Para aqueles que são amantes da natureza...

"Este cerrado é um pouco como o nosso povo brasileiro. Frágil e forte. As árvores tortas, às vezes raquíticas, guardam fortalezas desconhecidas. Suas raízes vão procurar nas profundezas do solo a sua sobrevivência, resistindo ao fogo, à seca e ao próprio homem. E ainda, como nosso povo, encontra forças para seguir em frente apesar de tudo e até por causa de tudo"

Newton de Castro


terça-feira, 4 de maio de 2021

Escolas de classificação

Desde os primórdios da ciência o homem aprendeu a classificar com o intuito de compreender o mundo que nos cerca. Isto tem uma utilidade prática. Precisamos descobrir quais plantas eram comestíveis, venenosas, forrageiras etc. 

Classificar é uma ação inerente ao comportamento humano e tem sentido básico de organizar. Ao longo da história, surgiram numerosos sistemas de classificação, os quais costumam ser agrupados em quatro categorias: hábito, artificiais, naturais e filogenéticos.

Baseadas no hábito (árvores, ervas, trepadeiras). Os primeiros foram, evidentemente, os menos elaborados, embora seus autores acreditassem que eles refletiam afinidades naturais. Nestes sistemas, árvores, ervas, trepadeiras, etc., consistiam os grupos principais de plantas. Teophrastus (370-285 a.C.) é o nome mais célebre deste período, sendo considerado o Pai da Botânica.

Teophrastus (370-285 a.C.)

Historia Plantarum

Das 227 obras que chegaram aos nossos dias, duas delas são sobre Botânica: - A História Natural das Plantas (De Historia Plantarum), com posta por 9 livros; Sobre as Razões do Crescimento das Plantas (De causis plantarum) composta por 6 livros. Os livros eram muito gerais, as espécies eram referidas apenas ocasionalmente e em alguns dos casos nem se percebia de que espécie se tratava. Foram descritas entre 500-550 espécies. Foi divulgado o conceito de morfologia, classificação e história. Avançado para o seu tempo, Theophrastus introduziu a prática da aclimatação de plantas, introduziu novos termos técnicos, distinguiu diferentes formas de reprodução e de inflorescências, e estudou a germinação de sementes de várias espécies. 

Dioscórides foi um físico grego, que se tornou cirurgião militar de Nero, o Imperador Romano. O seu cargo militar permitiu-lhe fazer grandes viagens e assim estudar uma grande variedade de plantas. Na obra De Matéria Medica, são referidas as propriedades medicinais de mais de 600 plantas com algumas descrições botânicas, mas sem o caráter científico das obras de Theophrastus. Descreveu raízes, caules, folhas e por vezes flores. Após o trabalho de Dióscorides, com plantas de uso medicinal que vigorou até o sec. XVI, a botânica e a medicina tornaram-se indissociáveis. Os gregos foram mais tarde sucedidos por herbalistas e botânicos que mantiveram este período da história da classificação até a metade do século XVIII. 

Dioscorides de Anazarba (40-90 d.C.)

Página de título De Materia Medica por Pedanius Dioscorides, 1554. ( University of Virginia)

Os herbalistas

Eram médicos que deram grande contribuição ao estudo das plantas. Andrea Cesalpino (1519-1603) era um médico italiano. É um exemplo de um importante herbalista que possui alguns nomes de plantas em sua homenagem, por exemplo: Caesalpinia echinata (pau-brasil). Recentemente essa espécie foi renomeada de Paubrasilia echinata.

Pau Brasil vira gênero de árvore

Andrea Cesalpino (1519-1603)


Paubrasilia echinata (pau-brasil). 

Nesta época surgiram os primórdios da farmacognosia e as primeiras contribuições ilustradas. 

Sistemas Artificiais (séc. XVIII): essencialmente práticos, com poucos caracteres. Não levam em conta afinidades entre os organismos. Ex.: sistema sexual de Lineu (1707-1778). 

Sistemas Naturais (séc. XVIII e XIX): buscavam afinidades “naturais” entre os grupos, segundo um plano divino. Utilizam um número maior de caracteres. Lamarck, Bentham & Hooker, De Candolle, Jussieu. 

Dura até o advento do “Darwinismo” surge os Sistemas Filogenéticos (séc. XIX até hoje): baseados na FILOGENIA dos grupos: histórico de relações de táxons (famílias, gêneros, espécies, populações, etc.) através de ancestralidade e descendência (seguindo Darwin). Assim como aqueles antigos sistemas, os sistemas artificiais não encontram hoje qualquer aplicação. Um sistema artificial tem como único objetivo ser um meio conveniente de situar uma planta dentro de uma classificação e contribuir para a sua identificação. Não tem qualquer preocupação em mostrar relações de afinidades. 

O mais conhecido é o de Linné, (Carl F. von Linné, 1707-1778), publicado na obra “Species Plantarum” (1753), que ficou conhecido como “sistema sexual”, por ter sido o primeiro a dar grade ênfase aos caracteres florais. Em seu sistema, Lineu reconheceu 24 classes, a última delas formada por plantas sem flores (Cryptogamia). Para as classes com flores, os critérios utilizados foram principalmente o número de estames, soldadura e comprimento dos filetes, e o sexo das plantas, segundo o tipo de flores que ela apresenta (Monoecia, Dioecia, Polygamia). 

Linné, (Carl F. von Linné, 1707-1778)

Os sistemas filogenéticos procuram usar toda a informação disponível no momento a respeito dos táxomas envolvidos, procurando relacioná-los segundo uma afinidade baseada em ancestralidade e descendência.

Até a década de 1980, a Botânica foi dominada por um sistema evolucionista de classificação, baseado no grau de similaridades. Nem mesmo a difusão de teorias evolutivas no final do século XIX levou a mudanças significativas na classificação dos seres vivos. A evolução foi incorporada na sistemática como explicação para classificações naturais pré-existentes. 

Foi apenas após o estabelecimento da sistemática filogenética (Hennig 1965), que os táxons passaram a ser definidos por compartilharem características derivadas herdadas de um ancestral comum, as sinapomorfias. O princípio primordial da sistemática passou a ser a ancestralidade, e as classificações passaram a buscar o reconhecimento exclusivo de grupos monofiléticos (ou clados, daí o nome cladística para essa escola da sistemática). 

Sistemas de classificação filogenéticos ou cladístico – Nesse sistema o agrupamento dos organismos é de acordo com o grau de parentesco entre eles. Os cladogramas (ou árvores filogenéticas) demonstram as relações hipotéticas entre os organismos, levando em consideração a sua história evolutiva dos seres. As semelhanças entre os organismos são consequências da existência de um ancestral comum, a partir do qual os grupos divergiram ao longo do tempo. O grau de semelhança entre eles está relacionado com o tempo em que ocorreu a divergência. Os resultados de uma análise cladística são geralmente expressos na forma de cladogramas, ou seja, diagramas ramificados que expressam relações de parentesco entre os táxons incluídos na análise (chamados de terminais ou táxons terminais). Consiste, graficamente, de uma série de linhas (ramos) que conectam esses terminais. O encontro de ramos define um nó, que é considerado um ancestral hipotético do grupo definido por aquele nó. É importante ressaltar que cladogramas representam hipóteses sobre a filogenia de um grupo, ou seja, não é sua filogenia real e sua obtenção depende do método usado na análise. 

A sistemática à luz da genética molecular

Na atualidade a sistemática vegetal usa técnicas moleculares a partir da análises de variação no genoma de cloroplastos em particular, e, em menor extensão, de segmentos do genoma nuclear incrementaram grandemente nosso entendimento da filogenia das plantas em todos os níveis taxonômicos. Um dos objetivos centrais da sistemática tem sido inferir relações genéticas entre grupos de organismos. Uma vez que os dados moleculares (sítios de restrição e sequenciamento de bases nucleotídicas do DNA) provêm o genótipo do organismo, eles fornecem uma evidência mais precisa das relações de parentesco do que podem fazer os caracteres fenotípicos, que podem ser modificados pelo ambiente. Além disso, a homologia de caracteres moleculares é tipicamente mais facilmente alcançada. Atualmente, sequencia de rbcL do genoma de cloroplastos podem ser analisados para a reconstrução das relações filogenéticas entre famílias, ordens e níveis hierárquicos superiores, enquanto sequências nucleares de genes de RNA ribossômicos fornecem informações mais adequadas em nível de gênero e espécie. rbcL é uma grande subunidade do DNA circular do cloroplasto, responsável pela codificação da enzima ribulase-bifosfato-carboxilase oxigenase, importantíssimos nas relações de fixação do carbono durante a fotossíntese). Os dados obtidos com o sequenciamento de nucleotídeos têm sido analisados através dos rigorosos métodos cladísticos. Dentre as Angiospermas, duas linhagens principais na árvore de rbcL correspondem, não aos tradicionais grupos de mono e dicotiledôneas, mas aos grupos produtores de pólen uniaperturado versus produtores de pólen triaperturados. 

Hoje em dia o sistema de classificação utilizado por pesquisadores e estudiosos em Botânica em boas partes das universidades brasileiras é o Sistema de APG (Angiosperm Phylogeny Group), um sistema que revolucionou a classificação botânica ao propor a divisão das Angiospermas em grupos diferentes dos tradicionais sugeridos em outros sistemas de classificação. De acordo com este sistema as Angiospermas estão divididas em quatro grandes grupos: Angiospermas basais, Magnoliídeas, Monocotiledôneas e Eudicotiledôneas. O APG publicou seus trabalhos a partir de 1993, tendo divulgado a classificação mais recente em 2009 (APG III). A tendência hoje em dia com as análises filogenéticas é tentar resolver alguns clados sem grande sustentabilidade em níveis hierárquicos mais inferiores uma vez que em níveis hierárquicos superiores o posicionamento da maioria dos grupos já está sendo considerado estável. 

Classificação por cladograma do reino Plantae

Sistema de Cronquist (1968, 1981, 1988): Esquema das supostas relações evolutivas entre as subclasses de angiospermas. 

Árvore filogenética (cladograma) mostrando as relações entre os taxa de Angiospermas. Análise foi baseada em dados moleculares (sequências de regiões do DNA). Sistema de classificação do APG II.


Referências: 

Sistema de classificação

BARROSO, G. M.; GUIMARÃES, E. F.; ICHASO, C. L. F.; COSTA, C.G.; PEIXOTO A. L. Sistemática das angiospermas do Brasil. Viçosa: UFV, Imprensa Universitária, 2002 (v.1); 1991 (v.2); 1991 (v.3).

CRONQUIST, A. The evolucion and classification of flowering plants. 2ª ed. New York: The New York Botanical garden, 1988.

sábado, 27 de março de 2021

Membranas Celulares: Transportes através das membranas

 1. Fazer a leitura do texto:



2. Assistir os vídeos:


3. Responder as questões propostas:

a. O que vem a ser mosaico fluido? Explique.
b. Diferencie o transporte passivo e ativo citando exemplos.
c. Defina antiporte, simporte e uniporte.
d. Diferencie proteínas carreadoras e canais iônicos e quando são usados.

terça-feira, 16 de março de 2021

Plantas que mentem

Em tempos de fakenews, eu encontrei esse artigo e pensei ser interessante compartilhar com meus alunos de Organografia e Sistemática Vegetal. Segue texto na íntegra.

A polinização cruzada é a troca de genes através do pólen entre distintos indivíduos da mesma espécie, tem muitas vantagens, dizem os livros. As duas mais importantes serão: 1) a redução do risco da expressão de genes que de algum modo reduzem o sucesso reprodutivo dos indivíduos (fitness darwiniana); 2) a aceleração das taxas evolutivas. Teoricamente, as plantas alogâmicas (de polinização cruzada) solucionam com mais facilidade do que as autogâmicas (as que se autopolinizam) a grande ameaça que paira sobre todos os seres vivos: a eterna mutabilidade deste mundo.
As plantas sendo imóveis durante a maior parte do seu ciclo de vida "encontraram" uma solução engenhosa para a trocarem genes entre si: através da oferta de recompensas alimentares cativaram animais (agentes de polinização) para realizar o transporte de pólen de flor em flor. O pólen e o néctar são os tipos de recompensa mais frequentes. Para sinalizarem a presença destes alimentos aos polinizadores as plantas "desenvolveram" sinais visuais (forma e cor das pétalas), tácteis (papilas) ou odoríferos (moléculas análogas às feromonas dos insetos fêmea) O mutualismo planta-polinizador acelerou as taxas evolutivas quer das plantas quer dos animais polinizadores, facto que explica, pelo menos em parte, o sucesso (a abundância) das plantas com flor e de alguns grupos de insetos (himenópteros).
A oferta de recompensas é o pagamento do serviço polinização é energeticamente muito caro. A edificação de nectários e estames, e o fabrico de néctar e pólen implicam produzir menos folhas, menos caules e menos raízes. Crescer menos arrasta o enorme risco de ser menos competitivo do que o vizinho do lado, um inimigo que combate, sem tréguas, por espaço e recursos. As plantas enfrentam um problema análogo ao nosso quando entramos num supermercado: gastar todo o dinheiro em peixe rico em omega 3 implica não ter batatas para engrossar a sopa ou pão para o pequeno-almoço (é assim que se referem ao café da manhã em Portugal). A polinização cruzada tem, portanto, um enorme custo de oportunidade evolutivo.
O elevado custo das recompensas incrementa a probabilidade do sucesso de soluções alternativas ao mutualismo planta-polinizador. A autogamia - por exemplo através do desenvolvimento de flores cleistogâmicas (que se fecundam a si próprias antes de abrirem ao exterior) - é uma solução frequente. Outra hipótese é optar por vectores físicos de polinização como o vento (novamente com enormes custos energéticos). Porém, melhor, é findo o serviço de polinização não pagar a conta. Por outra palavras: mentir aos polinizadores.
A polinização fundada na mentira é conhecida por polinização por engano. Os botânicos reconhecem dois tipos de polinização por engano:
· Polinização por engano sexual (“sexual deceit”) – as flores mimetizam as feromonas sexuais e/ou os sinais visuais e tácteis de insetos fêmeas; os insetos machos são usados como veículo de pólen quando visitam e tentam copular (pseudocópula), por engano, com a flor; sistema muito conhecido das orquídeas;
· Polinização por engano alimentar (“food deceit”) – as flores assinalam a presença de recompensas alimentares inexistentes; as espécies que seguem esta estratégia imitam a forma e os odores de espécies que oferecem recompensas.
A mentira está generalizada na Natureza; compensa até ao momento que as vítimas aprendem a distinguir os impostores dos ingénuos que nunca enveredaram pelos caminhos do embuste. As relações mutualistas - por definição relações entre indivíduos de diferentes espécies com ganhos de parte a parte - geram tensões evolutivas que podem ser quebradas a qualquer momento. Mas a estratégia de polinização com vectores animais sem sexo nem comida também tem os seus riscos. Por alguma razão os caloteiros são menos frequentes do que os cumpridores da ordem estabelecida.

A Plumeria rubra (Apocynaceae), uma árvore centro-americana, não oferece recompensas às borboletas noturnas polinizadoras, engana-as mimetizando o odor e a forma de outras espécies falaenófilas com recompensas [foto C. Aguiar, tirada nos belíssimos jardins de Goiânia, Goiás]

Ophrys apifera: polinização por engano sexual. https://species.wikimedia.org/wiki/Ophrys_apifera


Ophrys abeille imita fêmeas: polinização por engano sexual.
https://www.pinterest.se/pin/420312577696583334/

Postagem Publicada originalmente por 

sábado, 6 de março de 2021

Roteiro de Aula Prática 02

 1. Introdução: Observação de células animais e vegetais

Em 1660, o microscopista italiano Marcello Malpighi observou, pela primeira vez, os vasos capilares sanguíneos presentes na cauda de peixes. Em 1663, o cientista inglês Robert Hooke dedicou-se à observação da estrutura da cortiça, mas foi somente no século XIX a teoria celular foi estabelecida. Em 1838-39, Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) - botânico alemão - e Theodor Schwann (1810-1882) - naturalista alemão – estabeleceram a célula como a menor unidade morfofisiológica dos seres vivos, ou seja, a célula é a unidade básica da vida, além de generalizações importantíssimas como: 1- todos os seres vivos são formados por células, exceto os vírus; 2- todas as reações metabólicas ocorrem ao nível celular; 3- as células são portadoras de material genético; 4- toda célula origina-se de outra pré-existente. Em uma célula vegetal, além da membrana plasmática, encontra-se a parede celular. Essa é constituída basicamente por celulose, é espessa, resistente, dá sustentação e proteção mecânica à célula. O vacúolo é uma estrutura que pode ocupar até 95% do volume de uma célula madura, é revestido por uma membrana lipoprotéica (tonoplasto) que tem a função de armazenar água e outras substâncias, participa do controle das trocas de água entre a célula e o meio extracelular sendo responsável pela pressão osmótica da célula. Outra característica da célula vegetal é a presença de plasto, sendo que os cloroplastos têm um papel fisiológico mais expressivo. Neles estão localizados pigmentos, enzimas e coenzimas responsáveis pela formação dos compostos orgânicos durante a fotossíntese. Os cloroplastos, em algumas células, evidenciam o movimento do hialoplasma, a ciclose.

2. Objetivo:

Diferenciar célula animal da célula vegetal.

Assista os vídeos:

Aula Prática 02

Ciclose em Elodea


Imagens de células animal e vegetal


Células de sangue humano

Células de epiderme foliar

Epiderme foliar com presença de estômatos

sábado, 27 de fevereiro de 2021

Precisamos conversar sobre a pandemia sob o prisma do que vem acontecendo com o meio ambiente...

São muitas as transformações ocorridas no meio ambiente nas última décadas influenciadas principalmente pelas atividades econômicas e o poder do capital. A humanidade tem ignorado, há quase quatro décadas, o anúncio das mudanças climáticas em decorrência do uso de combustíveis fósseis e emissão de gás carbônico de outras fontes, como a atividade industrial sem nenhum controle. Ainda, conta com a contribuição das queimadas criminosas, que nos últimos tempos tem consumido fauna e flora no Brasil. Aumento de temperatura global do planeta, aumento do nível do mar em função do descongelamento de geleiras e a destruição da biodiversidade são consequências diretas da mudança climática. E o que isso tudo tem a ver com a pandemia de 2020 que se estenderá por um tempo que ninguém pode prever? Tudo! Vírus e outros seres que podem vir a causar perturbações e doenças são encontrados na biodiversidade. Vivem harmonicamente em seus reservatórios biológicos há milhões ou bilhões de anos em relações estáveis. A modificação da paisagem, ocupação de áreas de florestas, queimadas e desmatamentos provocam a destruição do habitat natural desses indivíduos, perturbando a dinâmica ecossistêmica. Convívio próximo com a espécie humana reflete mudanças de comportamentos e adaptações necessárias a sobrevivência serão estabelecidas, e aí tudo pode acontecer... não se pode esquecer que os vírus em especial, são naturalmente mutantes e parasitos obrigatórios por não possuírem a maquinaria bioquímica para produzir as substâncias necessárias a manutenção da sua vida. Ele usa uma maquinaria emprestada do ser que ele parasita: bactérias, células animais e células vegetais. É claro que essa problemática não está relaciona apenas aos vírus, mas a uma série de indivíduos que mudam de comportamento quando são desalojados pelo "progresso" e passam a se comportar como vetores de doenças, fazendo ponte entre o reservatório de vírus, protistas entre outros para a espécie humana. De modo ilustrativo, pode-se citar uma série de doenças denominadas de tropicais e que são negligenciadas pelo nosso sistema de saúde pela inexistência de políticas públicas. Entre elas, doença de chagas, malária, leishmaniose, febre amarela. O que se pode concluir? O ritmo de destruição das florestas e dos habitats naturais poderão produzir doenças que dependendo das condições de contágio e virulência do indivíduo desalojado, novas epidemias, endemias ou pandemias poderão surgir mais frequentemente. E não é somente isso! A velocidade em que tem acontecido a perda da biodiversidade e os reflexos da mudança climática, compromete a prestação de serviços ecossistêmicos, que são aquele em que não se paga, pois é prestado pela própria natureza quando se tem o equilíbrio, como polinização, ciclagem de nutrientes, produção de água e a manutenção do regime hidrológico para a produção de chuvas, e até mesmo, o ecoturismo e lazer para as comunidades. Será possível atividade de agropecuária sem os serviços ecossistêmicos? É apenas uma retórica provocativa para a reflexão...

Para quem desejar aprofundar nessa relação entre meio ambiente e pandemias, recomendo a leitura do artigo do link abaixo.


 Pandemia, biodiversidade, mudanças globais e bem-estar humano



Roteiro de Aula Prática nº. 01

1.      Introdução: Descrição do microscópio fotônico

A palavra microscópio é de origem grega (micros =pequeno, scopein =observar, olhar com atenção). É um instrumento óptico que amplia a imagem de um pequeno objeto utilizando um sistema de lentes e fontes de iluminação. Todo microscópio é composto de partes mecânicas e partes ópticas, que juntas nos permitem a observação detalhada de materiais em estudo.

1.1.   Partes mecânicas: 

· Base ou pé: é o suporte do microscópio, peça que sustenta todas as outras partes do aparelho.

· Braço ou coluna: peça que liga o pé à parte superior do microscópio.

· Mesa ou platina: peça de apoio da lâmina contendo o material para estudo, no centro da mesa existe um orifício para a passagem da luz.

· Charriot: peça ligada à platina que permite movimentar a lâmina no plano horizontal da esquerda para a direita e vice-versa, e de trás para frente e vice-versa.

· Parafuso macrométrico: localiza-se em ambos os lados do braço, serve para ajustar o foco grosseiramente através de avanço ou recuo da mesa em relação à objetiva.

· Parafuso micrométrico: ajusta o foco finamente através de pequenos avanços ou recuos da mesa.

· Canhão: parte superior do microscópio constituída por um tubo contendo um prisma. Sustenta lentes objetivas e oculares, e serve para focalização do material.

· Revolver: peça onde se encaixam as lentes objetivas. É composto por um disco de ranhuras que permite a mudança das objetivas.

 

1.2.   Partes ópticas: 

· Condensador: conjunto de lentes situado abaixo da platina que concentra a luz e fornece iluminação uniforme à preparação biológica.

· Botão do condensador: permite a movimentação do condensador.

· Diafragma: regula a intensidade de luz que atinge a preparação através de uma alavanca para sua abertura ou fechamento.

· Objetivas: conjunto de 4 ou mais lentes superpostas que proporcionam aumentos diferentes para observação do material. O valor do aumento está gravado na objetiva.

· Oculares: possui 2 lentes convergentes que ampliam e corrigem os defeitos da imagem. O valor do aumento proporcionado está gravado na ocular.

 

1.3.   Os dez mandamentos do microscópio e os passos para a focalização:

Para você aproveitar todos os recursos do microscópio, deve antes se familiarizar com o aparelho e conhecer o seu funcionamento, as suas limitações e as suas finalidades.

A principal finalidade do microscópio é permitir a observação de pontos situados tão próximos um do outro que o olho desarmado não os distingue isoladamente; note que o aumento é uma característica secundária, pois, se o aparelho não tiver capacidade de separar pontos próximos (resolução), de nada adiantará promover aumentos maiores, pois só obteremos manchas ampliadas.

O microscópio óptico é um instrumento de precisão extremamente útil nas mãos de um microscopista hábil, mas necessita de alguns cuidados:

I. O microscópio deve ser tratado com o máximo cuidado;

II. Transporte o microscópio com as duas mãos, segurando-o pela base e pelo braço;

III. Após o uso, o microscópio deve ser guardado em lugar apropriado, seco e sem pó;

IV. O primeiro passo  para a observação consiste em providenciar a melhor iluminação possível sobre o objeto a ser examinado. Para isso abra totalmente o diafragma e suba o condensador ao máximo; coloque a objetiva pequena em linha de focalização, retire a ocular e, se tiver espelho, movimente-o até obter uma iluminação uniforme de todo o campo;

V. Coloque a lâmina sobre a platina do microscópio e faça o ajuste da dioptria;

VI. Sempre conserve a objetiva pequena em linha de focalização, aproxime-a ao máximo até a lâmina, usando para isso o parafuso macrométrico; sempre olhe para fora para impedir que a objetiva encoste-se à lâmina;

VII. Aplique o olho à ocular e, usando o parafuso macrométrico, afaste a objetiva até ver o objeto em foco;

VIII. Focalize mais delicadamente como o parafuso micrométrico;

IX. Se forem necessários aumentos maiores movimente o revólver colocando as objetivas de maior poder em linha de focalização; bastará um pequeno ajuste do foco com o parafuso micrométrico para que a preparação fique nítida.

X. Ao terminar, abaixe a luz e em seguida desligue-a, abaixe a mesa e retorne para a objetiva de menor alcance. Retire o plug da tomada e cubra o aparelho com a capa.



















1. Assista o vídeo: