Ficha 4 - Plantas vasculares sem semente As plantas vasculares, diferentemente dos briófitos, são caracterizadas pela dominância da geração esporófita e pela existência de tecidos vasculares: xilema e floema. Podem ser distribuídas por dois grandes grupos, sem qualquer valor taxonómico: plantas vasculares sem semente e plantas vasculares com semente. As plantas vasculares sem semente, incluem as plantas vulgarmente designadas por licopódios, cavalinhas e fetos, entre outros. São normalmente reconhecidas quatro filos: Psilotophyta, Lycophyta, Sphenophyta e Pteridophyta. Os três primeiros filos (Psilotophyta, Lycophyta e Sphenophyta) possuem actualmente poucos representantes, embora estejam bem documentadas no registo fóssil. Psilotophyta, Lycophyta e Sphenophyta possuem micrófilos, enquanto Pteridophyta possui macrófilos. Todas as plantas vasculares sem semente possuem ciclos de vida muito semelhantes. Tal como nos briófitos o seu ciclo de vida possui duas gerações alternas: a gametófita e a esporófita. O esporófito é sempre a geração dominante e de vida livre. O gametófito, de dimensões reduzidas, toma o nome de protalo e possui uma duração variável dependente das espécies. Existem espécies - iso- e heterospóricas. No primeiro caso, apenas existe um tipo de esporos que ao germinarem dão origem a protalos onde se formam simultaneamente anterídeos e arquegónios. No segundo caso, existem dois tipos de esporos: os macro- e os microsporos que ao germinarem dão origem respectivamente a protalos femininos onde se formam arquegónios, e a protalos masculinos onde se formam anterídeos. Objectivo - Observar alguns géneros representativos dos diferentes filos que constituem este grupo de plantas. - Observar a diversidade na forma das folhas (frondes) dos fetos bem como a estrutura dos soros e relacionar com o maior ou menor grau de evolução destas plantas. Material vegetal Psilotum - Phylum Psilotophyta Selaginella - Phylum Lycophyta Equisetum - Phylum Sphenophyta Polypodium/Adiantum Phylum Pteridophyta
Phylum Psilotophyta (Psilófitas) Observação de Psilotum nudum Método 1- Observe o exemplar que está na sua sala de aula, faça um esquema e procure responder às seguintes questões: - Que tipo de ramificação caracteriza Psilotum? - Que tipo de folhas nele podemos observar (Fig. 1) www.botany.hawaii.edu/.../psilophyta.htm Fig.1- Exemplar de Psilotum nudum 2
Phylum Lycophyta (Licófitas) Os esporófitos de Selaginella têm um porte rastejante, com um caule ramificado, no qual se inserem fiadas de micrófilos que dependendo das espécies, podem ser iguais ou dimórficos. Na base de cada micrófilo, existe geralmente uma pequena lígula. Os esporângios são de dois tipos distintos: macro- e microsporângios, assim designados por encerrarem os macrósporos e os micrósporos, respectivamente. Conforme a natureza dos esporângios, as folhas que os suportam (esporófilos) denominam- se macrosporófilos e microsporófilos. Os esporófilos têm uma estrutura idêntica à das folhas vegetativas e cada um tem uma lígula na base, diferenciam- se geralmente em ramos terminais, designando- se o conjunto por estróbilo (Fig. 2). www.hlasek.com/selaginella_helvetica_4956.html Fig. 2. Exemplar de Selaginella sp. Método 1. Observe à lupa um exemplar do género Selaginella que lhe foi distribuído 2. Observe ao microscópio os esporos desta planta. Observações O esporângio está ligado à página abaxial ou adaxial do esporófilo? Quantos esporângios encontra por esporófilo? Os esporângios são todos iguais? Esmague um esporângio amarelo e outro cor- de- laranja. Observe o número, forma e dimensão dos esporos. Selaginella é uma planta homospórica ou heterospórica? Porquê? 3
Biologia (Botânica) Práticas, 2010/11 DBV/FCUL Francisco Carrapiço & Isabel Caçador Phylum Sphenophyta (Esfenófitas) Embora tenham sido um grupo muito diversificado de plantas, actualmente a divisão Sphenophyta encontra- se representada por um único género o Equisetum, cujo nome vulgar é cavalinha. O esporófito de Equisetum tem um rizoma subterrâneo horizontal, que com frequência penetra a mais de 1m abaixo da superfície do solo. A parte aérea do esporófito, é constituída por um caule principal, diferenciado em nós e entrenós. Em cada nó existe um verticilo de folhas escamiformes, pequenas e delgadas, mais ou menos concrescentes, formando uma bainha castanha, em torno do nó. Em cada nó, diferenciam- se ainda numerosos ramos laterais clorofilinos (ramificação verticilada), também com nós e entrenós. O esporófito apresenta raiz, caule e folhas verticiladas, sendo a raiz constituída por uma protostela e o caule por uma eustela a nível dos nós e uma sifonostela a nível dos entrenós. O caule apresenta uma parte subterrânea (rizoma) com entrenós e nós com esboços de ramos alternando com folhas rudimentares. A parte aérea do caule apresenta folhas escamiformes verticiladas e concrescentes na base, simples ou com ramificações finas que alternam com as folhas. As células epidérmicas do caule caracterizam- se igualmente pela presença de sílica. Os estróbilos são terminais e são formados por esporangióforos peltados, cada um com alguns esporângios pendentes. Os esporos formados por meiose nestes esporângios, apresentam 4 expansões espatuladas, de natureza higroscópica, presas num ponto e semelhantes aos elatérios das hepáticas. Os anterozóides são multiflagelados. 4 a) b)
Biologia (Botânica) Práticas, 2010/11 DBV/FCUL c) d) Francisco Carrapiço & Isabel Caçador e) Fig. 3- Equisetum sp.: a) caule de Verão; b) folhas escamiformes verticiladas e concrescentes na base b) caule de Outono com estróbilo; d) pormenor do estróbilo, mostrando os esporângios; e) esporos com elatérios. Método 1- Observe à lupa o esporófito de Equisetum e procure responder às seguintes questões: - Onde estão as folhas desta planta? - Qual a parte da planta que é fotossintética? 5
2- Na extremidade dos caules férteis os esporângios formam estruturas hexagonais designadas esporangióforos que no seu conjunto constituem o estróbilo (Fig. 3c). Destaque um esporangióforo, faça uma preparação e observe ao microscópio. - Observe o esporangióforo, esporângios e esporos e faça um esquema em que essas estruturas sejam evidentes. - Tente observar os elatérios. O que são e qual a função destas estruturas? Observações - Qual lhe parece ser o orgão (raiz, caule ou folha) com maior actividade fotossintética? - Toque nos caules de Equisetum sp. Como descreveria a sua textura? - Poderá o esporo conter cloroplastos? Phylum Pteridophyta (fetos) Fazem parte deste filo as plantas às quais se dá geralmente a designação de fetos (Figs. 4 e 5). Os fetos pertencentes ao filo Pteridophyta diferem de todas as outras plantas vasculares sem semente por possuirem macrófilos. Estas plantas, que possuem um esporófito independente (fase dominante) e têm um eficiente sistema vascular, apresentam uma enorme diversidade, desde géneros de pequenas dimensões até aos majestosos fetos arbóreos que chegam a atingir 16m de altura. Utilizados hoje como pouco mais do que ornamentais, já constituiram no passado verdadeiras florestas. Na maior parte das espécies os esporângios estão agrupados em soros localizados na página inferior das folhas. Estes podem ser nús como em Polypodium ou protegidos por apêndices epidérmicos (indúsio) ou ainda pela própria margem das folhas (falso indúsio) como no género Adiantum (avenca). Método 1. Observe o esporófito de feto que tem à sua disposição. Identifique e faça um esquema da fronde (folha), o ráquis (extensão do pecíolo), rizoma (caule subterrâneo) e as raízes (se presentes). 2. Faça uma preparação colocando um "sorus" (soro) entre lâmina e lamela numa gota de água e observe o indúsio, o anel do esporângio e os esporos. Faça um esquema que traduza o que observou. 6
Biologia (Botânica) Práticas, 2010/11 DBV/FCUL Francisco Carrapiço & Isabel Caçador Fig. 4- Polypodium vulgare L. Observações - Observe as formas das frondes e identifique o ráquis e as pínulas. - Como são as frondes? A lâmina foliar está dividida em folíolos ou pínulas que se encontram ligadas ao ráquis. - Explique o mecanismo de dispersão dos esporos em Polypodium. a) 7
b) Fig. 5- Polypodium vulgare. a) fronde; b) pormenor mostrando os soros 8