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CARACTERIZAÇÃO GERAL DO REINO VEGETAL Disciplina: Botânica Agrícola Professora: Dra. Fabiana L. da Fonseca • O Grande reino vegetal está representado por uma enorme diversidade de espécies que mostram grande capacidade de adaptação aos mais diferentes meios, especialmente os ambientes terrestres. • Reino Metaphyta, exercem grande importância para a vida do homem. • Existem evidências de que a vida surgiu na água, onde se supõem que as plantas originaram-se a partir das algas, e que sua adaptação para o meio terrestre foi há aproximadamente 5000 milhões de anos. Introdução A Diversidade de Plantas Como as plantas evoluíram? Seres pluricelulares, autotróficos, fotossintetizantes, eucarióticos, com tecidos organizados; Possuem cloroplastos e parede celular composta essencialmente de celulose, um polímero de glicose; A substância de reserva característica é o amido, outro polímero de glicose; A reprodução típica ocorre por ciclos alternantes haplóides e diplóides. Características Gerais do Reino Vegetal Várias Células Sintetizam seu próprio alimento Realizam fotossíntese Possuem núcleo celular Organelas nas quais ocorre o processo de fotossíntese Reino Plantae ou Methaphyta Evolução e Classificação dos Grupos vegetais e seus ciclos de Vida Como classificar as plantas? Classificação das Plantas • Os vegetais compõem o reino Metaphyta ou Plantae. • Existem vários tipos de classificação das plantas, o mais tradicional é o adotado por Eichler que dividia a plantas em três grandes grupos: Talófitas, Criptógamas e Fanerógamas. Talófitas Ou Vegetais inferiores Criptógamas ou Vegetais intermediários Fanerógamas ou vegetais superiores Algas Pluricelulares Briófitas Pteridófitas Gimnospermas Angiospermas Clorofíceas ou algas verdes Rodofíceas ou algas vermelhas Feofíceas ou algas pardas ex: Musgos e hepáticas ex: Samambaias avencas e xaxins ex: Pinheiro do Paraná qualquer planta que produz fruto (ex: mangueira, cajueiro, laranjeira, abacateiro...) • Plantas avasculares → Briófitas (musgos). • Plantas vasculares Gimnospermas Pteridófitos (sem semente) Angiospermas (com semente) Classificação das Plantas Plantas Organismos multicelulares, autótrofos, realizando fotossíntese. Criptógamas Não produzem flores e nem sementes. Fanerógamas Produzem flores e sementes. Talófitas Corpo é um talo. Ex: algas verdes, vermelhas e pardas. Briófitas Corpo dividido em: caule, folhas e rizóide ou caulóide, filóide e rizóide. Ex: musgo. Pteridófitas Corpo dividido em raiz, caule e folhas. Ex: samambaia. Gimnospermas Não formam frutos. As sementes são nuas. Ex: pinheiro-do- paraná. Angiospermas Formam frutos, no interior dos quais estão as sementes. Ex: mangueira. “Quadro Comparativo” Briófitas musgos musgos hepáticas musgos musgos musgos líquens hepáticas samambaias Pteridófita (samambaia) soros da samambaia Samambaiaçu Pteridófitas soros da avenca Avenca (pteridófita) Pteridófitas sequóia Pinheiro do Paraná Pinha imatura Pinha madura Pinha ou estróbilo ou flor pinha fecundada semente semente ou pinhão Pinus Gimnospermas cycas ciprestes Gimnospermas Ginko biloba Sequoia Gimnospermas Angiospermas Angiospermas Flores Frutos Angiospermas Árvores Angiospermas Ervas gramas Angiospermas Verduras Angiospermas Legumes Como as plantas se Reproduzem? Reprodução • É importante relembrar os ciclos de vida, que se distinguem de acordo com a posição da fecundação e meiose no ciclo de vida dos vegetais. Podem ser: haplonte, diplonte e haplodiplonte. • Ploidia é o conjunto de cromossomos característico de cada espécie. • Existem células com apenas um conjunto de cromossomos HAPLÓIDES • Existem células com dois conjuntos de cromossomos DIPLÓIDES Todas as plantas são seres haplodiplobiontes, por isso reproduzem- se por metagênese ou alternância de gerações. Fase esporofítica (2n) ou esporófito esporos(n) Fase gametofítica (n) ou gametófito gametas (n) Zigoto (2n) sofre (meiose)e produz crescem e formam a (mitoses) produz se unem e formam o fecundação cresce e forma o fase sexuada do ciclo fase assexuada do ciclo • A característica principal da Metagênese é a formação de dois organismos adultos: um Haplóide (n), conhecido como gametófito, e outro Diplóide (2n), denominado esporófito. Esse ciclo é conhecido como Haplodiplobionte. • O gametófito é o vegetal responsável pela formação dos gametas, e o esporófito é o vegetal responsável pela formação dos esporos. • Indivíduos haplóides (n) → gametófitos formam gametas (n). • Zigoto diplóide (2n) → faz mitose e forma o indivíduo esporófito, que por meiose forma os esporos (n). Resumindo • Após a fecundação, forma-se o zigoto, que, através de sucessivas mitoses, origina o adulto diplóide – esporófito. Os esporófitos através da meiose, produzem os esporos, que são liberados no meio ambiente. • Cada esporo é capaz de formar, por mitose, um novo adulto haplóide – gametófito. O gametófito, que, por mitose, produz gametas masculinos e femininos em estruturas chamadas gametângios. • Todos têm uma fase diplóide (2n) chamada esporófito e uma fase haplóide (n) conhecida como gametófito. • Na fase de esporófitos são produzidos esporos e, como eles são haplóides, isso se dá por meiose. • Esporos são sempre estruturas que germinam em condições apropriadas e resultam em uma fase haplóide chamada gametófito. Na fase haplóide os gametas são produzidos por mitose. • Esses gametas se unem formando um zigoto diplóide, que resulta numa nova planta, que é novamente o esporófito. Observe como o ciclo se repete em briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. • O que varia é a fase duradoura, os nomes dos esporos e os nomes das estruturas que produzem os gametas. Mas o esquema de reprodução por alternância de gerações é igual para todos os grupos. Você sabe o que os principais grupos de vegetais têm em comum? 1. Talófitas ou Vegetais Inferiores • São reduzidos, apenas, a um “talo”, daí o nome por que são conhecidos. O corpo é representado por um talo filamentoso ou tubuloso, simples ou ramificado • Eles compreendem as algas verdes (divisão Chlorophyta ou das clorofíceas), as algas pardas (divisão Phaeophyta ou das feófitas) e as algas vermelhas (divisão Rodophyta ou das rodofíceas). • Elas não possuem órgãos especializados, como raízes, caules e folhas. • Embora não se possa descrever a organização da vida primitiva com absoluta certeza, os registros fósseis indicam firmemente que organismos semelhantes às algas atuais viveram há mais de três bilhões de anos. • Há indícios de que as algas, juntamente com as bactérias e certos fungos, são organismos extremamente antigos (Bold, 1972). • Por isto e em virtude da relativa simplicidade da maioria das algas, o estudo sobre a diversidade do reino vegetal se inicia nesses organismos. Clorófitas (Algas verdes)Feófitas (algas pardas) Rodófitas (algas vermelhas) • As algas habitam água doce ou salgada e podem ocorrer também no solo ou em associação com fungos (formando os líquens), vegetais ou certos animais. • Por serem organismos fotossintetizantes têm um importante papel como produtores primários formando a base do ciclo nutricional para a vida aquática animal. Além disso oxigenam o ambiente e ainda podem fixar nitrogênio atmosférico (cianofíceas). • As algas ainda podem ser úteis ao homem de várias maneiras: como alimento (muitas espécies marinhas são utilizadas como alimento pelos orientais) ou em dentifrícios e etc. • Por outro lado, muitas algas podem excretar produtos tóxicos ao homem e demais animais, como é o caso da "maré vermelha" que mata peixes e ocorre devido a um "bloom“ (crescimento excessivo) de Gonyaulax e outras pirrófitas. 1. 1 Ocorrência e Importância • A diferenciação das algas é baseada principalmente na cor dos pigmentos presentes nela, exemplo: • Clorofíceas: algas verdes • Feofíceas: algas pardas ou marrons • Rodofíceas: algas vermelhas Características Diversidade Importância Clorofícea verdes, predomínio da clorofila unicelulares, colônias, pluricelulares alimentar, ecológica Feofíceas pardo-amarronzadas,pre- domínio de pigmentos marrons pluricelulares, macros- cópicas, formadoras de florestas marinhas algina, alimento Rodofíceas predomínio de pigmen- tos vermelhos pluricelulares,em geral, macroscópica alimentar, ágar • BRIÓFITAS (musgos): Avasculares Criptógamas primeiros vegetais terrestres, descendentes das algas verdes pluricelulares (clorofíceas) musgos Antóceros hepáticas • ausência de “caules folhas e raízes “devido ausência de vasos condutores’. (caulóides, filóides e rizóides) • Absorvem substâncias por difusão e osmose. plantas de pequeno porte. • Vivem em ambientes quentes, úmidos e sombreados. • não apresentam camada de cera impermeabilizante (cutícula). • propagação por esporos e a reprodução sexuada depende da água da chuva (oogamia). • Os órgão sexuais masculinos são anterídios que produzem gametas masculinos (anterozóides), flagelados, que nadam até o gameta feminino. • O órgão sexual feminino é o arquêgônio que produz o gameta feminino, a oosfera. • • No arquegônio é gerado o ser produtor de esporos, o esporófito que é dependente nutricialmente da planta que produz os gametas (gametófito). esporófito Haplodiplobiontes: plantas- meiose espórica ou intermediária Ex.: Musgos Cápsula (2n) Meiose no interior da cápsula, formando esporos (n) Esporos (n) eliminados da cápsula Gametófito masculino (n) Gametófito feminino (n) G am et ó fi to f em in in o ( n ) E sp o ró fi to ( 2 n ) Pé Haste Cápsula Anterídio (n) (gametângio masculino) Anterozóides (n) (gametas masculinos) Arquegônio (n) (gametângio feminino) Oosfera (n) (gameta feminino) Fecundação e divisão mitótica Arquegônio (n) com embrião (2n) Germinação Reprodução Figura 2. Ciclo de vida de um musgo. Fonte: LOPES, S. Biologia. Classe Musci • A classe Musci possui 700 gêneros e aproximadamente 10.000 espécies. • Esta divisão possui o maior número de espécies de todas as briófitas, representam mais de 95% dos musgos. • São amplamente distribuídos, mas não toleram temperaturas extremamente elevadas. • Os musgos são um importante elemento em muitos ecossistemas desde a tundra à floresta tropical: reduzem a erosão dos solos, servem de reservatórios de água e nutrientes, fornecem abrigo à microfauna e funcionam como viveiros para outras plantas em processos de sucessão regeneração. • Os musgos são um importante elemento em muitos ecossistemas desde a tundra à floresta tropical: reduzem a erosão dos solos, servem de reservatórios de água e nutrientes, fornecem abrigo à microfauna e funcionam como viveiros para outras plantas em processos de sucessão regeneração. Aspectos Econômicos Briófitas • Indicadores ecológicos, algumas são boas indicadoras da qualidade do solo de florestas e das condições de pH e da água em turfeiras. • Certos musgos indicam a presença de cálcio na água, • indicam a presença de alguns depósitos minerais no solo. • Monitorar a poluição por metais pesados, devido à sua grande capacidade de concentrar esses elementos, e as concentrações de poluentes do ar, • Podem ser usadas com alimento para peixes, mamíferos e pássaros, como iscas em pescaria, • Podem ser usadas com alimento para peixes, mamíferos e pássaros, como iscas em pescaria, • Controlar a erosão do solo, umidade e inundações , como ervas medicinais. • Na biologia é aplicada em antibióticos, • Reguladores do crescimento de plantas, ornamentais em floriculturas, • Na fabricação de Whisky; • O gênero Sphagnum foi usado na 2ª Guerra Mundial como algodão (anti-séptico). Líquenes • São seres vivos muito simples que se desenvolvem como lâminas ou placas de várias cores na superfície de árvores ou de rochas, expostas à umidade e ao sol. • São geralmente estudados pelos botânicos, apesar de não serem verdadeiras plantas. • Os líquenes são uma simbiose – um organismo formado por um fungo e uma alga • Alguns taxonomistas colocam os líquenes na sua própria divisão Mycophycophyta. • Simbiose é um tipo de vida em comum mediante associação estreita entre 2 ou mais organismos diferentes. • Os liquens podem ser: • Epífitos (que vivem sobre plantas) • Epilíticos (que vivem sobre rochas) • Ocorrem em todas as regiões do mundo • Tundra (região circumpolar) vegetação • predominante servindo de fonte alimentar para espécies da fauna da região. • Os talos podem estar mais ou menos aderidos ao substrato onde vivem. De acordo com esta característica podem podem ser: • 1. Crustáceos: quando forma uma crosta de tal forma aderida ao substrato que é impossível destacá-lo. • 2. Foliáceos: quando são expandidos sobre o substrato, porém preso a ele apenas em alguns pontos, podendo ser destacado com relativa facilidade. • 3. Arbustivos: quando o talo é mais ou menos reto e preso ao substrato apenas por um ponto, podendo ser facilmente destacado. Liquens comestíveis • Nas regiões árticas e alpinas, liquens como o líquen-dasrenas, servem de alimento às renas. • O líquen da Islândia um líquen fruticuloso se tem utilizado como alimento para os seres humanos. • Una espécie do deserto, que pode ser transportada pelo vento porque tem pouca fixação poderia ser o maná descrito na Bíblia. • São plantas pioneiras que propiciam a sobrevivência de outras plantas superiores. • Produzem ácido liquênico, quando seus talos se decompõem, participam da decomposição lenta do solo • Os líquenes são também uma fonte de corantes: a orcina se usa como corante alimentício e para formar o indicador ácido-base chamada tornassol. • Muitos são usados na industria como fixadores de perfumes. • Os líquenes são sensíveis a contaminação atmosférica, especialmente aos gases expelidos pelos automóveis. • Nas primeiras etapas de sua vida não toleram o chumbo e o retém - registram os efeitos de outros metais pesados. • Os líquens não possuem mecanismo de excreção e por isso com a absorção de substâncias tóxicas ocorre uma degradação da clorofila das algas que deixam de produziralimento; e o fungos que absorvem a umidade também não sobrevivem. Avencas Pteridófitas (folhas em forma de asa): vasculares e criptógamas Samambaias • Primeiras vasculares: • Vasos condutores de seiva: • a) Xilemas ou vasos lenhosos (lenho): vasos que conduzem a seiva bruta, água + sais minerais no sentido ascendente: • Da raiz para as folhas • b) Floemas ou vasos liberianos (líber): vasos que conduzem a seiva elaborada, água + glicose no sentido descendente: • Das folhas para a raiz • Floemas ou líber(seiva elaborada, água + glicose) e Xilema ou lenho (seiva bruta, água + sais minerais). • Formaram as primeiras florestas durante o período carbonífero, entre 360 a 286 milhões de anos atrás. • Formaram as primeiras florestas durante o período carbonífero, entre 360 a 286 milhões de anos atrás. • O esporófito é a geração verde predominante, e já apresentam : • Caule subterrâneo ou rizoma. • Raízes em “cabeleira” (adventícias). • Folhas (em forma de “asa”, com camada de cutina (cera) que impermeabiliza a folha. Xaxim (rizoma) • As folhas que realizam fotossíntese chamam-se trofófilos e as folhas que produzem esporos são denominadas esporófilos. • Nelas encontramos os soros, onde estão os esporângios, protegidos pelos indúsios. • Se propagam por esporos aéreos. esporângio soros • Os gametófios ou prótalo são hermafroditas, verdes e de dimensões reduzidas (milímetros). • Possuem anterídios e arquegônios (hermafroditas). • Servem de base do nascimento do esporófito. • A fecundação depende da águas (oogamia) Haplodiplobiontes: plantas- meiose espórica ou intermediária Ex.: pteridófitas Ciclo de Vida Quando os esporos germinam, ele formam gametófitos pequenos em forma de coração - Protálo As oosferas em arquegônios são fecundadas por anterozóides móveis dos anterídios. O embrião se desenvolve a partir do zigoto diplóide no arquegônio emite raiz... ...se desenvolvem formando um esporófito maduros Depois da meiose esporos haplóides emergem dos esporângios das margens inferiores das frondes do esporófito O surgimento dos soros indica que as samambaias estão em época de reprodução - em cada soro são produzidos inúmeros esporos. Figura 13. Ciclo de vida e uma samambaia. Fonte: Adaptado de PURVES, et al. Vida: a ciência da biologia. 6ª Edição No interior do protálo existe água em quantidade suficiente para que o anterozóide se desloque em meio líquido e "nade" em direção à oosfera,fecundado-a. Surge então o zigoto, que se desenvolve e forma o embrião. Quais são as principais semelhanças entre as briófitas e as pteridófitas? • São plantas criptógamas, ou seja, não produzem flor, semente ou fruto; • Vivem em ambientes úmidos, pelo fato de ambas dependerem da água do meio para a reprodução; • São haplodiplobiontes e reproduzem-se por metagênese. Quais são as principais diferenças entre as briófitas e as pteridófitas? 1º. Briófitas: - São avasculares, - A fase gametofítica(n) é duradoura e a esporofítica(2n) é passageira; - O gametófito(n) é dióico; - O esporófito(2n) depende do gametófito(n) feminino quanto a nutrição. 2º. Pteridófitas: - São vasculares; - A fase gametofítica(n) é passageira e a esporofítica(2n) é duradoura; - O gametófito(n) é monóico ou hermafrodita (lembrar do prótalo ou “coração de bigode”); - Neste grupo o esporófito não depende do gametófito quanto a nutrição, pois ambos fazem fotossíntese. EXERCÍCIOS
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