Universidade Federal de Santa Catarina Centro de Ciências Biológicas Departamento de Botânica Diversidade e Evolução dos Organismos Fotossintetizantes (Módulo II) Continuação BRIÓFITAS
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
Plantas algas heterocontes
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. TERRANAUTAS Na verdade as plantas invadiram o ar! 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 CO 2 ; 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.
Plantas algas heterocontes
Diversidade de Embriofitas Embriofitas possuem cerca de 10 divisões: 3 (hepáticas, antóceros e musgos), não possuem traqueídes e são chamadas coletivamente de nãotraqueófitas (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. esporófito Os esporângios (no esporófito) produzem esporos haplóides unicelulares por. meiose As plantas haplóides multicelulares formadas a partir de um esporo são chamadas. gametófito O gametófito produz gametas haplóides. A fusão de dois gametas resulta na formação de uma célula diplóide, o, zigoto e o ciclo se repete. Geração esporofítica do zigoto até a planta diplóide adulta multicelular. Geração Gametofítica do esporo até a planta haplóide adulta multicelular.
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 ; anterozóides O esporófito produz, esporângios ou cápsulas, dentro das quais as divisões meióticas produzem esporos e, logo a geração. 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 CO 2 e liberar O 2, 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 Aula prática de Briófitas Prof. Ricardo
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