Relembrando e Reconhecendo os Principais Grupos de Plantas

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1 Relembrando e Reconhecendo os Principais Grupos de Plantas Universidade Cruzeiro do Sul

2 Unidade - Relembrando e reconhecendo os principais grupos de plantas MATERIAL TEÓRICO Responsável pelo Conteúdo: Profa. Dra. Rosana Cristina Carreira Revisão Textual: Profa. Esp. Márcia Ota Campus Virtual Universidade Cruzeiro do Sul 2

3 1) Identificação e características dos principais grupos vasculares Antes de qualquer coisa, vamos relembrar um pouco os principais grupos de plantas e sua classificação mais atual? Os métodos para classificar os seres vivos sofreram várias modificações ao longo dos tempos (Amorim, 2002). Robert Whittaker em 1969 propôs o sistema de cinco reinos que considera principalmente semelhanças na morfologia e na fisiologia dos seres. Hoje em dia, muitos estudos utilizam ferramentas de biologia molecular para desvendar as relações de parentesco entre os diversos organismos e por isso, novas filogenias têm sido adotadas. Uma nova proposta de filogenia foi concebida por Carl R. Woose (1978), incluindo dados de biologia molecular e agrupando os seres vivos em três grandes domínios: Archaea, Bacteria e Eukarya. Posteriormente, surgiram várias hipóteses de filogenias para cada um dos respectivos domínios. Um dos sistemas de classificação de eucariontes atual é o proposto por Sandra L. Baldauf em 2003, no qual os eucariontes foram agrupados em oito grandes grupos (veja Baldauf, 2003). Caso você tenha dificuldade com algum nome de uma estrutura do vegetal (vamos nos utilizar muito delas...), sinta-se à vontade para consultar alguns glossários de botânica (ilustrados ou não) para sanar qualquer dúvida. Você encontrará algumas sugestões no Conhecendo a Fonte e/ou Ampliando os conhecimentos. As plantas vasculares constituem o reino dos organismos fotossintetizantes adaptados para a vida na terra. Durante a evolução das plantas na terra ocorreu diferenciação estrutural com tendências à evolução de órgãos especializados para a realização da fotossíntese (cloroplastos), fixação no solo e sustentação mecânica (raízes e caules, respectivamente), além de desenvolveram, através de mutações, um sistema radicular para retirar a água do solo, um sistema vascular para 3

4 distribuir a água no corpo da planta e um sistema de revestimento para evitar a perda de água (epiderme com cutícula). Uma das mais importantes inovações que apareceram durante a evolução das plantas vasculares foi a semente. A proteção que a semente fornece ao embrião e os nutrientes disponíveis ao mesmo, nas fases críticas da germinação e do estabelecimento da plântula, dão às plantas com sementes uma maior vantagem seletiva sobre os grupos ancestrais portadores de esporos. As espermatófitas são tradicionalmente divididas em dois grandes grupos: as gimnospermas (plantas com sementes nuas) e as angiospermas (plantas com sementes e flores). Alguns estudiosos tratavam também as espermatófitas como fanerógamas, ou seja, plantas com órgãos sexuais visíveis. 2) Gimnospermas O nome Gymnosperma significa semente nua, o que caracteriza bem esse grupo: seus óvulos e sementes são expostos sobre a superfície dos esporófilos e outras estruturas análogas. Há quatro grupos de Gimnospermas com representantes atuais (Raven et al. 2007): 1. Cycadophyta, cujos representantes são as cicadáceas (visualize a imagem em são plantas muito grandes (podem atingir 18m ou mais); se assemelham às palmeiras por possuírem as folhas com a base imbrincada (localizadas no ápice dos caules) e são encontradas nas regiões tropicais e subtropicais. 4

5 2. Ginkgophyta tem um único representante vivo: Ginkgo biloba (visualize a imagem em Tem folhas decíduas flabeladas, ramos abertos e padrões de nervação dicotômico. 3. Coniferophyta (coníferas, pinheiros, araucárias e sequóias; visualize em É o grupo mais numeroso de gimnospermas e de ampla distribuição; possui desde plantas gigantescas (as sequóias Sequoia sempervirens com mais de 117 metros de altura e diâmetro de tronco de 11 metros) até as de alto valor comercial (pinheiros e abetos). 4. Gnetophyta possui três gêneros viventes: Gnetum, Ephedra e Welwitschia (visualize em s_26874.html); esses gêneros têm muitas características similares às angiospermas, como por exemplo a semelhança de seus estróbilos com algumas inflorescências de angiospermas, presença de elementos de vaso no xilema e falta de arquegônios em Gnetum e Welwitschia. Os ciclos de vida (Figura 1) de cada um desses grupos são semelhantes. É importante lembrar que há uma alternância de gerações heteromórficas com esporófitos grandes e independentes e os gametófitos estão muito reduzidos (geração esporofítica dominante). Os gametófitos masculinos desenvolvem-se como grão de pólen. 5

6 Fig. 1. Ciclo de vida de uma gimnosperma (modificado de Amabis; Martho (2006)). Na maioria das gimnospermas, a água não e mais essencial para o transporte dos gametas masculinos até as oosferas. Os gametas são conduzidos para as oosferas pela polinização pelo vento (denominada anemofilia). Um gameta do gametófito (grão de pólen) se une com a oosfera, que na maioria das gimnospermas é localizada no arquegônio. Após a fecundação, cada óvulo se desenvolve em uma semente. É importante ressaltar que nenhum fruto verdadeiro é formado nas gimnospermas, há apenas semente, como por exemplo, o pinhão das araucárias, muito consumido em festas juninas. Em outros casos, as sementes das gimnospermas podem se encontrar sobre um receptáculo carnoso e colorido, como em Podocarpus. Outra estrutura carnosa e 6

7 colorida que envolve as sementes conhecida como arilo, desenvolve-se nos teixos (Taxaceae) e atua na dispersão das sementes por pássaros. As gimnospermas são facilmente reconhecíveis pela sua morfologia externa e estão, provavelmente, ao nosso redor e no nosso dia-a-dia. No entanto, é necessário estimular nossa capacidade de observação e percepção com relação à diversidade de formas e cores. 3) Angiospermas O nome Angiosperma é derivado do grego angeion, que significa vaso, recipiente, e sperma, que significa semente. São plantas com características muito diversas dos demais organismos vegetais: variam de mais de 100m de altura (Eucalyptus) até 1mm (monocotiledônea aquática); apresentam flores e frutos; possui hábitos trepadeiros, epifíticos; podem apresentar formas parasitas e saprófitas e ciclo de vida único (veja na Figura 2). O grão de pólen aterrissa no estigma (seja pelo vento ou pela ação de outros agentes polinizadores, como por exemplo, os animais). O encontro dos gametas é proporcionado pelo tubo polínico que cresce pelo estilete até a micrópila e penetra o óvulo, permitindo a entrada de dois gametas masculinos no gametófito feminino. Um fertiliza o gameta feminino produzindo o zigoto diplóide e o outro se une às células polares formando o endosperma triplóide que alimenta o embrião durante seu desenvolvimento (Raven et al. 2007). As angiospermas sempre foram classificadas em dicotiledôneas e monocotiledôneas. Em meados da década de 90 surgiu o APG Angiosperm Phylogeny (APG 1998, 2003). O APG foi construído com base em sequências de nucleotídeos de regiões do DNA (dados de biologia molecular) e fazer uso da sistemática filogenética, que se baseia em grupos derivados a partir de um único ancestral comum (monofilético). Esse sistema proposto e aceito pela maioria dos pesquisadores considera que as angiospermas apresentam linhagens evolutivas que podem ser 7

8 caracterizadas como grupos das: monocotiledôneas (que formam um grupo monofilético), eudicotiledôneas e angiospermas basais. Veja na Figura 3 como ficou distribuída essa nova classificação, segundo o APG. Fig. 2. Ciclo de vida de uma angiosperma (modificado de Amabis; Martho (2006)). Vale lembrar aqui que o grupo das dicotiledôneas não é considerado como um agrupamento taxonômico, pois não é derivado de um ancestral comum. Portanto, é um grupo polifilético e seus membros estão distribuídos em outros grupos informais, como as angiospermas basais e as eudicotiledôneas. Em Ampliando os conhecimentos, vocês encontrarão um artigo (Evolução da classificação das Angiospermas) que resume essa nova evolução da classificação das plantas. 8

9 No Angiosperm Phylogeny Website (veja o link em Ampliando os conhecimentos ) é possível consultar as mais recentes evidências de realinhamento em filogenia de angiospermas e a literatura associada, além de estar em constante atualização. Fig. 3. Árvore simplificada de classificação das plantas angiospérmicas, mostrando os grandes clados reconhecidos atualmente (modificada de APG (2003)). 9

10 As angiospermas basais possuem plantas pequenas e diferentes de plantas com flores. Entre elas estão plantas com numerosas peças florais (pétalas, sépalas, estames e carpelos) e com perianto que não é separado em cálice e corola, como as magnólias (família Magnoliaceae), as anonas (família Annonaceae) e as ninféias (família Nymphaeaceae). Veja em Ampliando os conhecimentos um link para um documento muito interessante em formato PDF da Universidade Federal do Ceará, mostrando a filogenia desse grupo, características morfológicas marcantes das Angiospermas basais e as exemplifica com várias fotos. Vale a pena ler! As Monocotiledôneas incluem plantas bem familiares como as gramíneas (família Poaceae), os lírios (família Liliaceae), as orquídeas (Orchidaceae) e as palmeiras (Arecaceae). São plantas herbáceas, ou menos frequentemente lenhosas, e com crescimento simpodial. Apresentam as partes das flores em numero de três elementos (flores trímeras), além de possuírem polén monoaperturado (com uma única abertura). Alguns grupos merecem destaque na especialização, como as gramíneas que apresentam flores geralmente inconspícuas que se adaptaram para a polinização pelo vento, produzindo uma grande quantidade de pólen que será levado pelo vento, enquanto seus estigmas são amplos e plumosos, eficazes para receber o pólen (veja uma foto em latius_8484.html). Outro grupo especializado são as orquídeas, que representam a maior família das angiospermas. O seu sucesso é devido a alguns fatores como: sua grande quantidade de óvulos nos ovários que resulta em um número muito grande de sementes; todo o pólen esta reunido em estruturas chamadas polínias sendo dispersado de uma só vez; a simetria da flor e a forma de suas pétalas, como o labelo, também auxiliam no processo de polinização (veja a foto de uma flor em 10

11 As Eudicotiledôneas são mais as plantas mais diversificadas e incluem quase todas as árvores, arbustos e herbáceas. Caracterizam-se por apresentar as partes das flores em número de quatro ou cinco elementos, além de possuírem pólen triaperturados (abertura com três poros ou sulcos). Nesse grupo, podemos destacar as rosídeas que é formado pelas plantas com corola dialipétala e muito importantes comercialmente. Entre elas estão a goiaba (família Myrtaceae), o feijão (família Fabaceae) e a maçã (família Rosaceae), entre outras (veja a flor da goiabeira em Outro grupo de grande destaque é o das asterideas, formado por plantas que possuem corola gamopétala, entre elas estão, por exemplo, a hortelã (família Lamiaceae) e a batata (família Solanaceae) e o girassol (família Asteraceae). Essas plantas apresentam flores reunidas em capítulos (a qual chamamos de inflorescência), que se parece uma grande flor (veja em Após a polinização, o ovário das angiospermas é a única porção da flor que persiste e se desenvolve em frutos, uma característica exclusiva do grupo das angiospermas. Os frutos contribuem para a proteção da semente e auxiliam na sua dispersão. Na tabela 1, podemos encontrar um resumo com as principais diferenças que são encontradas entre o grupo das monocotiledôneas e o grupo das eudicotiledôneas. Note que essas diferenças são apenas morfológicas, não levando em consideração a filogenia e nem dados moleculares. 11

12 Característica Eudicotiledôneas Monocotiledôneas Partes Florais Múltiplos de 4 ou 5 Múltiplos de 3 Pólen Tricolpado Monocolpado Cotilédones Dois Um Nervação da folha Reticulada Paralela Bainha da folha Presente Ausente Raízes Pivotante Fasciculada Feixes vasculares primários no caule Em um anel Disposição complexa Crescimento secundário com câmbio vascular Presente Ausente Tabela 1. Principais características morfológicas que diferem o grupo das Eudicotiledôneas e o grupo das Monocotiledôneas. Nessa unidade, conseguimos observar que há uma grande diversidade morfológica encontrada atualmente entre as espermatófitas. Podemos afirmar que essa diversidade está relacionada aos processos de diversificação adaptativa durante a história evolutiva desses grupos. 12

13 Anotações 13

14 Referências AMABIS, J.M.; MARTHO, G.R. Biologia dos organismos, classificação, estrutura e função dos seres vivos. Vol 2. Editora Moderna, AMORIM, D.S. Fundamentos de Sistemática Filogenética. Ribeirão Preto: Holos, ANGIOSPERM PHYLOGENY GROUP An ordinal classification for the families of flowering plants. Annals of the Missouri Botanical Garden. 85: ANGIOSPERM PHYLOGENY GROUP An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG II. Botanical Journal of the Linnean Society. 141: BALDAUF, S.L The deep roots of eukaryotes. Science 300: FERRI, M. G.; MENEZES, N. L.; MONTEIRO, W. R. Glossário Ilustrado de Botânica. São Paulo: Nobel, GAMARRA-ROJAS, C.F.L. et. al. Jogo educativo: instrumento interativo na aprendizagem sobre plantas XI Encontro de Iniciação à Docência. UFPB. Disponível em: Acesso em 01/02/2010. MENEZES, L.C. et al. Iniciativas para o ensino de Botânica no Ensino Médio XI Encontro de Iniciação à Docência. UFPB. Disponível em: ufpb.br/ anais / xenex_xienidxi_enid/prolicen/anais/area4/4cftdcbsplic03.pdf. Acesso em 01/02/

15 PEREIRA, M.G.; GOUVEIA, Z.M.M.; FARIAS, V.F. Materiais botânicos como instrumentos de ensino de Biologia: uma articulação entre ensino de graduação e extensão universitária XI Encontro de Iniciação à Docência. UFPB. Disponível em: anais/icbeu_anais /anais / educacao/materiaisbotanicos.pdf. Acesso em 10/02/2010. RAVEN, P.H.; EVERT, R.F.; EICHORN, S.E. Biologia Vegetal. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, SIQUEIRA, I.S.; PIOCHON, E.F.M.; SILVA, S.M. Uma abordagem prática da Botânica no Ensino Médio: este assunto contribui com a construção dos conhecimentos dos alunos? Arq Mudi. 11(1), p. 5-12, WIGGERS, I.; STANGE, C.E.B. Aprendizagem significativa no ensino da Botânica. S.d. Disponível em: Acesso em 10/02/

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