Botànica: Regnes, Nivells d'Organització i Taxonomia

Introducció a la Botànica

La botànica és la ciència que estudia les plantes. A continuació, es presenta una comparació entre plantes i animals:

Planta / Animal:

• Obtenció d'energia:
  • Plantes: Llum solar. Organismes autotròfics, productors. Clorofil·la dins de plasmidis.
  • Animals: Molècules orgàniques. Heterotròfics, consumidors, sense plasmidis.
• Mobilitat:
  • Plantes: Éssers fixos (excepte espores, gàmetes...).
  • Animals: Éssers lliures (excepte esponges...).
• Creixement:
  • Plantes: Continuïtat, il·limitat (sempre formen nous òrgans).
  • Animals: Limitat (formes tancades, nombre limitat d'òrgans).
• Superfície externa:
  • Plantes: Molt gran (captura d'energia lumínica).
  • Animals: Petita, gran superfície interna (absorció d'energia).
• Cèl·lules:
  • Plantes: Paret cel·lular rígida, de cel·lulosa.
  • Animals: Sense paret cel·lular, altres components.

Els éssers vius es divideixen en 5 regnes (segons Margulis & Schwartz 1982):

• Cèl·lules procariotes:
  • Moneres (Bacteris → Cianòfits o cianobacteris, procloròfits).
• Cèl·lules eucariotes:
  • Protistes:
    • Autotròfics: Algues → euglenòfits, pirròfits, crisòfits... // Protozous // Esponges.
    • Heterotròfics: Fongs mucilaginosos → Mixomicots.
    • Heterotròfics: Pseudofongs → Oomicots.
  • Fongs (absorbeixen matèria orgànica) (Heterotròfics: Fongs veritables → Zigomicots, ascomicots, basidiomicots, deuteromicots).
  • Plantes (produeixen matèria orgànica per fotosíntesi) (Autotròfics: Briòfits → Hepàtiques, molses // Plantes vasculars → criptògames vasculars, plantes amb flors).
  • Animals (ingereixen matèria orgànica) (Animals pluricel·lulars).

Classificació segons la funció:

• PRODUCTORS: Plantes, Moneres i Protistes.
• DESCOMPONEDORS: Fongs, Fongs mucilaginosos, Pseudofongs.
• CONSUMIDORS: Animals.

Organització cel·lular:

• Moneres (unicel·lulars).
• Protozous (unicel·lulars).
• Algues (unicel·lulars o pluricel·lulars).
• Fongs (unicel·lulars o pluricel·lulars).
• Plantes (pluricel·lulars).
• Animals (pluricel·lulars).

L'arbre de la vida explica tots els tipus de regnes que es deia que hi havia en el temps. Dona una idea de l'evolució a la Terra, com han anat sorgint organismes dels altres. Més endavant, als anys 90, es va proposar la classificació pels 3 dominis, basant-se en el RNA ribosòmic: Eubacteria, Archaea i Eukarya.

Nivells d'Organització Nuclear i Somàtica

Nivells d'Organització Nuclear

• Cèl·lules procariotes (no tenen nucli).
• Cèl·lules eucariotes (tenen nucli), hi ha:
  • Haploides: Una sola còpia de la dotació cromosòmica.
  • Diploides: 2 còpies de la dotació cromosòmica.
  • Poliploides: 3 o més còpies de la dotació cromosòmica (triploide, tetraploide...).
  • Cenocític: En principi, són sempre d'igual dotació cromosòmica. Són cèl·lules o alguna cosa similar amb molts nuclis. Cada nucli fa treballar el citoplasma que té més proper.
  • Dicarion: Fase nuclear amb 2 nuclis; un de la cèl·lula que s'ha comportat com a transmissora femenina i l'altre de la que s'ha comportat com a transmissor masculí.

Nivells d'Organització Somàtica

(SOMA = Cos) (Aspecte d'organització). El món vegetal se separa en 3 nivells morfològics d'organització segons el grau de complexitat:

• Éssers unicel·lulars:
  • Protòfits: Éssers unicel·lulars o agregats, sense especialització entre cèl·lules (són totipotents → cadascuna pot realitzar totes les funcions). Hi ha:
    • Cèl·lules individuals, aïllades. No tenen res al voltant.
    • Cèl·lules agrupades: conjunt de cèl·lules juntes però cadascuna és un organisme individual. Es pot veure perquè totes les cèl·lules són idèntiques. Podem trobar colònies (els organismes viuen junts però són independents (algues). Poden ser filamentoses, laminars, esfèriques...) i plasmodi (és una estructura acel·lular).
• Éssers pluricel·lulars: hi ha un repartiment de les funcions entre cèl·lules dins l'organisme.
  • Tal·lòfits: pluricel·lulars, el cos vegetatiu s'anomena tal·lus (no tenen ni arrel ni fulla ni tiges) i no presenta feixos vasculars. Presenten plasmodesmes (unions que permeten comunicació entre cèl·lules). Presenten repartició del treball. Poden ser:
    • Filamentosos: poden ser simples, ramificats o sifonals (sense paret cel·lular).
    • Pseudoparenquimàtics: presenten falsos teixits, que són filaments entortolligats i molt compactes.
    • Parenquimàtics: únics tal·lòfits que formen teixits. | Els teixits es poden arribar a formar gràcies a unes cèl·lules especialitzades, els meristems. (Ex. algues, líquens, fongs...).
  • Cormòfits: pluricel·lulars, amb especialització entre cèl·lules i aparició de teixits. L'aparell vegetatiu o CORM està format per l'arrel (per absorbir aigua i nutrients), tija vascularitzada (per conduir l'aigua i amb teixits de sosteniment) i fulles (amb una epidermis amb cutícula i estomes), originats per meristemes. Són vegetals adaptats a la vida terrestre fora de l'aigua i presenten mecanismes per regular l'aigua dels seus teixits. (Inclou les plantes vasculars (falgueres i plantes amb llavors o espermatòfits)).

Sistemàtica - Taxonomia (Sinònims)

• Estudi de la diversitat dels éssers vius, les formes de viure i les seves relacions.
• Consideren les variacions que permeten distingir categories d'organismes.
• Finalitat: descriure, discriminar, donar nom i classificar organismes i grups d'organismes.
• Base de la classificació dels éssers vius en grups o tàxons. Analitza les característiques d'un organisme per tal d'assignar-lo a un tàxon (s'utilitzen les característiques moleculars → DNA).

S'estudien les variacions de caràcters (=atributs, característiques i dades) taxonòmics (=distintius, discriminatoris) que, de fet, expressen diferències en el genoma dels organismes.

Caràcters taxonòmics:

• Morfològics (forma externa).
• Anatòmics (forma interna).
• Histològics (teixits).
• Citològics (cèl·lula).
• Cariològics (cromosomes).
• Palinològics (forma, estructura, ornamentació del pol·len).
• Paleobotànics (registre fòssil).
• Fisiològics (forma de la fotosíntesi, cicles C3, C4, metabolisme CAM).
• Ecològics (hàbitat, formes de vida, etc.).
• Químics (substàncies sintetitzades).
• Biologia molecular (seqüenciació de DNA, RNA i de proteïnes, tècniques PCR...).

Determinar, identificar, classificar = Procés de buscar els noms.

Noció d'Espècie

(Intuïtiva = una espècie reuneix tots els individus que s'assemblen entre si). Segons la STACE:

• Unitat morfològica: els individus d'una espècie s'assemblen prou com perquè els reconeguem semblants. L'espectre de variació d'una espècie és separat de les espècies veïnes per discontinuïtats.
• Unitat ecològica: Cada espècie té una àrea geogràfica natural i definida.
• Unitat reproductiva: Tots els individus d'una mateixa espècie poden encreuar-se sense perdre fertilitat; l'encreuament amb individus d'altres espècies comporta pèrdua de fertilitat.
• Unitat evolutiva: Els individus d'una espècie tenen el mateix contingut genètic i hi ha un flux genètic entre els individus.

L'espècie és la unitat fonamental de la taxonomia biològica, en relació a la qual s'estableixen les altres categories sistemàtiques. Uns individus pertanyen a la mateixa espècie quan comparteixen la mateixa taxonomia, és a dir, quan s'assemblen entre si. Només es poden relacionar entre si donant individus fèrtils els de la mateixa espècie, encara que hi ha excepcions.

Categories Sistemàtiques

Jerarquies taxonòmiques:

• Divisió:
  • Sufix llatí: -phyta, -mycota.
  • Sufix català: -fits, -micots.
  • Tàxon: Magnoliòfits, Ascomicots.
• Família:
  • Sufix llatí: -aceae.
  • Sufix català: -àcies.
  • Tàxon: Fagàcies.

Nomenclatura

Al principi trobàvem una nomenclatura anomenada polinomial, i a partir de Linné apareix la binomial:

• Nomenclatura abans de Linné: Trifolium caule repente, spicis depressis, siliquis tetraspermis.
• Nomenclatura després de Linné: Trifolium repens L. (trèvol de tija reptant, espigues comprimides i beines amb 4 llavors).

• Nomenclatura abans de Linné: Nepeta floribus interrupte spicatus pedunculatis.
• Nomenclatura després de Linné: Nepeta cataria L. (nèbeda amb flors en una espiga pedunculada interrompuda).

Per sota l'espècie podem trobar categories infraespecífiques, per exemple, les varietats, que són diferenciacions genètiques. També podem trobar subclasses, subdivisions, subordres, subfamílies...

Codi Internacional de Nomenclatura Botànica

És la normativa a seguir en la descripció i nomenclatura/denominació dels vegetals. Per a descriure un tàxon cal:

1. Fer una diagnosi (descripció) en llatí.
2. Posar-hi un nom d'acord amb les normes.
3. Publicar-ho en una revista científica.
4. Dipositar l'exemplar tipus en un herbari.

Normes bàsiques que cal respectar:

• Nom genèric: Substantiu singular (1a lletra majúscula, subratllat o cursiva) (Cyclamen, Grec).
• Epítet específic / Nom de l'espècie: Sistema binomial de Linné (nom genèric + epítet específic en minúscula i subratllat o cursiva) (Cristus albidus).
• Nom d'híbrids: Quercus humilis x faginea = Quercus x cerrioides.
• Nom de l'autor: Sencer o en sigles preestablertes. (Nepeta cataria L.).
• Sinònims: El nom específic més antic serà el que s'utilitzarà (Betula pendula Roth).
• Nom de família o altra jerarquia: ha de derivar-se del nom d'un gènere. (Fagaceae (Fagus)).

Famílies de les que el Codi de Nomenclatura Botànica tolera noms descriptius i provoca noms derivats del gènere tipus:

• Nom descriptiu / Nom derivat - gènere tipus:
  • Compositae (compostes) / Asteraceae (Asteràcies - Aster).
  • Cruciferae (crucíferes) / Brassicaceae (Brassicàcies - Brassica).
  • Gramineae (gramínies) / Poaceae (Poàcies - Poa).
  • Labiatae (labiades) / Lamiaceae (Lamiàcies - Lamium).
  • Palmae (Palmeres) / Arecaceae (Arecàcies - Areca).
  • Umbelliferae (Umbel·líferes) / Apiaceae (Apiàcies - Apium).
  • Leguminosae (Lleguminoses) / Fabaceae (Fabàcies - Faba).