Poaceae (Gramineae): taxonomia, morfologia, ecologia, aspectos econômicos e históricos

Poaceae (Gramineae):taxonomia, morfologia, ecologia, aspectos econômicos e históricos

Prof. MSc. Rodrigo Sampaio Rodrigues

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Aspectos históricos e taxonômicos

Neolítico: 12.000 – 4.000 a.C.

Neolítico: 12.000 – 4.000 a.C.

Quais foram as reais implicações decorrentes do estabelecimento da agricultura?

sedentarização: estabelecimento de tribos, aldeias, etc.

estabelecimento de relações sociais e linguagens mais complexas

divisão de tarefas

domesticação de animais (pecuária)

seleção artificial (plantas e animais)

excedentes da produção: moeda de troca

aumento da disponibilidade de tempo para outras tarefas

elaboração de instrumentos mais eficientes para o trabalho

primórdios das ciências: astronomia, meteorologia, etc.

primórdios das religiões, misticismos, cultos e ritos

Neolítico: 12.000 – 4.000 a.C.

O nascimento das civilizações é geralmente associado aos cereais que as simbolizam

Mediterrâneo e Europa

Triticum aestivum L.

Neolítico: 12.000 – 4.000 a.C.


Zea mays L.

Mesoamérica

Neolítico: 12.000 – 4.000 a.C.


Ásia

Oryza sp.

Domesticação de plantas:

Grandes centros irradiantes

Processo evolucionário conduzido pelo homem com objetivos específicos;

• Aumento da produtividade (quantitativa e qualitativa);• Resistência aos agentes patogênicos;• Aumento da resistência às condições ambientais adversas;

Plantas domesticadas são geneticamente distintas das formas selvagens.

Alterações cromossômicas são acompanhadas de alterações morfológicas, bioquímicas e fisiológicas (Síndrome de Domesticação):

• Perda da dormência das sementes;• Aumento do tamanho e número de frutos e sementes;• Alterações nos mecanismos de dispersão;• Hábito;• Uniformidade morfológica;• Desenvolvimento antrópico-dependente;


Principais fatores genéticos envolvidos no processo de domesticação de plantas:

• Mutação (gênica, cromossômica e extranuclear)• Hibridação• Euploidia• Seleção artificial

Oryza sativa L.

Triticale (Hibrido entre Trigo e Centeio)



Poliploidia:

Saccharum officinarum L.

Teosinto Híbrido Zea mays L.


E hoje...?

700 gêneros, ca. 10.000-11.000 espécies (GPWG 2001, 2011);

Cosmopolita: trópicos, subtrópicos, zonas temperadas e regiões polares (Gould & Shaw

1983).

Fon

te: tr

opic

os.o

rg

Poaceae: distribuição

GPWG (2001): 12 subfamílias

mobot.org

mobot.org

APG: 13 subfamílias (GPGW (2001) +

Micrairoideae)

Eriachne R. Br.; Isachne R. Br.

Sanchéz-Ken et al. (2007): Arundinoideae

Micrairoideae (Micraireae)

Soreng et al. (2011): 12 subfamílias

(Panicoideae + Centothecoideae)

Poaceae: classificação

Folha cotiledonar: 1

Raiz embrionária efêmera

Folhas paralelinérveas

Flores trímeras

Perigônio 2-verticilado

Ácido silícico

Inflorescência bracteada

Embrião pequeno e alargado

Hábito herbáceo

Epiderme silicosa

Folhas graminoides

Flores pequenas/reduzidas

Flores anemófilas

Flores paleáceas

Ausência de nectários florais

Poaceae: classificação

Brasil:

214 gêneros, 1.435 espécies

Amazônia, Caatinga, Cerrado, Mata Atlântica,

Pampa e Pantanal

Fil

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25 gêneros endêmicos

484 espécies endêmicas

Poaceae no Brasil

11 Subfamílias

Poaceae no Brasil

11 Subfamílias

Anomochlooideae Pharoideae

Bambusoideae Erhartoideae

Pooideae

Danthonioideae Arundinoideae

MicrairoideaeAristidoideae

Chloridoideae

Panicoideae

Poaceae no Brasil

Subfamílias mais expressivas:

Bambusoideae Pooideae Aristidoideae Chloridoideae Panicoideae

Ecologia

Ecologia

Grande número de espécies pioneiras:

Polypogon elongatus Kunth

Cynodon dactylon (L.) Pers.

Paspalum urvillei Steud.

Andropogon virgatus Desv. ex Ham.

Ecologia

Espécies fixadoras de solo (revestimento): combate à erosão• raízes fasciculadas• desenvolvimento paquimorfo ou leptomorfo

Capim-das-dunas

Ecologia


Axonopus siccus (Nees) Kuhlm.

Ecologia


Ecologia

Recuperação de áreas degradadas

Axonopus fissifolius (Raddi) Kuhlm. Paspalum notatum Alain ex Flüggé

Ecologia

Indicadoras das condições do solo

Ecologia

Interações com a fauna• alimento, refúgio, locais para acasalamento e procriação

Ecologia

Invasoras• unidades de conservação• cultura• ruderais

Eleusine indica (L.) Gaertn.

Cenchrus echinatus L.

Melinis minutiflora P. Beauv.

Setaria parviflora P. Beauv.

Economia

Economia

Alimentação humana

Zea mays L.

Oriza sp.

Triticum eastivum L.

Economia

Alimentação animal

Pastagem e rebanho

Cenchrus purpureus (Schumach.) Morrone

Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich.) R.D. Webster

Economia

Ornamental

Cortaderia seloana (Schult.) Asch.

(Foto: Karen Peacock)

Phyllostachys nigra (Lodd. ex Lindl.) Munro

(Foto: Muhamad Dede Rifal)

Economia

Ornamental

Gramados

Economia

Construção

Economia

Artesanato

Coix lacryma-jobi L.

Economia

Melinis minutiflora P. Beauv. Melinis repens (Willd.) Zizka

Medicinal: aromatizantes, repelentes

Economia

Medicinal: aromatizantes, repelentes

Cymbopogon citratus (DC.) Stapf Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty

Economia

Matriz energética:

Biocombustível a partir do bagaço da cana-de-açúcar

Panicum virgatum L.

Biocombustível a partir do bagaço do milho

Economia

Indústria cosmética e farmacêutica:

Poaceae:ciclo de vida e morfologia básica

Ciclo

Estivais (gramíneas de verão): fase vegetativa na primavera e florescimento no verão

Hibernais (gramíneas de inverno): fase vegetativa no outono e florescimento na primavera

Megatérmicas: milho, arroz, sorgo, etc.

Microtérmicas: trigo, alpiste, aveia, cevada, etc.

Ciclo

Monocárpicas (Anuais): florescem uma vez e morrem após a frutificação:

• Anuais: possuem um só período vegetativo: trigo, milho, cevada• Bianuais: vivem vegetativamente em torno de dois anos: azevém• Plurianuais: vivem vegetativamente por longos períodos: bambus

Pluricárpicas (Perenes): florescem várias vezes ao longo de seu ciclo.

Como podemos diferenciar uma gramínea anual de uma gramínea

perene?

Ciclo

Dica 1: presença de rizoma

Paspalum notatum Alain ex Flüggé Axonopus capillaris (Lam.) Chase

Ciclo

Dica 2: número de ramos floríferos por touceira:

Gymnopogon foliosus (Willd.) Chase

Ciclo

Dica 2: número de ramos floríferos por touceira

Gymnopogon foliosus (Willd.) Chase

Morfologia: raiz

Raiz: fasciculada ou cabeleira

Adventícias ou caulinares

Morfologia: colmo

Nós e entrenós evidentes

Gemas com desenvolvimento alterno nos nós

Cheios (maciços) ou fistulosos (ocos)

Ausência de desenvolvimento secundário

Herbáceos e tênues até fortemente lignificados e resistentes (bambus)

Aéreos ou subterrâneos

Morfologia: colmo

Phyllostachys aurea Rivière & C. Rivière

Saccharum officinarum L.

Morfologia: colmo

Pilosidade

Morfologia: colmo

Dendrocalamus asper

Paspalum multicaule Poir.

Morfologia: colmo

Hyparrhenia rufa (L.) Stapf.

Chusquea sp.

Merostachys sp.

Morfologia: colmo

Rizoma: caule subterrâneo aclorofilado recoberto de catafilos, acumulam reservas e dos quais partem raízes e colmos aéreos:

Paquimorfo (entouceirante)

Leptomorfo (alastrante)

Morfologia: colmo

Dendrocalamus minor (McClure) L.C. Chia & H.L. Fung

Morfologia: colmo

Phyllostachys aurea Carrière ex Rivière & C. Rivière

Hábito (Forma de crescimento)

Chloris pycnothrix Trin.

Estolonífero• caules aéreos rasteiros• enraizamento nos nós basais• formação de partes aéreas em cada nó


Cespitoso:• formação de touceiras• entrenós basais encurtados• partes aéreas eretas

Andropogon bicornis L. Andropogon leucostachyus Kunth


Cespitoso-decumbente• formação de touceiras• sinflorescência erguida• partes aéreas prostradas no solo sem enraizamento

Panicum rudgei Roem. ex Schult.


Decumbente • sem formação de touceiras• sinflorescência erguida• partes aéreas prostradas no solo sem enraizamento (ou apenas nos nós

inferiores)

Trichanthecium parvifolium (Lam.) Zuloaga & Morrone


Apoiante • formação ou não de touceiras• partes aéreas prostradas sobre a vegetação circundante

Chusquea sp.


Apoiante • formação ou não de

touceiras• partes aéreas prostradas

sobre a vegetação circundante

Parodiophyllochloa penicillata (Nees ex Trin.) Zuloaga & Morrone

Folha

Composta por três regiões distintas• bainha• região ligular• lâmina

Agrostis sp.

Folha

Dimorfismo foliar• Importante em alguns

grupos de gramíneas, principalmente bambus

Folhas do colmo

Gema

Folha dos ramos

Folha: região ligular

Pseudopecíolo

Colo


Fímbrias


Ichnanthus sp.

Setaria sphacelata (Schumach.)

M.B.Moss ex Stapf & C.E.Hubb.

Agrostis alba L.

Panicum pilosum Sw.Panicum pilosum Sw.Panicum pilosum Sw.

?

Lígula

Folha: lâmina

Sinflorescência

importante sob o ponto de vista taxonômico frequentemente uniforme entre espécies de um mesmo gênero complexidade estrutural:

• eixo• espiguetas (inflorescências)• antécios

Dois tipos básicos

• Panícula: eixo central do qual partem ramificações de segunda ou mais ordens:• típica• contraída• espiciforme• ramos unilaterais

• Espigas: espiguetas dispostas diretamente sobre a ráquis

Sinflorescência

Panícula típica

Otachyrium versicolor (Döll) Henrard

Sinflorescência

Panícula contraída

Sporobolus pseudairoides Parodi

Sinflorescência

Panícula espiciforme

Setaria sphacelata (Schum.) Stapf & C.E. Hubb. ex M.B. Moss

Sinflorescência

Panícula espiciforme

Sinflorescência

Espiga

Lolium sp.

Sinflorescência

Espiga

Triticum aestivum L.

Zea mays L.

Espigueta

Espigueta: inflorescência básica das gramíneas Ráquila: eixo central que sustenta brácteas e as flores

• Brácteas:• brácteas estéreis: glumas (Ø, 1 ou 2)• brácteas florais: lema e pálea antécio 1-muitos

Sporobolus indicus (L.) R. Br.Bromus catharticus Vahl

Espigueta

Centotheca sp.

Antécio

Gluma

Gluma

Antécio

Espigueta

Tristachya leiostachya Nees

Gluma

Gluma

Lema

Lema

Pálea

Pálea

Espigueta

Anexos das brácteas:

• aristas (usualmente prolongamento das nervuras das brácteas)• tricomas• alas

Danthonia cirrata Hack. &

Arechav.

Echinochloa crus-galli

P. Beauv.

Ichnanthus sp.

Antécio

Antécio: conjunto formado por duas brácteas: lema e pálea

neutro estaminado bissexuado

Ichnanthus leiocarpus (Spreng.) Kunth

Gluma

Gluma

Lema

LemaPálea

Pálea

Antécio

Textura do antécio superior: importante característica taxonômica de alguns grupos

Panicum rudgei

Roem. & Schult.

Setaria parviflora (Poir.)

Kerguélen

Cyphonanthus discrepans (Döll)

Zuloaga & Morrone

Urochloa decumbens (Stapf) R.D.

Webster

Antécio

Textura do antécio superior: importante característica taxonômica de alguns grupos

Aliscioni et al. (2003), Zuloaga et al. (2011)

Flor

Flor:• estames: usualmente 3• gineceu: bicarpelar, uniovulado• lodículas: 2 ou 3

Flor

Urochloa humidicola (Rendle) Morrone & Zuloaga

lodículas

Lodículas: associadas ao mecanismo de abertura do antécio para a polinização

anteras

Inflorescência

Estigmas

plumosos

Estilete

bífido

Ovário

Anteras

rimozas

Fruto

Digitaria horizontalis Willd.

Cariopse: fruto seco, indeiscente com endosperma farináceo abundante o pericarpo soldado à testa da semente em toda a extensão

Hilo

Embrião

Endosperma

Fruto

Alvimia sp.

(Foto: Reyjane P. Oliveira)

Fruto carnoso

Obrigado

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