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BRIÓFITAS E PTERIDÓFITAS Profa. Dra. Edirsana Carvalho FISIOLOGIA E HISTOLOGIA VEGETAL A Histologia é o estudo da estrutura do material biológico e das maneiras como os seus componentes se inter-relacionam, tanto estrutural quanto funcionalmente. Fisiologia vegetal: estudo das funções. Como funcionam as plantas. A anatomia vegetal é um ramo da botânica que se dedica a estudar a forma como as células, os tecidos e órgãos das plantas se organizam A vida teve origem no mar. Organismos autotróficos se diversificaram em ambientes marinhos. Por evolução e adaptação ocorreu a invasão do meio terrestre. Este novo meio proporcionou oportunidades mas também dificuldades. A CONQUISTA DO MEIO TERRESTRE . A colonização do meio terrestre deve ter ocorrido há cerca de 450 milhões de anos, a partir de ancestrais aquáticos, provavelmente algas clorofíceas multicelulares relativamente complexas. A CONQUISTA DO MEIO TERRESTRE Esta evolução teve início com o surgimento de dois grandes grupos, um ancestral das atuais briófitas e outro ancestral das plantas vasculares. O primeiro não apresentaria tecidos condutores, ao contrário do segundo. Como as plantas evoluíram? Evolução Botânica Critérios usados na classificação de plantas Os critérios usados exclusivamente no estudo das plantas são os seguintes: vasos condutores – a presença de vasos condutores de água, sais minerais e moléculas orgânicas com origem na fotossíntese é um importante critério de classificação vegetal pois está relacionado com o grau de adaptação ao meio terrestre; semente – a presença de semente, um órgão reprodutor particularmente bem adaptado á dispersão em meio terrestre, também revela um elevado grau de evolução; flor – intimamente relacionado com os aspectos anteriores, também é característica de plantas terrestres bem adaptadas. Como classificar as plantas? Célula Vegetal – Eucariontes / Pluricelulares ÓRGÃOS VEGETAIS Órgãos Vegetativos: • Raiz • Caule • Folha Órgãos Reprodutivos: • Flor • Fruto • Semente RAIZ Conceito – É um órgão vegetativo, geralmente subterrâneo. FUNÇÕES 1) Fixação do vegetal a um substrato 2) Absorver seiva bruta 3) Condução das seivas 4) Reprodução vegetativa 5) Armazenamento de substâncias de reserva Ex: Raiz - batata doce Partes da Raiz Tipos de raízes 1) Raiz axial Axial tuberosa Eixo principal mais desenvolvido 2) Raiz Fasciculada Não há como diferenciar eixo principal dos secundários 3) Raiz Tabular Aumentar estabilidade do vegetal Raiz Tabular 4) Raiz Escora Plantas do mangue FUNÇÃO aumentar Estabilidade do vegetal 5) Haustórios – Planta parasita Erva de passarinho 6) Pneumatóforo – Planta do Mangue Pneumatódio – célula respiratória CAULE Conceito – É um órgão vegetativo, geralmente aéreo. Funções 1. Sustentação da copa 2. Condução das seivas 3. Fotossíntese ( se for verde ) 4. Reprodução vegetativa 5. Armazenamento Caule - Tubérculo Partes TIPOS DE CAULE AÉREOS 1) Tronco Caule bastante resistente 2) Haste Caule pouco Lignificado (Flexível) 3) Colmo – Cheio - Cana de açúcar 3) COLMO - oco - BAMBU 4) Caule – ESTIPE Ex : Coqueiro 5) Caule ESTOLÃO Morango - grama Caule rastejante ocorre também na grama Caule Subterrâneo 6) Rizoma Bananeira Obs: Bananeira possui pseudo-caule Samambaia Caule AQUÁTICO Obs: Caules ricos em parênquima aerífero BULBO Ex: Alho Outro exemplo a cebola MORFOSE Caule modificado em forma de FOLHA MORFOSE Ex: Carqueja MORFOSE ESPINHO – ocorre no limoeiro e laranjeira Obs: Espinho pode ser folha modificada MORFOSE Exemplo – Maracujá e uva Nas ervilhas é morfose de FOLHA Classificação das plantas quanto à: •Estruturas produtoras de gametas: •Criptógamas – Não formam flores, nem frutos e nem sementes. •Briófitas •Pteridófitas •Fanerógamas – Formam sementes. •Gimnosperma – não produzem frutos – sementes nuas. •Angiosperma – produzem frutos •Monocodiledôneas •Dicotiledôneas BRIÓFITAS • São tipicamente terrestres, poucas de água doce Mar ???. • Crescem em lugares úmidos e sombrios. • Desprovidas de tecidos vasculares. • Rizóides Estrutura especializada na absorção de água e sais do solo. • Não possuem qualquer estrutura rígida de sustentação. • As maiores não passam de 30 cm acima do solo. BRIÓFITAS Estrutura geral Rizóide Filóide Caulóide G a m e tó fi to s E s p o r ó fito s Calíptra Briófitas Principais representantes Musgos Hepáticas Antóceros Neste reino são consideradas diversas divisões: Divisão Bryophyta Divisão Tracheophyta Subdivisão Lycophytina Subdivisão Sphenophytina Subdivisão Pterophytina Filo Bryophyta Compreende as plantas simples denominadas "musgos" e hepáticas". De porte reduzido; vivem em ambientes úmidos. Não possuem flores, frutas nem sementes. São morfologicamente mais avançadas que as algas. Avanços das Briófitas São pluricelulares, clorofiladas, com reserva de amido e parede celular de celulose. Possuem uma camada de células estéreis chamada cutícula, que constitui uma proteção externa. Podem ser anatomicamente divididas em briófitas com gametófito folhoso e briófitas com gametófito taloso. Nas Briófitas com gametófito folhoso (musgos e certas hepáticas), o gametófito pode ser dividido em rizóides, caulóide e filóides, comparáveis com as raízes, caules e folhas das plantas vasculares. Taxonomia das Briófitas As briófitas são divididas atualmente em três grandes classes: Hepaticae, Anthocerotae e Musci (hepáticas, antóceros e musgos). Hepaticae A classe Hepaticae é composta por aproximadamente 10.000 espécies distribuídas em 3.000 gêneros. "Hepaticae" significa "semelhantes a um fígado", nome escolhido por causa da forma de fígado do gametófito de certas espécies. Hepática do gênero Blasia Anthocerotae A classe Anthocerotae (antóceros) é composta por 7 ou 9 gêneros distribuídos normalmente em 3 famílias. O gametófito dos antóceros é taloso, pequeno (normalmente 1 a 2 centímetros de comprimento) O esporófito dos antóceros é duradouro e cresce constantemente durante a vida da planta, ocorrência exclusiva a esta classe de plantas. Isto ocorre devido a um grupo de células próximas a base que nunca param de se multiplicar. Nenhum outro tipo de planta possui esta característica. Antócero do gênero Phaeoceros. Diagrama de antócero. O corpo de um musgo típico é constituído por: Rizóides, que apenas têm a função de aderência ao substrato pois a absorção de água e sais minerais ocorre diretamente através das células aéreas. Este fato é explicado pela ausência de verdadeiros vasos condutores. Caulóide que consiste numa epiderme, parênquima e uma zona central com células alongadas mas sem espessamentos, com função de ajudar no transporte de água e nutrientes. A falta de células espessadas no caulóide é outro dos motivos porque os musgos não atingem grande tamanho; Filóides fotossintéticos, com apenas uma célulade espessura, com exceção da “nervura” central – camada - que é um pouco mais espessa. Os primeiros filóides que se formam são sobrepostos mas os seguintes formam uma espiral, em torno do caulóide. Nas partes aéreas, os musgos podem apresentar estômatos. Importância das Briófitas As Briófitas são importantes componentes da biomassa, e são essenciais para alguns ecossistemas por serem parte de sua cadeia alimentar (certos animais comem musgos). As Briófitas, por absorverem muita água, evitam a erosão do solo em locais onde crescem abundantemente. Assim como os líquens, são indicadores da poluição ambiental. As Briófitas podem ser utilizadas em pesquisas biológicas, farmacêuticas e para extração de essências. As Briófitas podem ser cultivadas como ornamentais. Um dos eventos chave da evolução vegetal terá sido, sem dúvida, o surgimento de vasos condutores, uma característica que permitiu a conquista do meio terrestre. Divisão Tracheophyta Devido às suas adaptações ao meio terrestre, as traqueófitas são dominantes neste habitat, existindo atualmente 250000 espécies. Acrescentam-se ainda várias divisões extintas de plantas vasculares. Caracterização A esta divisão pertencem as plantas vasculares. A sua grande maioria é terrestre mas algumas podem vivem em zonas alagadas. Estas plantas, as mais evoluídas na Terra, apresentam elevada diferenciação tecidular, originando órgãos como caules, raízes e folhas. Os tecidos vasculares transportam água e alimento a toda planta. Apresentam importantes adaptações ao meio terrestre: cutícula – cobertura cerosa das folhas e alguns caules, impede a excessiva perda de água; estômatos – aberturas na superfície corporal por onde se realizam as trocas gasosas, que podem ser reguladas, evitando a excessiva perda de água; raízes verdadeiras – estruturas especialmente adaptadas à fixação e absorção de água e nutrientes do solo; caules com lignina e folhas verdadeiras – órgãos aéreos com elevada resistência, o que permite maior tamanho e grande superfície fotossintética; vasos condutores - tecidos de transporte especializados em deslocar seiva bruta e elaborada a grandes distâncias; estruturas estéreis de proteção aos gametas; esporos e sementes resistentes. Subdivisão Lycophyta Licofitas arbóreas são as plantas dominantes nas jazidas de carvão do Carbonífero. São plantas que geralmente vivem em locais tropicais úmidos, embora a sua distribuição vá desde o ártico a zonas tropicais. No entanto nunca são membros muito distintos da cobertura vegetal, sendo mais notórias em zonas temperadas e frias no Inverno pois são sempre verdes.(Selaginela e Licopodium) Subdivisão Sphenophyta Outrora abundantes tal como as licofitas, atualmente apenas o gênero herbáceo Equissetum (cavalinha) sobrevive, com cerca de 15 espécies. Estas plantas vivem em zonas pantanosas, com caules articulados e rugosos, crescendo a partir de um rizoma perene. CICLO REPRODUTIVO Gametófito duradouro bastante desenvolvido Esporófito transitório pouco desenvolvido dependente do gametófito feminino CICLO REPRODUTIVO ESPORÓFITO (2n) GAMETÓFITO (n) BRIÓFITAS Características gerais • Apresentam alternância de gerações Fase duradoura: Gametófito Caracteríticas: Haplóide (n) Fase temporária: Esporófito Características: Diploide (2n) Duradour o Temporári o BRIÓFITAS Ciclo de vida CICLO REPRODUTIVO GAMETÓFITO masculino anterídios anterozóides(gametas) GAMETÓFITO feminino arquegônios oosferas (gametas) Zigoto ESPORÓFITO esporos protonema Diplóide (2n) Haplóide (n) Haplóide (n) F R! PTERIDÓFITAS Características gerais Porém ainda dependem da água para reprodução!!! Ainda vivem locais úmidos! Porém já suportam o sol. • Segundo grupo de plantas a evoluir no ambiente terrestre • Primeiro grupo de plantas com vasos condutores de seiva!!! Xilema e Floema: Transporte de seiva bruta e elaborada respectivamente! • Tecidos bem desenvolvidos Raízes, caule, folhas... Podem atingir grande porte PTERIDÓFITAS Plantas vasculares que possuem raiz, caule e folhas. Vivem em locais úmidos e sombrios. Apresentam dois eficientes sistemas internos de canais para o transporte de substancias: o xilema e o floema. Pteridófitas Principais representantes Samambaias Avencas Samambaiuçus Cavalinha Pteridófitas Principais representantes Cavalinha Pteridófitas Principais representantes Avenca Pteridófitas Principais representantes Samambaiuçu Pteridófitas Principais representantes Samambaias PTERIDÓFITAS As pteridófitas também se reproduzem por alternância de gerações. Os esporófitos são a fase duradoura e produzem esporos que se agrupam formando soros. Quando os esporos são liberados, se caírem em solo úmido, darão origem ao gametófito, que recebe o nome de protalo. Subdivisão Pterophytas A este grupo pertencem todas as restantes plantas atuais, consideradas as mais evoluídas dentro da divisão. Essencialmente terrestres, estas são plantas com folhas grandes e de nervuras ramificadas, melhor adaptadas ao meio terrestre pois captam mais luz com menos tecido de suporte - megáfilos. Classe Felicinae (pteridófitas) Classe Gimnospermae Classe Angiospermae A Classe das Felicíneas(Pteridófitas) compreende nove a doze mil espécies de plantas conhecidas popularmente como samambaias (no Brasil) ou fetos (nos outros países lusófonos) e as avencas. Caracterização das felicíneas A esta classe pertencem as samambaias e avencas, que apresentam uma mistura característica de aspectos de plantas vasculares primitivas e mais evoluídas. As samambaias são plantas vasculares (com vasos condutores), as primeiras a apresentar verdadeiras folhas, o que os torna muito melhor adaptados à vida em meio terrestre que as plantas anteriormente referidas. Por este motivo, apesar de preferirem ambientes úmidos e sombrios, para os quais estão particularmente bem adaptados, conseguem sobreviver em zonas áridas. No entanto, nessas condições apenas se reproduzem sexuadamente na época das chuvas. As samambaias e as avencas apresentam um rizoma, que produz novas folhas todos os anos. As folhas, ou frondes, são megáfilos equipados com uma vasta rede vascular e representam a parte mais notável do esporófito. A fronde é geralmente composta, ou seja, dividida em folíolos, pínulas ou pinas, presas na raque, uma extensão do pecíolo. A sua elevada razão área/volume permite-lhes captar luz muito eficientemente em zonas sombrias, que são geralmente o seu habitat. As folhas jovens são enroladas – báculos – devido ao crescimento menor da parte inferior da folha. Este tipo de desenvolvimento das folhas protege o delicado meristema apical e impede a perda excessiva de água por evaporação. REPRODUÇÃO • Assexuada – Brotamento do rizoma (estolho)fragmentação • Sexuada – alternância de gerações (ciclo reprodutivo): Gametófito (n) Esporófito (2n) CICLO REPRODUTIVO Gametófito Transitório Simples Pouco desenvolvido Esporófito Complexo Bastante desenvolvido CICLO REPRODUTIVO anterídios anterozóides(gametas)arquegônios oosferas (gametas) Zigoto ESPORÓFITO esporos Prótalo (GAMETÓFITO) soros esporângios Haplóide (n) Diplóide (2n) Diplóide (2n) F R! CICLO REPRODUTIVO Soros CICLO REPRODUTIVO Prótalo; esporófito em crescimento CICLO REPRODUTIVO CICLO REPRODUTIVO ANGIOSPERMAS Angion = u r n a Sperma = semente grãos de pólen semente gimnospermas angiospermas órgão reprodutor evidente orquídea Flor Fruto ANGIOSPERMAS “SEMENTE NA URNA” Cerca de 235 000 espécies (70% do número total de plantas), das quais 40 000 no Brasil. Fanerógamas: com órgão reprodutor visível – Flor Espermatófitas: com semente e fruto. Traqueófitas (vasculares). Independentes de água para fecundação. - Formam o tubo polínico (sifonogamia). Hábitat – maioria terrestre, muitas dulcícolas, raramente marinhas. Disseminação por frutos e sementes. Divididas em: monocotiledôneas e dicotiledôneas. A FLOR DE ANGIOSPERMA Sépalas: são folhas verdes, pequenas proteção do botão floral Pétalas: são folhas coloridas atração do agente polinizador Estames: são folhas que dobraram-se sobre si mesmas Estame antera filete Filete: porção que suporta a antera Antera: protege 4 bolsas produtoras de grãos de pólen ( sacos polínicos) Carpelo: folha modificada diferenciada em 3 regiões Carpelo ovário estigma estilete a) Ovário: protege os óvulos b) Estigma: porção receptora de grãos de pólen c) Estilete: liga o estigma ao ovário O carpelo modificado é o pistilo Uma flor pode ter um só carpelo, ou vários fundidos Conjuntos: Corola é o conjunto de pétalas Cálice é o conjunto de sépalas Perianto = cálice + corola Gineceu é o conjunto de carpelos ou pistilos feminino Androceu é o conjunto de estames masculino As angiospermas podem ser monóicas ou dióicas : Após a reprodução, o que acontece com a flor? Reprodução sexuada Os óvulos se transformam em sementes O ovário se transforma no fruto Cálice: conjunto de sépalas Corola: conjunto de pétalas Gineceu: conjunto de pistilos Androceu: conjunto de estames FLOR FUNÇÕES: -proteção das estruturas sexuais -atração de animais polinizadores Flor e Polinização Polinização Transferência de grãos de pólen de uma flor para outra, seguida de fecundação (união de gametas) Polinização cruzada Autopolinização MECANISMOS QUE IMPEDEM A AUTOPOLINIZAÇÃO. Auto-esterilidade: incompatibilidade entre grão-de- pólen e carpelo da mesma planta. Dicogamia: consiste no amadurecimento dos órgãos reprodutores em épocas diferentes. Protrandria ou protoginia. Dioicia: aparecimento de indivíduos com sexos separados: uma planta masculina e outra feminina; Heterostilia: ocorrência, nas flores, de estames com filetes curtos e estiletes longos; Hercogamia: ocorre uma barreira física, que separa o androceu do gineceu; Polinização por animais insetos mamíferos aves Recompensas: - néctar - pólen comestível Atrativos: - cor - odor - tamanho - hora de antese (abertura) Inflorescências Reunião de flores geralmente formando um conjunto atraente a animais polinizadores barbatimão sibipiruna lantana Inflorescências com brácteas Copo-de-leite Antúrio Bico-de-papagaio Inflorescências com flores petalóides inflorescência de girassol TIPOS DE POLINIZAÇÃO CRUZADA Anemófila – vento. Entomófila – insetos. Ornitófila – aves. Quiropterófila – morcego. Hidrófila – água. Frutos e dispersão de sementes Fruto ou Fruta? Fruta: nome popular usado para discriminar parte de um vegetal geralmente adocicado Fruto: termo botânico que representa o ovário de uma flor desenvolvido. Exclusivo de angiospermas Funções: - Proteção da(s) semente(s) - auxilia na dispersão da semente Formação do fruto simples Fruto com uma semente Coco: um fruto simples com uma só semente Fruto partenocárpico (sem semente) Pseudofruto ou fruto acessório Outra parte da flor que se desenvolve mais que o ovário, tornando-se a parte comestível Fruto múltiplo ou agregado ou infrutescência Frutos (originados de várias flores) que se fundem amora figo morango Fruto composto Frutos (originados de uma flor com vários ovários) que se fundem flor com vários ovários GIMNOSPERMAS As gimnospermas são as primeiras plantas que apresentam semente durante o processo de evolução biológica dos vegetais. A origem do nome está relacionada com a presença destas sementes que estão desprotegidas de frutos, isto é, sementes nuas. sequóia araucária As gimnospermas marcam evolutivamente o aparecimento das sementes como consequência da heterosporia, que é a produção de dois tipos de esporos, um masculino - micrósporo, e outro feminino - megásporo. Os elementos reprodutivos estão reunidos em estróbilos, que correspondem às flores das gimnospermas. Pinha(estróbilo) Pinhão(semente) GIMNOSPERMAS GIMNOSPERMAS São plantas traqueófitas, pelo fato de possuírem vasos condutores do tipo xilema e floema, que apareceram, pela primeira vez, durante a evolução das pteridófitas. A partir das gimnospermas ocorre a independência da água para a reprodução, deixando de ser por oogamia, passando a ser por sifonogamia, com o desenvolvimento de um tubo polínico, que carrega o gameta masculino até a oosfera. Diversidade de estróbilos, pinhas ou cones CICLO DO PINHEIRO Ciclo de vida: Gimnospermas Esporófito maduro (2n) Germinação Pinhão Grãos de pólen são liberados Meiose com formação de grãos de pólen Sacos aéreos Célula do tubo Célula generativa Escama ovulífera Meiose Megásporo funcional (n) Formação do tubo polínico e fecundação Arquegônio (2n) com oosfera (n) Gametófito feminino (n) Embrião (2n) Estróbilo feminino Estróbilo masculino ESTUDO INDEPENDENTE Realizar uma pesquisa sobre as características principais das Briófitas e Pteridófitas e suas diferenças. Realizar uma pesquisa sobre as características principais das Angiospermas e Gimnospermas e suas diferenças.
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