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Construindo conhecimento - Origem das algas e plantas:

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Construindo conhecimento - Origem das algas e plantas:

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* Porque as planta são verdes?

As folhas são verdes por conta da Clorofila, que tornam a fotossíntese possível, por captar a luz usando seus pigmentos e liberar elétron. E como esses pigmentos absorvem todas as cores visíveis do espectro, menos a cor verde, essa é a refletida.

* Como surgiu a clorofila?

Há grandes chances da clorofila ser uma modificação de um pigmento, que até certo momento da evolução, servia de mecanismo de defesa contra luz ultravioleta.

* Como surgiu a fotossíntese?

Surgiu com as cianobactérias, que há cerca de 2,5 bilhões de anos passaram a conseguir utilizar a luz para liberar energia, e junto com outro sistema, que usa a luz e proteínas com ferro e enxofre. Assim, foi possível utilizar a luz para produzir energia capaz de quebrar as moléculas de H2O.

* Como surgiu o cloroplasto e a mitocôndria?

Durante o processo de construção das células eucariontes, que até então eram fermentadores e pouco eficientes energeticamente. As mitocôndrias, que incialmente eram células de vida livre, procariontes, heterotróficas e que já utilizavam oxigênio para produzir ATP, serviam de alimento para essas células eucariontes maiores. Assim, em algum momento da evolução foram englobadas, sendo usadas para melhorar a produção de energia e permaneceram como organela.

Logo em seguida, também por alimentação, células procariontes, de vidas livres, e autotróficas (fotossintetizantes), em vez que digeridas, foram englobadas e permaneceram sendo utilizadas para aumentar o potencial energético de outro grupo de células.

* Quem foi Lynn Margulis, e quais as evidências que tornam sua teoria aceita na comunidade científica?

Lynn Margulis(1938-2011), foi uma bióloga de enorme importância para a comunidade cientifica, em seu principal trabalho, apresentou a teoria da endossimbiose em 1981, explicando como as mitocôndrias e cloroplastos sugiram e se tornaram, por simbiose, organelas pertencente as células eucariontes.

As principais evidências são: a dupla membrana, onde a membrana externa da organela é quase igual a membrana plasmática da célula; Capacidade de autoduplicação, mostrando que é “independente” da célula; possuem DNA próprio, que é circular e sem células histonas; Código genético mais semelhante ao de bactérias; possuem ribossomos próprios; antibióticos geram efeitos negativos neles, provando familiaridade com  bactérias; tem tamanho semelhante ao de bactérias.

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Cegueira botânica e as plantas do dia a dia.

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Cegueira botânica e as plantas do dia a dia.

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Resenha sobre a história da classificação das plantas:

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Resenha sobre a história da classificação das plantas:

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A história da evolução das classificações começa com Thephrastus em 300 a.c. até as classificação utilizadas atualmente, sendo as primeiras vistas como artificiais por usar uma analise básica de poucas características que se destacavam, selecionadas para comparação por algum especialista da época. Com o passar do tempo se foi usado a classificação natural que, que ao contrario das analises superficiais, levava mais características em consideração, e após o conhecimento da teoria da evolução surgiu o sistema de classificação filético, que levou os pesquisadores a traçar a linha decrescente em busca dos ancestrais e pontuando os traços evolutivos, esse não teve muito desenvolvimento, e então, em 1966, seguindo a proposta de henning, o  sistema cladístico – filogenético passou a ser difundido e utilizado até os dias atuais.

Seguindo a linha temporal da evolução dos modelos de sistemática, comemos pela proposta de Theophrastus (372-287 a.C), conhecido como o pai da botânica, foi o primeiro a descrever diversas espécies de plantas e as separava e classificava de acordo com seus hábitos, fenologia e traços morfológicos importantes das flores e seus períodos de florescência. O segundo nome importante, temos o Plínio o velho (23-79 d.C) que escreveu sobre as plantas, seus usos medicinais, práticas horticulturais, conhecimentos comuns dos povos romanos e o uso da madeira, em 14 de seus livros. Seguindo com Pedanius Dioscorides (~60 d.D) que descreveu, com direito a imagens desenhadas, 600 espécies de plantas mediterrâneas com propriedades médicas. Outro nome importante é o de Albertus Magnus (1193-1280) que descreveu diversos vegetais de horta e jardim, mas o ideia principal foi conseguir diferenciar as monocotiledôneas e dicitiledôneas.

Após um período de trevas para a botânica por conta de crenças diferentes, rituais, alguns considerados bruxarias, em que se teve uma longa pausa nos estudos sobre as plantas existentes na época, chegou o período colonialista, que com as grandes navegações, diversas viagens foram realizadas, por diferentes povos em busca de terras novas, possibilitou a descoberta de novas espécies. Como parte dos tripulantes eram ricos e estudiosos, acabaram por fazer/aumentar suas coleções e usa-las para descrever essas novas espécies. O inicio dessa pratica botânica foi marcada pelos Herbaristas, que seguiam a ideia enraizada cristã, fortemente propagada pela igreja e fiéis, de que tudo que é vivo e não humano foi enviado por deus para nos servir e alimentar, passaram a crer que as funcionalidades medicinais das plantas tinham a ver com seu formato e o formato do órgão atingido, isto é, plantas cujas folhas lembravam um coração, fariam bem para pessoas com problemas cardíacos. Mesmo falhando com relação aos usos, várias ilustrações ricas em detalhadas e mais fiéis aos formatos, que facilitaram as identificações.

Existem também outros nomes de importantes, como os de Kaspar Bauhin (1560-1624), sendo primeiro a propor e utilizar um sistema binomial das plantas; Andrea Caesalpino (1519-1603), que percebeu a importância de flores e frutos, e criou o conceito de gênero; Pierre Magnol, o primeiro a usar o conceito de família; Joseph Pitton, que foi o primeiro a descrever gêneros, porem não reconhecia a sexualidade das plantas; e finalmente Carl Linnaeus (1707-1778), que ao publicar “Systema nature” em 1735, passou a ser referência de base para a classificação de plantas, animais e minerais.

Carl Von Linné descreveu cerca de 1300 gêneros e 7300 espécies em “Species plantarum” em 1753, essas todas organizadas em um sistema sexual e usando a nomenclatura binomial seu sistema passou a ganhar cada vez mais popularidade pelo mundo e adquirido por todos, isso porque seu sistema era de fácil aprendizagem. Então por alguma característica marcante, os organismos eram separados em conjuntos, onde ao dizer o gênero, bastava encontrar também a espécie, o único problema era ser artificial.

Em contraponto com o Linnaeus, outros pesquisadores não seguiam suas ideias e persistiam usando os sistemas naturais, que como já dito anteriormente, avaliava varias características, desconsideravam o sistema sexual, e preferiam conservar os nomes do jeito antigo, que eram nomes bem extensos e que indicavam varias características. após anos sem grandes mudanças significativas na historia da sistemática, em meados do século XIX, é chegada a era dos sistemas pós-darwinianos evolutivos, visto que, a teoria da evolução de Charles Darwim, descrita em seu livro “A origem das espécies” de 1859, fez com que a comunidade cientifica da época repensasse as formas que provavam e representavam a evolução.

A partir desse momento, surge o sistema do August Eicher (1839-1887) que priorizava o ciclo de vida das plantas, dividindo-as em criptógamas, fanerógamas e angiospermas. Em seguida, Charles Bessey (1845-1915), chegou a perceber que plantas com sementes são polifiléticas, usou dados morfológicos detalhados, anatomia, paleontologia e embriologia, e assumiu que evolução não é só um avanço, mas que pode ser uma degeneração (o que é muito importante pra entender também sobre outros organismos que em vez de ganhar, perderam algumas funções), entre outras ideias não comprovadas e trabalhou também na construção de uma árvore indicando as familiaridades, mostrando a influência darwiniana.

Em houve um enorme passo para evolução, que passou despercebido, pois em 1948 Armen Takhtajan (1910-2009), construiu um sistema de classificação, utilizando balões, que só foi conhecido popularmente em 1980 após sua obra ser publicada em inglês. Na mesma época dessa publicação, Arthur Cronquist, em 1981, usou balões para provar suas avaliações sobre diferenças e relações de descendência.

Se tratando da classificação dos organismos como um todo, tradicionalmente os reinos eram separados de modo artificial em: Animal, Vegetal e Mineral, até que Robert Whittaker propôs um sistema geral de cinco reinos, sendo eles: Monera (único procarioto), Protista, Fungi, Plantae e Animalia.  Esses eram distinguidos de acordo com a complexidade, nutrição e forma de vida. Com isso, Robert conseguiu quebrar o paradigma de que tudo que está parada é planta, colocando cada organismo em seu lugar. Pouco tempo depois surge Carl Woese em 1977, usando métodos baseados na análise de Rrna, com 3 domínios: Bactérias, Archaea e Eukaryota, isso fez com ele dividisse 6 reinos: Archaebacteria, Bactéria, Protista, Fungi, Plantae e Animalia. O grande avanço nesse momento foi a utilização de dados moleculares, foi então que Wemil Henning em um de seus artigos, “Phylogenetische Systematik” de 1982, revolucionou todo o sistema existente ate aquele momento, por se basear em todas as evidências (características) disponíveis, saindo da superficialidade, usando as homologias, apomorfias e sinapomorfias. Outros avanços científicos aconteceram, como a gigantesca quantidade de informações graças aos dados moleculares de PCR, o uso de DNA, mitocôndrias, Ribossomos, cloroplasto, rubisco e outros.

Posto isto, entendemos que plantas não são todos aquelas que fazem fotossíntese e ou são verdes, principalmente ao estudar a arvore filogenética baseada nesses dados moleculares, hoje o que se tem como planta são aquelas pertencentes ao grupo monofilético Archaeplastida, que contém as plantas verdes (Prasbinofíceas, Charophyta, chlorophyta e Plantas terrestres) e as Algas vermelhas (Rhodophyta).

Por fim, todos os dados existentes sobre filogenia de Angiospermas estão disponíveis em uma extensa pesquisa colaborativa, que é o APG (Angiosperm Phylogeny Group), essa que era apenas um livro, hoje é uma bela construção interminável de pesquisas, antigas e recentes e hoje com a soma de tanta informação, é usada como banco de dados por todos que precisarem e quiserem participar.

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Algas, o que são? Quais as suas utilizações?

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Algas, o que são? Quais as suas utilizações?

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As algas são organismos que se reproduzem com facilidade, a maioria das espécies fica nos corpos aquáticos espalhados por todo o planeta, e a principal exigência de todas para crescerem e se desenvolverem, é um bom fornecimento e captação de luz solar na região localizada. Por ser de fácil criação e manutenção, gera grande interesse para diversas áreas da indústria, pois além de serem ricas de diversos compostos químicos, cujas propriedades podem ser bem exploradas, também apresentam a vantagem ecológica da obtenção de crédito de carbono (atuando, inclusive, como o verdadeiro pulmão do planeta).

Diversas espécies de microalgas e macroalgas estão sendo estudadas e testadas em: produção de biocombustíveis, materiais e objetos biodegradáveis, alternativas de sistemas para tratamento da água (filtração e desintoxicação), produção de rações potentes para diversos animais e na produção de energia sustentável.  Porem, essas já são largamente utilizadas em outras áreas, como nas industrias Alimentícia, cosmética e Farmacológica.

COMO SÃO UTILIZADAS?

Industria Alimentícia: afora várias espécies de algas já serem utilizadas há muito tempo na culinária asiática (principal), e ganhando cada vez mais espaço nas cozinhas do mundo por possuírem baixa quantidade de gorduras, serem ricas em ácidos graxos, proteínas, aminoácidos e lipídeos essenciais para humanos e animais, o destaque na indústria esta nos usos de:  agar-agar, um hidrocolóide super gelatinoso extraído de varias espécies de algas marinhas vermelhas (agarófitas), da classe Rhodophyta, e no uso da Carragena, também extraída de uma espécie de alga vermelha, Chondrus crispus. Ambas, especialmente a carragena, são utilizadas nas industrias para estruturar e gelidificar alimentos cremosos, estabilizar líquidos, como leites vegetais, para dar cremosidades aos alimentos, como por exemplo, sorvete e cremes, além de balas e doces gelatinosos de longa duração, como jujubas e garantir a conservação desses alimentos e bebidas (inclusive alcoólicas).

Esses dois compostos extraídos das algas vermelhas  também são utilizados na indústria farmacêutica, na produção de vitaminas e cosmética, juntos de outras diversas espécies e gêneros.

Indústria de cosméticos: utilizam mais as microalgas por serem excelentes sintetizantes de compostos orgânicos com muitas propriedades terapêuticas e nutritivas, são compostas por proteínas, hidratos de carbono, fibras, carotenoides, ácidos graxos, sais minerais, vitaminas, enzimas, peptídeos e esteróis. Graças aos processos biotecnológicos de extração, ocorre um melhor aproveitamento do produto, que é utilizado em cremes, loções, condicionadores e suplementos, focados em cuidado dos cabelos e pele, por dentro e por fora. As espécies de microalgas Pavlova lutheri,  Odontella aurita,  Crypthecodinium cohnii e Porphyridium cruentum,  possuem óleos poli-insaturados que melhoram a camada lipídica da pele e combatem a flacidez; outras espécies como Dunaliella salina e Haematococcus pluvialis, possuem carotenoides (pigmentos naturais) como betacaroteno e astaxantina, que atuam como fotoprotetores e reduzem formação de radicais livre associados ao envelhecimento precoce da pele, esses também atuam como agentes anticâncer, estimulando o sistema imunológico, e por conter alto teor de polissacarídeos auxilia na produção de colágeno, evitando rugas e marcas de expressão

Industria farmacêutica: Além de sintetizar toxinas, as microalgas podem produzir uma gama de moléculas bioativas com propriedades antibióticas, anticâncer, antiinflamatórias, antivirais, redutoras do colesterol, enzimáticas e com outras atividades farmacológicas.

Os compostos já citados anteriormente, Agar e Carragena também são utilizados na indústria farmacêutica por apresentarem efeitos laxantes, potencial anticoagulante, antitumoral e antiviral. As Phaeophyceae (algas castanhas) que são ricas em iodo e mucelagens são utilizadas com anticelulíticos, laxantes e para diminuir a sensação de fome, enquanto as ricas em sais minerais e oligoelementos, são tilizads como anti-inflamatórios e anti-reumáticos. Fabricados sobre a forma desidratada (pó), extratos, ou comprimidos.

Outros gêneros muito conhecidos na área são: Chlorella, com enorme potencial desintoxicante, ajudando a eliminar diversas substâncias tóxicas do corpo, incluindo meais pesados, como mercúrio e chumbo, sendo que também é um ótimo cicatrizante, fortalece o sistema imunológico e reduz ataques de asma e reações alérgicas; e Dunaliella, mais especificamente a espécie Dunaliella salina, que por possuir alta concentração de carotenoides, tem bastante utilidade na indústria cosmética, como já falado também, e farmacológica, isso porque, além de ser fonte de vitamina B12, ao ser ingerida é transformado em vitamina A, que contribui para o metabolismo normal do

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Esquema indicando a morfologia das espécies.

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Esquema indicando a morfologia dos seguintes exemplares: Micrastérias, Caulerpa e spirogyra.

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Morfologia dos exemplares Sargassum sp e Cutleria adspersa.

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A evolução das plantas e a conquista do ambiente terrestre - adaptações

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A evolução das plantas e a conquista do ambiente terrestre - adaptações

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As embriófitas ou “plantas terrestres”, denominam os grupos das hepáticas, musgos e antóceros, podem ter se originado de espécies como as: Choleochaetofíceas e/ou Zygnematofíceas, há cerca de 450 Ma (evidência mais atual, com um fóssil de Cooksonia). Os primeiros organismos a adentrar o ambiente terrestre enfrentaram problemas com relação a falta da água, como: dessecação, problemas na reprodução (por possuírem gametas nadantes), suporte e  na dispersão de esporos. Com o tempo, as embriófitas que melhor se adaptavam, adquiriam mudanças que as mantiveram, como: o aparecimento de cutículas (com cutina que mantem a água segura); esporopolenina nos esporos (triletes); passaram a proteger mais seus esporos com tecidos estéreis com estruturas diferenciadas e rígidas; seus corpos ficaram mais volumosos com cada vez mais células, filamentos multiaxiais (parênquima e estômatos); e algumas ganharam um sitema similar ao sistema vascular comum, ou o sistema vascular completo.

Essas espécies entre algas e plantas vasculares, chamadas briófitas, não possuem caule, nem folhas, e não possuem raízes, e sistema vascular, em vez desses, possuem estruturas semelhantes, são elas: Caulídeo, filídio, rizoide.

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Plantas mais próximas das algas verdes, que conquistaram e se adaptação ao ambiente terrestre. Acima esta alguns exemplos de espécies hepáticas, que seriam as primeiras a experimentar um novo ambiente, e serem modificadas. Mesmo mantendo a necessidade da presença de água, não exigem muito de solo e ar para viverem.

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Aula prática digital

Fazer um registro ou encontrar uma imagem de uma samambaia e com base nas imagens coletadas identificar:

1. O tipo de folha
2. Estrutura do esporófito
3. O tipo de indúsio
4. A morfologia dos soros

(anotações no documento)

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Podcast 1: História da relação homem/algas.
Podcast 2: A conquista do ambiente terrestre pelas plantas.

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Listen to PodCripto on Spotify. Episódios sobre assuntos abordados na disciplina de Morfologia e Taxonomia de Criptógramos da Universidade Federal de Mato Grosso - Campus Cuiabá.