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Medium 9788536326085

Capítulo 10. Sistemática e Filogenia

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF Criptografado

Capítulo 10

Sistemática e Filogenia

10.1

Métodos da sistemática. . . . . . . . . . . . .

610

10.1.1

10.1.2

Reconhecimento de espécies . . . . . . . . . . . .

Monografias, floras e chaves de identificação . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Pesquisa de parentesco . . . . . . . . . . . . . . . . .

Caracteres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Conflitos de caracteres . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Sistemática numérica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Sistemática filogenética: parcimônia máxima . . .

Verossimilhança máxima . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Inferência bayesiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Análise estatística de hipóteses de parentesco . .

Filogenia e classificação . . . . . . . . . . . . . . . .

Nomenclatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

610

10.1.3

10.1.3.1

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Capítulo 20. Produtividade

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

20

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 20.1  A energia nos ecossistemas origina-se com a produção primária pelos autótrofos.

CONCEITO 20.2 

A produção primária líquida

é limitada por fatores ambientais físicos e bióticos.

CONCEITO 20.3 

Os padrões globais de produção primária líquida são reflexo das limitações climáticas e dos tipos de biomas.

CONCEITO 20.4 

A produção secundária é gerada por meio do consumo de matéria orgânica pelos heterótrofos.

Produtividade

Vida nas profundezas submarinas:

Estudo de Caso

Ecólogos já consideraram as profundezas submarinas como equivalentes a um deserto. O ambiente físico a profundidades entre 1.500 e 4.000 m não parecia favorável à vida como conhecíamos. É completamente escuro nessas profundidades, não sendo viável a fotossíntese. A pressão da água alcança valores 300 vezes maiores do que aqueles da superfície do oceano, similar à pressão usada para esmagar carros em um ferro-velho. Pensava-se que os organismos que vivem nas profundezas do oceano adquiriam energia exclusivamente da precipitação eventual de materiais mortos oriundos da zona fótica nas camadas superiores, onde a luz solar penetra e os fitoplânctons fazem fotossíntese. A maioria dos organismos conhecidos das profundezas do mar se alimentava de detritos, como equinodermas (p. ex., estrelas-do-mar), moluscos, crustáceos e vermes poliquetas.

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Medium 9788582713662

Capítulo 16 - Sinais da Luz Solar

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

16

Sinais da Luz Solar

A

luz solar serve não só como uma fonte de energia para a fotossíntese, mas também como um sinal que regula diversos processos do desenvolvimento, desde a germinação da semente ao desenvolvimento do fruto e à senescência (Figura 16.1). Ela também fornece pistas direcionais para o crescimento das plantas, bem como sinais não direcionais para os seus movimentos. Já foram abordados diversos mecanismos de detecção de luz em capítulos anteriores. No Capítulo 9, foi visto que os cloroplastos se movem dentro das células do tecido paliçádico foliar, para orientar sua face ou borda em direção ao sol (ver Figura 9.12). As folhas de muitas espécies são capazes de alterar sua posição para acompanhar o movimento do sol através do céu, um fenômeno conhecido como acompanhamento do sol (solar tracking) (ver Figura 9.5). Como discutido no Capítulo 10, estômatos usam a luz azul como um sinal para a abertura, uma resposta sensorial que permite a entrada do CO2 na folha.

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Capítulo 8 - Fotossíntese: Reações de Carboxilação

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

8

Fotossíntese: Reações de Carboxilação

N

o Capítulo 5, foram examinadas as necessidades das plantas em relação a nutrientes minerais e luz para poderem crescer e completar seu ciclo de vida. Uma vez que a quantidade de matéria em nosso planeta permanece constante, a transformação e a circulação de moléculas pela biosfera demandam um fluxo contínuo de energia. De outra forma, a entropia aumentaria e o fluxo de matéria, em última análise, pararia. A principal fonte de energia para a sustentação da vida na biosfera é a energia solar que atinge a superfície da Terra. Os organismos fotossintetizantes capturam cerca de 3 x 1021 Joules por ano de energia da luz solar e a utilizam para a fixação de aproximadamente 2 x 1011 toneladas de carbono por ano.

Há mais de 1 bilhão de anos, células heterotróficas dependentes de moléculas orgânicas produzidas abioticamente adquiriram a capacidade de converter a luz solar em energia química, mediante endossimbiose primária com uma cianobactéria ancestral. Comparações recentes das sequências de aminoácidos de proteínas de plastídios, cianobactérias e eucariotos permitiram agrupar a progênie desse evento antigo sob a denominação de Archaeplastidae, que engloba três linhagens principais: Chloroplastidae (Viridiplantae: algas verdes, plantas terrestres), Rhodophyceae (algas vermelhas) e Glaucophytae (algas unicelulares contendo plastídios semelhantes a cianobactérias, chamadas de cianelas). A integração genética da cianobactéria com seu hospedeiro reduziu algumas funções pela perda de genes e estabeleceu um mecanismo complexo nas membranas externa e interna para direcionar (1) proteínas codificadas pelo núcleo para o endossimbionte e (2) proteínas codificadas pelo plastídio para o hospedeiro. Os eventos endossimbióticos implicaram o ganho de novas rotas metabólicas.

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Capítulo 15. Mutualismo e comensalismo

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

15

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 15.1 

Nas interações positivas, nenhuma espécie é prejudicada e os benefícios são maiores do que os custos para pelo menos uma espécie.

CONCEITO 15.2  Cada parceiro em uma interação mutualista atua de modo que atenda a seus próprios interesses ecológicos e evolutivos.

CONCEITO 15.3 

As interações positivas afetam a abundância e a distribuição das populações, assim como a composição das comunidades ecológicas.

Mutualismo e comensalismo

Os primeiros agricultores: Estudo de Caso

Os seres humanos começaram a cultivar há cerca de 10 mil anos. A agricultura foi um desenvolvimento revolucionário que levou tanto a um grande aumento no tamanho de nossa população quanto a inovações em governo, ciência, artes e muitos outros aspectos da sociedade humana. Contudo, as pessoas estavam longe de ser a primeira espécie a cultivar outros organismos. Essa distinção vai para as formigas da tribo Attini*, um grupo de 210 espécies, a maioria das quais vive nas florestas tropicais da América do Sul.

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Capítulo 22 - Senescência Vegetal e Morte Celular

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

22

Senescência Vegetal e

Morte Celular

A

cada outono, as pessoas que vivem em climas temperados desfrutam as espetaculares mudanças de cores que podem preceder a perda de folhas de árvores decíduas (Figura 22.1). Tradicionalmente, os poetas têm utilizado a coloração e a queda das folhas de outono como recordações pungentes, como nas linhas iniciais do soneto 73 de Shakespeare:

That time of year thou mayst in me behold,

When yellow leaves, or nome, or few, do hang

Upon those boughs which shake against the cold,

Bare ruined choirs, where late the sweet birds sang.

Folhas outonais tornam-se amarelas, alaranjadas ou vermelhas e caem de seus ramos em resposta a comprimentos de dia mais curtos e temperaturas mais baixas, que desencadeiam dois processos do desenvolvimento relacionados: senescência e abscisão. Embora a senescência leve finalmente

à morte dos tecidos-alvo, ela é distinta do termo relacionado necrose. Senescência é um processo autolítico (autodigestivo) dependente de energia que é controlado pela interação de fatores ambientais com programas de desenvolvimento geneticamente controlados. Embora tenha alguma sobreposição com a senescência, a necrose em geral é definida como a morte causada diretamente por dano físico, toxinas (como herbicidas) ou outros agentes externos. A abscisão refere-se à separação de camadas de células que ocorre nas bases de folhas, partes florais e frutos, a qual permite que se desprendam facilmente sem danificar a planta.

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Capítulo 15 - Sinais e Transdução de Sinal

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

15

Sinais e Transdução de Sinal

C

omo organismos sésseis, as plantas constantemente realizam ajustes em resposta a seu ambiente, seja para tirar proveito de condições favoráveis ou para sobreviver em situações desfavoráveis. Para facilitar esses ajustes, as plantas desenvolveram sistemas sensoriais sofisticados para otimizar o uso da água e de nutrientes; para monitorar a quantidade, a qualidade e a direcionalidade da luz; e para se defender de ameaças bióticas e abióticas. Charles e Francis Darwin realizaram estudos pioneiros sobre a transdução de sinal durante o crescimento da curvatura de coleóptilos de gramíneas em resposta à luz. Eles constataram que a fonte luminosa unidirecional foi percebida no ápice do coleóptilo, embora a resposta de curvatura tenha ocorrido mais distante ao longo da parte aérea. Essa constatação os levou a concluir que devia haver um sinal móvel, o qual transferia informação de uma região do tecido do coleóptilo para outra e provocava a resposta de curvatura. O sinal móvel foi mais tarde identificado como auxina, ácido 3-indolacético, a primeiro hormônio vegetal a ser descoberto.

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Capítulo 5. Fisiologia do Metabolismo

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF Criptografado

Capítulo 5

Fisiologia do Metabolismo

5.1

Energética do metabolismo. . . . . . . . . .

225

5.1.1

5.1.2

5.1.3

5.1.4

5.1.4.1

5.1.4.2

5.1.4.3

Fundamentos de bioenergética. . . . . . . . . . .

Energética dos sistemas fechados . . . . . . . .

Energética dos sistemas abertos . . . . . . . . .

Potencial químico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Definição geral. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Potencial hídrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Potencial químico de íons e potencial de membrana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Potencial redox . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Transformação de energia e acoplamento energético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Catálise enzimática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fundamentos da catálise. . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Capítulo 9. Distribuição e abundância de populações

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

9

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 9.1  Populações são entidades dinâmicas que variam em tamanho no tempo e no espaço.

CONCEITO 9.2 

As distribuições e abundâncias de organismos são limitadas pela adequação do hábitat, fatores históricos e dispersão.

CONCEITO 9.3  Muitas espécies têm distribuição fragmentada de populações dentro de sua amplitude geográfica.

CONCEITO 9.4 

A distribuição de indivíduos dentro de uma população depende da localização dos recursos essenciais, dispersão e interações comportamentais.

CONCEITO 9.5 

As abundâncias e distribuições de populações podem ser estimadas por contagens em

áreas específicas, métodos de distâncias, estudos de marcação e recaptura e modelos de nicho.

Distribuição e abundância de populações

Das florestas de algas-pardas aos vazios de ouriços: Estudo de Caso

Estendendo-se através de 1.600 km no Oceano Pacífico ao oeste do Alasca, as montanhosas Ilhas Aleutas geralmente são castigadas por fortes tempestades e ficam ocultadas pela neblina. As ilhas têm algumas poucas árvores grandes e, exceto pelas ilhas do leste, que já fizeram parte do continente, não são encontrados os mamíferos terrestres presentes no continente, como ursos-pardos, renas e lemingues. Existe, no entanto, abundante vida selvagem marinha nas cercanias, incluindo aves, focas, baleias e grande diversidade de peixes e invertebrados.

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Capítulo 13 - Assimilação de Nutrientes Inorgânicos

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

13

Assimilação de

Nutrientes Inorgânicos

A

s plantas superiores são organismos autotróficos que podem sintetizar todos os seus componentes orgânicos a partir de nutrientes inorgânicos obtidos do ambiente. Para muitos nutrientes minerais, o processo envolve a absorção de compostos do solo pelas raízes (ver Capítulo 5) e a incorporação em compostos orgânicos, essenciais ao crescimento e ao desenvolvimento. Essa incorporação dos nutrientes inorgânicos em substâncias orgânicas, como pigmentos, cofatores enzimáticos, lipídeos, ácidos nucleicos e aminoácidos, é denominada assimilação de nutrientes.

A assimilação de alguns nutrientes – em particular nitrogênio e enxofre

– envolve uma série complexa de reações bioquímicas que estão entre as reações de maior consumo energético dos organismos vivos:

• Na assimilação do nitrato (NO3 –), o nitrogênio do NO3 – é convertido em uma forma mais energética (mais reduzida), o nitrito (NO2–), e, depois, em uma forma ainda mais energética (mais reduzida ainda), o amônio (NH4+), e finalmente em nitrogênio amida da glutamina. Esse processo consome o equivalente a 12 ATPs para cada nitrogênio amida.

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Capítulo 6. Fisiologia do Desenvolvimento

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF Criptografado

Capítulo 6

Fisiologia do Desenvolvimento

6.1

Princípios fundamentais da fisiologia do desenvolvimento . . . . . . . . . . . . . . . .

376

6.1.1

Crescimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

378

6.2

Bases genéticas do desenvolvimento .

380

6.2.1

6.2.1.1

6.2.1.2

6.2.1.3

6.2.2

6.2.2.1

6.2.2.2

6.2.2.3

Sistemas genéticos da célula vegetal . . . . .

Genoma nuclear . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Genoma plastidial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Genoma mitocondrial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Bases da atividade gênica . . . . . . . . . . . . . . .

Estrutura gênica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Processo de transcrição . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Controle da transcrição . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

380

380

396

396

399

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Capítulo 1. A teia da vida

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

1

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 1.1  Os eventos no mundo natural estão interligados.

CONCEITO 1.2  A ecologia

é o estudo científico das interações entre os organismos e seu ambiente.

CONCEITO 1.3  Os ecólogos avaliam hipóteses concorrentes sobre os sistemas naturais com observações, experimentos e modelos.

A teia da vida

Malformações e declínio em populações de anfíbios: Estudo de Caso

Em agosto de 1995, um grupo de estudantes de escolas de ensino fundamental e médio de Henderson, Minnesota, fez uma descoberta terrível ao coletar rãs-leopardo (Rana pipiens) para um trabalho de ciências no verão:

11 das 22 rãs coletadas estavam gravemente malformadas. Algumas delas tinham pernas adicionais ou ausentes, outras tinham pernas muito curtas ou curvadas em direções incomuns, e ainda outras tinham crescimentos

ósseos projetando-se de suas costas (Figura 1.1). Os estudantes relataram seus achados para a agência de controle de poluição do estado de Minnesota, que investigou e constatou que 30 a 40% das rãs na lagoa estudada eram malformadas.

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Capítulo 2 - Estrutura do Genoma e Expressão Gênica

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF Criptografado

2

Estrutura do Genoma e Expressão Gênica

O

fenótipo de uma planta é o resultado de três fatores principais: seu genótipo (todos os genes, ou alelos, que determinam as caracterí caracte sticas da planta), o padrão de modificações epigenéticas de seu

DNA (grupos químicos ligados a algumas das bases nitrogenadas do DNA

(gru

(g que afetam a atividade gênica) e o ambiente em que vive. No Capítuaf lo o 1,

1 foram revisados a estrutura fundamental e a função do DNA, seu se empacotamento dentro de cromossomos e as duas fases principais da expressão gênica: transcrição e tradução. Neste capítulo,

é discutido como a composição do genoma, além de seus genes, influencia a fisiologia e a evolução do organismo. Primeiro, são examinados a estrutura e a organização do genoma nuclear e os elementos extragene que ele contém. Em seguida, volta-se para os genomas citoplasmáticos que estão contidos dentro das mitocôndrias e dos plastídios. Também se discute sobre a maquinaria celular necessária para transcrever e traduzir os genes em proteínas funcionais, e é visto como a expressão gênica é regulada p tanto tan transcricional como pós-transcricionalmente. Por fim, são introduzidas algumas das ferramentas utilizadas para estudar a função tro odu gênica, com uma discussão sobre o uso da engenharia genética gênica a, concluindo c na pesquisa pesq qui e na agricultura.

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Capítulo 13. Predação e herbivoria

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF Criptografado

13

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 13.1  A maioria dos predadores tem dietas amplas, ao passo que a maioria dos herbívoros tem dietas relativamente restritas.

CONCEITO 13.2 

Os organismos desenvolveram uma ampla gama de adaptações que os ajudam a obter alimento e a evitar que se tornem presas.

CONCEITO 13.3 

A predação e a herbivoria podem afetar muito as comunidades ecológicas, às vezes transformando um tipo de comunidade em outro.

CONCEITO 13.4  Ciclos populacionais podem ser causados por interações exploratórias.

Predação e herbivoria

Os ciclos da lebre-americana:

Estudo de Caso

Em 1899, um comerciante de peles de Ontário, no Canadá, relatou para a Companhia Hudson’s Bay: “Os índios estão trazendo poucas caças.

Eles passaram fome durante toda primavera. Os coelhos estão escassos”

(Winterhalder, 1980). As “caças” referem-se a peles de castores e outros animais com peles de valor comercial, capturados por membros da tribo

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Capítulo 7. Fisiologia dos Movimentos

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF Criptografado

Capítulo 7

Fisiologia dos Movimentos

7.1 Conceitos fundamentais da fisiologia dos estímulos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

485

7.2 Movimentos livres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

486

7.2.1 Taxias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.1.1 Quimiotaxia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.1.2 Fototaxia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.1.3 Outras taxias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.2.2 Movimentos intracelulares. . . . . . . . . . . . . . . . . .

488

488

490

493

494

7.3 Movimentos de órgãos vivos . . . . . . . . . . . . .

7.3.1 Tropismos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.3.1.1 Fototropismo e escototropismo . . . . . . . . . . . . . . .

499

505

506

506

506

507

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