Diversidade e Evolução dos Organismos Fotossintetizantes ... · algas heterocontes Plantas ... – clado basal das plantas terrestres ... entre as carofíceas e as plantas vasculares

Diversidade e Evolução dos Organismos Fotossintetizantes

(Módulo II) – Continuação

BRIÓFITAS

Universidade Federal de Santa Catarina

Centro de Ciências Biológicas

Departamento de Botânica

Plantas:

a ocupação do ambiente terrestre

O que é uma planta?

Plantas são eucariotos fotossintetizantes (incluindo as algas)

Embryophyta = grupo mais derivado de plantas

(embrião protegido por tecidos da planta mãe)

O grupo das plantas parece ser monofilético, formando a partir de um

único ramo evolutivo na árvore da vida

algas

heterocontes

Plantas

TERRANAUTAS

TERRANAUTAS

Charophyta (um grupo de algas verdes) parecem ser intimamente

relacionadas às Embriofitas viventes.

Estes organismos ocupam margens de corpos d’água ou pântanos.

Charophyceae

Charophyceae

Charales

Chara

A conquista do ambiente terrestre

As embriofitas invadiram o ambiente terrestre aproximadamente

400-500 mya.

Na verdade as plantas “invadiram o ar”!

TERRANAUTAS

AERO-TERRA-NAUTAS

A conquista do ambiente terrestre

Problemas....

• H2O não tão disponível e facilmente perdida em ambiente

terrestre;

• Gravidade tornou-se um problema sério;

• Dispersão de gametas é muito mais difícil fora de um ambiente

aquático;

Algumas ADAPTAÇÕES para viver no ambiente terrestre

• Cutícula – uma camada de cera que previne a dessecação;

• Gametângios – encapsulamento dos gametas para prevenir dessecação;

• Embriões – protegidos (esporófitos jovens);

• Pigmentos – proteção contra radiação UV mutagênica;

• Espessamento da parede dos esporos – previne dessecação e evita

deterioração;

• Micorrizas – associações mutualísticas com fungos facilitou obter nutrientes

do solo;

• Estômatos – poro controlável que regula a perda de água e entrada de CO2;

• Aerênquima - espaços intercelulares que criaram superfície para controlar

troca de gases.

A conquista do ambiente terrestre

Evolução de células especializadas na condução de água –

traqueídes permitiram o avanço no ambiente terrestre.

Porém, as primeiras plantas terrestres não apresentavam

tecido vascular, apresentavam um tecido de condução

simples que se desenvolveu a partir de células mortas.

algas

heterocontes

Plantas

Diversidade de Embriofitas

Embriofitas possuem cerca de 10 divisões:

• 3 (hepáticas, antóceros e musgos), não possuem

traqueídes e são chamadas coletivamente de não-

traqueófitas (Briófitas)

• 7 incluem membros que possuem sistema vascular bem

desenvolvido - Tracheophyta

Não-traqueófitas: hepáticas, antóceros e musgos

•Crescem em agregados densos em ambiente úmidos,

e tipicamente são pequenos;

•Os embriões são protegidos da dessecação por tecido

materno;

•Possuem uma cutícula fina, logo, não eficiente em

retardar a perda de água;

•São cosmopolitas e ocorrem na costa da Antártida.

“Estratégias” para aquisição de água e nutrientes por não-traqueófitas

• Muitos crescem em massas densas através dos quais a

água pode mover-se através de capilaridade

• Possuem estruturas semelhantes a folhas que capturam e

retém a água que respinga sobre elas

Plantas pequenas onde os

minerais se distribuir por

difusão.

Não-traqueófitas – a estrutura verde visível é o gametófito;

Esporófitos produzem esporos unicelulares haplóides através de meioses

dentro dos esporângios ou cápsulas;

Esporos germinam e dão origem a gametófitos multicelulares haplóides

cujas células contém cloroplastos.

•A planta diplóide multicelular é

chamada _______________.

•Os esporângios (no esporófito)

produzem esporos haplóides

unicelulares por __________.

•As plantas haplóides multicelulares

formadas a partir de um esporo são

chamadas __________.

•O gametófito produz __________

haplóides.

•A fusão de dois gametas resulta na

formação de uma célula diplóide, o

________, e o ciclo se repete.

Geração ___________ – do

zigoto até a planta diplóide

adulta multicelular.

Geração ___________ – do

esporo até a planta haplóide

adulta multicelular.

esporófito

meiose

gametófito

gametas

zigoto

esporofítica

Gametofítica

Gametângios são onde os gametas são formados;

O arquegônio é uma estrutura multicelular do indivíduo feminino com um

longo tubo que contem na base um óvulo;

O anterídio produz ________________;

O esporófito produz _____________, ou cápsulas, dentro das quais as

divisões meióticas produzem esporos e, logo a geração _____________.

anterozóides

esporângios

gametofítica

Hepáticas (Marchantiopsida) – clado basal das plantas terrestres

Rizóides - absorvem água. São filamentos localizados na superfície

inferior do gametófito.

Vários gêneros c/ reprodução sexuada e assexuada (assexuada por

fragmentação do gametófito).

Marchantia sp.

Hepáticas (Marchantiopsida )

poro da superfície

Anthoceros (Anthocerotopsida), musgos e traqueófitas possuem uma

adaptação única para viver em ambiente terrestre:

Estes grupos possuem estômatos que permitem captar CO2 e liberar O2, mas

eles podem ser fechados para prevenir perda excessiva de água.

Os musgos (Bryopsida) são provavelmente grupo irmão das traqueófitas.

Células hidróides, em muitos musgos, são provavelmente formas primitivas das

células condutoras de água nas traqueófitas.

Quando as células morrem, elas deixam um canal fino por onde a água pode fluir.

Características Gerais

- Principalmente terrestre (locais úmidos e até desertos);

- Clorofila a e b: β-caroteno e xantofila (luteina);

- Reserva: Amido;

- Celulose e hemicelulose na parede celular;

- Cutícula, gametângio e esporângios envolvidos por células estéreis

(adaptações ao ambiente terrestre);

Talo achatado com simetria dorsiventral ou com aspecto arbustivo ou

folhoso;

- Caulídio: eixo principal

- Filídios: apêndices (“pequenas folhas”)

- Rizoides: sistema de fixação e absorção

- Reprodução: Ciclo de vida diplobiôntico heteromórfico, com fase gametofítica

dominante e esporófito reduzido e dependente do gametófito.

Características Gerais

Bryophyta: musgos, hepáticas e antóceros

- Eucariontes pluricelulares somente com elementos reprodutivos unicelulares.

25.000 espécies (Marchantiopsida, Anthocerotopsida e Bryopsida);

várias spp. podem formar grandes massas de indivíduos sobre rochas;

Importantes colonizadores primários.

Sphagnum forma grandes depósitos (turfeiras) - absorção e retenção de líquidos;

spp. Dawsonia 1 metro de comprimento (Dawsonia longifolia)

grande parte das briófitas são delicadas e pequenas;

Estruturas semelhantes a rizomas (absorção e propagação vegetativa).

Ex.: hepática Cryptothallus, com talo totalmente subterrâneo e heterotrófico,

aclorofilado e micorrízico.

spp. musgos c/ pouca concentração de clorofila podem ser em parte, saprófagos.

Características Gerais

As “grandes” briófitas já apresentam razoável nível de diferenciação celular, maior

do que a apresentada pelas algas e menor do que das plantas vasculares;

spp. de musgos (Polytrichum e Dawsonia) e de hepáticas (Hymenophytum e

Symphyogyna) = há grupos de células alongadas na porção central do talo

(condução de H2O e nutrientes da planta);

Algumas células condutoras se parecem com traqueídes das traqueófitas, mas

sem lignina.

RESUMÃO

Briófitas é a transição entre as carofíceas e as plantas vasculares

(passagem evolutiva da água para o ambiente terrestre).

Surgiram soluções para evitar a dessecação:

- Gametas protegidos por estruturas multicelulares,

- Cutícula.

O que Briófitas e plantas vasculares compartilham diferentemente das carófitas:

1. Gametângios (anterídeos e arquegônio), com camada de células estéreis;

2. Retenção do zigoto e do embrião multicelular em desenvolvimento, ou esporófito jovem,

dentro do arquegônio ou gametófito feminino;

3. Esporófito multicelular diploide, que resulta em um maior número de meioses e no aumento

do número de esporos que podem ser produzidos em seguida ao evento da fecundação;

4. Esporângios multicelulares, que consistem na camada de células estéreis e no tecido

interno produtor de esporos (esporógeno);

5. Esporos, com paredes de esporopolenina, resiste decomposição e dessecação

Diversidade e evolução dos organismos fotossintetizantes e dos

fungos

Prof. Ricardo

Aula prática de Briófitas

Classe Marchantiopsida (hepáticas)

Material da coleção didática

• Observar e desenhar vista geral

• Observar e desenhar o

poro da superfície

Classe Anthocerotopsida (anthoceros)

Observar e desenhar:

• Pseudoestomato observado na superfície do

gametófito

Classe Bryopsida (musgos)

Material coletado no jardim da

Botânica.

Observar, registrar e indicar:

- Gametófito com rizóide, caulóide e

filóide (Vista geral e microscópica).

- Esporófito com seta, cápsula

(esporângio) com caliptra, opérculo e

peristômio