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Unidade III BOTÂNICA DE FANERÓGAMAS Profa. Emmanuelle Costa A conquista do ambiente terrestre Como os vegetais conquistaram o ambiente terrestre? A passagem do meio aquático para o terrestre envolveu uma adaptação estrutural que permitiu a sobrevivência desses vegetais. No meio aquático, as algas são constantemente banhadas pela água. A reprodução é facilitada pela produção de gametas móveis que têm na água um eficiente meio de locomoção. A conquista do ambiente terrestre Fonte: http://origemeevulucao.blogspot.com.br - Embrião multicelular - Arquegônios e arterídeos - Esporófito dominante - Vasos condutores - Folhas e caule - Sementes - Crescimento lateral - Flores - Frutos A conquista do ambiente terrestre Adaptações morfológicas necessárias à sua sobrevivência: eficiente mecanismo de absorção da água do solo (raiz); mecanismo rápido de condução de água e nutrientes até as células mais distantes dos centros de absorção; eficiente mecanismo de impermeabilização das superfícies expostas, o que evita a perda excessiva de água; A conquista do ambiente terrestre Adaptações morfológicas necessárias à sua sobrevivência: eficiente mecanismo de trocas gasosas que permita o ingresso de gás carbônico, facilitando a ocorrência de fotossíntese; eficiente mecanismo de sustentação do corpo por meio de tecidos rígidos; A conquista do ambiente terrestre Adaptações morfológicas necessárias à sua sobrevivência: possibilidade de reprodução, mesmo na ausência de água. As primeiras plantas com vasos condutores ainda dependem da água para o deslocamento dos gametas; adaptação por meio da produção de sementes. O embrião fica dentro de um meio desidratado, rico em alimento e envolvido por um revestimento protetor. A conquista do ambiente terrestre Tradicionalmente, as plantas têm sido divididas em dois grandes grupos: Criptógamas: plantas que possuem as estruturas produtoras de gametas pouco evidentes. Exemplo: musgos e samambaias. Fanerógamas: plantas que possuem estruturas produtoras de gametas bem visíveis. Todas desenvolvem sementes e por isso são também denominadas espermatófitas (sperma = semente). Exemplos: pinheiros, mangueiras, roseiras e coqueiros. A conquista do ambiente terrestre Fanerógamas (phanerós = visível; gamae = gametas). As fanerógamas também são conhecidas como espermatófitas, pois são plantas que produzem sementes. Os esporos vegetais são compostos por uma única célula, enquanto as sementes contêm uma estrutura multicelular. As sementes contêm um suprimento que nutre o embrião até que ele seja autossuficiente. As sementes são protegidas por um tegumento bastante resistente. A conquista do ambiente terrestre As fanerógamas também são divididas em dois grupos: Gimnospermas: possuem sementes, mas não formam frutos. Suas sementes são chamadas “nuas”, pois não estão abrigadas no interior de frutos (daí a denominação: gimno = nu; sperma = semente). Angiospermas: possuem sementes abrigadas no interior de frutos (angio = urna; sperma = semente). Os frutos são resultantes do desenvolvimento do ovário da flor. A conquista do ambiente terrestre O modo como ocorreu a evolução dos processos sexuados e dos ciclos de vida nas plantas foi fundamentalmente importante para a conquista do ambiente terrestre. Todas apresentam ciclo de vida do tipo haplonte-diplonte. Nesse tipo de ciclo há alternância de gerações. A geração gametofítica é formada por indivíduos haploides (n). A geração esporofítica é composta de indivíduos diploides (2n). A conquista do ambiente terrestre Nas gimnospermas e especialmente nas angiospermas, a fase gametofítica é extremamente reduzida: O gametófito feminino desenvolve-se no interior do óvulo e o masculino, no grão de pólen. Nessas plantas, o óvulo não é o gameta feminino; ele constitui uma estrutura que abriga o gametófito feminino, que dará origem ao gameta feminino, chamado oosfera. Na evolução das plantas verifica-se, portanto, a redução da fase gametofítica e maior desenvolvimento da fase esporofítica. Fonte: http://www.buscaescolar.com/biologia/reino-plantae A conquista do ambiente terrestre Progimnospermas Representadas pelas extintas progimnospermas. Durante a colonização das plantas vasculares no Devoniano, surgiu a linhagem que levaria às espermatófitas, comuns até o Carbonífero inferior. Apresentavam o crescimento secundário de seus tecidos vasculares e algumas deveriam ser árvores altas. Ao contrário das gimnospermas, não produziram sementes, mas liberaram seus esporos como as samambaias. Dois grupos principais de progimnospermas são conhecidos, representados por Archaeopteris e Callixylon. Progimnospermas Desenho esquemático de uma progimnosperma (Archeopteris) extinta. Fonte: http://eltamiz.com/elcedazo/2014/05/16/la-biografia-de-la-vida-30-el-devonico-desarrollo-de-las-plantas/ Interatividade Na história evolutiva das plantas, alguns eventos ocorreram para permitir o sucesso desse vegetais no ambiente terrestre. Assinale a alternativa que apresenta a estrutura que possibilitou a independência da água para a reprodução: a) Cutícula. b) Grão de pólen. c) Lignina. d) Vasos condutores. e) Estômato. Resposta Na história evolutiva das plantas, alguns eventos ocorreram para permitir o sucesso desse vegetais no ambiente terrestre. Assinale a alternativa que apresenta a estrutura que possibilitou a independência da água para a reprodução: a) Cutícula. b) Grão de pólen. c) Lignina. d) Vasos condutores. e) Estômato. Gimnospermas Grupos bastante diversificados no Carbonífero, atingindo o auge no Triássico. Apresentam crescimento secundário, traqueídes no xilema e células crivadas no floema. As folhas são, geralmente, perenes, exceto em Ginkgo e apresentam nervuras das folhas dicotômicas (venação), com exceção das Gnetales. Atualmente, abrangem cerca de 80 gêneros e 870 espécies, ocorrendo principalmente nas regiões temperadas. Alguns grupos são representados por populações isoladas nas regiões tropicais e subtropicais, florestas de araucária no Sul e no Sudeste do Brasil. Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos4/biogimnospermas.php Gimnospermas: ciclo de vida Principais grupos: gimnospermas Cycadophyta São plantas semelhantes a palmeiras, encontradas em regiões tropicais e subtropicais. Maioria são plantas grandes (atingem até 18 metros de altura). Em alguns casos, o caule é subterrâneo, ficando apenas as folhas para fora. Muitas apareceram há cerca de 320 milhões de anos – coabitaram a Terra com os dinossauros, período em que elas eram mais abundantes. Caule é aéreo e colunar, com uma coroa de folhas pinadas. São plantas dioicas (sexos separados). Principais grupos: gimnospermas Cycadophyta Fonte: http://www.uic.edu/classes/bios/bios100/summer2003/cycadophyta.htm Principais grupos: gimnospermas Ginkgophyta Único representante vivo Ginkgo biloba, com folhas labeladas, crescimento lento, podendo atingir 30 metros de altura ou mais. Diferente da maioria das outras gimnospermas, o ginkgo é decíduo e suas folhas tornam-se douradas antes de cair. São particularmente comuns na China e no Japão. Como é muito resistente à poluição, é bastante cultivado em áreas urbanas. São plantas dioicas. Ginkgophyta Fonte: http://bioweb.uwlax.edu/bio203/2011/lehrer_brit/ Principais grupos: gimnospermas Principais grupos: gimnospermas Coniferophyta Conhecidas como coníferas, por possuírem cones, sendo o grupo atual de gimnospermas mais numeroso e com distribuição mais ampla. Elas ocorrem desde o Carbonífero e já eram comuns no Permiano e no Triássico. Pertencem a essa divisão as plantas mais altas do mundo: as sequoias, podendo atingir 117 metros e diâmetro de mais de 11 metros. Incluem tambémpinheiros e abetos. As folhas das coníferas atuais apresentam muitas características xeromorfas. Principais grupos: gimnospermas Coniferophyta: Pinaceae Fonte: HAMACHI, L. Principais grupos: gimnospermas Coniferophyta: Araucariaceae Fonte: HAMACHI, L. Coniferophyta: Araucariaceae Fonte: http://www.lages.sc.gov.br/site_novo/noticias.php?id_noticia=553 Principais grupos: gimnospermas Principais grupos: gimnospermas Gnetophyta Outro grupo de gimnospermas são as Gnetophyta. Certamente estavam presentes no Cretáceo, mas fósseis sugerem sua origem no Triássico. Atualmente, é representada por Ephedra, Welwitschia e Gnetum, gêneros muito distintos entre si, distribuídos de maneira bastante particular. Além das traqueídes, muitos indivíduos possuem elementos de vaso no xilema secundário. Os estróbilos são compostos morfologicamente bissexuais, mas funcionalmente unissexuais. Destacam-se também pela dupla fecundação. Principais grupos: gimnospermas Gnetum Os estróbilos são compostos, agrupados em anéis, formando uma espécie de espiga. Fonte: english.xtbg.cas.cn/rs/ma/201008/t20100809_57217.html Ephedra Composto por arbustos com folhas pequenas e caules aparentemente articulados. Fonte:http://www.biologados.com.br/botanica/taxonomia_vegetal/divisao_gnetophyta_gnetum_ephedra_welwitschia.htm Principais grupos: gimnospermas Principais grupos: gimnospermas Welwitschia A maior parte da planta fica enterrada no solo. Ela produz apenas duas folhas de crescimento contínuo. Vive em desertos da África. Fonte:http://www.biologados.com.br/botanica/taxonomia_vegetal/divisao_gnetophyta_gnetum_ephedra_welwitschia.htm Principais grupos: gimnospermas Antophyta As estruturas reprodutivas das Gnetophyta possuem brácteas organizadas como um invólucro e seus microsporângios ficam sustentados no ápice do eixo, daí alguns autores denominarem tais estruturas de flores. Entre esses autores são os defensores da hipótese das Antófitas, em que a posse da flor seria mais uma característica avançada que aparece nos dois grupos, sustentando o parentesco das Gnetophyta e Angiospermas, as quais apresentam os órgãos de reprodução não mais reunidos em estróbilos, mas em flores. Interatividade O pinhão é a parte comestível presente no grupo das gimnospermas, que é desenvolvido no interior da pinha. Quais são as estruturas que correspondem à pinha e ao pinhão, respectivamente? a) Estróbilo e ovário. b) Flor e fruto. c) Grão de pólen e fruto. d) Estróbilo e semente. e) Fruto e semente. Resposta O pinhão é a parte comestível presente no grupo das gimnospermas, que é desenvolvido no interior da pinha. Quais são as estruturas que correspondem à pinha e ao pinhão, respectivamente? a) Estróbilo e ovário. b) Flor e fruto. c) Grão de pólen e fruto. d) Estróbilo e semente. e) Fruto e semente. Angiosperma A conquista definitiva do ambiente terrestre na evolução dos vegetais ocorre com as angiospermas, pois apresentam maior grau de complexidade, maior diversidade de formas e grande distribuição geográfica. Esses vegetais apresentam suas sementes protegidas dentro de frutos, que também funcionam como um mecanismo de dispersão para os vegetais. Wilkomm apresenta uma das melhores classificações de sua época, baseada em dados morfológicos, em que considera monocotiledôneas e dicotiledôneas como classes de angiospermas. Angiosperma Classificação As classificações de Cronquist abrangem além de caracteres morfológicos, os histológicos e os metabólitos secundários. Nelas existia a separação das angiospermas em dois grandes grupos (classes): Magnoliopsida (dicotiledôneas) e Liliopsida (monocotiledôneas), cada um deles em grupos menores (subclasses). A proposta de Cronquist foi muito aceita por muito tempo e continua sendo utilizada por alguns pesquisadores. Angiosperma Angiosperm Phylogeny Group (APG) A partir da década de 1990, a sistemática vegetal, utilizando-se de método de análises cladísticas e aplicação de técnicas moleculares, propôs um novo método que possibilitou, a um grupo de cientistas, a atualização dos sistemas de classificação. Esse grupo de cientistas hoje é conhecido pela sigla APG, que significa Angiosperm Phylogeny Group (Grupo de Filogenia de Angiospermas), com o objetivo de organizar em ordem filogenética, da maneira mais natural e parcimoniosa possível. Angiosperma Angiosperm Phylogeny Group (APG) Classificação baseada em sequências genéticas, observando-se que as monocotiledôneas formam um grupo monofilético. Dois clados distintos encontravam-se situados na base da árvore filogenética: as chamadas Paleoervas e as Magnoliideae, famílias predominantemente arbóreas relacionadas a Magnoliaceae. O restante das dicotiledôneas foi denominado Eudicotiledôneas e posteriormente notou-se a relação entre Paleoervas, Magnoliideae e monocotiledôneas, por possuírem grãos de pólen monossulcados, enquanto as Eudicotiledôneas possuíam grão de pólen trissulcado. Fonte: Judd et al. 2009 (adaptado) Angiosperma Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos4/bioangiospermas3.php Angiosperma: ciclo de vida Fonte: https://professoraleonilda.word press.com/2013/09/ Angiosperma Angiosperma Clado Anita e Magnollideas As angiospermas Basais compreendem um grupo de plantas que se caracterizam por apresentar pólen monossulcado. Dentro das angiospermas basais, observamos algumas ordens com posicionamento não completamente definido, Amborellales, Nymphaeales e Austrobaileyales (essas ordens são chamadas de clado Anita) e ainda o clado das Magnoliídeas. Principais famílias: angiosperma Nymphealles A ordem Nymphaeales, que tem como principal membro da ordem a família Nymphaeaceae, é uma família que possui distribuição cosmopolita e que no Brasil está representada por dois gêneros e 10 espécies; é constituída por ervas aquáticas rizomatosas, flores apresentam estames petaloides e estigmas alongados. Algumas são bem conhecidas como o aguapé (Eichhornia crassipes) e a vitória-régia (Victoria amazônica). Fonte: HAMACHI, L. Principais famílias: angiosperma Principais famílias: angiosperma Magnoliideas As angiospermas do grupo das Magnoliideas são aquelas consideradas basais, podendo apresentar caracteres tanto de monocotiledôneas como de eudicotiledôneas. Entre os exemplos das famílias, podemos destacar Magnoliaceae, Annonaceae e Lauraceae. Lauraceae Família bem representada, presença de óleos voláteis. Persea americana. Fonte: http://www.tuasaude.com/abacateiro/ Principais famílias: angiosperma Principais famílias: angiosperma Annonaceae Apresenta plantas lenhosas, geralmente árvores ou arbustos com frutos múltiplos. Annona sp. Fonte:http://www.lookfordi agnosis.com/mesh_info.ph p?term=Annona&lang=3 Magnoliaceae Flores terminais e, geralmente, isoladas com receptáculo alongado, com numerosos estames laminares. Magnolia sp. Fonte:https://www.pinterest.com/bakabacchus/art-reference-magnolia/ Principais famílias: angiosperma Interatividade No ciclo de vida das angiospermas, a qual estrutura corresponde o gametófito feminino? a) Tubo polínico. b) Endosperma. c) Saco embrionário. d) Ovário. e) Anterídeo. Resposta No ciclo de vida das angiospermas, a qual estrutura corresponde o gametófito feminino? a) Tubo polínico. b) Endosperma. c) Saco embrionário. d) Ovário. e) Anterídeo. Angiosperma Monocotiledônea As monocotiledôneas representam um grupo monofilético, com, aproximadamente, 52.000 espécies dentro do grupo das angiospermas. Apresentam como principais características a presença de um só cotilédone, ausência de câmbio e de crescimento lateral, raízes fasciculadas, folhas invaginantes com bainha, nervação paralelinérvea, flores trímeras e grãos de pólen monossulcados.Várias são as famílias representantes de monocotiledôneas, com destaque para as famílias bastante representativas na flora brasileira, como Orchidaceae, Bromeliaceae e Poaceae. Principais famílias: angiosperma Orchidaceae Maior família botânica da divisão magnoliophyta, com milhares de espécies naturais, além de inúmeras formas híbridas, com distribuição cosmopolita. No Brasil existem cerca de 191 gêneros e mais de 2300 espécies. Representada por plantas herbáceas ou epífitas, com flores, geralmente, zigomorfas e corola com a pétala mediana diferenciada, assumindo as mais variadas formas, chamada de labelo; o pólen é liberado em polínias. Pelo grande potencial como plantas ornamentais, as espécies nativas se tornam ameaçadas de extinção. Desse grupo são obtidas a baunilha de uso na culinária, extraída de seus frutos. Fonte: http://www.mundodeflores.com/rosas-fotos-orquideas.html Principais famílias: angiosperma Principais famílias: angiosperma Bromeliaceae A família bromeliaceae, dividida em três subfamílias, (Bromelioideae, Tillandsioideae e Pitcairnioideae), abarca plantas herbáceas, de pequeno a médio porte, terrestres, rupícolas, principalmente epífitas, com raízes pouco desenvolvidas, servindo mais para fixação do que absorção, mais precisamente nas espécies epífitas. No Brasil existem espécies em quase todos os ecossistemas, principalmente na Mata Atlântica, além de regiões do cerrado, da Amazônia e semiárido, perfazendo, aproximadamente, 1.200 espécies em 40 gêneros. Fonte: https://www.embrapa.br/mandioca-e-fruticultura/cultivos/abacaxi Ananas sp. Principais famílias: angiosperma Principais famílias: angiosperma Poaceae Conhecida anteriormente como Graminae, constitui uma família da classe Liliopsida (plantas monocotiledôneas) que, sob o ponto de vista econômico, é a mais importante entre todas, fornecedora de grãos, principal alimento cultivado e consumido em todo o mundo. A família apresenta distribuição cosmopolita e no Brasil são conhecidas em torno de 1500 espécies em 180 gêneros. Além de sua importância econômica, abrangem um número considerável de plantas ornamentais, como as diversas espécies de grama, além das diversas espécies de bambus como Bambusa gracilis (bambuzinho-amarelo). Oryza sp. Fonte:http://maisquecuriosidade.blogspot.com.br/2011_05_01_archive.html Principais famílias: angiosperma Principais famílias: angiosperma Eudicotiledônea As eudicotiledôneas formam um grupo monofilético, caracterizado pela presença de sinapomorfias. Entre as características do grupo estão a presença de dois cotilédones, presença de câmbio e de crescimento lateral; raiz axial, nervação reticulada e grãos de pólen tricossulcados. As eudicotiledôneas estão divididas em dois grandes grupos, as Rosidae (Rosideas) e as Asteridae (Asterideas). Principais famílias: angiosperma Fabaceae Uma das maiores famílias botânicas, conhecida anteriormente como Leguminosae, apresenta distribuição cosmopolita e no Brasil são conhecidos cerca de 19.325 espécies e, aproximadamente, 727 gêneros, subdividida em três subfamílias; Faboideae, Caesalpinioideae e Mimosoideae. São representadas por árvores, arbustos, lianas ou ervas. Embora reconhecida pela sua importância econômica, as espécies ornamentais também ostentam significativa presença no paisagismo, principalmente pelas plantas arbóreas a exemplo da Bauhinia (pata-de-vaca) e Delonix (flamboyant). Caesalpina echinata. Fonte: https://arvoresvivas.wordpress.com/2008/10/12/pau-brasil/ Principais famílias: angiosperma Principais famílias: angiosperma Myrtaceae A família compreende cerca de 130 gêneros e 4.000 espécies de árvores e arbustos, distribuídas em regiões tropicais e subtropicais da Austrália, da Ásia e da América. Representada por plantas lenhosas ou arbustivas, apresenta grande potencial econômico, muitas de suas espécies são utilizadas na alimentação, como as espécies de Psidium guajava. Também apresentam importância ecológica, pois seus frutos suculentos e carnosos são fontes de alimento à fauna silvestre, que ao se alimentarem acabam veiculando a dispersão das sementes. Principais famílias: angiosperma Psidium guajava. Fonte: http://www.arvores.brasil.nom.br/new/goiaba/index.htm Principais famílias: angiosperma Rubiaceae Representa a quarta maior família das fanerógamas. Atualmente, no Brasil, ocorrem cerca de 130 gêneros e 1.500 espécies, com distribuição cosmopolita. São plantas herbáceas, arbustivas ou arbóreas, destacando-se como uma das principais características do grupo as estípulas interpeciolares bem desenvolvidas. Estudos filogenéticos recentes sugerem a sustentação de apenas três subfamílias, Rubioideae, Cinchonoideae e Ixoroideae. Seus representantes são muito importantes economicamente, principalmente Coffea arabica (café). Coffea sp. Fonte: http://treescoffee.com/wp-content/uploads/2012/09/Kona-beans-ripening.jp Principais famílias: angiosperma Principais famílias: angiosperma Asteraceae Asteraceae é uma das maiores famílias de plantas e no Brasil é representada por, aproximadamente, 180 gêneros e 1.900 espécies, com distribuição cosmopolita em diferentes formações vegetacionais. Muitos de seus gêneros têm grande importância econômica. Além dos propósitos medicinais, várias espécies são utilizadas como produtos alimentícios, Lactuca (alface), na produção cosmética Matricaria (camomila) ou, ainda, como plantas ornamentais Helianthus (girassol). Principais famílias: angiosperma Hellianthus annuus. Fonte: http://www.kimage.com.br/plantac-o-de-girassol-no-rio-grande-do-sul.html Interatividade As angiospermas podem ser divididas em duas classes: monocotiledôneas e eudicotiledôneas, de acordo com algumas características. Assinale a alternativa cuja característica não corresponde a uma monocotiledônea: a) Caule com feixes distribuídos aleatoriamente. b) Flores tetrâmeras ou pentâmeras. c) Folha com nervação paralelinérvea. d) Ausência de crescimento secundário. e) Presença de apenas um cotilédone. Resposta As angiospermas podem ser divididas em duas classes: monocotiledôneas e eudicotiledôneas, de acordo com algumas características. Assinale a alternativa cuja característica não corresponde a uma monocotiledônea: a) Caule com feixes distribuídos aleatoriamente. b) Flores tetrâmeras ou pentâmeras. c) Folha com nervação paralelinérvea. d) Ausência de crescimento secundário. e) Presença de apenas um cotilédone. ATÉ A PRÓXIMA!