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Diversidade das plantas terrestres avasculares: “Briófitas” Prof. Lucimar Barbosa da Motta Ambiente aquático Ambiente terrestre mudança 1. A superfície terrestre ancestral disponível para a colonização das plantas 1. Pré-requisitos ambientais e mudanças morfológicas dos organismos para a sucessão de acontecimentos da colonização e conquista do ambiente terrestre Siluriano Devoniano Quais as dificuldades enfrentadas no ambiente terrestre? •Transporte de água e nutrientes •Proteção contra dessecamento •Suporte mecânico •Especialização reprodutiva para a da dependência do ambiente aquático Devoniano Quais as dificuldades enfrentadas no ambiente terrestre? Adaptação das plantas ao ambiente terrestre • Redução da perda d’água por evaporação - cutícula • Trocas gasosas com impermeabilização da epiderme - estômatos • Absorção de água e nutrientes - raízes • Transporte de água e nutrientes e sua sustentação – sistema vascular • Adaptações reprodutivas – independência de água Rizóides Poro (Ostíolo) Cutícula Estômato Condução Reprodução Devoniano Qual o grupo que primeiro conquistou o ambiente terrestre? Esse grupo já apresentava todas essas novidades evolutivas? Como eram as primeiras plantas terrestres? Origem das primeiras Plantas Terrestres Primeiras Evidências: - Esporos em tétrades: esporopolenina HEPÁTICAS (Modificado de Simpson, 2006) * Variações com outras hipóteses Classificação Atual: três Filos M a rc h a n ti o p h y ta A n th o c e ro p h y ta B ry o p h y ta “Bryophyta” EMBRIÓFITAS – plantas terrestres Cutícula Embrião Parênquima Anterídio Arquegônio Plantas de pequenas dimensões (± 10 cm) Crescem em locais úmidos: florestas temperadas e tropicais; alguns musgos em desertos; rochas expostas; por exclusão escarpas rochosas Nenhuma verdadeiramente marinha, poucas aquáticas Morfologia simples Transição entre algas e plantas vasculares “Briófitas” Como eram as primeiras plantas terrestres? O grupo representa um importante passo evolutivo na conquista do ambiente terrestre Talos com tecidos produzidos por um meristema apical Incluem as plantas vivas mais antigas Cel. 1 Célula Apical Cel. 2 Ciclo de vida com alternância de gerações heteromórficas Gametângios com camada protetora de células estéreis Esporos com paredes de esporopolenina (ressistência contra decomposição e dessecação) Pé Seta Esporos Arquegônio Esporófito Anterídios Cápsula Dependência da água para reprodução gametas masculinos flageladas (anterozóides) Falta um sistema radicular rizóides (células alongadas para fixação) Talosas ou Folhosas dicotomicamente divididas Filídeos Organização do Talo Poro e câmaras aeríficas Rizóides Marchantia Filídios Talosas Folhosas Poro e câmaras aeríficas Alguns grupos já apresentam estômatos verdadeiros Histórico de vida diplobionte heteromórfico gametófito (fase duradoura) ramificado, fotossintetizante e independente. esporófito não ramificado e dependente ou parcialmente dependente do gametófito. Reprodução (Raven et al., 2001) Histórico de vida de BriófitaR! Esporofito (2n) Arquegonióforo e Anteridióforo (2n) Gametofito (n) Anterídioóforo Esporofito (2n) Arquegonióforo e Anteridióforo (2n) Arquegonióforo Arquegônio Zigoto Embrião Fecundação requer água Reprodução – dependência da água para a fecundação Anterídeo Arquegônio Apresentam também algumas formas de reprodução vegetativa Gemas ou propágulos (conceptáculos) Reprodução Conceptáculos Produção de gemas dispersas pelas gotas de chuva Schofield (1985) Reino Plantae Divisão Bryophyta Classe Hepaticae Classe Anthocerotae Classe Musci • Classificação polêmica • 3 grandes grupos - com base em características morfo- estruturais da fase esporofítica Bold et al. (1987) Reino Plantae Divisão Hepatophyta Classe Hepaticopsida Divisão Anthocerotophyta Classe Anthocerotopsida Divisão Bryophyta Classe Bryopsida Raven et al. (2007) Reino Plantae Filo Hepatophyta Filo Anthocerophyta Filo Bryophyta Taxonomia Atualmente Filo Marchantiophyta Filo Anthocerophyta Filo Bryophyta Hepáticas Antóceros Musgos http://tolweb.org/Embryophytes/20582 17/04/2013 ± 300 gêneros e 10.000 espécies Grego: hepatos = fígado Consideradas o grupo mais primitivo das “briófitas” Não possuem estômatos, algumas espécies apresentam poros na epiderme Não possuem massa colunar de tecido esteril (columela) no esporâgio Marchatiophyta ou Hepáticas Dumortiera Marchantia Noteroclada Symphyogyna Gêneros Conhecidos Gametófitos – forma de vida dominante •Talosos ou folhosos (80% das espécies) •Simetria dorsiventral •Fixos ao substrato por rizóides unicelulares Rizóides Escama Poros Gametófitos •Anterídios e arquegônios superficiais Anteridióforo (gametófito) Arquegonióforo (gametófito) Arquegônios Anterídios (Anterozóides) Arquegônios Anterídios Gametófitos •Protonema reduzido, constituído por poucas células •Primeiro estágio desenvolvimento do gametófito Esporófitos •Delicados e de tamanho reduzido •Células geralmente aclorofiladas •Cápsula simples, envolvida por uma camada de tecido uniestratificada Esporófito (2n) Pé Seta Esporos Esporófito Cápsula Esporófitos •Maturação simultânea dos esporos. •Liberação dos esporos por uma abertura longitudinal da parede (deiscência longitudinal) •Dispersão dos esporos auxiliada pelos elatérios (células mortas com paredes reforzadas em espiral, movimentos higroscópicos) Esporófito (2n) Elatérios e esporos 4 gêneros com ± 300 espécies Grego: anthos = flor Gametófito em forma de roseta Ramificações dicotômicas não visíveis Cavidades habitadas por cianobactérias (Nostoc) Cor características verde-escuro Anthocerophyta Gametófitos – forma de vida dominante •Talosos •Simetria dorsiventral •Fixos ao substrato por rizóides unicelulares •Células com apenas 1 cloroplasto •Anterídios e arquegônios imersos no talo Gametófito Esporófito Esporófito • Não apresenta seta •Cápsula alongada e clorofilada. •Células meristemáticas na base da cápsula (crescimento e liberação contínua de esporos) •Maturação gradual dos esporos desde a base até o ápice de esporófito •Liberação do esporos por uma fenda longitudinal Pé Seta Esporos e elatérios Esporângio maduro com valvas abertas Região meristemática do esporófito X Esporófito •Liberação do esporos por uma fenda longitudinal – pseudo-elatérios •Epiderme com estômatos não funcionais. •Columela central e pseudo-elatérios (esporos em vários graus de diferenciação) Estômato ± 700 gêneros e 14.000 espécies Latim: muscus = musgo Bryophyta Gametófitos •Folhosos •Simetria radial •Normalmente eretos •Fixos ao substrato por rizóides pluricelulares •Células com vários cloroplastos Pé Seta Esporos Esporófito Cápsula Esporângio Células mortas Células vivas • Células mortas perfuradas (poro): rapidamente preenchem-se de água (até 20 vezes o seu peso seco) • Paredes celulares impregnadas por compostos fenólicos resistentes a decomposição Gametófitos •Filídio: células mortas (grandes; espessamentos circulares nas paredes); células vivas (estreitas, verdes, contendovários plastídios) Esporófito sobre o gametófito Pedúnculo (Pseudopódio) – faz parte do gametófito Cápsula + Opérculo Gametófitos •Anterídios e arquegônios nos ápices dos gametófitos • Anterídios agrupados dentro de estruturas foliares chamadas de taças- de-respingo (liberados por respingos de água ou por transportado por insetos Gametófitos •Protonema: filamentos multicelulares e ramificados •Anterídios e arquegônios superficiais Região mais densa Protonema = primeiro estágio desenvolvimento do gametófito Esporófitos •Visível •Cápsula bem diferenciada com columela •Clorofilado •Pode apresentar estômatos •Maturação simultânea dos esporos Esporângio Opérculo Dentes do Peristômio Esporófitos • Caliptra, derivada do arquegônio, é elevada com a cápsula (a medida que a seta se alonga) •Antes da dispersão dos esporos a caliptra cai e o opérculo rompe-se, revelando um anel de dentes (peristômio) •Peristômio enrola-se quando o ar está relativamente seco e desenrola-se quando está úmido - expõe os esporos, gradualmente liberados Esporângio Esporófitos •Deiscência transversal •Dispersão dos esporos auxiliada por movimentos higroscópicos do peristômio Hepáticas Antóceros Musgos Estrutura Talosos ou folhosos Talosos Folhosos Simetria Dorsiventral ou radial Dorsiventral Radial Rizóides Unicelulares Unicelulares Pluricelulares Cloroplastos/célula Vários 1 Vários Protonema Reduzido Ausente Presente Anterídios/arquegônio Superficiais Imersos Superficiais Características diferenciais do gametófito Características diferenciais do esporófito Hepáticas Antóceros Musgos Estrutura Pequeno, aclorofilado Grande clorofilado Grande clorofilado Crescimento Definido Contínuo Definido Seta Presente Ausente Presente Forma da cápsula Simples Alongada Diferenciada (opérculo, peristômio) Maturação dos esporos Simultânea Gradual Simultânea Dispersão dos esporos Elatérios Pseudoelatérios Dentes do peristômio Columela Ausente Presente Presente Deiscência Longitudinal irregular Longitudinal Transversal Estômatos Ausente Presente Presente
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