História da Botânica e Classificação dos Grupos Botânicos

História da Botânica e Classificação dos Grupos Botânicos

História da Botânica e Classificação dos Grupos Botânicos

Botânica
Botânica é a ciência que se ocupa do estudo dos vegetais sob todos os seus aspectos. Trata, basicamente, da morfologia das plantas, seu funcionamento, suas relações mútuas e com o meio que as circunda e dos processos que determinaram seu atual grau de evolução.

Grande parte dos conhecimentos biológicos foram adquiridos pelo homem por meio da pesquisa sobre plantas. Assim, as primeiras dissecções anatômicas foram praticadas em vegetais herbáceos; os fundamentos da química se estabeleceram a partir do estudo de princípios ativos extraídos de plantas; e a ciência genética nasceu dos trabalhos realizados por Gregor Mendel com diversas gerações de ervilhas.

História
O homem sempre utilizou as plantas como alimento, remédio, material de construção e no fabrico de todo tipo de ferramentas e armas. Os vegetais foram empregados também como fonte de substâncias tóxicas necessárias à guerra e à caça, de tinturas e pigmentos.

O homem primitivo achava-se estreitamente ligado ao meio natural e precisava conhecer os vegetais aproveitáveis, além dos lugares e épocas do ano em que cresciam. O interesse primitivo pela botânica caracterizou-se por seu aspecto estritamente prático, traço que ainda se verifica em povos cujo desenvolvimento se mantém em níveis rudimentares.

Botânica na antiguidade
Vários milênios antes da era cristã, os chineses haviam elaborado verdadeiros tratados sobre a utilização de plantas medicinais na cura das mais diversas doenças. Também os filósofos gregos se interessaram pelo mundo vegetal, embora de forma especulativa e abstrata. Teofrasto foi o primeiro que, no século IV a.C., dedicou-se a descrever detalhadamente as plantas mais comuns em seu meio, tarefa que o levou a estudar várias centenas de espécies. No século I da era cristã, Dioscórides elaborou um tratado em que descreveu as propriedades medicinais de aproximadamente 600 plantas. Sua obra teve ampla difusão e influência, pois foi utilizada como texto nas escolas e faculdades de medicina até o século XVIII.

Os romanos dedicaram-se mais às aplicações agrícolas e paisagísticas dos vegetais que ao estudo da botânica. Uma das obras mais significativas da era romana é a História natural de Plínio o Velho, composta de 37 livros com observações sobre horticultura e jardinagem. Como ocorreu com muitos outros campos do saber, durante a Idade Média o estudo da botânica permaneceu estagnado no mundo ocidental.

Os árabes, que mantiveram vivo o interesse pela pesquisa, introduziram na Europa, através da península ibérica, diferentes produtos originários do Oriente e  difundiram o conhecimento de novas espécies vegetais, como o algodão. Utilizavam também plantas como a beladona e o cânhamo, das quais extraíam drogas e essências, com que preparavam unguentos e substâncias diversas. No mundo árabe tiveram início os estudos metodológicos sobre a morfologia das plantas. No século XI, por exemplo, al-Biruni analisou as partes que integram regularmente a flor (sépalas, pétalas, estames etc.) e lançou as bases do que mais tarde se conheceria como diagrama floral, isto é, a representação gráfica dos componentes florais.

No século XII sobressaíram os trabalhos de santo Alberto Magno, que, com observações minuciosas e precisas, estudou aspectos da fisiologia das plantas.

Ressurgimento da botânica
O Renascimento, que recuperou os valores da cultura clássica e do saber acumulado por gregos e romanos, provocou um movimento de aproximação da natureza e de afirmação da capacidade do homem para observar por si mesmo os fenômenos naturais. Anatomistas, físicos, astrônomos, inventores e artistas retomaram a exploração dos diversos campos do conhecimento. Ideias que durante séculos haviam permanecido cristalizadas, impedindo o progresso das ciências e das técnicas, foram substituídas por novos conceitos. A renovação do interesse científico chegou também à botânica: no século XV se formaram os primeiros herbários, onde as plantas, coletadas e conservadas de maneira adequada, eram classificadas, ordenadas e comparadas umas com as outras, segundo certos critérios.

Ao longo do século XVI foram criados na Europa os primeiros jardins botânicos. Neles eram cultivadas plantas exóticas, coletadas nas viagens de exploração que naquela época se faziam à América e à Ásia. Alguns botânicos se lançaram à descrição sistemática da flora autóctone de diferentes regiões da Europa e experimentaram sistemas de classificação mais rigorosos. Conrad Gesner estabeleceu um critério básico para classificar as plantas superiores, baseado nos órgãos florais, mais rigoroso que outros empregados então, como os detalhes morfológicos ou o aspecto das folhas e do talo. Andrea Cesalpino escreveu uma obra monumental, De plantis libri XVI (1583; Dezesseis livros sobre plantas), em que aplicava um sistema baseado nos caracteres da flor, do fruto e do embrião.

Estimulados pelo descobrimento de novas espécies americanas, como a batata, o tabaco e a batata-doce, alguns países europeus empreenderam expedições em busca de outras espécies economicamente aproveitáveis. Entre as viagens de exploração e pesquisa, salientaram-se as do religioso francês Charles Plumier ao Peru e a do naturalista espanhol Francisco Hernández ao México. Este último foi enviado por Filipe II e redigiu uma grande obra em 17 volumes na qual reuniu observações sobre as plantas mexicanas de aplicação terapêutica.

Século XVII
O botânico inglês John Ray descreveu milhares de espécies e distinguiu as dicotiledôneas -- plantas superiores cujo embrião apresenta dois cotilédones -- das monocotiledôneas, que têm um único cotilédone. Estudou também a estrutura das sementes e propôs uma nomenclatura para designar as diversas espécies. A diferenciação sexual das plantas foi demonstrada de forma definitiva pelo naturalista alemão Rudolph Jakob Camerarius, que atribuiu aos estames das flores a função de órgãos reprodutores masculinos na obra Epistola de sexu plantarum (1694; Carta sobre o sexo das plantas).

A utilização do microscópio permitiu o estudo dos tecidos vegetais. O britânico Robert Hooke descobriu as células vegetais ao examinar amostras de cortiça, e o italiano Marcello Malpighi estudou a anatomia vegetal. O pesquisador francês Pitton de Tournefort definiu um critério preciso de classificação botânica baseado na análise dos órgãos florais das plantas superiores, nos quais distinguiu os tipos de pétalas, sua disposição, simetria etc.

Século XVIII
As tentativas de estabelecer uma classificação racional dos vegetais, levadas a cabo nos séculos precedentes, chegaram a um resultado positivo com o sueco Carl von Linné, conhecido como Lineu, que propôs uma nomenclatura pela qual se atribuíam a cada espécie dois nomes em latim: o primeiro correspondia ao gênero e o segundo à espécie. Lineu estabeleceu também uma hierarquia na qual apareciam agrupadas as plantas de características semelhantes. O mesmo princípio foi aplicado ao reino animal e, desde então, o sistema de Lineu é universalmente utilizado para designar e classificar todos os organismos vivos.

Ao longo do século XVIII, aprofundou-se o estudo da química e da fisiologia dos vegetais. O holandês Jan Ingenhousz descobriu que as plantas absorvem dióxido de carbono (CO2) no processo denominado fotossíntese, por meio do qual sintetizam substâncias orgânicas a partir de compostos inorgânicos. O britânico Stephen Hales analisou o mecanismo de circulação da seiva e mediu a transpiração das folhas e o crescimento das raízes.

As expedições realizadas por Louis-Antoine de Bougainville e Joseph de Jussieu à América do Sul e às ilhas do Pacífico, e por James Cook à Oceania contribuíram para enriquecer o catálogo de espécies florais conhecidas. Do mesmo modo, Michel Adanson passou cinco anos no Senegal pesquisando a flora africana e Alexander von Humboldt percorreu grande parte do continente americano estudando a distribuição das espécies autóctones.

Século XIX
No século XIX, muitos naturalistas levantaram a hipótese da evolução das espécies, em oposição à teoria da fixidez, segundo a qual os seres vivos permanecem invariáveis quanto à forma e à estrutura. Jean-Baptiste Lamarck postulou a transformação dos organismos ao longo do tempo e a transmissão por herança dos caracteres adquiridos. Outros naturalistas retomaram e propagaram essas ideias, mas foram Charles Darwin e Alfred Russell Wallace os que lançaram as bases de uma teoria sólida e documentada sobre a evolução, após colecionar exaustivamente provas fósseis, geográficas, anatômicas e fisiológicas. O mecanismo pelo qual tal evolução seria possível foi denominado seleção natural, que só permite a sobrevivência e reprodução dos indivíduos mais aptos.

Junto a esses importantes progressos destacaram-se também os estudos de alguns botânicos, como o francês Gaston Bonnier, sobre a influência do meio na flora e sobre a relação da altitude com a distribuição das espécies vegetais. O escocês Robert Brown deu uma notável contribuição ao estudo sistemático das espécies ao agrupar as plantas em duas grandes subdivisões: angiospermas (com flores providas de pétalas e sementes encerradas em frutos) e gimnospermas (com sementes a descoberto).

Outra personalidade relevante da botânica da época foi o suíço Augustin Pyrame de Candolle, autor de uma extensa obra em que classifica e descreve todos os grupos botânicos conhecidos em seu tempo. É considerado um dos fundadores da fitogeografia.

Entre os cientistas dedicados à pesquisa da célula vegetal destacaram-se Hugo von Mohl, que estudou o protoplasma ou massa celular fundamental; Matthias Jakob Schleiden, que descreveu a célula como unidade básica e universal de que se compõem os seres vivos, e Eduard Adolf Strasburger, que demonstrou o papel predominante do núcleo na divisão celular. Também nessa época se estabeleceram os fundamentos da genética, ciência que trata da transmissão dos caracteres biológicos entre gerações, graças aos trabalhos de Gregor Mendel. As leis por ele descobertas passaram despercebidas até que no início do século XX outros biólogos as trouxeram à luz. As alterações que em muitos casos se observam na herança das características biológicas das plantas, conhecidas como mutações, foram examinadas por Hugo de Vries.

Botânica moderna
O desenvolvimento das diversas disciplinas da botânica seguiu um caminho paralelo ao das demais ciências biológicas. O emprego de técnicas progressivamente mais apuradas permitiu o estudo aprofundado das estruturas vegetais, assim como dos processos químicos e físicos que nelas têm lugar. Exemplo disso foi o conhecimento das reações que se produzem na fotossíntese, fenômeno essencial para a vida. Os progressos da genética permitiram o cruzamento entre espécies de diferente dotação genética, com a obtenção de híbridos que apresentam melhor rendimento e maior resistência a condições adversas ou doenças.

Nas últimas décadas do século XX descobriram-se novas espécies e estabeleceram-se critérios de classificação mais rigorosos e precisos, baseados na análise das proteínas e em estudos embriológicos e genéticos.

Ramos da botânica
A botânica divide-se em três grandes ramos -- a botânica sistemática, a morfologia vegetal e a fisiologia vegetal -- subdivididos em grande número de disciplinas especializadas.

A botânica sistemática, ou taxionomia, tem como objeto a ordenação e classificação das plantas. A morfologia vegetal estuda a forma e estrutura das plantas e comporta várias subdivisões: a organografia, ou morfologia externa, que descreve os traços exteriores mais característicos das plantas; a morfologia comparada, que confronta formas e estruturas de diferentes espécies; a anatomia, que trata da organização dos tecidos dos órgãos vegetais; a histologia, que estuda a estrutura microscópica dos tecidos; a citologia, que estuda as células, elementos constituintes dos tecidos; a microscopia eletrônica, que examina as organizações celulares, invisíveis sem o auxílio de instrumentos; a embriologia, que procura, pelo estudo do zigoto, acompanhar as fases de desenvolvimento dos vegetais.

A fisiologia vegetal dedica-se ao estudo dos processos vitais e funções da planta e seus órgãos, tecidos e células. Ocupa-se de temas como a nutrição vegetal, as relações entre a planta e o solo, o crescimento, a resposta aos fatores ambientais, a reprodução, a germinação e outros.

Além desses três grandes ramos, existem outros campos de estudo da botânica, como a fitopatologia, ou estudo das doenças que acometem os vegetais; a paleobotânica, que estuda os organismos fósseis e a flora existente na Terra em épocas remotas; a fitogeografia, que descreve e explica a distribuição das plantas segundo o clima, a altitude etc.; a sociologia vegetal ou fitossociologia, que trata das associações e comunidades que formam as diferentes espécies; e a ecologia, que se ocupa das relações das plantas entre si e com o ambiente.

O progresso dos estudos especiais de certos grupos de plantas levou à organização de subdisciplinas específicas dentro da botânica, dentre as quais a briologia (estudo dos musgos), a pteridologia (estudo dos pteridófitos) e a agrostologia (estudo das gramíneas).

A botânica aplicada tem como objetivo desenvolver técnicas que podem ser empregadas na resolução de problemas práticos relacionados aos vegetais. Entre as disciplinas que compreende incluem-se a agronomia (cultivo de plantas em geral), a silvicultura (cultura de espécies florestais), a pomicultura (cultivo de frutos comestíveis), a floricultura, a horticultura, a virologia aplicada e a bacteriologia aplicada.

Taxionomia e nomenclatura
Os vegetais se agrupam em categorias organizadas  denominadas taxa (no singular, táxon), segundo as semelhanças que apresentam nos aspectos morfológicos, químicos, genéticos etc. De maior para menor, as taxa são as seguintes: reino, divisão, classe, ordem, família, gênero e espécie. A espécie é o conjunto de indivíduos de idênticas características estruturais, que se cruzam e se reproduzem livremente entre si. As diferenças que se observam correspondem a aspectos não essenciais. Há ainda outras categorias de diferenciação intermediária, que se intercalam entre as anteriores quando assim se requer. Assim, distinguem-se a subdivisão, a superclasse, a subfamília, a subespécie, a variedade etc.

Segundo o sistema idealizado por Lineu e posteriormente aperfeiçoado por outros botânicos, o nome científico de uma espécie vegetal consta de dois termos latinos, o primeiro referente ao gênero e o segundo à espécie. Assim, o choupo-branco ou álamo denomina-se cientificamente Populus alba, e o pinheiro-do-paraná, Araucaria angustifolia.

Classificação dos grupos botânicos
Segundo a primeira grande divisão de Lineu, as plantas classificam-se em fanerógamas e criptógamas, segundo seus órgãos de frutificação sejam perceptíveis ou não. No primeiro grupo incluem-se todos os vegetais superiores e no segundo se enquadram as algas, os fungos, os musgos e as samambaias. Mais tarde, recorreu-se a designações de maior significação científica. O alemão Stephan Ladislaus Endlicher distinguiu, em seu sistema de classificação, os vegetais talófitos, formados de um tecido indiferenciado chamado talo, como as algas, fungos e líquens, dos cormófitos, plantas com cormo ou eixo diferenciado em raiz e vergôntea com folhas. Estas últimas foram chamadas por Alexander Carl Heinrich Braun de antófitas (plantas com flores), que se subdividiram tradicionalmente em gimnospermas e angiospermas.

Alguns sistemas modernos de classificação consideram as algas, fungos e líquens como integrantes de um reino à parte, o dos protistas, enquanto que os vegetais restantes se incluem no  reino das metáfitas. Outros autores opinam que só os fungos devem ser excluídos do reino vegetal, já que não possuem parede celular de celulose e são incapazes de realizar a fotossíntese.

Algas
Recentes estudos sobre as algas demonstraram que em sua morfologia se registram diferenças essenciais, que justificam o estabelecimento de grupos de algas com categoria de divisão. Assim, foram estabelecidas dez divisões: cianófitas, clorófitas, euglenófitas, xantófitas, diatomáceas, crisófitas, pirrófitas, feófitas, rodófitas e criptófitas.

Fungos
Os fungos carecem de clorofila, pelo que não podem efetuar a fotossíntese. Agrupam-se em duas subdivisões: a dos mixomicetinos, que alguns autores consideram como divisão isolada pelas características dos organismos que compõem este grupo, entre elas a de possuir núcleos celulares no interior de massas denominadas plasmódios; e a dos eumixomicetinos, ou fungos verdadeiros.

Líquens
Os líquens são associações simbióticas de uma alga e um fungo. Tais relações biológicas produzem-se pelo mútuo benefício dos seres que se unem: a alga realiza a fotossíntese e o fungo torna possível a colonização do meio terrestre.

Musgos
A divisão das briófitas ou musgos compreende vegetais terrestres sem vasos condutores e carentes de verdadeiras raízes. Vivem em ambientes e zonas úmidas.

Psilotófitas, equissetos, licopódios e samambaias. Quatro divisões compõem o que no passado se denominaram criptógamas vasculares, plantas sem órgãos de frutificação aparentes, dotadas de vasos condutores: as psilotófitas; as eqüissetófitas ou equissetos, também chamadas rabos-de-cavalo; as licopodiófitas ou licopódios; e as polipodiófitas ou samambaias.

Plantas superiores
As antófitas (plantas com flores) ou plantas superiores agrupam-se em duas divisões: a das gimnospermas, entre as quais se acham as coníferas, com sementes aparentes e flores pouco vistosas, sem pétalas; e as angiospermas, cujas sementes estão encerradas em órgãos chamados ovários e que apresentam flores com pétalas.

Paleobotânica
Dá-se o nome de paleobotânica ao estudo da morfologia, caracterização e distribuição das espécies vegetais existentes em outras épocas geológicas. Esse setor da botânica é mais incompleto que o correspondente zoológico, pela fragilidade dos restos vegetais e, sobretudo, devido à dificuldade que oferecem ao reconhecimento. Têm sido encontrados restos vegetais, sob forma de impressões, em rochas especiais (xistos etc.), folhas, flores e, ainda, em troncos e frutos, pela substituição de moléculas por elementos minerais, operação que permitiu estudar a anatomia das madeiras e a morfologia dos frutos. Também alguns dos conteúdos orgânicos das plantas, como por exemplo os do âmbar (resina fóssil de gimnospermas de épocas passadas), conservam-se perfeitamente. Com frequência, os próprios insetos aprisionados quando a resina ainda estava fresca permaneceram mumificados, o que torna possível estudá-los também.

Outra disciplina associou-se à paleobotânica: a polinologia, ou estudo dos esporos e grãos de pólen, mantidos em condições especiais até nossos dias. A fitopaleontologia permitiu o levantamento de novos caracteres, como a pubescência e os estomas das impressões foliares, e a anatomia das madeiras fósseis. Tais dados morfológicos levaram a investigações de espécies do passado geológico, de modo a poder relacioná-las com as atuais e, assim, isolar os grandes grupos de plantas, divisões, ou filos, hoje desaparecidos.

Do ponto de vista geográfico, a estratigrafia permitiu, com seus fósseis, o conhecimento da dispersão geográfica que as espécies e gêneros sofreram no passado. Assim, constatou-se que as pteridófitas datam de antes do período cambriano; as gimnospermas, são do meio desse período, com apogeu no carbonífero; e as angiospermas pertencem ao início da era mesozoica (período triásico). A exuberância da vegetação de algumas épocas geológicas induziu à crença de que a composição química da atmosfera não seria a mesma da de hoje, o que também coincide com dados paleoclimáticos. Os restos vegetais em estado fóssil de maior importância econômica são o carvão e a turfa.

Patologia vegetal
Também chamada fitopatologia, a patologia vegetal estuda as doenças das plantas. Trata principalmente dos parasitismos dos fungos, bactérias, vírus, algas, musgos, líquens e plantas superiores. Há doenças de causa não-parasitária, ditas fisiogênicas, e parasitas, que constituem pragas, como no caso dos insetos e nematódeos. As doenças de domínio fisiológico ocorrem pela deficiência de oxigênio, que provoca asfixia das raízes, e pela insuficiência ou excesso de água. São inconvenientes, ainda, a escassez e o excesso dos elementos do solo necessários à vida da planta, pois prejudicam seu funcionamento normal.

Os fungos são os maiores causadores de doenças em plantas, em virtude de sua fácil disseminação. Os esporos são transportados pelo vento, chuva, insetos etc., em grande quantidade, e os que conseguem alcançar o corpo do hospedeiro permanecem durante certo tempo aguardando condições satisfatórias para germinar. A invasão da planta atacada se dá por meio de lesões ou por aberturas naturais, como estômatos ou lenticelas, ou ainda pela produção de substâncias capazes de desintegrar a epiderme. As doenças causadas por fungos são de natureza muito variada, como estiolamento, roseliniose, gomose, rubose, murchadeira, ferrugem, queima etc. As bactérias causam os cancros e a "podridão". Os vírus provocam doenças sistêmicas, que atacam toda a planta.

Botânica no Brasil
O primeiro brasileiro a estudar a flora do país, a mais rica do mundo, foi frei José Mariano da Conceição Veloso, autor da valiosa Flora fluminense (1825), em que aparecem descrições e figuras de inúmeras plantas nativas. Sua obra, porém, permaneceu ignorada por longo tempo, pois só foi publicada depois de sua morte.

Na verdade, a botânica brasileira, na fase científica, iniciou-se com o alemão Karl Friedrich Philipp von Martius, que percorreu o Brasil entre 1817 e 1820, junto com outros intelectuais e artistas. Procedeu a intensa colheita de plantas e de dados muito variados, material com o qual, de volta à Europa, deu começo à grande e valiosíssima Flora brasiliensis em 15 volumes (1840-1906). Martius conheceu o trabalho de Veloso, mas, achando-o de qualidade inferior, desprezou-o. Quase na mesma época, o francês Auguste de Saint-Hilaire percorreu o país, seguido de muitos coletores.

Entre 1863 e 1866, esteve em Lagoa Santa MG o botânico dinamarquês Johannes Eugenius Bülow Warming, para lá levado por Peter Wilhelm Lund, que havia anos investigava a paleontologia das cavernas de calcário. Warming coletou grande número de espécimes vegetais, sobre os quais, mais tarde, ele próprio e outros pesquisadores trabalharam. Mais importante do que isso, porém, foi o fato de haver Warming, com as observações recolhidas no Brasil, fundado um ramo novo da ciência fitológica, a ecologia vegetal, hoje em grande evidência e progresso; a primeira edição de sua obra, em dinamarquês, data de 1892. Pouco depois, em 1898, o botânico alemão Andreas Franz Wilhelm Schimper, de maneira independente, fundava a mesma disciplina na Alemanha, com o nome de fitogeografia. De sua passagem pelo Brasil, Warming deixou um livro clássico intitulado Lagoa Santa (1892), sobre a região, sua vegetação e sua flora.

Logo após a vinda da família real portuguesa para o Brasil, D. João VI fundou o Jardim Botânico do Rio de Janeiro (1808), que se tornou o centro da botânica brasileira no século XX. Nele trabalharam eminentes botânicos, como também no Museu Goeldi, em Belém PA, que deram importantes contribuições para o progresso da botânica no Brasil. No século XIX, dois botânicos nacionais destacaram-se no campo da taxionomia: Francisco Freire Alemão e João Barbosa Rodrigues. O primeiro trabalhou nas floras cearense e fluminense, e o segundo na amazônica. De Barbosa Rodrigues ficou a admirável obra Sertum palmarum brasiliensium (1903).

Mais recentemente, Frederico Carlos Hoehne fundou o Instituto de Botânica de São Paulo. Contratado pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras da Universidade de São Paulo, instalou-se ali, como chefe do departamento de botânica, o alemão Felix Rawitscher. A par do ensino de botânica, iniciou e sustentou pesquisas metódicas sobre a ecologia do cerrado em São Paulo, que tiveram cunho pioneiro. Com isso, atraiu jovens e criou uma verdadeira escola de ecologia vegetal.

O Brasil possui apreciável tradição de trabalho no campo da morfologia e da sistemática vegetal, além de ter contribuído de forma decisiva para a fundação da ecologia. Na segunda metade do século XX, os estudos de anatomia e de ecologia tomaram grande impulso no país; o mesmo não aconteceu com a fisiologia, que estava apenas começando a ensaiar os primeiros passos.

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