Biodiversidade e Ambiente I

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.

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 da recompensa

• Tanto os custos como os benefícios afectam a reprodução e a sobrevivência

• Beneficios e custos tendem a ser dependentes da densidade populacional

• Feedback positivos entre mutualistas

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Yucca filamentosa

Simbiose

mutualista

Ficus (Figueira)

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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

Mecanismos de

autoincompatibilidade

• Monoicia vs dioicia

• Monoicia

• 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 from the work of Takasaki et al.1. A pollen grain

from a plant with S1S3 genotype carries two different S haplotype determinants, SCR 1

and SCR3, in the pollen coat. When this

pollen grain makes contact with the stigma of a plant with S1S 2 genotype, both pollen determinants are released and taken into the wall of a papillar cell (the epidermal cell of the stigma). There, SCR 1 interacts with the

extracellular domain of SRK1, setting off a

cascade of biochemical reactions (of which phosphorylation of ARC1 is the only one known). The end result is inhibition of pollen germination. Although SRK1 is

shown as a dimer, this may not be its active form. SCR1 is probably (but not certainly)

the ligand of SRK 1. Possible interactions

between SRK and SLG, as proposed by Takasaki et al., are not shown.

TEH-HUI KAO1 AND ANDREW G. MCCUBBIN

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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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O Metabolismo Secundário

Via terpenóide

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Plantas usadas em medicina

GIMNOSPÉRMICAS E FETOS LENHOSAS HERBÁCEAS

Evolução dos

tóxicos nas

plantas

superiores

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Produtos vegetais tóxicos e de

anti-herbivoria

Grupos químicos Descrição Papel defensivo

Celulose hidrato de carbono necessita flora intestinal _{para digestão} Hemicelulose hidrato de carbono necessita flora intestinal _{para digestão} Lenhinas polímeros fenólicos liga-se a proteinas e

hidratos de carbono Taninos polímeros fenólicos _{liga-se a proteinas} Sílica cristais inorgânicos

indigesto

Alcalóides compostos azotados alguns páram a produção de DNA e RNA

Aminoácidos tóxicos análogos de aminoácidos competem com

aminoácidos e proteinas Cianogénicos glicósidos que libertam HCN páram a respiração

mitocondrial

Glucosinatos sais de N e K desordens endócrinas Proteinases inibidoras proteinas ou péptidos ligam-se a centros activos

de enzimas

Terpenóiodes polímeros alguns páram a respiração Reduzem

quantitativamente a digestibilidade

Terpenos Fenóis Flavonóides Alcalóides Isopreno Limoneno Borracha Baunilha Lenhina Teobromina Cafeina Efedrina _Nicotina quinina morfina Heroina

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O que é um fruto ?

Um fruto é um ovário maduro!

Reprodução sexuada

Reprodução asexuada

• Apomixia

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Critérios de classificação dos

frutos

• 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

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Critérios de classificação dos

frutos

• Frutos simples secos deiscentes

indeiscentes carnudos

folículo vagem

Frutos Deiscentes

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aquénio samara

bolota cariopse

Frutos

múltiplos

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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 grande diversificação

• A adaptação das plantas e sua diversificação em termos de hibridação, desenvolvimento de produtos secundários

• O que são frutos.

• Apomixia e partenocarpia

Referências

• Raven, Biology of Plants - Introduction and

Evolution of Angiosperms. Capt. 19, Cap.

20.