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EVOLUÇAÕ E CLASSIFICAÇÃO DAS PLANTAS 1. Origem e classificação das plantas s Acredita-se que as plantas tenham surgido a partir de um grupo ancestral de algas verdes, pois existem várias características que as aproximam, como a presença de clorofila a e b nos cloroplastos e a presença de parede celular composta principalmente de celulose. s Por reterem os embriões em seus corpos, as plantas são chamadas embriófitas. s Cladograma da evolução das plantas: s Tradicionalmente as plantas são divididas em ® Criptógamas: plantas que têm as estruturas reprodutoras pouco evidentes. Ex.: Musgos Ø Briofitas: não apresentam xilema e floema, tecidos verdadeiros e especializados, respectivamente, para o transporte de seiva bruta (água e sais minerais) e elaborada (água e substancias oprganicas derivadas da fotossíntese); são plantas de pequeno porte. Ex.: Musgos Ø Pteridófitas: têm xilema e floema. Ex.: Samambaia ® Fanerógamas: plantas que possuem estruturas reprodutoras bem visíveis. Todas desenvolvem sementes e por isso também são denominadas espermatófitas. Ex.: Pinheiros Ø Gmnispermas: têm sementes, mas não formam frutos. Suas sementessão chamadas “nuas”, pois não estão abrigas no interior de frutos. Ex: Pinheiro Ø Angiosperma: apresentam sementes abrigadas no interior de frutos. Os frutos são resultantes do desenvolvimento do ovário da flor. Ex.: Mangueira Obs.: 1- Por apresentar xilema e floema as pteridófitas e todas as fanerógamas são chamadas plantas vasculares ou traqueófitas; já as briófitas, que não tem esse tecido, são atraqueófitas. 2- O corpo das plantas vasculares é constituído basicamente por raiz, caule e folhas, enquanto nas briófitas fala-se em rizóide, caulóide e filóide. s Todas as plantas apresentam ciclo de vida do tipo haplonte-diplonte: há alternância de gerações (metagênese), em que a geração gametofítica se alterna com a esporofitica. s Esquema das fases gametofítica (parte debaixo) e esporofítica (parte de cima ) comparando o desenvolvimento relativo dessas fases nos ciclos de vida dos diferentes grupos de plantas. s Na evolução das plantas verifica-se, uma redução da fase gametofítica e maior desenvolvimento da fase esporofítica. 2- Briófitas s Apresentam características de transição do ambiente aquático para o terrestre. s As briófitas não possuem raízes e a absorção de água do meio ocorre diretamente através da superfície do corpo gametófito em contato com o substrato, fico pelo meio de estruturas chamadas rizóides. s As briófitas não têm estruturas adequadas para evitar a transpiração intensa. s Revestindo as células da epiderme há uma fina cutícula com cera, o que colabora para reduzir a perda de água por transpiração. Elas também apresentam uma estrutura análoga ao estômato das plantas vasculares, essa estrutura apresenta um poro através do qual acontecem as trocas gasosas entre a planta e o meio e há o controle da saída de água por transpiração.. Entretanto a cutícula e o poro não são capazes de evitar uma transpiração intensa. s São plantas mais comuns em ambientes úmidos e sombreados. s Outra característica das briófitas que marca a dependência em relação a água è a presença de gametas masculinos flagelados (anterozóides), que deslocam-se de modo eficiente em meio liquido, como também ocorre nas algas (exceto nas vermelhas) e nas pteridófitas. No ambiente terrestre há necessidade de gotas de orvalho ou de chuva para que eles cheguem até os gametas femininos, que são imóveis. Obs.: Gametas não flagelados à chamados de células espermáticas. s O termo briófitas se refere na verdade a três filos distintos HEPATICAS (Filo Hepatophyta) s Os gametófitos tem corpo achatado ou folhoso, e se fixam no solo por meio de rizóides. Esse gametófitos formam estruturas especiais chamadas gametóforos onde estão os gametângios. Após a fecundação, o ovo ou zigoto(2n) dá origem ao esporófito, muito reduzido; s Há espécies que retornaram secundariamente para o ambiente aquático. ANTÓCEROS (Filo Antocerophyta) s O gametófito apresenta corpo mutilado e o esperófito é alongado, ereto. MUSGOS s Além de rizóides, os gametófitos geralmente possuem um eixo principal – caulóide – de onde partem os filóides. s As trufas são desse filo. s O esporófito desenvolve-se sobre o gametófito e é formado pelo pé, seta e cápsula, no interior da qual está o esporângio, onde haverá a formação de esporos por meiose. s Em muitos musgos, no caulóide do gametófito e na seta do esporófito, existem células especializadas para o transporte de água e sais minerais. Essas células, quando diferenciadas, ficam apenas com a parede celular, à semelhança do que acontece com as traqueídes, células típicas do xilema. s Em alguns gêneros de musgos, há também células especializadas no transporte de substancias orgânicas. Quando diferenciadas, essas células perdem o núcleo, mas mantêm o citoplasma, a membrana plasmática e a parede celular, à semelhança do que acontece com células de mesma função no floema das plantas vasculares. 2.1 Ciclo de Vidas dos musgos s Os musgos são geralmente dióicos, o que significa que a planta ou é masculina ou é feminina, isto é, os sexos acham-se separados. Ao atingir a maturidade sexual, os gametófitos, produzem gametângios, em cujo interior são produzidos os gametas. Do musgo masculino os anterozóides podem alcançar o musgo feminino através dos borrifos de chuva; então "nadam" em direção ao arquegônio. A união entre o anterozóide e a oosfera, que configura a fecundação e ocorre no arquegônio, determina a formação do zigoto (2n). Este se desenvolve e origina oesporófito (2n), produtor de esporos, que cresce sobre o gametófito feminino (n), obtendo daí seu alimento. O esporófito é constituído de uma haste em cuja extremidade se forma uma capsula, que abrigaesporângios "urnas" onde se produzem esporos; os esporos se formam por meiose e então são libertados para o ambiente. Em condições adequadas, cada esporo germina formando um "broto" denominado protonema, "brota" e forma um novo musgo, fechando o ciclo. 3- Pteridófitas s Traqueíde: principal tipo de célula responsável pela condução de seiva bruta nas plantas vasculares verdadeiras, exceto nas angiospermas à fundamental para a evolução das plantas de maior porte. s O surgimento do xilema também colaborou para a sustentação do corpo das traqueófitas. Além do xilema, surgiu o floema. A existência desses vasos verdadeiros possibilitou o transporte rápido de água e sais minerais até as folhas, e de seiva elaborada das folhas para as demais partes da planta, propiciando a existência de plantas maiores. s O primeiro grupo de plantas a surgir com essas características foi o as pteridófitas. s Nesses organismos, os gametófitos são reduzidos e os esporófitos são a fase predominante do ciclo da vida. s Nos esporófitos, os esporângios podem ficar reunidos em: Ø Soros: cada soro corresponde a vários esporângios inseridos diretamente na face inferior das folhas. A disposição e a estrutura desses soros variam nas diferentes espécies. Ø Estróbilos (ou cones): Correspondem a um ramo curto onde se localizam pequenas folhas férteis; na base de cada uma delas há um esporângio. s As plantas coletivamente chamas pteridofitas são atualmente classificadas em dois filos: Filo Pterophyta ou Pteridophyta: s agrupa as samambaias e avencas, que são comuns em regiões tropicais; as folhas jovens formam os báculos. Os esporângios ficam localizados em soros. s As samambaias arborescentes podem apresentar, na base de seus troncos eretos, uma trama de raízes adventícias (raízes que partem do caule), que pode alcançar grande volume à xaxim: muito utilizado na fabricação de vasos. s Dentre as pteridófitas de pequeno porte, destacam-se as que vivem em água doce. Associada as do gênero Azolla sp. desenvolvem-se cianobactérias do gênero Anabaena, quefixam nitrogênio e enriquecem a água. s Recentemente foram incluídos no filo dois outros grupos: ® Psilófitas: plantas que vivem em regiões tropicais e subtropicais, cujo esporófito apresenta corpo verde ramificado, sem folhas, e os esporos são produzidos em esporângios geralmente reunidos em grupos de três na extremidade de ramos laterais curós; ® Cavalinhas: com um só gênero, vivem em locais úmidos em muitas regiões da Terra; os esporófitos são facilmente reconhecíveis, pois têm corpo ereto com gomos onde estão as folhas pequenas em forma de escamas; os esporângios ocorrem em estróbilos localizados na extremidade do caule. Filo Lycopodiophyta ou Lycophyta s Os esporângios fica reunidos em estróbilos. s Plantas desse filo aparecem em todas as partes do mundo s As do gênero Selaginella põem ocorrer em regiões áridas e semiaridas, como desertos e caatingas. Nesses locais, os indivíduos permanecem em estado latente, só se reproduzindo quando há aumento na umidade do ar ou em épocas de chuva. Em função dessa característica, essas espécies são chamadas de revivescentes. 3.1 Ciclo de vida nas pteridófitas s No ciclo de vida das pteridófitas podem notar dependendo da espécie, duas condições distintas Ø Os esporófitos produzem por meiose esporos de um único tipo, falando-se em plantas que apresentam homosporia; cada esporo da origem a um único tipo de gametângios femininos quanto masculinos. Espécies com homosporia podem ser chamadas homósporas, homosporadas ou ainda isoporadas. Exempo: Samambaias Ø Os esporófitos produzem por meiose dois tipos distintos de esporos, falando-se em heterosporia: um geralmente grande chamado megásporo e outro normalmente pequeno, chamado micrósporo. O megaspóro dá origem ao gametófito feminino e o micrósporo, ao gametófito masculino. Em todas as plantas heterosporadas ocorre o desenvolvimento endospórico do gametófito, isto é, o gametófitose desenvolve dentro do esporo, ficando protegido por sua parede. Esse tipo de desenvolvimento do gametófito é verificado também em todas as gimnospermas e angiospermas. Plasntas com heterosporia são chamadas Heterósporas ou heterosporadas. Exemplo: Selaginela. 4- Gimonospermas s Primeiras apresentar adaptações que permitem a independência da água para a reprodução sexuada. s Nesse grupo surgiram o grão de pólen, estruturas que contêm o gametófito masculino imaturo protegido por um envoltório resistente. Assim protegidos, esses gametófitos são transportados pelo vento e, ao entrarem em contato com o gametófito feminino, germinam, formando o tubo polínico. Este corresponde ao gametófito masculino maduro, que transporta os gametas masculinos até a oosfera ou a região próxima a ela. s Surgimento do óvulo que, após a fecundação, dá origem a semente. s A semente é nua. Ela contém o embrião, e ao ser liberada da planta, participa do processo de dispersão da espécie. s Na flora atual, há quatro filos de gimnospermas Filo Cycadophyta: ü São as cicas. ü Ocorrem principalmente em regiões tropicais e subtropicais. ü Em geral são plantas grandes ü Muitas possuem um tronco distinto, coberto pelas bases das folhas que caíram. ü As folhas funcionais caracteristicamente ocorrem agrupadas no topo do tronco, à semelhança do que acontece com as palmeiras. ü As cicas em geral são muito tóxicas Filo Ginkpophyta ü Representado por um só espécie vivente - Ginko biloba – árvore que pode chegar a 30 metros de altura e que tem folhas em forma de leque. ü São plantas de sexos separados ü Não formam estróbilos típicos ü Suas sementes produzem envoltório carnoso, dando a impressão de que são frutos. Filo Gnetophyta ü Representado por três gêneros atuais Gnetum, Ephedra e Welwistschia. ü São plantas de sexos diferentes Filo Coniferophyta ü Maior filo de gimnospermas em número de espécies ü Muito comuns em regiões temperadas, onde chegam a formar florestas de coníferas ü Pinheiros e sequóias ü No Brasil, a espécie de pinheiro mais conhecida é o pinheiro-do-paraná ou araucária. 4.1 Ciclo de vida de pinheiro do gênero Pinus s Há dois tipos de estróbilos: os que formam micrósporos e os que formam megásporos à heterosporia. s Os micrósporos são formados os microsporângios localizados em folhas especiais que formam os estróbilos denominados microsporangiados. Os megaspóros são formados nos megasporângios localizados em ramos modificados, as escamas ovulíferas, que compõem os estróbilos ovulados (ou femininos). s Os esporos são formados por meiose e não são liberados do corpo do esporófito, ficando no interior dos esporângios. s Nos microsporângios, cada micrósporo inicia a formação do gametófito masculino (n) imaturo. O gametófito permanece protegido pela parede do esporo, que passa a apresentar duas projeções laterais: os sacos aéreos. Essa estrutura é o grão de pólen que só agora é eliminado do esporângio e transportado pelo vento. s Nos estróbilos femininos, cada óvulo possui um tecido (2n) de revestimento denominado tegumento, que protege o megasporêngio. No tegumento encontra-se uma abertura denominada micrópila, por onde os grãos de pólen penetram. s Em cada megasporângio há um tecido nutritivo chamado nucelo (2n) e uma célula especial diplóide que sofre meiose e dá origem a quatro células haploides. Destas três degeneram e apenas uma é funcional. s Anemofilia à polinização em que o vento transporta os grãos de pólen. s Somente após a polinização o esporo feminino se desenvolve no interior do ovulo: esse esporo sofre mitoses origina