey 1984

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 46: Aula introdutoria   compacta

MORACEAE

Ficus elastica

folha

Robbins & Weier

1950

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 47: Aula introdutoria   compacta

ELEMENTOS

TRAQUEAIS EM

CARYOPHYLLALES

CACTACEAE

PORTULACACEAE

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

de

de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 48: Aula introdutoria   compacta

ACANTHACEAE

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 49: Aula introdutoria   compacta

Clado maior de CARYOPHYLLALES

19 famílias

-Flores monoclamídeas

-Caule com camadas

concêntricas de xilema e floema

Gomphrena

Portulaca

Celosia

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 50: Aula introdutoria   compacta

antocianidina

fórmula geral da

betacianina e betaxantina

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 51: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 52: Aula introdutoria   compacta

Seqüenciamento de bases de DNA

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 53: Aula introdutoria   compacta

Adiantopsis radiata

Pteris gleichnioides

GENOMA DO

CLOROPLASTO

120 KB

rbcL

LOCALIZAÇÃO DO

GENE rbcL (1,4 KB)

UMA DAS ÁRVORES MAIS PARCIMONIOSAS OBTIDAS COM

SEQÜÊNCIAS DE rbcL DE PTERIDACEAE. EM VERMELHO,

ESPÉCIES COM SEQÜÊNCIAS PROVENIENTES DO GENEBANK

FILOGENIA DE PTERIDACEAE BASEADA EM

SEQÜÊNCIAS DE rbcL

COLAB.: JEFFERSON PRADO, iBt

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

de

de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSPFILOGENIA DE

Botânia

/IBUSPFILOGENIA DE

PTERIDACEAE

Botânia

/IBUSP

PTERIDACEAE BASEADA EM

Botânia

/IBUSP

BASEADA EM SEQÜÊNCIAS DE Botâ

nia/IB

USP

SEQÜÊNCIAS DE

Page 54: Aula introdutoria   compacta

8. Herbários virtuais e bancos de dados

sobre classificação de plantas

HERBÁRIOS VIRTUAIS

Jardim Botânico de Nova York: www.nybg.org/bsci/hcol

Jardim Botânico do Missouri: (TROPICOS) www.mobot.mobot.org/W3T

Jardim Botânico de Kew: www.rbg.kew.org.uk

Instituto de Botânica de São Paulo: www.ibot.sp.gov.br (somente tipos nomenclaturais – 2 mil)

Depart

amen

to www.mobot.mobot.org/W3T

Depart

amen

to www.mobot.mobot.org/W3T

Depart

amen

to

Jardim Botânico de Kew: Depart

amen

to

Jardim Botânico de Kew: www.rbg.kew.org.uk

Depart

amen

to

www.rbg.kew.org.uk

de B

otânia

/IBUSP

Jardim Botânico do Missouri: Botânia

/IBUSP

Jardim Botânico do Missouri:

Page 55: Aula introdutoria   compacta

Indices de Nomes de Plantaswww.ipni.org

(Index Kewensis + Gray Herbarium Index)

Flora Brasiliensis(C.F.P. Martius - texto e figuras)

http://gallica.bnf.fr

Angiosperm Phylogeny Group (APG)

www.mobot.org/MOBOT/research/APweb

Tree of Life (sítio de M.L. Sogin & D.J. Paterson)

http://phylogeny.arizona.edu/tree/eukaryotes/

crown_eukaryotes.html

Depart

amen

to

Angiosperm Phylogeny GroupDep

artam

ento

Angiosperm Phylogeny GroupDep

artam

ento

www.mobot.org/MOBOT/research/APwebDep

artam

ento

www.mobot.org/MOBOT/research/APweb

de B

otânia

/IBUSP

texto e figuras)

Botânia

/IBUSP

texto e figuras)

Page 56: Aula introdutoria   compacta

9. O apoio do taxonomista às comunidades científica e leiga:

-a necessidade de identificação acurada das plantas

- laudos de identificação botânica (profissional habilitado)

-o problema dos nomes vulgares:

erva-doce (Pimpinella ou Foeniculum, ambas Apiaceae)

boldo (Peumus, Monimiaceae ou Coleus, Lamiaceae)

Depart

amen

to de

- laudos de identificação botânica (profissional habilitado) de

- laudos de identificação botânica (profissional habilitado) Botânia

/IBUSP

- laudos de identificação botânica (profissional habilitado) Botânia

/IBUSP

- laudos de identificação botânica (profissional habilitado)

Page 57: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 58: Aula introdutoria   compacta

Fernando da Costa Pinheiro

Fernando da Costa Pinheiro

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 59: Aula introdutoria   compacta

Breve história

da classificação

de Traqueófitas

Sistemas artificiais

Sistemas naturais

Sistemas evolutivos (gradistas)

Sistemas filogenéticos

Depart

amen

to

Sistemas artificiais

Depart

amen

to

Sistemas artificiais

Depart

amen

to

Sistemas naturais Depart

amen

to

Sistemas naturais

de B

otânia

/IBUSPde Traqueófitas

Botânia

/IBUSPde Traqueófitas

Page 60: Aula introdutoria   compacta

Sistemas artificiais

Da Antigüidade

(Theophrastus 300 A.C.)

até Linnaeus (século XVIII) Depart

amen

to (Theophrastus 300 A.C.)

Depart

amen

to (Theophrastus 300 A.C.)

até Linnaeus (século XVIII) Depart

amen

to

até Linnaeus (século XVIII)

(Theophrastus 300 A.C.) de (Theophrastus 300 A.C.) Botâ

nia/IB

USP

Da Antigüidade Botâ

nia/IB

USP

Da Antigüidade

(Theophrastus 300 A.C.) Botâ

nia/IB

USP

(Theophrastus 300 A.C.)

Page 61: Aula introdutoria   compacta

Ray (1690)

monocotiledôneas

e dicotiledôneas

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 62: Aula introdutoria   compacta

Carl Linnaeus

1707-1778

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 63: Aula introdutoria   compacta

Linnaeus

1753

Sistema sexual

das Plantas

Datura pertence a

Pentandria Monogyna

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 64: Aula introdutoria   compacta

Sistemas naturais

de Jussieu (1789) e

De Candolle (1820)

até o advento

da teoria da evolução.

Princípios delineados por Andreas Caesalpinus (1583). Tournefort (1694) e Linnaeus (1751) descreveram “gêneros naturais”

Depart

amen

to

da teoria da evolução. Dep

artam

ento

da teoria da evolução.

de B

otânia

/IBUSP

Page 65: Aula introdutoria   compacta

Jussieu 1789

Genera plantarum

Gêneros e famílias descritos e colocados em classes

Esquema serial linear simples complexo: acotiledôneas – monocots - - dicots – coníferas

(Cycadales nas pteridófitas)

Depart

amen

to monocots -

Depart

amen

to monocots -

coníferas Dep

artam

ento

coníferas

de B

otânia

/IBUSP

Page 66: Aula introdutoria   compacta

Brown 1826

Gimnospermas como grupo separado

das angiospermas

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 67: Aula introdutoria   compacta

De Candolle

1824-1864

Prodromus Systematis naturalis regni vegetabilis

15 volumes

Série linear: dicots – coníferas - monocots

(Thalamiflorae – Calyciflorae - Corolliflorae

- Monochlamydeae) Depart

amen

to dicots

Depart

amen

to dicots

Depart

amen

to de

Série linear: de

Série linear: dicots de

dicots

Botânia

/IBUSP

Série linear: Botânia

/IBUSP

Série linear:

Page 68: Aula introdutoria   compacta

Bentham & Hooker

1862-1883

Genera plantarum

Série linear: dicots (coníferas) - monocots

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 69: Aula introdutoria   compacta

Sistemas evolutivos

ou gradistas

Linguagem evolucionária

incorporada aos

sistemas de classificação

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 70: Aula introdutoria   compacta

H. G. Adolf Engler

Syllabus der Pflanzenfamilien (12 edições a partir de 1892)

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 71: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 72: Aula introdutoria   compacta

Classe Monocotyledoneae (14 ordens)

Classe Dicotyledoneae

2 subclasses Archiclamydeae Apetalae

(44 ordens) Choripetalae

(Polypetalae)

Metaclamydeae ou Sympetalae

(11 ordens)

Engler – Syllabus: 1892 (1964 - ed. 12, póstuma)

Divisão Embryophyta:

4 Subdivisões: Bryophyta, Pteridophyta,

Gymnospermae e

Angiospermae ou Anthophyta:

Depart

amen

to Classe Dicotyledoneae

Depart

amen

to Classe Dicotyledoneae

2 subclasses Archiclamydeae Apetalae

Depart

amen

to

2 subclasses Archiclamydeae Apetalae

de

Classe Dicotyledoneae de

Classe Dicotyledoneae Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Classe Monocotyledoneae

Botânia

/IBUSP

Classe Monocotyledoneae (14 ordens)

Botânia

/IBUSP

(14 ordens)

Angiospermae ou Anthophyta:

Botânia

/IBUSP

Angiospermae ou Anthophyta:

Page 73: Aula introdutoria   compacta

Engler:

simples = primitivo

complexo = evoluído

Casuarinaceae

Salicaceae

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 74: Aula introdutoria   compacta

Bessey 1915

“dicta”:

tendências de evolução

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 75: Aula introdutoria   compacta

Bessey 1915

ortogênese

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 76: Aula introdutoria   compacta

Magnoliaceae

Winteraceae Annonaceae

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

de

de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 77: Aula introdutoria   compacta

Hutchinson 1926, 1959

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 78: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 79: Aula introdutoria   compacta

Takhtajan 1959

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 80: Aula introdutoria   compacta

Takhtajan 1969

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 81: Aula introdutoria   compacta

(64 ordens, 322 fam.)

(19 ordens,

66 fam.)

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 82: Aula introdutoria   compacta

(128 ordens dicots; 38 ordens monocots)

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 83: Aula introdutoria   compacta

(Takhtajan 1997: 589 famílias em 232 ordens de dicotiledôneas)

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 84: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 85: Aula introdutoria   compacta

Thorne 1976

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 86: Aula introdutoria   compacta

Thorne 1992 – 20 superordens dicots (440 fam., 69 ord.)

Annonanae

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 87: Aula introdutoria   compacta

Dahlgren 1975, 1981

dahlgrenonagrama Depart

amen

to

dahlgrenonagrama Depart

amen

to

dahlgrenonagrama

de B

otânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 88: Aula introdutoria   compacta

Dahlgren 1975

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 89: Aula introdutoria   compacta

Dahlgren 1975

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 90: Aula introdutoria   compacta

Dahlgren 1981

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 91: Aula introdutoria   compacta

G. Dahlgren 1989 – 25 superordens dicots, 10 em monocots

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 92: Aula introdutoria   compacta

Advento da Cladística

Willi Hennig (1950, 1966)

tempo

Depart

amen

to

Willi Hennig (1950, 1966)

Depart

amen

to

Willi Hennig (1950, 1966) de

Botâ

nia/IB

USPAdvento da Cladística

Botânia

/IBUSP

Advento da Cladística

Page 93: Aula introdutoria   compacta

SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA Hennig 1950, 1966 paradigma nos diversos campos da Biologia Comparada - mais objetivo, reproduzível e estatisticamente embasado.

- caracteres em estados plesiomórficos ou apomórficos (não táxons)

- estados apomórficos informativos para recuperação de parentesco

-só grupos monofiléticos devem ser reconhecidos

Depart

amen

to

- caracteres em estados plesiomórficos ou Dep

artam

ento

- caracteres em estados plesiomórficos ou

de B

otânia

/IBUSPda Biologia Comparada - mais objetivo,

Botânia

/IBUSPda Biologia Comparada - mais objetivo,

reproduzível e estatisticamente embasado. Botâ

nia/IB

USP

reproduzível e estatisticamente embasado.

Page 94: Aula introdutoria   compacta

HAMAMELIDIDAE Illiciales Nelumbonales Ranunculales Papaverales Sarraceniales CARYOPHYLLIDAE DILLENIIDAE ROSIDAE - ASTERIDAE Magnoliales Rafflesiales Aristolochiales Piperales Laurales Nymphaeales LILIATAE (monocotiledôneas)

?

?

RANUNCULIDAE

MAGNOLIIDAE

Bremer & Wanntorp 1978

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

de

Botâ

nia/IB

USPCARYOPHYLLIDAE

Botânia

/IBUSPCARYOPHYLLIDAE

DILLENIIDAE Botâ

nia/IB

USP

DILLENIIDAE ROSIDAE - ASTERIDAE Botâ

nia/IB

USP

ROSIDAE - ASTERIDAE Botânia

/IBUSP

Page 95: Aula introdutoria   compacta

Crane 1985

] viventes

] viventes

viventes

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 96: Aula introdutoria   compacta

Donoghue & Doyle 1989 Morfologia

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 97: Aula introdutoria   compacta

Sistemática molecular sequenciamento de segmentos dos ácidos nucléicos

(nuclear e cloroplasto)

- número elevado de caracteres menos influenciados por fatores ambientais

- seleção objetiva de caracteres

- permite comparação entre quaisquer grupos de organismos

(grandes amostras de OTUs: centenas)

Depart

amen

to seleção objetiva de caracteres

Depart

amen

to seleção objetiva de caracteres

permite comparação entre quaisquer Depart

amen

to

permite comparação entre quaisquer

de B

otânia

/IBUSPnúmero elevado de caracteres

Botânia

/IBUSPnúmero elevado de caracteres

Botânia

/IBUSP

menos influenciados por fatores ambientais Botâ

nia/IB

USP

menos influenciados por fatores ambientais

Page 98: Aula introdutoria   compacta

3 genomas nas plantas: DNA nuclear

DNA mitocondrial – 80 000 pares de bases

DNA cloroplasto – 120.000 pares de bases

rbcL

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 99: Aula introdutoria   compacta

Obtenção de sequênciasPCR

Purificação de DNA

clonagem

Reamplificação de gene a partir de colônias de bactérias

Seqüência

820 bp

400 bp

Extração DNA

Folhas secas em sílica

nuclear

cloroplasto

Depart

amen

to

clonagemDep

artam

ento

clonagemDep

artam

ento

de B

otânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Page 100: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 101: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 102: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 103: Aula introdutoria   compacta

CLADÍSTICA Bases = caracteres multiestados não-ordenados

sequência de bases táxons 1 2 3 4 5 6 7 8 ....... A T C C G G A G T ...... grupo externo B C C T G G C G T ...... - 1 3 6 C C C T A A A G C ...... - 1 3 4 5 8 D C C T A A C G T ...... - 1 3 4 5 6 E C T T A A C G C ...... - 1 2 3 4 5 6 8

- método de comparação com grupo-externo - critério de parcimônia -outros critérios: Máxima Verossimilhança, Bayesiano...

Sistemática molecular

Depart

amen

to C C T G G C G T ...... - 1 3 6

Depart

amen

to C C T G G C G T ...... - 1 3 6 C C T A A A G C ...... - 1 3 4 5 8

Depart

amen

to C C T A A A G C ...... - 1 3 4 5 8 C C T A A C G T ...... - 1 3 4 5 6

Depart

amen

to

C C T A A C G T ...... - 1 3 4 5 6 C T T A A C G C ...... - 1 2 3 4 5 6 8 Dep

artam

ento

C T T A A C G C ...... - 1 2 3 4 5 6 8

de C C T G G C G T ...... - 1 3 6 de C C T G G C G T ...... - 1 3 6 Botâ

nia/IB

USP 1 2 3 4 5 6 7 8 .......

Botânia

/IBUSP

1 2 3 4 5 6 7 8 ....... T C C G G A G T ......

Botânia

/IBUSP

T C C G G A G T ...... C C T G G C G T ...... - 1 3 6 Botâ

nia/IB

USP

C C T G G C G T ...... - 1 3 6

Page 104: Aula introdutoria   compacta

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 105: Aula introdutoria   compacta

GENES

Inferência filogenética entre gêneros e espécies:

ndhF (2100 – 2200 pb)

matK (1100 pb)

trnL-F (1100 – 1400 pb)

ITS 1 (210 – 270 pb) núcleo

ITS 2 (205 – 240 pb)

entre famílias e ordens:

rbcL

atpB

18SnrDNA -

cloroplasto

cloroplasto

núcleo

Depart

amen

to núcleo

Depart

amen

to núcleo

240 pb)

Depart

amen

to 240 pb)

entre famílias e ordens: Depart

amen

to

entre famílias e ordens: Depart

amen

to de

núcleo de

núcleo

Botânia

/IBUSPcloroplasto

Botânia

/IBUSPcloroplasto

Page 106: Aula introdutoria   compacta

Chase et al. 1993

rbcL

A N G I O S P E R M A S

E UDI COT S

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 107: Aula introdutoria   compacta

Angiosperm Phylogeny Group (APG) 1998

rbcL, atpB 18S rDNA

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 108: Aula introdutoria   compacta

APG-II200318S rDNA,

rbcL, atpB

45 ordens 457 famílias

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 109: Aula introdutoria   compacta

APG-III

2009

18S rDNA

rbcL

atpB atp1

matR

+ 61 marcadores de 45

táxonsDep

artam

ento

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 110: Aula introdutoria   compacta

Amborellales

Nymphaeales

Austrobaileyales

Chloranthales

Monocotiledôneas - 22%

Eudicotiledôneas - 75%

Magnoliídeas - 2%

Ceratophyllales

APG-III

2009

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Monocotiledôneas

Depart

amen

to

Monocotiledôneas

de B

otânia

/IBUSP

Botânia

/IBUSP

Magnoliídeas

Botânia

/IBUSP

Magnoliídeas -

Botânia

/IBUSP-

Page 111: Aula introdutoria   compacta

Classificação

das Monilófitas

Smith et al.

2006

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 112: Aula introdutoria   compacta

Leliaert et al. 2012

CLASSES

segundo Lewis & McCourt 2004

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 113: Aula introdutoria   compacta

Classificação das Organismos Vivos Bresinsky et al. 2012

(ed. 36 do Tratado de Strassburger)

3 Reinos (domínios): Archaea, Bacteria, Eucarya

Eucarya: 7 subreinos - ex. Heterokontobionta,

Mycobionta, Rhodobionta etc. e Chlorobionta:

2 divisões: Cholorophyta (8 classes - ex. Ulvophyceae) e

Streptophyta: 13 subdivisões - ex.

Charophytina, Marchantiophytina, Bryophytina etc.

sendo 6 subdivisões de plantas vasculares:

Lycopodiophytina, Psilophytina, Equisetophytina,

Marattiophytina, Filicophytina e Spermatophytina (esta com 4 classes: Cycadopsida, Ginkgopsida, Coniferopsida e

Magnoliopsida).

Depart

amen

to 13 subdivisões - ex.

Depart

amen

to 13 subdivisões - ex.

MarchantiophytinaDep

artam

ento

Marchantiophytina

6 subdivisões de plantas vasculares: Dep

artam

ento

6 subdivisões de plantas vasculares:

de

13 subdivisões - ex. de

13 subdivisões - ex.

Botânia

/IBUSP

Chlorobionta:

Botânia

/IBUSP

Chlorobionta:

(8 classes - ex. Ulvophyceae)Botâ

nia/IB

USP

(8 classes - ex. Ulvophyceae)

Page 114: Aula introdutoria   compacta

Classificação das Embriófitas

Chase & Reveal 2009

Equisetopsida

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 115: Aula introdutoria   compacta

Classificação das Traqueófitas

Chase & Reveal 2009

Embryopsida, a new name for the class

of land plants - Pirani & Prado 2012

Embryopsida Engler ex Pirani & J. Prado, cl. nov.Plantae embryonatis, acotyledoneae vel

cotyledoneae, sporophytiis multicellularis, tectis cumcuticula, praesentia ex archegonia, antheridia etesporangiis, sporae pariete cum sporopollinina.

Depart

amen

to

Depart

amen

to cuticula

Depart

amen

to cuticulaesporangiis

Depart

amen

to

esporangiis

de cotyledoneae

de cotyledoneae

cuticulade

cuticulaBotâ

nia/IB

USPEngler

Botânia

/IBUSP

EnglerPlantae

Botânia

/IBUSP

PlantaecotyledoneaeBotâ

nia/IB

USP

cotyledoneae

Page 116: Aula introdutoria   compacta

Méritos e limitações relativos das

abordagens morfológicas e moleculares:

- variam entre grupos de organismos,

- variam nos diferentes níveis taxonômicos

2 vantagens principais dos métodos moleculares:

- amplitude filogenética das comparações

- independência de influências externas

- Árvore da Vida

Depart

amen

to

2 vantagens principais dos métodos moleculares:

Depart

amen

to

2 vantagens principais dos métodos moleculares:

amplitude filogenética das comparações Depart

amen

to

amplitude filogenética das comparações

independência de influências externas Dep

artam

ento

independência de influências externas

de B

otânia

/IBUSP

variam entre grupos de organismos,

Botânia

/IBUSP

variam entre grupos de organismos,

variam nos diferentes níveis taxonômicos

Botânia

/IBUSP

variam nos diferentes níveis taxonômicos

Page 117: Aula introdutoria   compacta

Vantagens dos métodos morfológicos:

- Fenótipos morfológicos mais prontamente

detectáveis e reconhecíveis

- Tamanho da amostragem maior (virtualmente completa!)

- Eventuais distribuições diferenciais (populacionais ou geográficas)

- Acesso à informação paleontológica

(campo praticamente exclusivo da morfologia)

- Possibilidade de incorporar informação ontogenética

- Custo mais baixo ?

Depart

amen

to (populacionais ou geográficas)

Depart

amen

to (populacionais ou geográficas)

Acesso à informação paleontológica

Depart

amen

to

Acesso à informação paleontológica

(campo praticamente exclusivo da morfologia) Depart

amen

to

(campo praticamente exclusivo da morfologia)

de

(populacionais ou geográficas) de

(populacionais ou geográficas) Botâ

nia/IB

USP (virtualmente completa!)

Botânia

/IBUSP (virtualmente completa!)

Eventuais distribuições diferenciais Botânia

/IBUSP

Eventuais distribuições diferenciais

Page 118: Aula introdutoria   compacta

Plunkett et al. 1996

Aplicações

das filogenias

hipóteses de

evolução

de caracteres

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Page 119: Aula introdutoria   compacta

Evolução da

polinização em Ficus

Weiblen 2000

Aplicações

das filogenias

hipóteses de

evolução

Depart

amen

to

Depart

amen

to

Depart

amen

to Weiblen 2000

Depart

amen

to Weiblen 2000 de

Botâ

nia/IB

USP

Page 120: Aula introdutoria   compacta

Plunkett et al. 1996

Aplicações

das filogenias

hipóteses

biogeográficas

Depart

amen

to de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 121: Aula introdutoria   compacta

1970-93 – consenso besseyano (gradismo)

década de 1990 – consolidação do paradigma

da Sistemática Filogenética

1993-2010 - avanços das filogenias moleculares

APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009

Argumentação contemporânea focada

nas relações entre filogenias e classificações.

Depart

amen

to APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009

Depart

amen

to APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009

Argumentação contemporânea focada Depart

amen

to

Argumentação contemporânea focada

de APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 de APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 Botâ

nia/IB

USP

avanços das filogenias molecularesBotâ

nia/IB

USP

avanços das filogenias moleculares

APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009 Botâ

nia/IB

USP

APG 1998 APG-II 2003 APG-III 2009

Page 122: Aula introdutoria   compacta

Classificações hierárquicas construídas

com base em morfologia: - refletem e são congruentes com muitos

nós da árvore filogenética dos seres vivos;

-provêm a estrutura de grupos sobre os quais

análises de sequências de DNA são implementadas.

Filogenias macromoleculares (e combinadas): - podem fornecer corroboração ou resolução

para grupos tradicionais;

- permitem acurácia nas partes da filogenia

em que há carência de dados morfológicos.

- indicam o contexto onde estudos anatômicos

rigorosos e críticos de caracteres morfológicos devem

ser implementados.

Depart

amen

to Filogenias macromoleculares (e combinadas):

Depart

amen

to Filogenias macromoleculares (e combinadas): podem fornecer corroboração ou resolução

Depart

amen

to

podem fornecer corroboração ou resolução

Depart

amen

to

para grupos tradicionais; Depart

amen

to

para grupos tradicionais;

de

Filogenias macromoleculares (e combinadas): de

Filogenias macromoleculares (e combinadas): Botâ

nia/IB

USPanálises de sequências de DNA são implementadas.

Botânia

/IBUSPanálises de sequências de DNA são implementadas.

Page 123: Aula introdutoria   compacta

Progresso da Sistemática -

fontes de evidência taxonômica:

da morfologia aos genes

- morfológicos

- anatômicos

- palinológicos

- citológicos

- micromoleculares

- macromoleculares

(DNA e RNA)

Sistemática

Filogenética

Depart

amen

to

Depart

amen

to (DNA e RNA)

Depart

amen

to (DNA e RNA)

Depart

amen

to de

de

Botâ

nia/IB

USP

Botânia

/IBUSP

Page 124: Aula introdutoria   compacta

SISTEMÁTICA

FILOGENÉTICA

-possibilita construção de sistema de

classificação preditivo, constituído de grupos

que provavelmente sejam linhagens naturais

- permite hipóteses mais objetivas sobre

evolução dos diversos traços biológicos

e sobre a diversificação dos grupos

Depart

amen

to classificação preditivo, constituído de grupos

Depart

amen

to classificação preditivo, constituído de grupos

que provavelmente sejam linhagens naturais

Depart

amen

to que provavelmente sejam linhagens naturais

- permite hipóteses mais objetivas sobre Dep

artam

ento

- permite hipóteses mais objetivas sobre

classificação preditivo, constituído de grupos de classificação preditivo, constituído de grupos Botâ

nia/IB

USP

possibilita construção de sistema de Botâ

nia/IB

USP

possibilita construção de sistema de

classificação preditivo, constituído de grupos Botânia

/IBUSP

classificação preditivo, constituído de grupos