Em formação

Regra do sistema L para diferentes tipos de plantas


Eu codifiquei uma implementação de sistemas L (sistemas Lindenmayer) e gostaria de usá-lo para gerar árvores de aparência realista. Existe uma lista de referência que mostra quais regras são mais apropriadas para diferentes tipos de árvores? Por exemplo, quais regras são melhores para um carvalho, quais são as melhores para cerejeiras, etc.?


Existem muitos artigos bons de Karl J. Niklas onde ele modela o crescimento de árvores. Não tenho certeza se ele usou sistemas L em particular, mas tenho certeza que seu trabalho pode informá-lo sobre as 'regras'. Você pode descobrir mais aqui e aqui.


Ajuda AVH Ajuda no uso do Herbário Virtual da Austrália

Nomes científicos

No nível mais simples de classificação científica, cada planta tem um nome composto de duas partes, um genérico (ou gênero) nome e um específico nome ou epíteto. Juntos, esses dois nomes são chamados de binômio.

UMA genérico name é um & lsquocollective name & rsquo para um grupo de plantas. Indica um agrupamento de organismos em que todos compartilham um conjunto de caracteres semelhantes. Idealmente, todos eles deveriam ter evoluído de um ancestral comum. O nome específico nos permite distinguir entre diferentes organismos dentro de um gênero.

Os nomes binomiais são sempre escritos com o nome genérico primeiro, começando com uma letra maiúscula, por exemplo: Grevillea

o epíteto específico sempre segue o nome genérico, começando com uma letra minúscula, por exemplo: victoriae

O nome completo da espécie ou ser binomial Grevillea victoriae .

Nomes genéricos e específicos geralmente estão em Latina ou são palavras latinizadas de outras línguas, particularmente o grego. Outras derivações também são usadas às vezes, como nomes aborígenes ou mesmo siglas. Epítetos específicos também precisam estar em conformidade com certas regras gramaticais, dependendo da forma do nome genérico.

Existem níveis hierárquicos de classificação (fileiras) acima e abaixo do gênero e espécie, o mais comumente referido é o agrupamento de vários gêneros (plural de gênero) em um família. Tal como acontece com as plantas do mesmo gênero, as plantas da mesma família têm muitas características em comum. Grevillea victoriae está na família Proteaceae , junto com Banksia, Hakea, Macadâmia e muitos outros gêneros. Os sobrenomes começam com letra maiúscula e geralmente terminam com & ldquo& hellipceae& rdquo.

Existem vários níveis de classificação abaixo do das espécies, sendo o mais comumente usado subespécies e variedade, abreviado para 'subsp.', (ou menos útil'ssp.') e 'var.'respectivamente. Isso permite uma subdivisão adicional dos grupos de plantas para refletir a variação na forma e distribuição que vemos na natureza. Essas subdivisões, junto com espécies, gêneros, famílias e outros agrupamentos ou classificações dentro da classificação de plantas, são referidas como taxa (plural) ou um táxon (singular).

Por exemplo, três subespécies são reconhecidas dentro Grevillea victoriae:
Grevillea victoriae subsp. victoriae & # 150 o mais próximo da descrição original da espécie.
Grevillea victoriae subsp. nivalis & # 150 diferindo ligeiramente da descrição original da espécie.
Grevillea victoriae subsp. Brindabella & # 150 uma subespécie descrita em 2010 dos planaltos do sul de NSW-ACT.


Grevillea victoriae subsp. victoriae
o autônimo


Grevillea victoriae subsp. nivalis

Sempre que uma subespécie, variedade ou outra subdivisão abaixo da classificação da espécie é publicada, um nome adicional, chamado de autônimo, é gerado automaticamente. No caso de Grevillea victoriae acima, a publicação de Grevillea victoriae subsp. nivalis em 2000 criou o autônimo Grevillea victoriae subsp. victoriae .

Em outras palavras, em 2000 o autor optou por reconhecer uma subdivisão dentro da espécie que difere do que é considerado & ldquotípico & rdquo Grevillea victoriae, e nomeou-o Grevillea victoriae subsp. nivalis. Plantas consideradas como representativas típicas Grevillea victoriae assumir o nome Grevillea victoriae subsp. victoriae.

Quando nos referimos a uma planta em um gênero quando não sabemos de que espécie ela é, usamos o nome genérico seguido por 'sp.'ie: Grevillea sp.

Ao nos referirmos coletivamente a algumas ou todas as espécies de um gênero, usamos o nome genérico seguido por 'spp.'ie: Grevillea spp.

Conforme observado nos exemplos acima, os nomes das plantas são geralmente escritos em itálico dentro de uma frase de tipo simples, ou pelo menos em uma face tipográfica diferente, ou sublinhado, para distingui-los de outras palavras. Os nomes de família não estão em itálico, nem abreviações como 'subsp.' ou 'sp.'.

Nomeando a planta

O nome de uma planta é baseado em um descrição original, sendo o uso mais antigo do nome geralmente o mais relevante, datando de 1753 para plantas com flores, quando Lineu publicou seu conceito do sistema de nomenclatura binomial.

Cada nome de planta está associado a uma descrição original, incluindo uma breve descrição em latim (antes de 2012), que é chamada de protólogo e um nomeado 'espécime tipo'que é um espécime de herbário alojado com um herbário reconhecido em algum lugar do mundo.

Esta descrição original (o protólogo) deve ser Publicados em um jornal ou outro meio impresso reconhecido. (Desde 2012, certas publicações em PDF na web, em inglês, são permitidas).

A (s) pessoa (s) que fazem esta descrição original em um jornal ou livro publicado é chamada de 'autor' para esse nome de planta, e seu nome segue o gênero e espécie em uma citação completa, por exemplo:
Grevillea victoriae F.Muell.

Neste caso, Ferdinand von Mueller (F.Muell. É uma abreviatura padrão) publicou a descrição original para esta espécie no Transações da Sociedade Filosófica de Victoria, Vol. 1, página 107 em 1855. O nome do autor não está escrito em itálico.

Visto que nossa base de conhecimento e opiniões mudam com o tempo conforme mais se torna conhecido sobre o grupo de plantas em questão, a citação do autor pode se tornar bastante complicada, pois reflete a opinião publicada de botânicos ao longo do tempo. Assim podemos ter, por exemplo:
Grevillea pyramidalis subsp. leucadendron (A.Cunn. Ex R.Br.) Makinson


Grevillea pyramidalis
subsp. leucadendron
(A.Cunn. Ex R.Br.) Makinson


O suplemento para Robert Brown's Prodromus em 1830 contendo a descrição original.


o Flora da Australia volume contendo o tratamento de Makinson de Grevillea em 2000.

Este nome reflete a visão de Alan Cunningham em um livro publicado por Robert Brown em 1830, e seu status na opinião de Bob Makinson em 2000 publicado no Flora da Australia, Vol. 17A, página 505.

Regras para nomear plantas

A ciência de nomear plantas, ou & lsquonomenclatura& rsquo é regido por uma série de regras e regulamentos aceitos internacionalmente, contidos no Código Internacional de Nomenclatura Botânica (ou 'Código' para abreviar). O Código foi formulado pela primeira vez em 1905 e, desde então, foi revisado em intervalos de cerca de seis anos, com base em um consenso de pontos de vista de botânicos taxonômicos de todo o mundo. O atual Código Internacional de Nomenclatura Botânica é conhecido como Código de Viena, adotado pelo Décimo Sétimo Congresso Botânico Internacional em Viena, Áustria, em julho de 2005. Se um nome de planta for publicado de acordo com as regras do Código, dizemos que é um ' publicação válida 'ou foi'publicado validamente'.

O mais recente (18º) Congresso Internacional de Botânica realizado em Melbourne em agosto de 2011 resultará em uma nova edição do Código Internacional de Nomenclatura Botânica.

Espécimes Tipo

Espécimes de tipo (ou & lsquotypes & rsquo) são parte integrante da nomenclatura das plantas. Os tipos são geralmente espécimes de plantas preservados, alojados em um herbário, mas em certos casos os tipos também podem ser representados por ilustrações. Os tipos servem como o & lsquostandard & rsquo designado para o conceito de um nome de planta publicado de um autor específico e nos ajudam a determinar como os nomes devem ser aplicados.

Determinar exatamente como um tipo específico de espécime afeta a aplicação de um nome de planta específico pode ser bastante complexo e vários fatores precisam ser considerados. Por causa dessa complexidade, o Código Internacional de Nomenclatura Botânica reconhece muitos tipos diferentes de tipos. Eles são indicados por um prefixo antes da palavra '-tipo', por exemplo: holótipo, lectótipo, neótipoetc.

Nomes de cultivares

Nomes para cultivares (= culativado varieties) é mais complicado e ditado por outro conjunto de regras conhecido como Código Internacional de Nomenclatura para Plantas Cultivadas, a última edição publicada em 2004.

O nome da cultivar é sempre adicionado após um nome científico válido no nível de gênero ou espécie, é não latinizado, é colocado em aspas simples, e é sem itálico. ie:
Grevillea 'Robyn Gordon' & # 150 um cultivar que é um híbrido artificial entre duas espécies [foto]
Grevillea rosmarinifolia 'Rosy Posy' & # 150 um cultivar que é uma forma selecionada de uma espécie válida [foto]
Grevillea 'Rosy Posy' & # 150 é uma forma alternativa de nomear esta planta, aceitável, mas menos informativa [foto].

Para obter mais informações sobre nomes de cultivares, consulte o site da Autoridade de Registro de Cultivares Australiana.

Nomes comuns


Marsilea drummondii
ou Nardoo

Não existe uma convenção internacional que rege a maneira como os nomes comuns podem ser escritos ou usados. Na verdade, em sua forma mais verdadeira, os nomes comuns surgem do uso comum por pessoas em contato com as plantas - muitas vezes pessoas que não estão cientes da nomenclatura científica das plantas.

Esses verdadeiros 'nomes comuns' estão, portanto, em uma variedade de idiomas diferentes, scripts diferentes e não são codificados de nenhuma forma. A mesma espécie de planta pode ter nomes comuns muito diferentes em lugares diferentes e podem ter nomes comuns diferentes no mesmo lugar de acordo com diferentes grupos de pessoas. Assim, os aborígenes e europeus que vivem na mesma área podem ter nomes comuns muito diferentes para a mesma planta.

Às vezes, os nomes usados ​​por um grupo de pessoas são adotados por outro, às vezes a pronúncia é corrompida no processo. A samambaia aquática Marsilea drummondii agora é conhecido pelo nome comum 'Nardoo' , uma tentativa de converter o nome aborígine falado para esta planta em uma parte da Austrália para o inglês [outra foto].

Usando nomes comuns (vernáculos)

Não existe uma forma universalmente aceita de escrever nomes comuns. No entanto, o seguinte é geralmente recomendado:

    Para um nome usado em um sentido geral cobrindo um grupo ou gênero (por exemplo, garrafinha, conífera, carvalho) comece com uma letra minúscula, isso também se aplica a nomes botânicos usados ​​em um sentido geral, por exemplo, bankias, camélias e acácias.

Lumley, Peter e Spencer, Roger (1991) 'Nomes de Plantas: Um Guia para Nomenclatura Botânica', Royal Botanic Gardens, Melbourne.

1 Goma de flor vermelha = Corymbia ficifolia
mas existem muitas espécies diferentes de gomas de flor vermelha, ou seja, eucaliptos com flores vermelhas.


Princípios de herança de Mendel e rsquos explicados!

Mendelismo ou princípios de Mendel são regras de herança descobertas pela primeira vez por Mendel.

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Existem quatro princípios ou leis de herança com base em cruzamentos mono-híbridos e poli-híbridos.

Herança de um gene:

Cada personagem é controlado por um gene que possui pelo menos dois alelos (herança monogênica). O estudo da herança de um único par de alelos (fatores) de um caractere por vez (cruzamento mono-híbrido) é denominado herança de um gene. Com base em suas observações sobre o cruzamento mono-híbrido, Mendel propôs um conjunto de generalizações (postulados) que resultou na formulação das seguintes três leis de herança.

1. Princípio dos fatores emparelhados:

Um personagem é representado em um organismo (diplóide) por pelo menos dois fatores. Os dois fatores estão nos dois cromossomos homólogos no mesmo locus. Eles podem representar o mesmo (homozigoto, por exemplo, TT no caso de plantas de ervilha altas puras, tt no caso de plantas de ervilha anãs) ou expressões alternativas (heterozigotas, por exemplo, Tt no caso de plantas de ervilha altas híbridas) do mesmo caráter.

Fatores que representam a mesma forma ou alternativa de um caractere são chamados de alelos ou alelomorfos.

2. Lei ou Princípio de Domínio:

Em indivíduos heterozigotos ou híbridos, um personagem é representado por dois fatores contrastantes chamados alelos ou alelomorfos. Dos dois alelos contrastantes, apenas um é capaz de expressar seu efeito no indivíduo. É chamado de fator dominante ou alelo dominante. O outro alelo que não apresenta efeito no indivíduo heterozigoto é denominado fator recessivo ou alelo recessivo. Mendel usou símbolos de letras para denotar fatores.

O símbolo da letra refere-se ao fator dominante. É fornecida uma letra maiúscula ou maiúscula do alfabeto. Uma letra minúscula ou minúscula correspondente é atribuída ao fator recessivo, por exemplo, T (altura) e t (nanismo).

Mendel fez experiências com Pisuin sativum apenas para sete caracteres. Em cada caso, ele descobriu que uma expressão ou traço do personagem (por exemplo, T ou altura no caso de altura) é dominante sobre a outra expressão ou traço do personagem. Isso também pode ser provado experimentalmente.

Pegue duas plantas de ervilha, uma pura ou homozigótica de altura (altura 1,2-2,0 m) e a outra pura ou anã homozigótica (altura 0,25-0,5 m Fig. 5.4). Cruze os dois e crie sua progênie chamada primeira geração filial ou F, geração. Todas as plantas da geração F são altas (altura 1,2-2,0 m), embora também tenham recebido um fator de nanismo.

Que o fator de nanismo está presente em F1 as plantas podem ser testadas auto-reproduzindo-as quando os indivíduos de F2 geração será alta e anã na proporção de 3: 1. Portanto, em F1 plantas ambos os fatores para altura e nanismo estão presentes. No entanto, o fator para nanismo é incapaz de se expressar na presença do fator para estatura. Conseqüentemente, o fator para altura é dominante sobre o fator para nanismo. O fator de nanismo é recessivo.

(i) Explica porque indivíduos de F, geração expressam traço de apenas um dos pais, (ii) Lei de dominância é capaz de explicar a ocorrência de razão 3: 1 em F2 indivíduos, (iii) Indica porque a população mista é superior, visto que oculta muitos dos alelos recessivos defeituosos.

3. Princípio ou Lei da Segregação:

Os dois fatores de um personagem presente em um indivíduo mantêm sua identidade distinta, separados no momento da gametogênese ou esporogênese, são distribuídos aleatoriamente para diferentes gametas e então são pareados novamente em diferentes descendentes de acordo com o princípio da probabilidade.

O princípio da segregação (a primeira lei do mendelismo) pode ser deduzido de um cruzamento mono-híbrido recíproco, digamos entre uma ervilha alta pura (altura 1,2-2,0 m) e uma ervilha anã (altura 0,25-0,5 m). Os híbridos ou plantas da primeira filial (F1) geração são todas altas, embora também tenham recebido o fator para anão.

É porque o fator para altura é dominante, enquanto os fatores para nanismo são recessivos. Se os híbridos puderem se reproduzir, as plantas da segunda filial ou F2 a geração parece ser alta e anã na proporção fenotípica de 3: 1 (Fig. 5.5).

A auto-reprodução adicional dessas plantas mostra que as plantas anãs se reproduzem verdadeiras (tt), ou seja, produzem apenas plantas anãs. Entre as plantas altas, 1/3 se reproduz, ou seja, produz apenas plantas altas. Os 2/3 restantes do F2 plantas altas ou 50% do F total2 as plantas se comportam como plantas híbridas e produzem plantas altas e anãs na proporção de 3: 1.

Portanto, o F2 a razão fenotípica de 3: 1 é genotipicamente 1 altura pura: altura 2 híbrida: 1 anão. A cruz acima mostra que

(i) Embora F1 as plantas mostram apenas um traço alternativo ou dominante de um personagem, na verdade carregam fatores ou alelos de ambos os traços do personagem porque a segunda alternativa ou traço recessivo aparece no F2 geração. Portanto, F1 as plantas são geneticamente híbridas, no caso acima Tt.

(ii) F, as plantas são um produto da fusão de gametas masculinos e femininos. Como eles carregam o complemento gênico de Tt, os gametas em fusão devem trazer apenas um fator cada (T de TT et do pai tt).

Gameta Masculino Gameta feminino Filhos
Cruz I T t Tt
Cruz Recíproca t T Tt

(iii) F2 geração é produzida por autocruzamento do F1 plantas. F2 geração consiste em três tipos de plantas - alta pura, alta híbrida e anã. Isso só é possível quando (a) Os dois fatores mendelianos presentes no F1, as plantas segregam durante a formação dos gametas, (b) Os gametas carregam um único fator ou alelo para um personagem, 50% de um tipo e 50% do segundo tipo, (c) Os fatores são distribuídos aleatoriamente na prole devido ao acaso ou ao acaso fusão de gametas durante a fertilização.

Uma vez que apenas um dos dois fatores passa para um gameta, 50% dos gametas masculino e feminino formados por F1 as plantas possuem o fator de altura, enquanto os 50% restantes carregam o fator de nanismo. Sua fusão aleatória resulta no seguinte:

O princípio da segregação é o princípio mais fundamental da hereditariedade que tem aplicação universal sem exceção. Alguns pesquisadores, como Bateson, chamam o princípio da segregação de princípio da pureza dos gametas, porque a segregação dos dois fatores mendelianos de uma característica resulta em gametas recebendo apenas um fator de um par. Como resultado, os gametas são sempre puros para um personagem. É também conhecida como lei de não mistura de alelos.

Herança de dois genes:

Para verificar seus resultados de cruzamentos mono-híbridos, Mendel também cruzou plantas de ervilha diferindo em dois caracteres (cruzamento di-híbrido). Isso o ajudou a entender a herança de dois genes (ou seja, dois pares de alelos) de cada vez. Verificou-se que a herança de um par de alelos (um caractere) não interfere na herança de outro par de alelos (segundo caractere). Com base nisso, Mendel propôs um segundo conjunto de generalizações (postulado) que agora é chamado de lei da classificação independente.

4. Princípio ou lei de sortimento independente:

Foi chamada de Segunda Lei do Mendelismo por Correns. De acordo com este princípio ou lei, os dois fatores de cada personagem se agrupam ou se separam independentemente dos fatores de outros personagens no momento da formação do gameta e são reorganizados aleatoriamente na prole, produzindo combinações parentais e novas de características.

O princípio ou lei da classificação independente pode ser estudado por meio de cruzamento dihíbrido, por exemplo, entre plantas de ervilha de reprodução pura com sementes redondas amarelas (YYRR) e plantas de ervilha de reprodução pura com sementes verdes enrugadas (yyrr).

As plantas da primeira filial ou F1 geração tem todas as sementes amarelas e redondas (YyRr) porque os traços amarelos e redondos são respectivamente dominantes sobre os traços verdes e enrugados. Na auto-reprodução, a segunda filial ou F resultante2 geração mostra quatro tipos de plantas (Fig. 5.6). Os dados obtidos por Mendel são os seguintes:

Amarelo e redondo = 315/556 = 9/16

Amarelo e enrugado = 101/556 = 3/16

Verde e redondo = 108/556 = 3/16

Verde e enrugado = 32/556 = 1/16

Assim, a razão fenotípica de um cruzamento di-hibrido é 9: 3: 3: 1. A ocorrência de quatro tipos de plantas (mais dois do que os tipos parentais) no F2 a geração de cruzamentos dihíbridos mostra que os fatores de cada um dos dois caracteres variam independentemente dos outros, como se o outro par de fatores não estivesse presente. Também pode ser provado estudando os caracteres individuais da cor e textura da semente separadamente.

Amarelo (9 + 3 = 12): Verde (3 + 1 = 4) ou 3: 1

Redondo (9 + 3 = 12): Enrugado (3 + 1 = 4) ou 3: 1

O resultado de cada personagem é semelhante à proporção mono-híbrida. Que os fatores dos dois caracteres se agrupam independentemente, pode ainda ser provado pela multiplicação das diferentes probabilidades.

O princípio ou lei da classificação independente é aplicável apenas aos fatores ou genes que estão localizados distantemente no mesmo cromossomo ou ocorrem em cromossomos diferentes. Na verdade, um cromossomo carrega centenas de genes.

Todos os genes ou fatores presentes em um cromossomo são herdados juntos, exceto quando ocorre o crossing-over. O fenômeno da herança de vários genes ou fatores devido à sua ocorrência conjunta nos mesmos cromossomos é chamado de ligação. O próprio Mendel descobriu que as ervilhas com flores brancas sempre produziram sementes brancas, enquanto as plantas com flores vermelhas sempre produziram sementes cinzentas.

Descobertas Pós-Mendelianas (Era Pós-Mendeliana - Outros Padrões de Herança):

A interação gênica é a influência de alelos e não alelos na expressão fenotípica normal dos genes. É de dois tipos, intragênico (interalélico) e intergênico (não alélico).


Conteúdo

Os primeiros filósofos gregos tentaram explicar a ordem na natureza, antecipando os conceitos modernos. Pitágoras (c. 570-c. 495 aC) explicou os padrões da natureza, como as harmonias da música, como surgindo do número, que ele considerava o constituinte básico da existência. [a] Empédocles (c. 494-c. 434 aC) de certa forma antecipou a explicação evolucionária de Darwin para as estruturas dos organismos. [b] Platão (c. 427-c. 347 aC) argumentou a favor da existência de universais naturais. Ele considerou que estes consistiam em formas ideais (εἶδος eidos: "forma") dos quais os objetos físicos nunca são mais do que cópias imperfeitas. Assim, uma flor pode ser aproximadamente circular, mas nunca é um círculo perfeito. [2] Teofrasto (c. 372-c. 287 aC) observou que as plantas "que têm folhas planas as apresentam em uma série regular" Plínio, o Velho (23-79 dC) observou seu arranjo circular padronizado. [3] Séculos mais tarde, Leonardo da Vinci (1452-1519) notou o arranjo em espiral dos padrões das folhas, que os troncos das árvores ganham anéis sucessivos à medida que envelhecem, e propôs uma regra supostamente satisfeita pelas áreas da seção transversal dos galhos das árvores. [4] [3]

Em 1202, Leonardo Fibonacci apresentou a sequência de Fibonacci ao mundo ocidental com seu livro Liber Abaci. [5] Fibonacci apresentou um experimento mental sobre o crescimento de uma população idealizada de coelhos. [6] Johannes Kepler (1571–1630) apontou a presença da sequência de Fibonacci na natureza, usando-a para explicar a forma pentagonal de algumas flores. [3] Em 1658, o médico e filósofo inglês Sir Thomas Browne discutiu "como a Natureza Geometrizeth" em O Jardim de Cyrus, citando a numerologia pitagórica envolvendo o número 5 e a forma platônica do padrão de quincunce. O capítulo central do discurso apresenta exemplos e observações do quincunce na botânica. [7] Em 1754, Charles Bonnet observou que a filotaxia espiral das plantas era freqüentemente expressa em séries de proporção áurea tanto no sentido horário quanto no anti-horário. [3] As observações matemáticas da filotaxia seguiram-se com Karl Friedrich Schimper e o trabalho de seu amigo Alexander Braun em 1830 e 1830, respectivamente Auguste Bravais e seu irmão Louis conectaram as razões de filotaxia à sequência de Fibonacci em 1837, também observando seu aparecimento em pinhas e abacaxis. [3] Em seu livro de 1854, o psicólogo alemão Adolf Zeising explorou a proporção áurea expressa no arranjo das partes das plantas, nos esqueletos dos animais e nos padrões de ramificação de suas veias e nervos, bem como nos cristais. [8] [9] [10]

No século 19, o físico belga Joseph Plateau (1801-1883) formulou o problema matemático da existência de uma superfície mínima com um determinado limite, que agora leva o seu nome. Ele estudou filmes de sabão intensamente, formulando as leis de Plateau que descrevem as estruturas formadas por filmes em espumas. [11] Lord Kelvin identificou o problema da maneira mais eficiente de embalar células de igual volume como uma espuma em 1887, sua solução usa apenas um sólido, o favo de mel cúbico bitruncado com faces ligeiramente curvas para atender às leis de Plateau. Nenhuma solução melhor foi encontrada até 1993, quando Denis Weaire e Robert Phelan propuseram a estrutura de Weaire-Phelan. O Centro Aquático Nacional de Pequim adaptou a estrutura para sua parede externa nos Jogos Olímpicos de 2008. [12] Ernst Haeckel (1834–1919) pintou belas ilustrações de organismos marinhos, em particular Radiolaria, enfatizando sua simetria para apoiar suas teorias evolucionistas falsas-darwinianas. [13] O fotógrafo americano Wilson Bentley tirou a primeira micrografia de um floco de neve em 1885. [14]

No século 20, A. H. Church estudou os padrões da filotaxia em seu livro de 1904. [15] Em 1917, D'Arcy Wentworth Thompson publicou Sobre crescimento e forma sua descrição da filotaxia e da sequência de Fibonacci, as relações matemáticas nos padrões de crescimento em espiral das plantas, mostraram que equações simples podiam descrever os padrões de crescimento em espiral de chifres de animais e conchas de moluscos. [16] Em 1952, Alan Turing (1912-1954), mais conhecido por seu trabalho em computação e codificação, escreveu A Base Química da Morfogênese, uma análise dos mecanismos que seriam necessários para criar padrões em organismos vivos, no processo denominado morfogênese. [17] Ele previu reações químicas oscilantes, em particular a reação de Belousov-Zhabotinsky. Esses mecanismos inibidores do ativador podem, sugeriu Turing, gerar padrões (chamados de "padrões de Turing") de listras e manchas em animais e contribuir para os padrões espirais vistos na filotaxia das plantas. [18] Em 1968, o biólogo teórico húngaro Aristid Lindenmayer (1925–1989) desenvolveu o sistema L, uma gramática formal que pode ser usada para modelar padrões de crescimento de plantas no estilo dos fractais. [19] Os sistemas L têm um alfabeto de símbolos que podem ser combinados usando regras de produção para construir cadeias maiores de símbolos e um mecanismo para traduzir as cadeias geradas em estruturas geométricas. Em 1975, após séculos de lento desenvolvimento da matemática de padrões por Gottfried Leibniz, Georg Cantor, Helge von Koch, Wacław Sierpiński e outros, Benoît Mandelbrot escreveu um artigo famoso, Qual é a extensão da costa da Grã-Bretanha? Auto-similaridade estatística e dimensão fracionária, cristalizando o pensamento matemático no conceito de fractal. [20]

Coisas vivas como orquídeas, beija-flores e a cauda do pavão têm designs abstratos com uma beleza de forma, padrão e cor que os artistas lutam para combinar. [21] A beleza que as pessoas percebem na natureza tem causas em diferentes níveis, notadamente na matemática que governa quais padrões podem se formar fisicamente, e entre os seres vivos nos efeitos da seleção natural, que governam como os padrões evoluem. [22]

A matemática procura descobrir e explicar padrões abstratos ou regularidades de todos os tipos. [23] [24] Os padrões visuais na natureza encontram explicações na teoria do caos, fractais, espirais logarítmicas, topologia e outros padrões matemáticos. Por exemplo, os sistemas L formam modelos convincentes de diferentes padrões de crescimento de árvores. [19]

As leis da física aplicam as abstrações da matemática ao mundo real, muitas vezes como se ele fosse perfeito. Por exemplo, um cristal é perfeito quando não tem defeitos estruturais, como deslocamentos, e é totalmente simétrico. A perfeição matemática exata só pode aproximar objetos reais. [25] Padrões visíveis na natureza são governados por leis físicas, por exemplo, meandros podem ser explicados usando dinâmica de fluidos.

Em biologia, a seleção natural pode causar o desenvolvimento de padrões em seres vivos por várias razões, incluindo camuflagem, [26] seleção sexual [26] e diferentes tipos de sinalização, incluindo mimetismo [27] e simbiose de limpeza. [28] Nas plantas, as formas, cores e padrões de flores polinizadas por insetos, como o lírio, evoluíram para atrair insetos como as abelhas. Padrões radiais de cores e listras, alguns visíveis apenas na luz ultravioleta, servem como guias de néctar que podem ser vistos à distância. [29]

Edição de Simetria

A simetria permeia as coisas vivas. Os animais têm principalmente simetria bilateral ou espelhada, assim como as folhas das plantas e algumas flores, como as orquídeas. [30] As plantas costumam ter simetria radial ou rotacional, assim como muitas flores e alguns grupos de animais, como anêmonas-do-mar. A simetria quíntupla é encontrada nos equinodermos, o grupo que inclui estrelas do mar, ouriços-do-mar e lírios-do-mar. [31]

Entre as coisas não vivas, os flocos de neve têm uma simetria sêxtupla impressionante. Cada estrutura de floco forma um registro das condições variáveis ​​durante sua cristalização, com quase o mesmo padrão de crescimento em cada um de seus seis braços. [32] Os cristais em geral têm uma variedade de simetrias e hábitos de cristal, eles podem ser cúbicos ou octaédricos, mas os cristais verdadeiros não podem ter uma simetria quíntupla (ao contrário dos quasicristais). [33] A simetria rotacional é encontrada em diferentes escalas entre os seres não vivos, incluindo o padrão de respingo em forma de coroa formado quando uma gota cai em um lago, [34] e tanto a forma esferoidal e os anéis de um planeta como Saturno. [35]

A simetria tem várias causas. A simetria radial é adequada para organismos como as anêmonas do mar, cujos adultos não se movem: alimentos e ameaças podem chegar de qualquer direção. Mas os animais que se movem em uma direção necessariamente têm lados superior e inferior, extremidades da cabeça e cauda e, portanto, uma esquerda e uma direita. A cabeça torna-se especializada com uma boca e órgãos dos sentidos (cefalização), e o corpo torna-se bilateralmente simétrico (embora os órgãos internos não precisem ser). [36] Mais intrigante é a razão para a simetria quíntupla (pentaradiada) dos equinodermos. Os equinodermos primitivos eram bilateralmente simétricos, como suas larvas ainda são. Sumrall e Wray argumentam que a perda da antiga simetria teve causas tanto de desenvolvimento quanto ecológicas. [37]

Os animais costumam mostrar simetria em espelho ou bilateral, como este tigre.

A simetria quíntupla pode ser vista em muitas flores e alguns frutos como esta nêspera.

Garnet mostrando hábito cristalino dodecaédrico rômbico.

Volvox tem simetria esférica.

Árvores, fractais Editar

O padrão de ramificação das árvores foi descrito na Renascença italiana por Leonardo da Vinci. Ele afirmou que:

Todos os ramos de uma árvore em cada estágio de sua altura quando colocados juntos têm a espessura igual à do tronco [abaixo deles]. [38]

Uma versão mais geral afirma que quando uma ramificação pai se divide em duas ou mais ramificações secundárias, as áreas de superfície das ramificações secundárias somam-se às da ramificação principal. [39] Uma formulação equivalente é que se um ramo pai se divide em dois ramos filhos, então os diâmetros transversais do pai e dos dois ramos filhos formam um triângulo retângulo. Uma explicação é que isso permite que as árvores resistam melhor a ventos fortes. [39] Simulações de modelos biomecânicos concordam com a regra. [40]

Fractais são infinitamente auto-similares, construções matemáticas iterativas com dimensão fractal. [20] [41] [42] A iteração infinita não é possível na natureza, então todos os padrões 'fractais' são apenas aproximados. Por exemplo, as folhas de samambaias e umbelíferas (Apiaceae) são apenas auto-semelhantes (pinadas) em 2, 3 ou 4 níveis. Padrões de crescimento semelhantes a samambaias ocorrem em plantas e animais, incluindo briozoários, corais, hidrozoários como a samambaia, Sertularia argentea, e em coisas não vivas, notadamente descargas elétricas. Os fractais do sistema Lindenmayer podem modelar diferentes padrões de crescimento da árvore, variando um pequeno número de parâmetros, incluindo ângulo de ramificação, distância entre nós ou pontos de ramificação (comprimento do entrenó) e número de ramificações por ponto de ramificação. [19]

Os padrões de crescimento de certas árvores se assemelham a esses fractais do sistema de Lindenmayer.

Padrão de ramificação de uma árvore baobá

Folha de salsa de vaca, Anthriscus sylvestris, é 2 ou 3 pinados, não infinito

Flowerhead Angélica, uma esfera feita de esferas (auto-semelhante)

Árvores: Figura de Lichtenberg: ruptura dielétrica de alta tensão em um bloco de polímero acrílico

Árvores: cristais dendríticos de cobre (no microscópio)

Edição Espirais

As espirais são comuns em plantas e em alguns animais, principalmente em moluscos. Por exemplo, no nautilus, um molusco cefalópode, cada câmara de sua concha é uma cópia aproximada da próxima, escalada por um fator constante e disposta em uma espiral logarítmica. [49] Dada uma compreensão moderna dos fractais, uma espiral de crescimento pode ser vista como um caso especial de auto-similaridade. [50]

Plant spirals can be seen in phyllotaxis, the arrangement of leaves on a stem, and in the arrangement (parastichy [51] ) of other parts as in composite flower heads and seed heads like the sunflower or fruit structures like the pineapple [15] [52] : 337 and snake fruit, as well as in the pattern of scales in pine cones, where multiple spirals run both clockwise and anticlockwise. These arrangements have explanations at different levels – mathematics, physics, chemistry, biology – each individually correct, but all necessary together. [53] Phyllotaxis spirals can be generated mathematically from Fibonacci ratios: the Fibonacci sequence runs 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13. (each subsequent number being the sum of the two preceding ones). For example, when leaves alternate up a stem, one rotation of the spiral touches two leaves, so the pattern or ratio is 1/2. In hazel the ratio is 1/3 in apricot it is 2/5 in pear it is 3/8 in almond it is 5/13. [54] In disc phyllotaxis as in the sunflower and daisy, the florets are arranged in Fermat's spiral with Fibonacci numbering, at least when the flowerhead is mature so all the elements are the same size. Fibonacci ratios approximate the golden angle, 137.508°, which governs the curvature of Fermat's spiral. [55]

From the point of view of physics, spirals are lowest-energy configurations [56] which emerge spontaneously through self-organizing processes in dynamic systems. [57] From the point of view of chemistry, a spiral can be generated by a reaction-diffusion process, involving both activation and inhibition. Phyllotaxis is controlled by proteins that manipulate the concentration of the plant hormone auxin, which activates meristem growth, alongside other mechanisms to control the relative angle of buds around the stem. [58] From a biological perspective, arranging leaves as far apart as possible in any given space is favoured by natural selection as it maximises access to resources, especially sunlight for photosynthesis. [52]

Nautilus shell's logarithmic growth spiral

Fermat's spiral: seed head of sunflower, Helianthus annuus

Multiple Fibonacci spirals: red cabbage in cross section

Water droplets fly off a wet, spinning ball in equiangular spirals

Chaos, flow, meanders Edit

In mathematics, a dynamical system is chaotic if it is (highly) sensitive to initial conditions (the so-called "butterfly effect" [59] ), which requires the mathematical properties of topological mixing and dense periodic orbits. [60]

Alongside fractals, chaos theory ranks as an essentially universal influence on patterns in nature. There is a relationship between chaos and fractals—the strange attractors in chaotic systems have a fractal dimension. [61] Some cellular automata, simple sets of mathematical rules that generate patterns, have chaotic behaviour, notably Stephen Wolfram's Rule 30. [62]

Vortex streets are zigzagging patterns of whirling vortices created by the unsteady separation of flow of a fluid, most often air or water, over obstructing objects. [63] Smooth (laminar) flow starts to break up when the size of the obstruction or the velocity of the flow become large enough compared to the viscosity of the fluid.

Meanders are sinuous bends in rivers or other channels, which form as a fluid, most often water, flows around bends. As soon as the path is slightly curved, the size and curvature of each loop increases as helical flow drags material like sand and gravel across the river to the inside of the bend. The outside of the loop is left clean and unprotected, so erosion accelerates, further increasing the meandering in a powerful positive feedback loop. [64]

Chaos: shell of gastropod mollusc the cloth of gold cone, Conus textile, resembles Rule 30 cellular automaton

Meanders: dramatic meander scars and oxbow lakes in the broad flood plain of the Rio Negro, seen from space

Meanders: sinuous path of Rio Cauto, Cuba

Meanders: sinuous snake crawling

Meanders: symmetrical brain coral, Diploria strigosa

Waves, dunes Edit

Waves are disturbances that carry energy as they move. Mechanical waves propagate through a medium – air or water, making it oscillate as they pass by. [65] Wind waves are sea surface waves that create the characteristic chaotic pattern of any large body of water, though their statistical behaviour can be predicted with wind wave models. [66] As waves in water or wind pass over sand, they create patterns of ripples. When winds blow over large bodies of sand, they create dunes, sometimes in extensive dune fields as in the Taklamakan desert. Dunes may form a range of patterns including crescents, very long straight lines, stars, domes, parabolas, and longitudinal or seif ('sword') shapes. [67]

Barchans or crescent dunes are produced by wind acting on desert sand the two horns of the crescent and the slip face point downwind. Sand blows over the upwind face, which stands at about 15 degrees from the horizontal, and falls onto the slip face, where it accumulates up to the angle of repose of the sand, which is about 35 degrees. When the slip face exceeds the angle of repose, the sand avalanches, which is a nonlinear behaviour: the addition of many small amounts of sand causes nothing much to happen, but then the addition of a further small amount suddenly causes a large amount to avalanche. [68] Apart from this nonlinearity, barchans behave rather like solitary waves. [69]

Waves: breaking wave in a ship's wake

Dunes: sand dunes in Taklamakan desert, from space

Dunes: barchan crescent sand dune

Wind ripples with dislocations in Sistan, Afghanistan

Bubbles, foam Edit

A soap bubble forms a sphere, a surface with minimal area (minimal surface) — the smallest possible surface area for the volume enclosed. Two bubbles together form a more complex shape: the outer surfaces of both bubbles are spherical these surfaces are joined by a third spherical surface as the smaller bubble bulges slightly into the larger one. [11]

A foam is a mass of bubbles foams of different materials occur in nature. Foams composed of soap films obey Plateau's laws, which require three soap films to meet at each edge at 120° and four soap edges to meet at each vertex at the tetrahedral angle of about 109.5°. Plateau's laws further require films to be smooth and continuous, and to have a constant average curvature at every point. For example, a film may remain nearly flat on average by being curved up in one direction (say, left to right) while being curved downwards in another direction (say, front to back). [70] [71] Structures with minimal surfaces can be used as tents.

At the scale of living cells, foam patterns are common radiolarians, sponge spicules, silicoflagellate exoskeletons and the calcite skeleton of a sea urchin, Cidaris rugosa, all resemble mineral casts of Plateau foam boundaries. [72] [73] The skeleton of the Radiolarian, Aulonia hexagona, a beautiful marine form drawn by Ernst Haeckel, looks as if it is a sphere composed wholly of hexagons, but this is mathematically impossible. The Euler characteristic states that for any convex polyhedron, the number of faces plus the number of vertices (corners) equals the number of edges plus two. A result of this formula is that any closed polyhedron of hexagons has to include exactly 12 pentagons, like a soccer ball, Buckminster Fuller geodesic dome, or fullerene molecule. This can be visualised by noting that a mesh of hexagons is flat like a sheet of chicken wire, but each pentagon that is added forces the mesh to bend (there are fewer corners, so the mesh is pulled in). [74]

Foam of soap bubbles: four edges meet at each vertex, at angles close to 109.5°, as in two C-H bonds in methane.

Radiolaria drawn by Haeckel in his Kunstformen der Natur (1904).

Haeckel's Spumellaria the skeletons of these Radiolaria have foam-like forms.

Brochosomes (secretory microparticles produced by leafhoppers) often approximate fullerene geometry.

Equal spheres (gas bubbles) in a surface foam

Circus tent approximates a minimal surface.

Tessellations Edit

Tessellations are patterns formed by repeating tiles all over a flat surface. There are 17 wallpaper groups of tilings. [75] While common in art and design, exactly repeating tilings are less easy to find in living things. The cells in the paper nests of social wasps, and the wax cells in honeycomb built by honey bees are well-known examples. Among animals, bony fish, reptiles or the pangolin, or fruits like the salak are protected by overlapping scales or osteoderms, these form more-or-less exactly repeating units, though often the scales in fact vary continuously in size. Among flowers, the snake's head fritillary, Fritillaria meleagris, have a tessellated chequerboard pattern on their petals. The structures of minerals provide good examples of regularly repeating three-dimensional arrays. Despite the hundreds of thousands of known minerals, there are rather few possible types of arrangement of atoms in a crystal, defined by crystal structure, crystal system, and point group for example, there are exactly 14 Bravais lattices for the 7 lattice systems in three-dimensional space. [76]

Crystals: cube-shaped crystals of halite (rock salt) cubic crystal system, isometric hexoctahedral crystal symmetry

Tilings: tessellated flower of snake's head fritillary, Fritillaria meleagris

Tilings: overlapping scales of common roach, Rutilus rutilus

Tilings: overlapping scales of snakefruit or salak, Salacca zalacca

Cracks Edit

Cracks are linear openings that form in materials to relieve stress. When an elastic material stretches or shrinks uniformly, it eventually reaches its breaking strength and then fails suddenly in all directions, creating cracks with 120 degree joints, so three cracks meet at a node. Conversely, when an inelastic material fails, straight cracks form to relieve the stress. Further stress in the same direction would then simply open the existing cracks stress at right angles can create new cracks, at 90 degrees to the old ones. Thus the pattern of cracks indicates whether the material is elastic or not. [77] In a tough fibrous material like oak tree bark, cracks form to relieve stress as usual, but they do not grow long as their growth is interrupted by bundles of strong elastic fibres. Since each species of tree has its own structure at the levels of cell and of molecules, each has its own pattern of splitting in its bark. [78]

Old pottery surface, white glaze with mainly 90° cracks

Drying inelastic mud in the Rann of Kutch with mainly 90° cracks

Veined gabbro with 90° cracks, near Sgurr na Stri, Skye

Drying elastic mud in Sicily with mainly 120° cracks

Cooled basalt at Giant's Causeway. Vertical mainly 120° cracks giving hexagonal columns

Palm trunk with branching vertical cracks (and horizontal leaf scars)

Spots, stripes Edit

Leopards and ladybirds are spotted angelfish and zebras are striped. [79] These patterns have an evolutionary explanation: they have functions which increase the chances that the offspring of the patterned animal will survive to reproduce. One function of animal patterns is camouflage [26] for instance, a leopard that is harder to see catches more prey. Another function is signalling [27] — for instance, a ladybird is less likely to be attacked by predatory birds that hunt by sight, if it has bold warning colours, and is also distastefully bitter or poisonous, or mimics other distasteful insects. A young bird may see a warning patterned insect like a ladybird and try to eat it, but it will only do this once very soon it will spit out the bitter insect the other ladybirds in the area will remain undisturbed. The young leopards and ladybirds, inheriting genes that somehow create spottedness, survive. But while these evolutionary and functional arguments explain why these animals need their patterns, they do not explain how the patterns are formed. [79]

Dirce beauty butterfly, Colobura dirce

Royal angelfish, Pygoplites diacanthus

Leopard, Panthera pardus pardus

Breeding pattern of cuttlefish, Sepia officinalis

Alan Turing, [17] and later the mathematical biologist James Murray, [80] described a mechanism that spontaneously creates spotted or striped patterns: a reaction–diffusion system. [81] The cells of a young organism have genes that can be switched on by a chemical signal, a morphogen, resulting in the growth of a certain type of structure, say a darkly pigmented patch of skin. If the morphogen is present everywhere, the result is an even pigmentation, as in a black leopard. But if it is unevenly distributed, spots or stripes can result. Turing suggested that there could be feedback control of the production of the morphogen itself. This could cause continuous fluctuations in the amount of morphogen as it diffused around the body. A second mechanism is needed to create standing wave patterns (to result in spots or stripes): an inhibitor chemical that switches off production of the morphogen, and that itself diffuses through the body more quickly than the morphogen, resulting in an activator-inhibitor scheme. The Belousov–Zhabotinsky reaction is a non-biological example of this kind of scheme, a chemical oscillator. [81]

Later research has managed to create convincing models of patterns as diverse as zebra stripes, giraffe blotches, jaguar spots (medium-dark patches surrounded by dark broken rings) and ladybird shell patterns (different geometrical layouts of spots and stripes, see illustrations). [82] Richard Prum's activation-inhibition models, developed from Turing's work, use six variables to account for the observed range of nine basic within-feather pigmentation patterns, from the simplest, a central pigment patch, via concentric patches, bars, chevrons, eye spot, pair of central spots, rows of paired spots and an array of dots. [83] [84] : 6 More elaborate models simulate complex feather patterns in the guineafowl Numida meleagris in which the individual feathers feature transitions from bars at the base to an array of dots at the far (distal) end. These require an oscillation created by two inhibiting signals, with interactions in both space and time. [84] : 7–8

Patterns can form for other reasons in the vegetated landscape of tiger bush [85] and fir waves. [86] Tiger bush stripes occur on arid slopes where plant growth is limited by rainfall. Each roughly horizontal stripe of vegetation effectively collects the rainwater from the bare zone immediately above it. [85] Fir waves occur in forests on mountain slopes after wind disturbance, during regeneration. When trees fall, the trees that they had sheltered become exposed and are in turn more likely to be damaged, so gaps tend to expand downwind. Meanwhile, on the windward side, young trees grow, protected by the wind shadow of the remaining tall trees. [86] Natural patterns are sometimes formed by animals, as in the Mima mounds of the Northwestern United States and some other areas, which appear to be created over many years by the burrowing activities of pocket gophers, [87] while the so-called fairy circles of Namibia appear to be created by the interaction of competing groups of sand termites, along with competition for water among the desert plants. [88]

In permafrost soils with an active upper layer subject to annual freeze and thaw, patterned ground can form, creating circles, nets, ice wedge polygons, steps, and stripes. Thermal contraction causes shrinkage cracks to form in a thaw, water fills the cracks, expanding to form ice when next frozen, and widening the cracks into wedges. These cracks may join up to form polygons and other shapes. [89]

The fissured pattern that develops on vertebrate brains is caused by a physical process of constrained expansion dependent on two geometric parameters: relative tangential cortical expansion and relative thickness of the cortex. Similar patterns of gyri (peaks) and sulci (troughs) have been demonstrated in models of the brain starting from smooth, layered gels, with the patterns caused by compressive mechanical forces resulting from the expansion of the outer layer (representing the cortex) after the addition of a solvent. Numerical models in computer simulations support natural and experimental observations that the surface folding patterns increase in larger brains. [90] [91]


Taxonomic Keys: Meaning, Suggestions and Types

A key is a device, which when properly constructed and used, enables a user to identify an organism. Keys are devices consisting of a series of contrasting or contradictory statements or propositions requiring the identifier to make comparisons and decisions based on statements in the key as related to the material to be identified.

Thus, a taxonomic key is a device for quickly and easily identifying to which species an unknown plant belongs.

The key consists of a series of choices, based on observed features of the plant specimen. It provides a choice between two contradictory statements resulting in the acceptance of one and the rejection of the other.

A single pair of contradictory statements is called a couplet and each statement of a couplet is termed a lead. By making the correct choice at each level of the key, one can eventually arrive at the name of the unknown plant.

Suggestions for the Use of Taxonomic Keys:

(a) Appropriate keys should be selected for the materials to be identified. The keys may be in a flora, manual, guide handbook, monograph, or revision. If the locality of an unknown plant is known, a flora, guide, or manual treating the plants of that geographic area may be selected.

If the family or genus is recognized, one may choose to use a monograph or revision. However, if the locality is unknown a general work may be selected. If materials to be identified are cultivated, one of the manuals treating such plants should be selected, since most floras do not include cultivated plants unless naturalized.

(b) The introductory comments on format details, abbreviations, etc. should be read before using the key.

(c) Both the leads of a couplet should be read before making a choice. Even though the first lead may seem to describe the unknown material, the second lead may be even more appropriate.

(d) A glossary should be used to check the meaning of terms, which one does not understand.

(e) Several similar structures should be measured, when measurements are used in the key, e.g. several leaves and not a single leaf should be measured. No decision should be made on a single observation. Rather it is often desirable to examine several specimens.

(f) The results should be verified by reading a description, comparing the specimen with an illustration or an authentically named herbarium specimen.

Suggestion for Construction of Taxonomic Keys:

(a) Constant characteristics rather than variable ones should be used.

(b) Proper measurements rather than terms like “large& # 8221 e & # 8220small” should be used.

(c) Characteristics that are generally available to the user of the key rather than seasonal characteristics or those seen only in the field should be used.

(d) A positive choice should be made. O termo & # 8220é” instead of “não é” should be used.

(e) If possible one should start both choices of a pair with the same word.

(f) If possible, different pairs of choices should be started with different words.

(g) The descriptive terms should be preceded with the name of the part to which they apply.

Types of Taxonomic Keys:

There are two types of keys:

(b) Poly clave (also called Multiple Access or Synoptic).

eu. Dichotomous Keys:

Keys in which the choices allow only two (mutually exclusive) alternative couplets are known as dichotomous keys. In constructing a key, contrasting characters are chosen that divide the full set of possible species into smaller and smaller groups i.e. the statements typically begin with broad characteristics and become narrower as more choices are required.

Each time a choice is made, a number of species are eliminated from consideration and the range of possible species to which the unknown specimen may belong is narrowed. Eventually, after sufficient choices have been made, their range reduces to a single species and the identity of the unknown plant is revealed. Dichotomous comes from the Greek root dich meaning “dois” and temnein meaning “to cut“.

Couplets can be organized in several forms. The couplets can be presented using numbers (numeric) or using letters (alphabetical). The couplets can be presented together or grouped by relationships. There is no apparent uniformity in presentation of dichotomous keys.

(a) Types of Dichotomous Keys:

There are two types of dichotomous keys. They differ in the method by which the couplets are organized and how the user is directed to successive choices.

(i) Indented Keys (also called yoked):

Indents the choices (leads) of the couplet an equal distance from the left margin. The two choices of the couplet are usually labelled 1 and 1′ or la and lb. It is not necessary that the choices are numbered, but it helps. The user goes to the next indented couplet following the lead that was selected.

Provides both choices side-by-side. The choices of the couplet must be numbered (or lettered). It is very helpful if the previous couplet is given. This key has exactly the same choices as the first example. The choices are separated, but it is easy to see the relationships. While this key might be more difficult to construct, it gives more information to the user.

(b) Problems using Dichotomous Keys:

A key may be difficult to use at times because:

I. The key may not include all potential variations in the species

II. The key may rely on features not present in that season

III. The key may not include “tudo” species of interest

4. One may misinterpret a feature or make a mistake.

ii. Poly Clave Keys:

Another type of key, which is relatively a new alternative to dichotomous keys and becoming increasingly popular, especially because of the ease of computerizing them, is termed multiple access or poly clave or synoptic key. The advantage of these keys is that they allow the user to enter the key at any point.

This key is based on the identification of organisms by a process of elimination. In a written poly clave key there is a series of characters and character states. Each state is followed by a number or code for the species that possess that feature.

The user needs to select any character and then copy down the list of species that possess the feature. Then the user has to select another character and eliminate any species that is not common to both lists. This process has to be continued until the specimen is identified.

It’s easy to imagine how these keys are computerized. Consider a series of standard playing cards. Imagine each card has four holes punched into it along the top margin. If the card is a spade we cut the first hole through the margin if a club, the second hole is notched to the margin a heart the third hole is notched and finally if it is a diamond the fourth hole is notched.

Further imagine that along the bottom of the card we punch 14 holes (2 – 10, J, K, Q, A) and cut a notch for the appropriate number. Thus, the Queen of Hearts will have a notch cut into the third hole on the top of the card, and the Queen notch on the bottom of the card.

Now, let’s use our punch card deck of cards to identify an unknown card. Shuffle another deck of cards and pick any card. Let’s assume that this “unknown” card is the Ace of Spades. To identify this unknown, we analyse the characters and two are obvious, suit and number.

Let’s start with suit – take a long needle and stick it through the “spades hole& # 8220. Since, only spades are notched, the other suits will remain on the needle and spades will drop out of the deck.

Now, collect the spades cards and put a needle through the next character, the Ace and, viola, the Ace of Spades falls out. This is the general principle of how the computerized version of poly clave keys work. The main difference is that a computer allows for countless holes (characters) and notches (states) to be included and does the needlework for us.

An example of a Poly clave key:

Poly clave Key to Pollination Type:

Pollination is the process of transferring pollen from one flower to another. Since plants can’t move, they utilize vectors such as wind, water and animals to accomplish this process for them. Flowers are specialized by shape, colour, door, nectar etc. in order to maximize the chance that a certain vector will accomplish pollination. These flower adaptations are collectively known as pollination syndromes or systems.

Plants differ in the degree of their specialization for a particular pollination system. For example, many orchids are pollinated by only a single type of bee.

Other flowers are not as specialized and may be pollinated by a variety of bees or perhaps beetles. In other cases, insects may visit flowers without actually transferring pollen. These factors make it difficult to determine with absolute certainty the pollination system by the poly clave key.

(a) Advantages of Poly clave Keys:

The advantages of a poly clave (multiple-access) key are:

II. They allow multi-entry i.e. the user can start anywhere. This is a significant advantage because the user can rely on characters that are most easy to observe, rather than having to deal with characters that may not be present in the specimen or are poorly developed.

III. They are order-free i.e. the user can work in any direction with any character.

V. They are easily computerized. In fact, these keys are most commonly used in this form. Paper versions are typically large and unwieldy because each character needs to list all possible taxa.

(b) Suggestions to use a Poly clave Key:

I. Read through the list of characters to become familiar with the possibilities.

II. Scan the list to find a character with a state that you observe in your specimen. Start with a readily identifiable character that has only a few numbers (taxa) associated with it.

III. Write a brief description of the character and state and the numbers of the taxa that can be described by this state.

4. Choose another character and state that describes your taxa. Write a brief description of this state below the name of the first state chosen. Then, scratch off the original list of any taxon that doesn’t appear in the second.

V. Continue this process until just one taxon remains for all of the states. If there is no single taxon described by the states chosen, and two or more remain, go back and check for errors.

VI. Read the name of the taxon after its number in the list of taxa. Check your identification with a description in a manual or the herbarium.


Dominância incompleta

With codominant alleles, both traits are expressed at the same time. With incomplete dominance, the same thing occurs—but the traits are blended together just like paint mixed together, rather than occurring in discrete patches like the speckled flowers.

Going back to our flower example, if flower color shows incomplete dominance then two different flowers crossed together will produce a hybrid that’s in between both of the parents. So, for example, if you cross a white flower with a red flower, you would get a pink flower if the two alleles showed incomplete dominance.


L-system rule for different plant types - Biology

Plants are living organisms that cover much of the land of planet Earth. You see them everywhere. They include grass, trees, flowers, bushes, ferns, mosses, and more. Plants are members of the kingdom plantae.

What makes a plant a plant?

  • Most plants make their own food through a process called photosynthesis.
  • Plants have a cuticle, meaning they have a waxy layer on their surface that protects them and keeps them from drying out.
  • They have eukaryotic cells with rigid cell walls.
  • They reproduce with spores or with sex cells.

Plant cells are composed of rigid cell walls made of cellulose, chloroplasts (which help with photosynthesis), a nucleus, and large vacuoles filled with water.

One of the most important functions of most plants is photosynthesis. Plants use photosynthesis to create energy directly from sunlight. You can go here to learn more about photosynthesis.

  • Vascular - These plants have specific tissues that help to move materials such as water through the plant. They are further divided into non-flowering plants and flowering plants. Most of the organisms you probably think of as plants, such as trees, bushes, and flowers, fit into this group.
  • Nonvascular - These are smaller plants, such as mosses, that use diffusion and osmosis to move material through the plant.

The three basic parts of most vascular plants are the leaf, the stem, and the roots.

Leaf - The leaf is an organ of a plant that is specialized for photosynthesis. Leaves capture energy from sunlight as well as collect carbon dioxide from the air. Many leaves are flat and thin in order to catch as much sunlight as possible. However, leaves come in many different shapes including long skinny needles that are found on pine trees.

Stem - The stem is the main structure that supports leaves and flowers. Stems have vascular tissues that move food and water around the plant to help it grow. Plants often store food in their stems.

Roots - The roots of a plant grow underground. Roots help to keep the plant from falling over and gather water and minerals from the soil. Some plants store food in their roots. The two major types of roots are fibrous roots and taproots. Taproots tend to have one major root that grows very deep, while fibrous roots have many roots that grow in all directions.


Roots: Support for the Plant

Roots are not well preserved in the fossil record nevertheless, it seems that they did appear later in evolution than vascular tissue. The development of an extensive network of roots represented a significant new feature of vascular plants. Thin rhizoids attached the bryophytes to the substrate. Their rather flimsy filaments did not provide a strong anchor for the plant neither did they absorb water and nutrients. In contrast, roots, with their prominent vascular tissue system, transfer water and minerals from the soil to the rest of the plant. The extensive network of roots that penetrates deep in the ground to reach sources of water also stabilizes trees by acting as ballast and an anchor. The majority of roots establish a symbiotic relationship with fungi, forming mycorrhizae. In the mycorrhizae, fungal hyphae grow around the root and within the root around the cells, and in some instances within the cells. This benefits the plant by greatly increasing the surface area for absorption.


Mendel's Law of Segregation

In the case of pod color, the Mendel Pea Experiment showed that a cross between a green pod plant and a yellow pod plant produced only green pod plants for the F1 generation. It appeared that the yellow pod characteristic had disappeared.

However, the F2 generation threw up a surprising result the yellow pod variant appeared in a quarter of this generation.

Clearly, some thing strange was going on and, in an inspired piece of thinking, Mendel came up with his 'Law of Segregation'.

  1. There are alternative forms of genes, the units determining heritable characteristics. This is now known as an allele
  2. An organism inherits one allele from each parent. The F1 generation inherited one green and one yellow pod allele from the parental generation.
  3. A sperm or egg carries only one allele for each characteristic which pair upon fertilization.
  4. When the alleles are different, one is fully expressed and the other is masked, now known as dominant and recessive genes.

The Mendel Pea Experiment and the discovery of the Law of Segregation has shaped the way that genetic research has developed and it has been shown that this law applies to all sexually reproducing organisms.


Termos de Biologia Relacionados

  • Codominância – A situation where two alleles are neither dominant nor recessive towards each other and both are expressed as phenotype.
  • Diploid – A cell containing two sets of chromosomes, one set from each parent. Diploid cells contain two copies of nearly every gene.
  • Gametas – Mature, haploid germ cells from the male and female that can fuse with one another to form a zygote.
  • Haploid – A cell containing a single set of chromosomes.

1. Which of these is inherited completely from the mother?
UMA. Genes for eye color
B. Genes for cystic fibrosis
C. Genes from the Y-chromosome
D. Mitochondrial genes

2. Which of these are assumptions in creating a Punnett square?
UMA. The alleles for each trait segregate during meiosis
B. Each trait assorts independently of the others
C. Only one gene locus is involved in a particular trait
D. Tudo acima

3. How many rows and columns would be needed to create a Punnett square for a trihybrid cross?
UMA. 3X3
B. 6X6
C. 8X8
D. 9X9


Assista o vídeo: Tipos de folhas - Botânica - Biologia (Dezembro 2021).