Diversidade e Evolução dos Organismos

Universidade Federal de Santa Catarina
Centro de Ciências Biológicas
Departamento de Botânica
Diversidade e Evolução dos
Organismos Fotossintetizantes
(Módulo II) – Continuação
BRIÓFITAS
Plantas:
a ocupação do ambiente terrestre
O que é uma planta?
Plantas são eucariotos fotossintetizantes (incluindo as algas)
Embryophyta = grupo mais derivado de plantas
(embrião protegido por tecidos da planta mãe)
O grupo das plantas parece ser monofilético, formando a partir de um
único ramo evolutivo na árvore da vida
algas
heterocontes
Plantas
TERRANAUTAS
TERRANAUTAS
Charophyta (um grupo de algas verdes) parecem ser intimamente
relacionadas às Embriofitas viventes.
Estes organismos ocupam margens de corpos d’água ou pântanos.
Charophyceae
Charophyceae
Charales
Chara
A conquista do ambiente terrestre
As embriofitas invadiram o ambiente terrestre aproximadamente
400-500 mya.
TERRANAUTAS
Na verdade as plantas “invadiram o ar”!
AERO-TERRA-NAUTAS
A conquista do ambiente terrestre
Problemas....
• H2O não tão disponível e facilmente perdida em ambiente
terrestre;
• Gravidade tornou-se um problema sério;
• Dispersão de gametas é muito mais difícil fora de um ambiente
aquático;
Algumas ADAPTAÇÕES para viver no ambiente terrestre
• Cutícula – uma camada de cera que previne a dessecação;
• Gametângios – encapsulamento dos gametas para prevenir dessecação;
• Embriões – protegidos (esporófitos jovens);
• Pigmentos – proteção contra radiação UV mutagênica;
• Espessamento da parede dos esporos – previne dessecação e evita
deterioração;
• Micorrizas – associações mutualísticas com fungos facilitou obter nutrientes
do solo;
• Estômatos – poro controlável que regula a perda de água e entrada de CO2;
• Aerênquima - espaços intercelulares que criaram superfície para controlar
troca de gases.
A conquista do ambiente terrestre
Evolução de células especializadas na condução de água –
traqueídes permitiram o avanço no ambiente terrestre.
Porém, as primeiras plantas terrestres não apresentavam
tecido vascular, apresentavam um tecido de condução
simples que se desenvolveu a partir de células mortas.
algas
heterocontes
Plantas
Diversidade de Embriofitas
Embriofitas possuem cerca de 10 divisões:
• 3 (hepáticas, antóceros e musgos), não possuem
traqueídes e são chamadas coletivamente de nãotraqueófitas (Briófitas)
• 7 incluem membros que possuem sistema vascular bem
desenvolvido - Tracheophyta
Não-traqueófitas: hepáticas, antóceros e musgos
•Crescem em agregados densos em ambiente úmidos,
e tipicamente são pequenos;
•Os embriões são protegidos da dessecação por tecido
materno;
•Possuem uma cutícula fina, logo, não eficiente em
retardar a perda de água;
•São cosmopolitas e ocorrem na costa da Antártida.
“Estratégias” para aquisição de água e nutrientes por não-traqueófitas
• Muitos crescem em massas densas através dos quais a
água pode mover-se através de capilaridade
• Possuem estruturas semelhantes a folhas que capturam e
retém a água que respinga sobre elas
Plantas pequenas onde os
minerais se distribuir por
difusão.
Não-traqueófitas – a estrutura verde visível é o gametófito;
Esporófitos produzem esporos unicelulares haplóides através de meioses
dentro dos esporângios ou cápsulas;
Esporos germinam e dão origem a gametófitos multicelulares haplóides
cujas células contém cloroplastos.
•A planta diplóide multicelular é
esporófito
chamada _______________.
•Os esporângios (no esporófito)
produzem esporos haplóides
meiose
unicelulares por __________.
•As plantas haplóides multicelulares
formadas a partir de um esporo são
gametófito
chamadas __________.
gametas
•O gametófito produz __________
haplóides.
•A fusão de dois gametas resulta na
formação de uma célula diplóide, o
zigoto
________,
e o ciclo se repete.
esporofítica – do
Geração ___________
zigoto até a planta diplóide
adulta multicelular.
Gametofítica – do
Geração ___________
esporo até a planta haplóide
adulta multicelular.
Gametângios são onde os gametas são formados;
O arquegônio é uma estrutura multicelular do indivíduo feminino com um
longo tubo que contem na base um óvulo;
anterozóides
O anterídio produz ________________;
esporângios ou cápsulas, dentro das quais as
O esporófito produz _____________,
gametofítica
divisões meióticas produzem esporos e, logo a geração _____________.
Hepáticas (Marchantiopsida) – clado basal das plantas terrestres
Rizóides - absorvem água. São filamentos localizados na superfície
inferior do gametófito.
Vários gêneros c/ reprodução sexuada e assexuada (assexuada por
fragmentação do gametófito).
Marchantia sp.
Hepáticas (Marchantiopsida )
poro da superfície
Anthoceros (Anthocerotopsida), musgos e traqueófitas possuem uma
adaptação única para viver em ambiente terrestre:
Estes grupos possuem estômatos que permitem captar CO2 e liberar O2, mas
eles podem ser fechados para prevenir perda excessiva de água.
Os musgos (Bryopsida) são provavelmente grupo irmão das traqueófitas.
Células hidróides, em muitos musgos, são provavelmente formas primitivas das
células condutoras de água nas traqueófitas.
Quando as células morrem, elas deixam um canal fino por onde a água pode fluir.
Características Gerais
- Principalmente terrestre (locais úmidos e até desertos);
- Clorofila a e b: β-caroteno e xantofila (luteina);
- Reserva: Amido;
- Celulose e hemicelulose na parede celular;
- Cutícula, gametângio e esporângios envolvidos por células estéreis
(adaptações ao ambiente terrestre);
 Talo achatado com simetria dorsiventral ou com aspecto arbustivo ou
folhoso;
- Caulídio: eixo principal
- Filídios: apêndices (“pequenas folhas”)
- Rizoides: sistema de fixação e absorção
- Reprodução: Ciclo de vida diplobiôntico heteromórfico, com fase gametofítica
dominante e esporófito reduzido e dependente do gametófito.
Características Gerais
 Bryophyta: musgos, hepáticas e antóceros
- Eucariontes pluricelulares somente com elementos reprodutivos unicelulares.
 25.000 espécies (Marchantiopsida, Anthocerotopsida e Bryopsida);
 várias spp. podem formar grandes massas de indivíduos sobre rochas;
Importantes colonizadores primários.

Sphagnum forma grandes depósitos (turfeiras) - absorção e retenção de líquidos;
 spp. Dawsonia  1 metro de comprimento (Dawsonia longifolia)
 grande parte das briófitas são delicadas e pequenas;
 Estruturas semelhantes a rizomas (absorção e propagação vegetativa).
Ex.: hepática Cryptothallus, com talo totalmente subterrâneo e heterotrófico,
aclorofilado e micorrízico.
 spp. musgos c/ pouca concentração de clorofila podem ser em parte, saprófagos.
Características Gerais
 As “grandes” briófitas já apresentam razoável nível de diferenciação celular, maior
do que a apresentada pelas algas e menor do que das plantas vasculares;
 spp. de musgos (Polytrichum e Dawsonia) e de hepáticas (Hymenophytum e
Symphyogyna) = há grupos de células alongadas na porção central do talo
(condução de H2O e nutrientes da planta);
 Algumas células condutoras se parecem com traqueídes das traqueófitas, mas
sem lignina.
RESUMÃO
 Briófitas é a transição entre as carofíceas e as plantas vasculares
(passagem evolutiva da água para o ambiente terrestre).
 Surgiram soluções para evitar a dessecação:
- Gametas protegidos por estruturas multicelulares,
- Cutícula.
O que Briófitas e plantas vasculares compartilham diferentemente das carófitas:
1. Gametângios (anterídeos e arquegônio), com camada de células estéreis;
2. Retenção do zigoto e do embrião multicelular em desenvolvimento, ou esporófito jovem,
dentro do arquegônio ou gametófito feminino;
3. Esporófito multicelular diploide, que resulta em um maior número de meioses e no aumento
do número de esporos que podem ser produzidos em seguida ao evento da fecundação;
4. Esporângios multicelulares, que consistem na camada de células estéreis e no tecido
interno produtor de esporos (esporógeno);
5. Esporos, com paredes de esporopolenina, resiste decomposição e dessecação
Diversidade e evolução dos
organismos fotossintetizantes e dos
fungos
Aula prática de Briófitas
Prof. Ricardo
Classe Marchantiopsida (hepáticas)
Material da coleção didática
• Observar e desenhar vista geral
• Observar e desenhar o
poro da superfície
Classe Anthocerotopsida (anthoceros)
Observar e desenhar:
• Pseudoestomato observado na superfície do
gametófito
Classe Bryopsida (musgos)
Material coletado no jardim da
Botânica.
Observar, registrar e indicar:
- Gametófito com rizóide, caulóide e
filóide (Vista geral e microscópica).
- Esporófito com seta, cápsula
(esporângio) com caliptra, opérculo e
peristômio