DIVERSIDADE DAS ANGIOSPERMAS (Filo ANTHOPHYTA ou MAGNOLIOPHYTA)

(1)

DIVERSIDADE DAS ANGIOSPERMAS

(2)

Plantas floríferas (ANGIOSPERMAS) -

fruto

(3)

Olson et al. (2011)

Região NEOTROPICAL

ca. 100.000 especies de plantas com sementes: ca. 37% das espécies conhecidas

(Antonelli & Sanmartín 2011)

Crepet & Niklas 2009

Diversidade relativa das Embriófitas

(4)

Eucalyptus globulus, Myrtaceae

90 m alt.

Araceae

_{aquáticas flutuantes}

Heywood 1974

Lemna

Wolffia

(5)

Eucalyptus regnans, Myrtaceae – a mais alta angiosperma do mundo (99,6 m)

ANGIOSPERMAS-imensa diversidade morfológica

Distribuição global distribution das espécies de árvores conhecidas ultrapassando 70 m de altura - todas coníferas, exceto Eucalyptus (Myrtaceae) e Shorea (Dipterocarpaceae). (Tng et al. 2012)

Eucalyptus regnans

(6)

DIVERSIDADE de hábitos

Dracaena Cavanillesia arborea Adansonia digitata Roystonea regia Crassulaceae

(7)

Carnegia gigantea

CACTACEAE

Ferocactus

(8)

Neoregelia Tillandsia

DIVERSIDADE

de formas de vida

e habitats

Halophila Thalassia Epífitas Exemplos: Bromeliaceae Marinhas submersas (2 famílias de monocotiledôneas)

(9)

Rafflesia Rafflesiaceae Sarracenia Sarraceniaceae Drosera Dionaea Droseraceae Cuscuta Convolvulaceae DIVERSIDADE de formas de vida e habitats parasitas carnívoras

(10)

LIANAS

Passiflora - gavinhas

Pace et al. 2015

Phanera

Leguminosae

Anatomias variantes cipó-cruz Bignoniaceae Pace et al. 2010

(11)

Exemplo: EUPHORBIACEAE Stillingia Jatropha Flores unissexuadas

Flores e sexualidade

Passiflora, Passifloraceae Maioria das flores é bissexuada (70 % das spp atuais)

(12)

Na aula anterior:

 Angiospermas:

Grupo monofilético

 Sinapomorfias

(muitas delas novidades evolutivas, como a flor, os

gametófitos muito reduzidos, o carpelo, o fruto e o endosperma) vasos células companheiras nervação reticulada Simpson 2010

(13)

ca. 144 m.a. - limite Jurássico/Cretáceo - sem evidências de angiospermas

ca. 136 m.a. - Valanginiano-Hauteriviano (Cretáceo inferior)

- pólen monossulcado com exina columelada

Origem das angiospermas

(14)

Simpson 2006

(15)

Crepet & Niklas 2009 Protomimosoidea Paleoceno-Eoceno Calliandra Cladrastis Barnebyanthus Paleoceno-Eoceno 5 mm 5 mm

(16)

Diagramas florais -do Cretáceo Inferior (130 m.a.) ao Superior (70 m.a.) Friis et al. 2011

Rápida

diversificação

das

angiospermas

(17)

Carbonífero Triássico

Cretáceo inferior

Origem das

angiospermas - 136 m.a. _{domínio das angiospermas:}Irradiação, diversificação e Cenozoico Eoceno inferior 50 m.a. Domínio de coníferas e cicadófitas

(18)

Engler 1964

Angiospermas Ciclo de vida

Síntese das sinapomorfias reprodutivas (muitas delas novidades evolutivas)

(19)

POLINIZAÇÃO

Passiflora Eucalyptus BIÓTICA Poaceae ABIÓTICA Prunus Salvia

(20)

Gineceu

seleção dos pólens no estigma autoincompatibilidade Myosoton aquaticum Vinca

(21)

http://biology4igcse.weebly.com/ https://evaprofebio.jimdo.com Formação do FRUTO (a partir do ovário) após a fecundação dos óvulos (que originam as sementes)

(22)

DISPERSÃO

Asclepias Passiflora Viola Taraxacum Bidens Blighia Talinum Cereus Sorbus Passiflora BIÓTICA ABIÓTICA

(23)

12.6 milhões de sequências de linhagens-pivôs:

2 grupos de WGDs (whole-genome duplication) antigos: 319 m.a. e 192 m.a. (poliploidização seguida de perda de genes e diploidização)

Filogenômica Jiao et al. 2011

(24)

12.6 milhões de sequências de linhagens-pivôs: 2 grupos de WGDs (whole-genome duplication)

antigos: 319 m.a. e 192 m.a. (poliploidização seguida de perda de genes e diploidização)

Filogenômica Jiao et al. 2011

(25)

Evolutionary fate of duplicate genes

Gene duplications are an essential source of genetic novelty that can lead to evolutionary innovation.

Duplication creates genetic redundancy, where the second copy of the gene is often free from selective pressure

—that is, mutations. If one copy of a gene experiences a mutation that affects its original function, the second copy can serve as a 'spare part' and continue to function correctly.

Thus, duplicate genes accumulate mutations faster than a functional single-copy gene,

over generations of organisms, and it is possible for one of the two copies to develop a new and different function.

Filogenômica Fawcett et al. 2009 Speciationvia polyploidy:

Adiploidcell undergoes failedmeiosis,

producing diploidgametes, which self-fertilize to produce a tetraploidzygote.

(26)

Embrião

nas

Espermatófitas

N° de cotilédones

foi usado para

definir 2 grandes

grupos em

angiospermas

Gifford & Foster 1988, Yamashita 1976

(27)

Grandes grupos de Angiospermas

Engler –

Syllabus:

1892 (1964 - ed. 12, póstuma)

Divisão Angiospermae ou Anthophyta:

Classe Monocotyledoneae

Classe Dicotyledoneae

Classificação perdurou por décadas; reavaliada com análises cladísticas a partir dos anos 80

(28)

Donoghue & Doyle 1989

Morfologia

(29)

Donoghue & Doyle 1989

Pólen

triapertuado

Pólen

(30)

Hamamelis Cobaea _Silene Euphorbia Aesculus pólen porado pólen tricolpado pólen tricolporado

(31)

Pólens triaperturados e tipos derivados

aparecem bem mais tarde no registro fóssil

Pólen de

angiospermas

no tempo

geológico

Hickey & Doyle 1977

Betula

(32)

Chase et al.

1993

rbcL

A

N

G

I

O

S

P

E

R

M

A

S

E

U

D

I

C

O

T

S

(33)

Angiosperm

Phylogeny

Group (APG)

1998

rbcL, atpB

18S rDNA

-sistema de classificação em ordens - nomeados somente os grupos monofiléticos

(34)

APG-II

2003

18S rDNA,

rbcL, atpB

45 ordens 457 famílias

(35)

APG-III

2009

18S rDNA rbcL atpB atp1 matR + 61 genes de 45 táxons

(36)

APG-IV

2016

18S rDNA rbcL atpB atp1 matR + 61 marcadores de 45 táxons

+ 17 genes dos 3 genomas de 640 táxons de angiospermas (Soltis et al. 2011)

+ 78 marcadores plastidiais codificadores de proteínas de 360 táxons de plantas verdes (incluindo algas) (Ruhfel et al. 2014)

+ Stull et al. (2015): novos marcadores de Lamiídeas permitiram definição de 4 novas ordens (Vahliales, Boraginales

Metteniusales e Icacinales)

63 ordens 416 famílias

(37)

Amborellales - 1 sp Nymphaeales - 74 spp. Austrobaileyales – 100 spp. Chloranthales – 75 spp.

Monocotiledôneas

– 60 mil spp.

- 22%

Eudicotiledôneas

- 185 mil spp.

- 75%

Magnoliídeas

– 3 mil spp.

- 2%

Ceratophyllales – 2 spp.

APG-IV

2016

www.mobot.org/MOBOT/research/APweb (Stevens 2016)

(38)

Amborellales Nymphaeales Austrobaileyales Chloranthales

Monocotiledôneas

Eudicotiledôneas

Magnoliídeas

Ceratophyllales

APG-IV

2016

www.mobot.org/MOBOT/research/APweb (Stevens 2016)

ANA

(ou ANITA)

Qiu et al. 1999

18S rDNA,

rbcL, atpB,

atp1, matR

(39)

Nymphaeales Monocotiledôneas 22% Magnoliídeas 2% Baseado em APG-IV 2016 Consta no protocolo da aula prática de hoje

Eudicotiledôneas 75% Filogenia das ANGIOSPERMAS

Filo Anthophyta ou Magnoliophyta

(40)

NYMPHAEALES

Victoria

amazonica

Maior flor das Américas e segunda maior do mundo (30 cm diâm.)

Nymphaea

Guizzo 1994 _{Heywood 1976}

J.R. Pirani A. B. Joly

(41)

NYMPHAEALES - Nymphaeaceae

Nymphaeaceae Cabombaceae

Flores polímeras: Sépalas 4-14, pétalas 8 - muitas, estames 8 – muitos (espiralados), carpelos 3 – muitos.

courses.washington.edu Judd et al. 2002 Nuphar Nymphaea Nymphaea fruto Pólen monossulcado

(42)

NYMPHAEALES

CABOMBACEAE

Cabomba aquatica

Rudall et al. 2009 www.discoverlife.org A.B. Joly

(43)

Williams & Friedman 2004

Nuphar

(44)

Williams & Friedman 2004

(45)

Monocotiledôneas

22%

Eudicotiledôneas

75%

Magnoliídeas

2%

Ceratophyllales

APG-III

2009

Endosperma triplóide

(46)

Monocotiledôneas

Eudicotiledôneas

Magnoliídeas

Ceratophyllales

www.mobot.org/MOBOT/research/APweb

(Stevens 2010) alcalóides benzilisoquinolínicos

(47)

Liriodendron tulipifera

MAGNOLIACEAE

Fórmula floral:

K3 C3+3 A

∞

G

∞

Clado Magnoliídeas

*

(48)

MAGNOLIACEAE

Magnolia grandiflora

Flor na abertura

Clado Magnoliídeas

pólen monossulcado

K3 C3+3 A

∞

G

∞

*

Flor solitária

(49)

MAGNOLIACEAE

Magnolia grandiflora

Flor após fecundação

A.B. Joly

Flor com

eixo alongado,

Gineceu

apocárpico

(50)

MAGNOLIACEAE

Magnolia grandiflora

Gineceu apocárpico originando o FRUTO do tipo ...

semente

(51)

Tipos de FRUTO: simples x agregado

(free)

Fragaria

(52)

MAGNOLIACEAE

Magnolia grandiflora

Gineceu apocárpico originando o FRUTO AGREGADO

semente

(53)

- perianto trímero - polinização

por besouros

MAGNOLIACEAE

gineceu apocárpico produz fruto agregado diagrama floral

-flor estrobilóide

(eixo alongado, estames e carpelos espiralados)

Winteraceae

Clado Magnoliídeas

gineceu apocárpico

(54)

Gottsberger & Gottsberger 1988 Annona Annonaceae Porcelia _Xylopia

Clado Magnoliídeas

(55)

Duguetia marcgraviana

J.R. Pirani

Heywood 1976

Wettstein 1965

Annona muricata gineceu apocárpicoAnnona squamosa produz fruto agregado

(56)

Archaeanthus linnenbergerii

Dilcher 1985

Grupo extinto

(57)

(58)

ANGIOSPERMAS Árvore filogenética das ordens com datação molecular de clados Magallón & Castillo 2009

(59)

clado MAGNOLIÍDEAS

LAURACEAE

Maior família do clado: 2500 spp. Persea americana Heywood 1976 Endress 1994 Umbellularia cotilédones

(60)

ARISTOLOCHIACEAE – clado Magnoliídeas Heywood 1976

J.R.Pirani

(61)

Megaselia Phoridae

ARISTOLOCHIACEAE

Aristolochia

gigantea

(62)

Sumário: características comuns em angiospermas

basais (grado ANA e clado magnoliídeas)

 Flores polímeras ou trímeras, actinomorfas

 Flores com filotaxia espiralada (ao menos no androceu), ou

verticilada

 Pólen geralmente monossulcado

 Gineceu súpero, geralmente com carpelos livres

 Grado ANA

Endosperma 2N (exceto Amborella)

 Clado das Magnoliídeas

Células oleíferas (óleos aromáticos) Alcalóides benzilisoquinolínicos

(63)

Amborellaceae Nymphaeales Austrobaileyales Chloranthales

Monocotiledôneas

Eudicotiledôneas

Magnoliídeas

Ceratophyllales Novidades evolutivas Zea mays

(64)

Monocotiledôneas

Eudicotiledôneas

Magnoliídeas

Ceratophyllales 1 cotilédone ausência de câmbio Novidades evolutivas

(65)

Plantas Vasculares

xxxxxxxxxx

Lignófitas

xxxxxxxxx

xxx

Aneurófitas Archaeopteridaceae

(66)

ESTELOS

Licófitas e monilófitas

Lignófitas

Medicago – alfafa – LEGUMINOSAE - eudicotiledônea

Perry & Morton 1996

(67)

LAMIACEAE - eudicotiledônea ERVA com crescimento secundário

(68)

Chlorophytum Nanuza Menezes Liriodendron Magnoliaceae, magnoliídeas

Eustelo:

Lignófitas em geral Asparagus

Atactostelo

(feixes dispersos): Associado à perda do câmbio! Novidade evolutiva de monocotiledôneas

(69)

Chlorophytum comosum

Sistema radicular

pivotante

x

fasciculado

(70)

modificado de Holttum (1955) Hedychium Zingiberaceae

rizomas

bulbos

Ferri (1981) Allium Alliaceae

(71)

Bulbos

Allium spp.

Alliaceae

(72)

Vellozia gigantea Velloziaceae

Gigantismo primário

Gaudichaud-Beaupré 1852 Dendrocalamus giganteus Gramineae

(73)

Kingia australis Mello-Silva Beaucarnea gracilis Mello-Silva

Gigantismo secundário

(74)

Folhas gigantescas

Judd et al. 1999

Ravenala madagascariensis

.-Strelitziaceae

(75)

Dianella caerulea

Rhapis excelsa

Base foliar invaginante

(BAINHA)

Dypsis

(76)

Vellozia glabra

Velloziaceae

Base foliar

invaginante

(BAINHA)

Vellozia declinans Cattai 2007

(77)

Pray (1954, 1955)

Nervação foliar paralela,

retículos sem

terminações

livres

Liriodendron Magnoliaceae, Magnoliídeas Hosta Liliaceae MONOCOTILEDÔNEAS

(78)

Calostemma luteum Sims

trimeria

Tradescantia Commelinaceae Lilium Liliaceae Chlorophytum Asparagaceae Stützel 2006 K3 C3 A3+3 G(3) Diagrama e fórmula floral

(79)

Trimezia IRIDACEAE Habranthus AMARYLLIDACEAE Vellozia VELLOZIACEAE

(80)

Dietes iridoides

IRIDACEAE

Aloe

ALLIACEAE

(81)

Monocotile-dôneas

Eudicotiledôneas

Magnoliídeas

Ceratophyllales . 1 cotilédone . ausência de câmbio . atactostelo . raízes fasciculadas

. folhas com bainha, paralelinérveas Novidades evolutivas

(82)

Famílias importantes de

MONOCOTILEDÔNEAS

Bromeliaceae

Araceae

Arecaceae (Palmae)

Musaceae

Orchidaceae

Poaceae (Gramineae)

2 das 4 maiores

famílias de

angiospermas

(83)

(84)

Zygopetalum Linhares 2006

ORCHIDACEAE

epiderme múltipla,

micorrizas

Prescottia Figueiroa et al. 2008

(85)

Laelia

ORCHIDACEAE

Cattleya

(86)

Vanilla

Epidendrum

polínias

(87)

Stanhopea

Euglossa

com polínias de Gongora

(88)

cacho

+ protandria

+ abelhas

(89)

Spathoglotis sp.

Spathoglottis

Bulbophyllum

(90)

Orchidaceae

Epidendrum

1500 spp neotropicais

(91)

ARACEAE

Anthurium

Spathiphyllum

(92)

ARACEAE

Philodendron

Termogênese

espata

(93)

Amorphophallus titanus

Monstera adansonii

espata

(bráctea)

(94)

(95)

Dendrocalamus

Arundo donax

POACEAE

ou GRAMINEAE

(96)

Triticum Oryza Uniola Andropogon

Poaceae ou

GRAMINEAE

(97)

Dendrocalamus giganteus Gramineae

(98)

(99)

Jan Derksen Jan Derksen Jan Derksen

Poaceae

ou GRAMINEAE

pólen monoporado Zea

(100)

Neoregelia carolinae Quesnelia marmorata Vriesea Aechmea

BROMELIACEAE 2.000 spp.

Tillandsia

(101)

Fruto múltiplo:

União de ovários de várias flores.

Ex. Abacaxi (Ananas

comosus, Bromeliaceae)

-flores densamente reunidas numa

inflorescência originam a infrutescência

(102)

Tipos de FRUTO: simples x agregado x múltiplo

(103)

Corypha umbraculifera

Roystonea oleracea ARECACEAE ou PALMAE

(104)

Dypsis baronii

PALMAE ou ARECACEAE

17,6 kg

(105)

Cocos nucifera

PALMAE ou ARECACEAE

(106)

Cocos nucifera

PALMAE ou ARECACEAE

Cronk 2009

(107)

Musaceae

(108)

Musa, Musaceae

Flores unissexuadas em diferentes

partes da inflorescência, expostas em dias distintos

(109)

Fleming et al. 2009

Buddenhagen 2008

(110)

Buddenhagen 2008

(111)

Nymphaeales Monocotiledôneas 22% Magnoliídeas 2% Baseado em APG-IV 2016 Rosídeas Asterídeas Eudicoti-ledôneas 75% Caryophyllales

Filogenia das ANGIOSPERMAS Filo Anthophyta ou

(112)

Nymphaeales Monocotiledôneas 22% Magnoliídeas 2% Baseado em APG-IV 2016 Rosídeas Asterídeas Eudicoti-ledôneas 75% Caryophyllales

Filogenia das ANGIOSPERMAS Filo Anthophyta ou

Magnoliophyta

?

(113)