Evolução Molecular - árvores filogenéticas

O que é uma árvoreNa figura acima é demonstrada uma típica árvore filogenética usada para reconstituição da história evolutiva. As OTUs (unidades taxonômicas) podem ser espécies (estudos inter-específicos) ou populações (estudos intra-específicos). Estas OTUs (OTU 1, OTU 2, OTU 3, OTU 4, OTU 5 e OTU 6) são geralmente o objeto de estudo e na maior parte correspondem a organismos existentes entre os quais se queira estabelecer as relações filogenéticas. Assim tenta-se encontrar os nós (OTUs internas) representados acima pelos n1, n2, n3, n4 e n5 que podem ser considerados como os possíveis ancestrais comuns e geralmente estão extintos. Por exemplo n5 representaria o nó que conecta todas as OTUs (1 a 6), então pode ser referido como o ancestral comum destas espécies ou populações, ou a raíz.
O tamanho dos ramos é proporcional à divergência entre os nós e as OTUs, que também é correspondente a uma escala temporal. Maiores ramos representam grau de divergência maior (Por ex: número de diferenças numa sequência de um gene) que por fim corresponde a um tempo maior de separação.
No exemplo acima a OTU 6 é divergente de n5 por 7 diferenças. Assumindo que as diferenças se acumulam igualmente em todas OTUs, então OTU 5 se separa da OTU 6 por 14 (7 + 7) diferenças.
Para se calcular exatamente a relação número de diferenças e tempo, necessita-se saber qual a taxa com que as diferenças se acumulam (taxa de mutação).
Ex: imagine que a taxa de mutação seja o acúmulo de 1 diferença a cada 100.000 anos, então 700.000 anos separam as OTU 1-6 de n5, ou seja, o ancestral comum de todas OTUs analisadas (n5) existiu há aproximadamente 700 mil anos.

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Árvore real e inferidaImagine que nós realmente conhecêssemos a história de ancestralidade comum das espécies viventes, ou seja a história real que está representada acima em negro. Na verdade a história real não é conhecida mas pode ser simulada e/ou ser inferida a partir de dados de variabilidade com auxílio de métodos de reconstrução de árvores filogenéticas. No caso acima, estamos tentando inferir a história real de espécies (ou populações), utilizando-se de dados de variabilidade genética do gene BETA. Neste caso a história dos táxons 1, 2, 3 e 4 é reconstituída a partir da análise das sequências do gene (beta1, 2, 3 e 4), onde há uma coincidência dos tempos e separações ocorridas no passado representado pelas separações I, II e III, onde estariam os nós representando possíveis ancestrais.
No entanto nem sempre se obtém uma árvore inferida idêntica à árvore real (ver abaixo).

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Inconsistências entre árvores inferidas e árvores reais das espécies
Algumas vezes a árvore filogenética inferida a partir de dados de variabilidade (morfologia, genes, etc...) pode não corresponder à história real. No caso acima por exemplo, na árvore real os táxons a e b tem um ancestral comum recente em uma cladogênese separada dos táxons c ed. A árvore gênica (com dados de variabilidade genética) inferida, conta uma história diferente, nos indicando que b teria um ancestral recente com c e d, e a teria se separado bem anteriormente.
Então o estudo de poucos dados de variabilidade pode levar a conclusões erradas sobre a história real das espécies. Para tentar minimizar o erro nas interpretações filogenéticas e chegar próximo a árvore filogenética verdadeira busca-se estudar uma grande quantidade de caracteres ou genes nas mesmas espécies.

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Associações históricas
Na figura acima estão representadas três tipos de associações históricas comumentemente estudadas em evolução.Nas reconstruções filogenéticas (visto acimas) estamos interessados em deduzir a história real dos organismos utilizando a história dos genes (figura 1a) que podem ser correspondentes ou não.
Outros exemplos de associações históricas acontecem em processos coevolutivos, tal como no parasitismo (figura 1b). Alguns estudos tentar correlacionar por exemplo a história evolutiva dos parasitas e correlacioná-la com a história evolutivas dos hospedeiros. Por exemplo entre espécies de carrapatos e bovídeos (boi, búfalo, etc.). Esta correlação também pode não ser muito coerente e mais complexa que a mostrada na figura 1a.
A associação histórica observada entre distribuição de espécies pelas distintas áreas no globo terrestre é estudada pela Biogeografia (figura 1c). Este é o tipo de relação mais complexa mas ainda assim podem ser reconhecidos alguns padrões de distribuição de espécies bem correlacionados com geografia, movimento de separação dos continentes, etc. Um exemplo é a existência de primatas na África e América do Sul.

As plantas são indispensaveis ma vida e na terra, é elas que liberam oxigenio, e que permite a respiração da maior parte dos seres vivos. Saiba que os animais herbivoros não poderiam viver se não hovesse as plantas. Os herbivoros morreriam, e os carniveros que eles se alimentam morreriam tambem. A Terra seria, então, um planeta sem vida.

Existe grande variedades de plantas e tamanhos diferentes, há tambem plantas rasteiras como a musgo; e arbustos e árvores tanto de tamanho médio, como grande. Umas tem flor, como a roseira, a amendoeira, e outras não como o musgo e feto. Veja o quanto é interesante uma planta! pois as árvores que tem raizes aprumada têm uma raiz principal, que é mais grossa e outras mais finas que saem da principal, umas com reserva de alimentos e outras não. As raizes aprumadas com reservas de alimento é o nabo e a cenoura, e a raíz aprumadas e sem reservas de alimentos é a raíz do pinheiro. A plantas com raíz fasciculada que a raís é de tamanho grosso e identicos a um feixe, com ou sem reservas de alimentos. A dália tem raízes fasciculadas e com reserva de alimento, e o trigo e milho, suas raízes são fasciculadas e sem reservas de alimento. O pimheiro sua raíz é subterrânia, a nenúfar, e agriões sua raíz é aquática, e a hera e o musgo sua raíz é aéria.

A raíz é a parte mais importante da planta. Pois ela fixa a planta ao solo e absorve a água e os minerais e nela acumula a reservas de alimentos, já o caule das plantas existem vários tipos como: o caule oco que é o do trigo e milho, o do caule maciço é o do agrião e o da macieira, e também o caule aquarico que é o da macieira, e o subterranio que é o da batateira. No caule sai os ramos, a folha, flores e frutos que é a parte aéria da planta, ele também reandporta água e sais minerais da raíz até as folhas, e reparte o alimento por toda as partes da planta. As folhas quando caduca caem e isso é geralmente em outono. As folhas pesistentes, elas nunca perdem totalmente as suas folhaens. A folhagem caduca é a do castanheiro, figueira, carvalho, e a videira. E as de folhagens persistente é a do pinheiro, oliveira, e a do limoeiro. A folha também fabrica os alimentos da planta, e realiza a respiração e a transpiração da planta. E também pode servir de reserva de alimento e de proteção.

Importância das Árvores

Ciclo da águaA infiltração de água em solos com cobertura florestal é 40 vezes maior do que em solos descobertos (Rezende e cols., 2000), alimentando os lençóis freáticos, que formam as nascentes e os rios. A presença de árvores reduz o impacto causado pelas chuvas, evitando a erosão do solo e o conseqüente assoreamento dos recursos hídricos (Magalhães e Crispim, 2003). Além disso, quando absorvida pelas plantas, a água volta à atmosfera em forma de vapor, pela transpiração das folhas, que também origina partículas necessárias (aerossóis) para que as nuvens se formem (Claeys e cols, 2004). 
Amenizam o clima
Uma árvore isolada pode transpirar até 500 litros de água por dia. Além disso, a interceptação solar pelas copas evita o aquecimento dos prédios, cria ambientes que servem de abrigo nas horas mais quentes do dia e diminui as consequências da insolação direta.
Diminuem a reflexão da radiação do sol
Superfícies artificiais refletem até 50% , enquanto a vegetação reflete de 25 a 10% dessa rediação, diminuindo o efeito térmico.
Efeito sobre o regime dos ventos
Podem bloquear ventos frios no inverno e dirigir a entrada de correntes que resfriam o ambiente no verão.
Economia de energia
Redução do gasto com refrigeração. Segundo uma pesquisa, em Sacramento, Califórnia, EUA, a economia anual foi calculada em 18,5 bilhões de dólares devido à presença de árvores.
Captação de partículas e gases presentes no ar
Remoção de 1,2 tonelada/hectare de dióxido de carbono.
Conservação da biodiversidade
As árvores servem de refúgio e provêem alimento para consumidores primários (herbívoros) tais como aves e insetos.Em dois bairros de Volta Redonda foram registradas 90 espécies de aves nas árvores individuais existentes na arborização das ruas.
Atuam nos aspectos sensorial e estético
Amenizam a aridez e a repetição dos prédios e outras áreas construídas.
Saúde física e mental
Auxilia na recuperação de doentes e tem um efeito restaurador, com mudanças positivas no estado psicológico, no sistema fisiológico (diminui a pressaõ arterial), funcionamento cognitivo e comportamental.

Árvore - Partes da Árvore

No dicionário:
do Lat. arbore - grande vegetal lenhoso, cujos ramos saem a certa altura do tronco

Raiz:
Uma vez que a maioria das raízes são subterrâneas e portanto não facilmente visíveis, nossa tendência é ignorá-las e desmerecê-las. A primeira raiz do vegetal vem do embrião, chamada de raiz primaria, ou raiz principal. Ela pode ser pivotante (cresce principalmente para baixo) ou tabular (cresce principalmente lateralmente).
A raiz possui órgãos especializados para sustentação, absorção, armazenamento e condução da seiva, e é responsável pela retirada de água e nutrientes do solo.
A água e nutrientes absorvidos compõem a seiva bruta. Essa seiva bruta é transportada, da raiz para as folhas pelo xilema (conjunto de vasos encontrados no caule da planta).

Caule:
Uma curiosidade é que as plantas primitivas só tinham caule ! Estes são tidos como precursores das folhas e assim ancestrais do próprio sistema caulinar.
O caule promove interligação entre raiz e folha, levando a seiva bruta da raiz para as folhas, através de um conjunto de vasos condutores, chamado de xilema, e levando a seiva elaborada das folhas até o restante da planta, por um conjunto de vasos condutores, chamado de flolema.
Durante a descida, o floema fornece alimento aos demais órgãos.
Os troncos das árvores variam em tamanho, forma, textura e cor.
É do tronco de algumas árvores que é extraída a madeira que usamos em nossas casas, em móveis, ferramentas, pisos e até mesmo lápis. É também do tronco de algumas árvores que é extraída a matéria prima para fazer o papel - a celulose.
Comece a pensar quantas árvores são derrubadas para satisfazer nossas necessidades do dia-a-dia, só relacionadas ao caule !

Folha:
Nas folhas, ocorre a fotossíntese, que é um processo de produção de glicose e oxigênio. Este processo tem como um de seus componentes a luz do sol. A luz é formada por feixes de diferentes comprimentos onda. Cada comprimento é de uma cor. Essas são as cores primárias.
Os comprimentos de onda que são absorvidos pelas folhas variam de acordo com as espécies. Em geral o comprimento de onda de cor verde não é absorvido pelas folhas, sendo assim refletido, dando a coloração verde às folhas.
A glicose produzida compõe a seiva elaborada conhecida como alimento da planta. A seiva elaborada é transportada, das folhas para toda a planta, pelo floema, como vimos a cima.
Também ocorre a transpiração e a perda de água para o meio ambiente na forma de vapor. É possível observar névoas em grandes florestas ao amanhecer. Esta névoa nada mais é que a evaporação da umidade da floresta. Uma parte desta umidade é produzida através desta transpiração que ocorre em cada folha.

Flor:
A flor é uma folha modificada do vegetal, de crescimento limitado, contendo as estruturas reprodutivas da planta Giniceu (parte feminina), Androceu (parte masculina).
A pétala funciona como atrativo.Cada espécie evoluiu suas flores em tamanho, forma e cor, para se adaptar aos seus determinados polinizadores.

Essa evolução garante a perpetuação da espécie, e a biodiversidade através dos polinizadores.
Biodiversidade, é a diversidade da vida (bio). Com a flor, as Angiospermas adquiriram a capacidade de se reproduzirem a partir do cruzamento entre dois indivíduos.
A grande maioria da flores das Angiospermas é hermafrodita, facilitando a autofecundação. Mas a autofecundação apresenta desvantagem para as espécies, impedindo a variabilidade de caracteres. Para impedir a autofecundação, as flores possuem adaptações que impedem o processo, e facilitam a fecundação cruzada (entre flores de indivíduos diferentes), tais como:
- Hercogamia = alturas diferentes da antera (androceu) e o estigma (giniceu).
- Protandria = o androceu amadurece antes do gineceu.
- Protaginia = giniceu amadurece antes do androceu.

Fruto:
Ocorrendo a fecundação, o óvulo origina a semente, e o ovário, o fruto. O fruto protege as sementes e prepara o solo, facilitando a germinação, os frutos podem ser verdadeiros (quando se formarem a partir do ovário, como o abacate); ou falsos (quando se formam de outras partes da planta como o caju, maçã, figo, abacaxi e framboesa).

Sementes:
A semente é uma estrutura de propagação da planta; é a unidade reprodutiva que dá início a uma nova geração da espécie. Esta estrutura contém o embrião e protege-o contra a dessecação, danos mecânicos e ataques de organismos diversos.
- Dormência

Fotossíntese:
Os seres fotossintetizantes, que não são apenas as plantas, são autótrofos, isto é, produzem seu próprio alimento.
A fotossíntese é o processo pelo qual a planta transforma a seiva bruta em seiva elaborada - seu alimento!.
Ela ocorre na folha, utilizando gás carbono (CO2), água (H2O) e luz, transforma-os em carboidratos (C6H12O6) e oxigênio (O2), que é liberado na atmosfera. Apesar da glicose ser representada como carboidrato nas células fotossintetizantes, o produto mais imediato são carboidratos com 3 carbonos, conhecidos como trioses.