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11-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Biodiversidade e Ambiente I
Capt V - Angiospérmicas: estrutura,diversidade funcional e morfológica
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Angiospérmicas: estrutura,diversidade funcional e morfológica
• Sindroma da polinização. Evolução de mutualismos.• Hibridação e mecanismos de autoincompatibilidade• As diferentes adaptações das plantas.• Metabolismo secundário e substâncias anti-herbivoria
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A evolução dos Mutualismos• Benefícios—não podem ser obtidos na ausência do
parceiro: nutrientes, transporte, protecção• Custos—investimentos na atracção, substancias de
recompensa, energia e tempo para a obtenção darecompensa
• Tanto os custos como os benefícios afectam a reprodução ea sobrevivência
• Beneficios e custos tendem a ser dependentes da densidadepopulacional
• Feedback positivos entre mutualistas• Feedback negativos para assegurar a estabilidade
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Yucca filamentosa
Polinização por lepidópteros
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Simbiosemutualista
Ficus (Figueira)Blastophaga (vespídeo)
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Adaptação das plantas• Hibridação
– mecanismo evolutivo, diversificação– taxa mais resilientes– Dinâmica evolutiva e interacções interspecíficas
• Poliploidia– 40% dicot e 60% monocot– Dinâmica evolutiva sem barreira geográfica– Maior variabilidade genética
• Reprodução assexuada• Persistência dos propágulos
– Dormência, banco de sementes no solo• Maior diversidade de produtos provenientes do
metabolismo secundário
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Mecanismos deautoincompatibilidade
• Monoicia vs dioicia• Monoicia
– Separação de flores– Dicogamia
• Autoincompatibilidade genética– Gametofítica - Poaceae (determinado pelo seu próprio
genótipo haplóide)– Esporofítica - Brassicaceae (determinado pelo genótipo
da planta mãe)
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Figure 1 Model for SRK-mediated self-incompatibility in Brassica, stemming fromthe work of Takasaki et al.1. A pollen grainfrom a plant with S1S3 genotype carries twodifferent S haplotype determinants, SCR 1and SCR3, in the pollen coat. When thispollen grain makes contact with the stigmaof a plant with S1S 2 genotype, both pollendeterminants are released and taken into thewall of a papillar cell (the epidermal cell ofthe stigma). There, SCR 1 interacts with theextracellular domain of SRK1, setting off acascade of biochemical reactions (of whichphosphorylation of ARC1 is the only oneknown). The end result is inhibition ofpollen germination. Although SRK1 isshown as a dimer, this may not be its activeform. SCR1 is probably (but not certainly)the ligand of SRK 1. Possible interactionsbetween SRK and SLG, as proposed byTakasaki et al., are not shown.
TEH-HUI KAO1 AND ANDREW G. MCCUBBINNature 403, 840 - 841 (24 February 2000)
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Adaptação das plantas• Hibridação
– mecanismo evolutivo, diversificação– taxa mais resilientes– Dinâmica evolutiva e interacções interspecíficas
• Poliploidia– 40% dicot e 60% monocot– Dinâmica evolutiva sem barreira geográfica– Maior variabilidade genética
• Reprodução assexuada• Persistência dos propágulos
– Dormência, banco de sementes no solo• Maior diversidade de produtos provenientes do metabolismo
secundário
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Reprodução assexuada
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O Metabolismo Secundário
Via terpenóide
Via fenólica, via N
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Angiospérmicas e seus produtos
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Plantas usadas em medicina
Echinacea purpurea Hypericum perfuratumGinkgo biloba
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GIMNOSPÉRMICASE FETOS
LENHOSAS
HERBÁCEAS
Evolução dostóxicos nas
plantassuperiores
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Produtos vegetais tóxicos e deanti-herbivoria
Grupos químicos Descrição Papel defensivo
Celulose hidrato de carbononecessita flora intestinal
para digestão
Hemicelulose hidrato de carbononecessita flora intestinal
para digestão
Lenhinas polímeros fenólicosliga-se a proteinas e
hidratos de carbono
Taninos polímeros fenólicos liga-se a proteinas
Sílica cristais inorgânicosindigesto
Alcalóides compostos azotadosalguns páram a produção
de DNA e RNA
Aminoácidos tóxicos análogos de aminoácidoscompetem com
aminoácidos e proteinas
Cianogénicos glicósidos que libertam HCNpáram a respiração
mitocondrial
Glucosinatos sais de N e K desordens endócrinas
Proteinases inibidoras proteinas ou péptidosligam-se a centros activos
de enzimas
Terpenóiodes polímeros alguns páram a respiração
Reduzem
quantitativamente a
digestibilidade
Toxinas qualitativas
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Terpenos Fenóis
Flavonóides
Alcalóides
Isopreno
Limoneno
Borracha
Baunilha
Lenhina
CianidinaQuercitina
Teobromina Cafeina
Efedrina Nicotina
quininamorfina
codeinaHeroina
Cocaina
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Produtos secundários
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O que é um fruto ?
Um fruto é um ovário maduro!
Reprodução sexuada Reprodução asexuada
• Apomixia
Frutos Partenocárpicos - frutos “virgens”, ie, sem fertilização
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Apomixia
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Critérios de classificação dosfrutos
• Estrutura da flor a partir do qual o fruto se desenvolve• Nº de ovários• Nº de carpelos• Natureza do pericarpo• Pericarpo deiscente ou indeiscente• Modo como se abre• Papel das sépalas
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Critérios de classificação dosfrutos
• Frutos simples secos deiscentes
indeiscentes
carnudos
• Frutos múltiplos
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folículo
vagem
siliqua cápsula
Frutos Deiscentes
1 carpelo
2 ou maiscarpelos
1 ovário com2 lóculos
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aquénio samara
bolotacariopse
Frutos indeiscentes
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11-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Frutosmúltiplos
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11-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Conceitos a reter
• Qual é a base química da côr das flores• A variação de côr entre as antocianinas.• Os factores presentes nas angiospérmicas que mais permitiram a sua
adaptação a novas condições ambientais, pouca extinção e grandediversificação
• A adaptação das plantas e sua diversificação em termos de hibridação,desenvolvimento de produtos secundários
• O que são frutos.• Apomixia e partenocarpia• Noção de sementes ortodoxas e recalcitrantes. Suas consequências
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11-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Referências
• Raven, Biology of Plants - Introduction andEvolution of Angiosperms. Capt. 19, Cap.20.
• Graham - Capt 21