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sexta-feira, 27 de março de 2015

Sistemática e nomenclatura botânica

  Sistemática e nomenclatura botânica

5.1. Identificação dos principais grupos vegetais


Taxonomia é a ciência que observa, descreve, classifica, identifica, e nomeia as plantas. A taxonomia vegetal está intimamente ligada à sistemática vegetal, e não há uma distinção nítida entre as duas. Na prática, a "sistemática vegetal" está envolvida com as relações entre as plantas e sua evolução, especialmente nos níveis mais elevados, enquanto que "taxonomia vegetal" lida com a mudança real de espécimes vegetais. A relação precisa entre taxonomia e sistemática, no entanto, muda conforme os objetivos e métodos empregados.


Dois objetivos da taxonomia vegetal são a identificação e a classificação das plantas. A diferença entre estes dois objetivos é importante e muitas vezes esquecido.

Identificação da planta é a determinação da identidade de uma planta desconhecida, por comparação com amostras previamente recolhidas ou com a ajuda de livros ou manuais de identificação. O processo de identificação liga a planta estudada com um nome publicado. Uma vez que uma amostra de planta foi identificada, seu nome e as suas características podem ser conhecidos.
Classificação da planta é a colocação de plantas conhecidas em grupos ou categorias que mostram alguma relação. A classificação científica segue um sistema de regras que padroniza os resultados, e grupos de categorias sucessivas em uma hierarquia. Por exemplo, a família a que os lírios pertencem é classificada como se segue:
• Reino: Plantae
• Divisão: Magnoliophyta
• Classe: Liliopsida
• Ordem: Liliales
• Família: Liliaceae
• Gêneros: Lilium

A classificação das plantas resulta em um sistema organizado para a nomeação e catalogação de espécimes futuro e, idealmente, reflete as idéias científicas sobre as inter-relações entre plantas.

Classificação das plantas

As plantas são classificadas em diversas maneiras diferentes, e o seu nome é o que distingue uma planta das outras, essa informação é o que caracteriza a sua forma e seu habitat. Geralmente, somente a família, o gênero e a espécie são do interesse do pesquisador, mas devemos atentar também para a subespécie, a variedade ou o cultivar para identificar com coerência uma planta em particular.

Sistemas de classificação das plantas

Junto com o avanço dos conhecimentos de sistemática de plantas, apareceu também a necessidade de modificar a descrição dos táxons existentes e de agregar alguns táxons novos, com o objetivo de expressar os novos conhecimentos de diversidade e filogenia.

A partir do sistema de classificação de Carl Linnaeus (1707-1778), através da publicação de Systema naturae (1735) – base da classificação de plantas, animais e minerais – seguida de Critica botanica (1737), Flora lapponica (1737), Hortis cliffortianus (1737), Genera plantarum (1737) – com uma revisão final de um total de 1336 gêneros e Species plantarum (1753) – com 1000 gêneros, 7300 espécies arranjadas de acordo com o sistema de classificação sexual e o use da nomenclatura binomial para nomear as plantas, foram aparecendo diferentes sistemas de classificação, que em geral tomavam como base o sistema de classificação anterior. Cabe enfatizar que posteriormente a Darwin, muitos sistemas de classificação tentaram organizar a filogenia das plantas, com os entraves e o pouco conhecimento que tinham em cada época.

Sistema de classificação de Engler

Publicado por primeira vez por Gustav Heinrich Adolf Engler (1844-1930), famoso botânico alemão, no final do século passado foi adaptado varias vezes por outros pesquisadores. Engler e Karl Prantl (1849-1893) publicaram uma classificação modificada do sistema de Eichler, Die natürlichen Pflanzenfamilien (1887-1899). Propunha uma chave de identificação de todos os grupos de plantas, de Monocotiledôneas a Dicotiledôneas.

Sistema de classificação de Bessey

Charles E. Bessey (1845-1915), propôs na obra The Phylogenetic Taxonomy of Flowering Plants, um sistema baseado em 28 regras de classificação, ou “dicta” para determinar o nível de conhecimento, simples ou avançado de um grupo de plantas.

Sistema de classificação de Cronquist

Publicado pela primeira vez por Arthur Cronquist em 1981 e concluído em 1988, focaliza as angiospermas, foi possivelmente o mais utilizado nos últimos anos até a chegada do sistema APG. Baseado na morfologia teve acertos e erros. Este sistema foi desenvolvido em seus textos um Sistema Integrado de Classificação de Angiospermas (1981) e A Evolução e Classificação de Angiospermas (1968, 2 ª edição, 1988).
O Sistema de Cronquist classifica as plantas pela floração em duas grandes classes, Magnoliopsida (dicotiledôneas) e Liliopsida (monocotiledôneas). Dentro destas classes, as ordens relacionadas estão colocadas em subclasses.
O sistema ainda é largamente utilizado, tanto na sua forma original ou em versões adaptadas, mas muitos botânicos estão adotando o Sistema de Classificação de Angiospermas para as ordens e famílias de plantas com flor: APG II.

O sistema é integrado ao de Classificação de Angiospermas (1981) com uma contagem de 321 famílias e 64 ordens:

Classificação das plantas
As plantas são classificadas de várias maneiras diferentes, e quanto mais próximas estiverem às características morfológicas, mais o nome indica relação de uma planta para outras plantas, e sugere o seu lugar no mundo vegetal. Normalmente, apenas a família, gênero e espécie são motivos de preocupação para o botânico, mas às vezes são necessárias subespécie, variedade ou cultivar para identificar uma determinada planta.
A partir do topo, a categoria mais elevada, as plantas são classificadas como se segue. Cada grupo tem as características do nível acima, mas tem algumas características distintivas. Quanto maior for o aprofundamento menor serão as diferenças, até acabar com uma classificação que se aplica a apenas uma planta.

CLASSE
Angiospermae (Angiospermas).
Plantas que produzem flores
Gymnospermae (Gimnospermas)
Plantas que não produzem flores
SUBCLASSE
Dicotyledonae (Dicotiledoneas)
Plantas com duas folhas a partir da semente
Monocotyledonae (Monocotiledoneas)
Plantas com uma folha a partir da semente
SUPERORDEM
Grupo de famílias de plantas relacionadas, classificados na ordem em que as suas diferenças são desenvolvidas a partir de um ancestral comum.
Há seis superordens na Dicotyledonae (Magnoliidae, Hamamelidae, Caryophyllidae, Dilleniidae, Rosidae, Asteridae), e quatro superordens na Monocotyledonae (Alismatidae, Commelinidae, Arecidae, Liliidae)
Os nomes da superordem terminam em -idae
ORDEM
Cada Superordem é subdividido em várias ordens.
Os nomes das ordens terminam em -ales
FAMÍLIA
Cada Ordem é dividida em famílias. Estas são as plantas com muitas características botânicas em comum e é a mais alta classificação utilizada normalmente. A este nível, a semelhança entre as plantas muitas vezes é facilmente reconhecível.
A moderna classificação botânica atribui um tipo de planta para cada família, que tem características especiais que separa este grupo de plantas de outros e os nomes da família depois desta planta.
O número de famílias de plantas varia de acordo com o botânico, cuja classificação lhe seguem. Alguns botânicos reconhecem cerca de 150 ou mais famílias, preferindo classificar outras plantas semelhantes como sub-famílias, enquanto outros reconhecem cerca de 500 famílias de plantas. Um sistema amplamente aceito é que o esquematizado por Cronquist em 1968.
Os nomes das famílias terminam em -aceae
SUBFAMILIA
A família pode ser dividida em um número de sub-famílias, que agrupam plantas dentro da família que têm algumas diferenças significativas botânicas.
Os nomes das subfamílias terminam em -oideae
TRIBO
Uma outra divisão de plantas dentro de uma família, baseada em pequenas diferenças botânicas, mas geralmente composto por muitas plantas diferentes.
Os nomes das tribos terminam em -eae
SUBTRIBO
Uma outra divisão, com base em diferença botânica menores, muitas vezes é só reconhecível por os botânicos.
Os nomes das subtribos terminam em -inae
GÊNERO
Esta é a parte do nome da planta que é mais familiar, o nome normal que você dê uma planta - Papaver (Ópio), Aquilegia (Columbina), e assim por diante. As plantas de um gênero são muitas vezes facilmente identificáveis como pertencentes ao mesmo grupo.
O nome do gênero deve ser escrito com letra inicial maiúscula.
ESPÉCIES
Este é o nível que define uma planta individual. Muitas vezes, o nome irá descrever alguns aspectos da planta - a cor das flores, tamanho ou forma das folhas, ou pode ser o nome do local onde foi encontrado. Juntos, o gênero e o nome da espécie referem-se apenas uma planta, e são usados para identificar uma determinada planta. Às vezes, a espécie é dividida em sub-espécies de plantas que contêm características não tão distintas, que são classificadas como castas.
O nome da espécie deve ser escrito depois do nome do gênero, em letras pequenas, sem letra maiúscula, grifado ou em itálico.
VARIEDADES
A Variedade é uma planta que é apenas levemente diferente das espécies de plantas, mas as diferenças são significativas nas diferenças na forma. O latim é varietas, que geralmente é abreviado para var.
O nome segue o gênero e nome da espécie, com var. antes do nome da variedade individual.
FORMA
Forma é uma planta dentro de uma espécie que tem pequenas diferenças botânicas, tais como a cor da flor ou a forma das folhas.
O nome segue o gênero e nome da espécie, com a forma (ou f) antes do nome da variedade individual.
CULTIVAR
A Cultivar é a variedade cultivada, uma planta especial, que tenha surgido naturalmente ou através de hibridação deliberado, e pode ser reproduzida (vegetativa ou por sementes) para produzir mais da mesma planta.
O nome segue o gênero e nome da espécie. Está escrito na língua da pessoa que descreveu, e não deve ser traduzido. Ou é escrito entre aspas simples ou tenha cv. escrito na frente do nome.
AFF.
É uma abreviação do latim affinis, que significa “parecido com”. No reino vegetal é o mesmo que dizer que esta planta é parecida com aquela, mas não é aquela espécie.
Por exemplo Rosa aff. rubiginosa, (rosa mosqueta) significa que ela é apenas parecida com a Rosa rubiginosa (rosa comum).


Sistema de classificação de angiospermas de APG e APG II

Publicado pela primeira vez pelo grupo de otânicos autodenominado "Angiosperm Phylogeny Group" (APG) em 1998 e pela segunda vez ("Angiosperm Phylogeny Group II", ou APG II) em 2003, é um sistema de classificação das angiospermas. Foi criado devido aos avanços da filogenia derivados das análises moleculares de DNA, refletidos em um sistema de classificação das plantas com flores.

Sistema de classificação de angiospermas de APW

O sistema Angiosperm Phylogeny Website (APW), foi criado e atualizado por um dos membros da APG II (P. F. Stevens), que partiu da classificação APG II de 2003 e foi atualizando a classificação com cada publicação que apareceu desde então.


Sistema de classificação de Smith 2006

Publicado pela primeira vez em agosto de 2006, igual ao sistema APG II, é um sistema de classificação criada pela necessidade de ser colocado em prática os avanços em filogenia de traqueófitas, em um sistema de classificação de plantas.

Quimiotaxonomia e Biologia molecular

Os organismos vivos produzem muitos tipos de produtos naturais em quantidades variadas, e muitas vezes as vias biossintéticas responsáveis por estes compostos também diferem de um grupo taxonômico para outro. A distribuição desses compostos e suas vias de biossíntese correspondem com a convenção taxonômica baseados em critérios mais clássicos como a morfologia. Em alguns casos, os dados químicos têm contestado as hipóteses existentes, o que exige um reexame do problema ou da informação de forma mais positiva, os dados químicos apresentaram informações mais claras em situações em que outras formas de dados são insuficientes para classificar uma determinada espécie.
Os quimiotaxonomistas modernos muitas vezes dividem os produtos naturais em duas classes principais: (1) micromoléculas, ou seja, aqueles compostos com peso molecular de 1.000 ou menos, como alcalóides, terpenóides, aminoácidos, ácidos graxos, pigmentos flavonóides e outros compostos fenólicos, óleos e carboidratos simples; e (2) macromoléculas, aqueles compostos (geralmente polímeros) com um peso molecular superior a 1000, incluindo polissacarídeos complexos, proteínas e o ácido desoxirribonucléico (DNA).

O extrato de uma planta pode ter os seus componentes separados individualmente, especialmente no caso de micromoléculas, usando uma ou mais técnicas de cromatografia, incluindo papel, camada fina, gás, ou cromatografia líquida de alta pressão. O cromatograma resultante fornece uma exibição visual ou "impressão digital" característica de uma espécie vegetal para a classe especial de compostos em estudo.
O indivíduo, os pontos separados podem ser mais purificados e submetidos a um ou mais tipos de espectroscopia, tais como ultravioleta, infravermelho, ou ressonância nuclear magnética ou espectroscopia de massa (ou ambos), que pode fornecer informações sobre a estrutura do composto. Assim, para fins taxonômicos, ambos os padrões visuais e conhecimento estrutural dos compostos podem ser comparados de espécie para espécie.

Devido à sua natureza geral, poliméricos, e muitas vezes cristalina, de macromoléculas (por exemplo, proteínas, hidratos de carbono, DNA) pode ser submetido à cristalografia de raios-x, o que dá uma idéia da sua estrutura tridimensional. Estas grandes moléculas podem ser divididas em pequenos componentes individuais e analisadas por meio de técnicas empregadas para micromoléculas. A seqüência de aminoácidos específicos de partes ou todos de uma enzima celular respiratória, citocromo C, foi elucidada e usado com sucesso para comparações quimiotaxonômicas em plantas e principalmente animais.
O citocromo C é uma pequena proteína ou cadeia polipeptídica composta por cerca de 103-112 aminoácidos, dependendo do animal ou planta em estudo. Cerca de 35 dos aminoácidos não variam em tipo ou posição dentro da cadeia, e provavelmente são necessários para manter a estrutura e a função da enzima. Várias outras posições de aminoácidos podem variar ocasionalmente, e sempre com a substituição do mesmo aminoácido em uma posição particular. Entre os restantes 50 lugares espalhados por toda a cadeia, a substituição ocorre consideravelmente, o número de tais diferenças entre os organismos indica o quanto eles estão relacionados uns aos outros. Quando tais padrões de substituição foram submetidos à análise de computador, uma árvore evolutiva foi obtida mostrando o grau de parentesco entre as plantas e 36 animais examinados. Esta árvore evolutiva é muito semelhante às árvores evolutivas ou filogenias construídas com base no registro fóssil para estes organismos. Assim, a bioquímica dos organismos vivos reflete uma medida das mudanças evolutivas que ocorreram ao longo do tempo com essas plantas e animais. Uma vez que cada aminoácido em uma proteína é o produto final de uma parte específica do código do DNA, as diferenças substituídas nesta e outras proteínas em vários organismos também refletem uma mudança na seqüência de nucleotídeos do DNA propriamente dito.

No caso das proteínas, muitas vezes não é necessário saber a seqüência do aminoácido específico, mas é usada para observar como muitas proteínas diferentes, ou formas de uma única proteína, estão presentes em diferentes de plantas ou espécies animais. A técnica de eletroforese é usada para obter um padrão de bandas de proteínas como a impressão digital química de micromoléculas. Pois cada aminoácido em uma proteína carrega uma carga iônica positiva, negativa ou neutra, a soma total das cargas dos aminoácidos que constituem a proteína vai dar a proteína de uma carga positiva, negativa ou neutra.
Enquanto o DNA da organela não contém o número de mensagens genéticas do organismo que o DNA nuclear tem, a sua transmissão de pais para filhos pode variar, dependendo do organismo, o tamanho do DNA da organela e seu potencial para a análise direta do código genético sugerem que é uma abordagem potente para quimiossistemática.


Um exemplo de quimiotaxonomia é a família Asteraceae que tem a capacidade de armazenar energia, geralmente sob a forma de inulina, ainda produzem ácido clorogênico, lactonas sesquiterpênicas, álcoois triterpenos pentacíclicos, alcalóides diferentes, Acetilenos (cíclica, aromática, com os grupos finais de vinilo), taninos. Essa família têm terpenóides, óleos essenciais que não contêm iridóides.
As solanáceas são conhecidas por possuir uma gama diversificada de alcalóides, esses alcalóides pode ser saudáveis ou tóxicos. Um dos grupos mais importantes destes compostos é chamada de alcalóides tropânicos. Os alcalóides tropânicos também são encontrados nos gêneros Datura, Mandragora e Brugmansia, assim como muitos outros da família Solanaceae. As moléculas destes compostos têm uma estrutura característica bicíclica e incluem atropina, escopolamina e hiosciamina. Farmacologicamente são os anticolinérgicos mais poderosos conhecidas na existência, eles inibem os sinais neurológicos transmitida pelo neurotransmissor endógeno, a acetilcolina. Sintomas de overdose têm como características secura da boca, pupilas dilatadas, ataxia, retenção urinária, alucinações, convulsões, coma e morte.
Apesar da extrema toxicidade do tropanos, são drogas importantes quando administrada em doses adequadas. Mais comumente, podem deter muitos tipos de reações alérgicas. Escopolamina, um agente comumente usado em oftalmologia, dilata as pupilas e facilita o exame do interior do olho. A atropina tem um efeito estimulante sobre o sistema nervoso central e cardíaco, enquanto a escopolamina tem um efeito sedativo.

5.2. Nomenclatura binomial

A moderna classificação biológica teve início com Carl Von Linné ou ainda Carolus Linnaeus ou Lineu (séc. XVII), cujos trabalhos produziram uma classificação, pelo menos em nível dos animais, não muito diferente da de Aristóteles.
Lineu classificou todos os organismos conhecidos na época em categorias que designou por espécies. Agrupou as espécies em gêneros, estes em famílias, ordens e classes. Posteriormente foram criadas mais duas categorias, divisão (plantas) ou filo (animais), que englobam as classes. Lineu foi, também, o criador da chamada nomenclatura binomial latina, ainda hoje utilizada.
A classificação de Lineu, o Systema Naturae, é racional, mas artificial, pois por vezes usava apenas um caractere, como no caso de plantas em que apenas considerava peculiar o número e localização dos estames na flor.
A nomenclatura binomial ou binominal é a forma de nomear cientificamente as espécies de seres vivos. Chama-se binominal porque o nome de cada espécie é formado por duas palavras, o nome do gênero e o específico, normalmente um adjetivo que qualifica o gênero. Foi primeiramente proposta pelo naturalista suíço Gaspar Bauhin no século XVII, e formalizada por Lineu no século seguinte.
Regras de nomenclatura:
1ª regra: o nome do gênero e da espécie deve ser escrito em latim e destacados no texto (ou grifado ou escrito em negrito ou em itálico).
2ª regra: o nome da espécie deve ser formado por duas palavras por, onde o primeiro termo indica o seu nome genérico e o segundo, o seu nome específico. Ex: Bidens pilosa (picão-preto); Maytenus ilicifolia (espinheira-santa).
O nome científico da espécie deve vir acompanhado do nome (abreviado) do autor que a descreveu. Ex.: Rosa alba L. Quando ocorre dois nomes de autores, sendo o primeiro entre parênteses, significa que o segundo modificou a posição sistemática. Ex.: Bulbostylis capillaris (L.) Clarke.
Dentro de uma espécie podem, ainda, ocorrer variações nas características ou seleção de híbridos pelo homem, criando subníveis como: subespécie, variedade, forma, raça, clone. Nos demais taxa podem também ocorrer subdivisões, nas quais pode ser acrescentado o prefixo sub ao táxon, indicando que este é inferior e o táxon tribo abaixo de família. Assim teremos:
• Divisão
• Sub-divisão
• Classe
• Sub-classe
• Ordem
• Sub-ordem
• Família
• Sub-família
• Tribo
• Gênero
• Sub-gênero
• Espécie
• Sub-espécie, variedade, forma
Cada nível de classificação (táxon) possui um sufixo específico. Exemplo: Rosa alba
• Táxon, sufixo, exemplo.
• Espécie: Rosa alba
• Gênero: Rosa
• Tribo (eae): roseae
• Família (aceae): rosaceae
• Ordem (ales): rosales
• Classe (eae): dicotiledoneae
• Ou opsida: magnoliopsida
• Sub-divisão (ae): angiospermae
• Divisão (ae) ou (phyta): magnoliophyta

3ª regra: o nome relativo ao gênero deve ser escrito com inicial maiúscula e o do nome específico, com letras minúsculas. Ex: Homo sapiens (homem); obs: nos casos em que o nome específico se refere a uma pessoa, a inicial pode ser maiúscula ou minúscula. Ex: Trypanosoma cruzi (ou T. cruzi) — nome dado por carlos chagas ao organismo causador da doença de chagas, em homenagem a Oswaldo Cruz;
4ª regra: quando se trata de subespécies, o nome indicativo deve ser escrito sempre com inicial minúscula (mesmo quando se refere a pessoas), depois do nome da espécie. Ex: Rhea americana alba (ema branca); Rhea americana grisea (ema cinza);
5ª regra: nos caso de subgênero, o nome deve ser escrito com inicial maiúscula, entre parenteses e depois do nome do gênero. Ex: Anopheles (nyssurhynchus) darlingi (um tipo de mosquito transmissor da malária). As abreviaturas sp (espécie) ou spp (espécies) são utilizadas quando o material só foi determinado até o nível genérico. Ex: Pyrgo sp
5.3. Classificação pelo ciclo de vida.
Há três agrupamentos das plantas herbáceas baseadas no ciclo de vida.
Anuais: são plantas que podem atravessar seu ciclo de vida inteiro, da germinação da semente à produção e à morte da semente, em uma estação de crescimento. Os exemplos comuns das anuis são: milho, camomila, zínias, feijões e a soja.

Bianuais: são plantas com ciclo de dois anos. O primeiro ano envolve a germinação, o aparecimento das folhas, a raiz, hastes horizontais e a produção armazenada de alimento. A planta sobrevive no inverno. O segundo ano dá forma a uma haste vertical, a flores, a frutos e a sementes. Os exemplos das bienais são: cenoura, beterraba, cebola e framboesa.
Perenes: são plantas não lenhosas que podem viver durante três ou mais anos num determinado local. A parte aérea destas plantas geralmente morre todos os anos, mas as raízes, ou outras partes subterrâneas da planta, sobrevivem durante o inverno. Assim, em geral na primavera, o crescimento retoma e o ciclo recomeça. Os exemplos de perenes são: bálsamo, aspargos e morango.
O significado dos nomes latinizados das plantas (epípetos)
A finalidade do nome latin ou botânico das plantas é fornecer alguma informação sobre uma característica particular que a diferencie de outras plantas. Estes são alguns dos nomes específicos latinizados aplicados frequentemente às plantas.
Obs.: todos os epítetos vão depender do gênero do nome apropriado sobre o gênero da planta, isto é, abbreviatus, abbreviata e abbreviatum.
Exemplo de Classificação
A classificação botânica de uma planta (Ranunculus) com folhas estreitas é:
 

Categoria
Nome Científico
CLASSE
Angiospermae
Subclasse
Dicotyledonae
Superorder
Magnoliidae
Ordem
Ranunculares
Família 
Ranunculaceae
Subfamília
Ranunculoideae
Tribo
Ranunculeae
Gênero
Ranunculus
Espécie 
(Ranunculus) flammula
Subespécie
(Ranunculus flammula) subsp. flammula
Variedade
(Ranunculus flammula subsp. flammula) var. tenuifolius

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