Evolução e diversidade das plantas

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Sistemas Biológicos 
Resumo da Aula 5 – Evolução e diversidade das plantas 
Professor Roger Melo 
 
Metaphyta – O Reino das plantas 
Características gerais das plantas 
 
 São multicelulares (embora sua multicelularidade não seja similar a dos animais) com 
tecidos complexos e divisão de trabalho organizada, compostos por células 
eucarióticas de parede celular celulósica; 
 Autotróficos, utilizando a fotossíntese como principal modo de produção de moléculas 
complexas para obtenção de energia; 
 Linhagem evolutiva adaptada à ambientes terrestres, com o desenvolvimento de 
órgãos para fotossíntese, fixação e sustentação; 
 Apresentam embrião durante a fase esporofítica, e por isso também podem ser 
chamadas de “embriófitas”. 
 
Metaphyta – Ciclos de vida e ploidia 
 Os ancestrais dos eucariotos tinham células haploides (n), reproduzindo-se por 
mitoses. A diploidia provavelmente surgiu por erros, onde células haploides se 
fundiam, formando um zigoto, que por meio de vários processos, terminava por 
retornar à condição haploide; 
 A replicação desses “zigotos” foi o início da formação de massas celulares diploides, 
cuja meiose acontecia posteriormente, reduzindo a ploidia de diploide para haploide 
na formação de gametas (meiose gamética), que ocorre na maior parte dos animais e 
em protistas; 
 Já os fungos têm células haploides, sendo o zigoto a única célula diploide do seu ciclo 
de vida. A meiose, então, ocorre no zigoto, retornando a condição haploide. Tal evento 
é conhecido como meiose zigótica. 
 
 
 
 
• Em plantas, ocorre MEIOSE ESPÓRICA, ou seja, organismos diploides (esporófitos) 
formam esporos haploides por meiose. Estes esporos podem crescer e formar uma 
geração haploide multicelular (gametófitos), que, por sua vez, geram gametas 
haploides que após fecundaçaõ formam zigotos 2n que crescem para formar novo 
esporófito. Esse evento é conhecido como alternância de gerações. 
 
 
 
A origem das plantas 
 
• As plantas terrestres evoluíram a partir de um grupo de algas verdes ancestrais cujos 
representantes modernos mais próximos são da Ordem Charales (carófitas), a cerca de 
510 milhões de anos, em lagos transientes. Associações mutualísticas com fungos 
foram eventos-chave na colonização do ambiente terrestre; 
• Carófitas são oogâmicas e apresentam, tal como as plantas, e apresentam cloroplastos 
com colorofila ‘a’ e ‘b’, assim como -caroteno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Plantas avasculares 
 
• Musgos, hepáticas e antóceros. Representantes modernos das plantas mais basais; 
• O gametófito é a geração dominante, sendo o esporófito dependente; 
• Não apresentam sistema de condução de água/fotossintatos (xilema e floema), o que 
limita o tamanho seu do corpo e condiciona seu crescimento a locais úmidos; 
• Apresentam corpo com complexidade ascendente, desde talos prostrados até 
pequenas plantas com rizóides, filóides e caulóides (não são, raízes, caules ou folhas 
verdadeiros); 
 
Filo Briophyta 
(mugos, briófitas strictu sensu) 
• Briófitas com gametófito folioso. Musgos verdadeiros; 
• Gametófitos eretos, com rizóides, filóides e caulóides. 
Esporangióforo sobre o gametófito; 
• Há gametófitos masculinos (com anterídios que formam 
anterozóides) e femininos (com arquegônios que contém 
oosferas). 
• O esporófito das briófitas desenvolve-se a partir de um 
arquegônio fecundado, no ápice de um gametófito feminino. 
Forma esporos no interior de uma cápsula estipitada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Filo Marchantiophyta (Hepatophyta) 
 
• Hepáticas (liverwort); 
• Diferentemente dos mugos verdadeiros, o gametófito é um talo prostrado, aderido ao 
substrato por rizóides (não apresenta filóides ou caulóide); 
• Podem formar gametângios em gametangióforos estipitados. 
 
 
 
 
Filo Antocerothophyta 
 
• Antóceros. Grupo pequenos, com cerca de 100 espécies; 
• Gametófitos prostrados, em forma de roseta, com anterídios e arquegônios em sua 
superfície dorsal, com anterídios confinados a câmaras. 
• Esporófitos eretos, com cápsula longa e cilíndrica. Apresenta cloroplastos. A deiscência 
ocorre por fendas longitudinais. 
• Podem apresentar associação com cianobactérias fixadoras de N2; 
 
 
 
 
Plantas vasculares sem sementes 
 
• Dois filos (Licopodiophyta e Monilophyta); 
• O esporófito é a fase dominante. É ramificado e independente. O gametófito é 
reduzido (protalo); 
• Diferenciação dos sistemas de órgãos do esporófito (sistema radicular e sistema 
caulinar) e dos sistemas de tecidos (dérmico, vascular e fundamental); 
• Podem formar somente um tipo de esporo (homosporados), gerando gametófitos 
com ambos os sexos, ou tipos diferentes de esporos (heterosporados), formando 
micrósporos, que darão origem a microgametófitos (gametófitos masculinos) com 
anterídios, ou megásporos, que darão origem a megagametófitos (gametófitos 
femininos) com arquegônios. 
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Filo Licopodiophyta 
• Licopódios (clubworts) e selaginelas. Clado basal de plantas vasculares sem sementes; 
• Herbáceas, com folhas do tipo microfilo; 
• O esporófito consiste de um rizoma ramificado do qual surgem raízes e ramos aéreos, 
com sistema traqueal protostélico; 
• Cerca de 1200 espécies. 
 
Filo Monilophyta 
• Samambaias e cavalinhas. 
• Plantas vasculares sem sementes com: 
• Megafilos; 
• ramificação pseudomonopodial; 
• Sistema traqueal sifonostélico; 
• anterozoides multiflagelados. 
• Quatro classes: Equisetopsida, Psilotopsida, Marattiopsida e Polypodiopsida; 
• Esses grupos já foram considerados filos separados; contudo, análises recentes 
indicam que samambaias e cavalinhas formam um clado com quatro linhagens. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Espermatófitas (plantas com sementes) 
 
• A semente é um dos principais determinantes de sucesso evolutivo das plantas 
modernas. Confere sobrevivência ao embrião, bem como reserva de nutrientes em 
estágios críticos de sua germinação e estabelecimento; 
• Todas as plantas com sementes são heterosporadas, produzindo megásporos e 
micrósporos que dão origem, respectivamente, aos megagametófitos (gametófitos 
femininos) e microgametófitos (gametófitos masculinos). 
• A produção de sementes é derivada das formas heterospóricas, onde houve 
modificação para formar o óvulo, a estrutura que se desenvolve em semente. O óvulo 
imaturo é um megasporângio envolvido por uma ou duas camadas adicionais de 
tecido, os tegumentos. 
 
Evolução da semente 
 
1. A o longo da evolução, o megasporângio perdeu a capacidade de liberar esporos, 
retendo o megásporo. 
2. Houve redução do número de células-mãe de megásporo para uma em cada 
megasporângio, assim como a redução de núcleos filhos após meiose, de quatro para 
um. 
3. Formação de um megagametófito no interior do único megásporo funcional – ou seja, 
formação de um megagametófito endospórico (dentro da parede do esporo), que não 
é mais de vida livre e fica retido dentro do megasporângio. 
4. Desenvolvimento do embrião (esporófito jovem ) no interior do megagametófito 
retido dentro do megasporângio. 
5. Formação de um tegumento que recobre completamente o megasporângio, exceto 
por uma abertura no seu ápice, a micrópila. 
6. Modificação do ápice do megasporângio para receber micrósporos ou grãos de pólen. 
 
Plantas com sementes nuas: Gimnospermas 
 
• Filos Coniferophyta (coníferas), Cycadophyta (cicadófitas), Ginkgophyta (gingófitas) e 
Gnetophyta (gnetófitas). 
• As sementes apresentam-se expostas na superfície dos esporófilos ou estruturas 
análogas; 
• Possuem raízes, caule e folhas. Possuem também ramos reprodutivos com esporófilos 
chamadas estróbilos. Em muitas gimnospermas, como os pinheiros e as sequóias, os 
estróbilos são bem desenvolvidos e conhecidos como cones - o que lhes confere a 
denominação “coníferas”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O microgametófito das plantas com sementes: O grão de pólen 
• Nas espermatófitasa água não é mais necessária como meio de transporte do gameta 
masculino para as oosferas. Em vez disso, o microgametófito parcialmente 
desenvolvido, o grão de pólen, é inteiramente transferido para a proximidade de um 
megagametófito dentro de um óvulo. Esse processo é chamado polinização. Após a 
polinização, o microgametófito produz uma expansão tubular, o tubo polínico. Os 
microgametófitos das espermatófitas não formam anterídios ou anterozoides. 
 
 
 
Filo Conipherophyta 
• Pinheiros. Maior grupo de gimnospermas. 
• Folhas aciculadas em arranjo espiral. 
• Os microsporângios e os megasporângios em Pinus e na maioria das outras coníferas 
estão na mesma árvore, em cones ou estróbilos separados (os estróbilos masculinos 
ou microsporangiados, produtores de pólen, e os estróbilos femininos ou 
megasporangiados, com óvulos). 
 
Outras gimnospermas 
• Há três outros filos menores de espermatófitas com sementes nuas. O ciclo de vida 
destes e de Conipherophyta são essencialmente similares, com megasporângios e 
microsporângios nús em folhas modificadas. 
 
Plantas com flores e frutos: Angiospermas 
 
• Filo Anthophyta. Maior grupo de organismos fotossintetizantes, com mais de 300 mil 
espécies; 
• Plantas com flores e frutos; 
• Inclui muitas linhagens evolutivas, sendo as duas maiores as Classes Monocotyledonae 
(>90.000 espécies) e Eudicotyledonae (>200.000 espécies);