Migração Água Terra- Origem das plantas terrestres

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Graham et al. 2016
Hipótese do surgimento dos 
diferentes grupos de algas 
Teoria da Endossimbiose
Hipótese do surgimento dos 
diferentes grupos de algas 
Teoria da Endossimbiose
ARCHAEPLASTIDA ou PRIMOPLANTAE
Arkhaios (Grego) – ANTIGO
Primo (Latim) – PRIMEIRO 
Hipótese do surgimento dos 
diferentes grupos de algas 
Teoria da Endossimbiose
Algas Verdes
Algas Vermelhas
Glaucófitas
Plantas terrestres
Viridiplantae
**
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Leliaert et al.. (2011) BioEssays 33: 683-692
Origem das plantas terrestres
http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)1521-1878
Coleochaetales
Talo parenquimatoso
Crescimento apical
Clico de vida haplobionte haplonte
Zigoto com esporopolenina
Zigoto protegido por células estéreis (células 
placentárias de transferência)
Zigoto germina na planta mãe por meiose
2 gêneros – 20 spp.
Charales: Chara
Crescimento apical
Clico de vida haplobionte haplonte
Padrão vegetativo de nó e internó
Oosferas e anterídeos protegidos por células 
estéreis
Zigoto com esporopolenina
6 gêneros – 81-400 spp.
Charales: Chara
Crescimento apical
Clico de vida haplobionte haplonte
Padrão vegetativo de nó e internó
Oosferas e anterídeos protegidos por células 
estéreis
Zigoto com esporopolenina
Ramos verticilados
eixo principal
Râmulos verticilados
Nó 
entre-nós
Zygnematales: 3.000 spp.
Talo unicelular ou filamentoso 
não ramificado
Clico de vida haplobionte haplonte
Reprodução sexuada por conjugação (ausência 
de flagelos e centríolos)
Zigoto com esporopolenina
Cavalier Smith 2007
E
M
B
R
I
O
F
I
T
A
S
Licófitas e 
Samambais
Plantas 
avasculares
Viridiplantae
Plantas com sementes
Gimnospermas Plantas com flores
Hepáticas
Musgos
Antóceros
Plantas vasculares 
Streptophyta
Plantas terrestres 
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Plant_phylogeny.png
EVERT & EICHHORN (2014) 
• Principal Vantagem maior disponibilidade de CO2 e captação de luz
• Comparado à atmosfera, tem-se somente 2% de CO2 dissolvido na água;
https://answersingenesis.org/biology/plants/the-origin-of-plants/
Captação de recursos 
do solo e do ar 
Captação de 
recursos da água
• Principal Vantagem maior disponibilidade de CO2 e captação de luz
• Comparado à atmosfera, tem-se somente 2% de CO2 dissolvido na água;
Mais energia!
Maior taxa 
fotossintética!
No ar e na terra...
• Principal Vantagem maior disponibilidade de CO2 e captação de luz
• Comparado à atmosfera, tem-se somente 2% de CO2 dissolvido na água;
SUPERAR A DEPENDÊNCIA DA ÁGUA
Insolação –
Temperatura e UVDisponibilidade 
intermitente de água
SUPERAR A DEPENDÊNCIA DA ÁGUA
Insolação –
Temperatura e UVDisponibilidade 
intermitente de água
Reprodução 
gametas e embrião
Dessecação
dos tecidos
Sustentação
do corpo
Captação 
de nutrientes
Exposição
à radiação UV
Insolação –
Temperatura e UVDisponibilidade 
intermitente de água
Reprodução 
gametas e embrião
Dessecação
dos tecidos
Sustentação
do corpo
Captação 
de nutrientes
Exposição
à radiação UV
Proteção dos gametas; 
matrotrofia
Epiderme; Cutícula; 
Esporopolenina
Lignina; vasos 
condutores
Raizes; 
micorrizas
Compostos 
fenólicos
http://atlasofscience.org/the-discovery-of-an-ancient-symbiosis-challenges-a-decades-old-paradigm/
As micorrizas
(associações com 
fungos, principalmente 
glomeromicetos, 
desempenham papel 
fundamental na 
absorção de minerais 
pelas plantas.
A presença do embrião distingue as embriófitas de todos os outros 
eucariontes fotossintetizantes 
Embryophyta e Charophyta juntas formam o clado Streptophyta
Habilidade de tolerar a dessecação
Aquisição de micorrizas para captação de seiva bruta – PRESENÇA DE 
GENES ENVOLVIDOS PARA ESTABELECER SIMBIOSE ARBUSCULAR
Fungos e ou cianobactérias simbiontes - aquisição de nutrientes 
minerais
As células dos tecidos estão interconectadas por 
plasmodesmos com desmotubulos;
science of biology 7th ed
• Divisão celular com bandas da pré-prófase, que consistem 
em microtúbulos - posição da futura parede celular -
FRAGMOPLASTO;
• Síntese de compostos fenólicos – resistência ao excesso de 
luminosidade;
Cutícula – evitar a dessecação e 
promover melhor economia hídrica;
Cutícula fina
Facilita o aporte de água para parte interna do corpo
Epiderme 
Poro 
Parênquima clorofiliano
Parênquima de Reserva
Tecidos básicos
As trocas gasosas e de água e nutrientes ocorrem por meio da superfície do corpo
Cutícula fina
Evidente adaptações morfológicas e fisiológicas a vida terrestre, cuja 
eficiência está relacionada com o habitat e desidratação periódica
Resistentes ao estresse hídrico (perdem grande quantidade de água 
sem passarem por danos morfológicos ou fisiológicos) 
Dependente da água para processos vegetativos e reprodutivos
o perigo de desidratação é iminente para os gametas
POIQUILOHÍDRICAS
Água de hidratação + água de estoque + água intersticial
Respingos e aerossóis
Orvalho
Chuva
Umidade do ar
água de hidratação 
água de estoque 
água intersticial 
água vascular 
(vasos condutores)
Água de hidratação 
e Água de estoque
MIGRAÇÃO ÁGUA-TERRA
Ancestral das embriófitas surgiu nas algas Streptophyta
absorver água e nutrientes por todo o gametófito 
MIGRAÇÃO ÁGUA-TERRA
Ancestral das embriófitas surgiu nas algas Streptophyta
absorver água e nutrientes por todo o gametófito 
Qual grupo dentre as 
Streptophyta??
QUEM REALMENTE MIGROU 
PARA O AMBIENTE TERRESTRE?
Morfologia ou informações moleculares????
Morfologia: Coleochaete – Heterotriqueo (Parte prostrada radial 
e livre ramificada)
Foto: I.S.Nogueira
Morfologia: Chara – Filamentoso multisseriado e ramificação 
verticiladas
Oogonio com Óvulo (haploide) produzido dentro de células
protetoras maternais
Meiose Zigótica
Zigoto - Zigosporo
haplobionte (meiose zigótica)
Meiospore
anterídeo
Células estéreis
PROTEÇÃO
Oosfera
Células estéreis
PROTEÇÃO
Oogonio
Gametófito macroscópico, ereto, 
duradouro
Chara Gametófito com Oogonio
Coleochaete versus Chara
• Envoltório do Zigoto (somente após 
fecundação) 
• Matrotrofia presente
• Organização dos filamentos 
semelhante a de um tecido de 
Parênquima
• Zoosporo presentes
• Gametófito taloide
• Esporopolenina e Lignina presentes.
• Envoltório do Zigoto antes da 
fecundação
• Matrotrofia ausente
• Organização dos filamentos
assemelhando a Parênquima.
• Cloroplastos discoides
• Plasmodesmas
• Zoosporos Ausentes
• Gametófito axial
Crescimento apical e talo radial 
Coleochaete versus Chara
Crescimento apical e 
talo com eixo axial
Lemieux et al 2016
doi.org/10.3389/fpls.2016.00697
https://doi.org/10.3389/fpls.2016.00697
Zygnemaphyceae
(Biologia Molecular)
Quais os indicativos?????
Morfologia simples que não justifica a trajetória do simples ao complexo
Evidências moleculares de mesmo ancestral com embriófitas
Analise filogenética de centenas de proteínas + genoma plastidial indicaram que 
Zygnemaphyceae o grupo que está intimamente relacionados as embriófitas
O ancestral das plantas terrestres: Zygnema - estresse com UV
Zygnema
Elevada irradiância fotossintética X elevada 
irradiância UV – exposição a luz
Cloroplasto adaptado à dessecação
Zygnema
•Importante passagem evolutiva da água para o ambiente 
terrestre
•Os gametas são protegidos em estruturas protetoras 
multicelulares
• anterídio envolve os anterozóides (gametas masculinos)
• arquegônio envolve a oosfera (gameta feminino)
•Limitação: o anterozóide ainda precisa nadar num meio 
aquoso para alcançar a oosfera
•Resistência ao estresse hídrico – morfológica e fisiológica
• O embrião resultante é alimentado e protegido pela planta 
materna - matrotrofia
• O esporófito jovem nunca se torna independente do gametófito.
• gametófito de vida livre
• Esporófito efêmero e dependente do gametófito – matrotrofia
• Água é um fator limitante no ambiente aéreo!
Em ambientes úmidos as briófitas desenvolvem-se com maior exuberância
Surgem as Plantas Com Embrião e Tecidos Verdadeiros
Surgem asPlantas Com Embrião e Tecidos Verdadeiros
• Crescem em locais úmidos nas florestas 
temperadas e tropicais ou ao longo das 
margens de curso d’água ou terras 
úmidas
• Algumas adaptadas as condições 
desérticas ou gélidas.
• 470 milhões de anos
• Poiquilohídricas
Solução para uma variedade de problemas – evitar a desidratação.
Plantas avasculares:
Conquistaram o ambiente terrestre, porém, o seu corpo 
vegetativo está representado pelo gametófito limitado a 
dependência da água.
Primeiras plantas terrestres 
• alternância de gerações heteromorfa, 
• dominância do gametófito
• Esporófito multicelular – simples 
• Esporófito - pé haustorial ligado ao tecido do gametófito
• Esporófito - 1 esporângio apical
• Cutícula 
• Embrião verdadeiro multicelular - EMBRIOFITAS
Primeiras plantas terrestres 
Esporos 
• Esporos com proteção – esporopolenina
EVERT & EICHHORN (2014) 
TRAQUEÓFITAS
ATENÇÃO:
O TERMO BRIOFITA corresponde 
ao grupo de plantas avasculares 
com 3 Divisões ou Filos:
Anthocerotophyta
(antóceros)
Marchantiophyta
(hepáticas)
Bryophyta
(musgos)
grupos Divisão ou Filo Nome popular
Numero de 
espécies vivas
Numero aproximado 
de espécie por grupo
Algas verdes Chlorophyta Algas verdes ou clorofitas 3,800–4,300 [22][23] 8,500(6,600–10,300)
Charophyta
Algas verdes, carofitas, 
desmidias, 
2,800–6,000 [24][25]
Plantas avasculares
Briofitas sensu lato
Marchantiophyta hepáticas 6,000–8,000 [26] 19,000(18,100–20,200)
Anthocerotophyta antóceros 100–200 [27]
Bryophyta musgos 12,000 [28]
Plantas vasculares 
sem sementes
Lycophyta Musgos falsos 1,200 [17] 12,000(12,200)
Samambaias Samambaias, cavalinhas, xaxim 11,000 [17]
Plantas vasculares 
com sementes
Cycadophyta cicas 160 [29] 260,000(259,511)
Ginkgophyta ginkgo 1 [30]
Pinophyta Coniferas, pinheiros 630 [17]
Gnetophyta gnetófitas 70 [17]
Magnoliophyta Plantas com flores 258,650 [31]
Espermatófitas
Fanerógamas