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AULA DE HOJE: Plantas vasculares sem sementes

Recordando aula anterior:Brifitas embrifitas sem sistema vascular

Adaptaes das brifitas ao ambiente terrestre: Proteo da planta contra dissecao. Gametngios e esporngios multicelulares. Proteo de gametas e esporos contra a dissecao. Coordenao da fecundao com a presena de gua no a mbiente.

Limitao das plantas sem sistema vascular: TAMANHO

morfolgicas/anatmicas

cutcula epiderme com estmatos rgos sexuais

folhas razes tecidos para transporte de

fluidos a longas distncias tecidos de suporte (madeira)

Surgimento de adaptaes vida no ambiente terrestre

0,5 cm

60 m

10 m

Pires e Dolan 2012 Phil. Trans. R. Soc B

Relao filogentica entre os grupos de plantas atuai s

liverworts Hepatophytamosses Bryophytahornworts Anthocerothophytalycophytes - Licopodiophytaferns Pteridophyta

Enciclopdia Britnica, modificada

era perodo

(milhes)

alg

as e

uca

ri

tica

s

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rres

tres

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s co

m f

lor

http://www.geology.ohio-state.edu/

Siluriano

http://www.palaeobotany.org/

A colonizao do ambiente terrestre por produtores primrios permitiu o

desenvolvimento de ecossistemas complexos nestes ambientes!

P Steemans et al. Science 2009;324:353-353

brifitas (micro fsseis, criptosporos)

plantas vasculares (mega fsseis)

30 M

a

distribuio dos continentes noOrdoviciano(480 Ma)

Gondwana

http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/biobk/b iobookpaleo3.htmlB-I: diversos esporos do tipo triplete (caracterst icos de plantas vasculares) do Ordoviciano (Qusaiba-1, Arbia Saudita)

10 m

Plantas semelhantes s brifitas teriam surgido no supercontinente Gondwana e dominaram o planeta

durante cerca de 30 Ma

plantas vasculares (micro fsseis)

Tipo de ciclo de vida de todas as plantas terrestre s: alternncia de geraes heteromrficas

embrifitas

reduo do gametfito

plantas inferiores

algas filamentosas brifitas psilotfitaspteridfitas gimnospermas angiospermas

ao longo da evoluo houve

reduo da gerao

gametoftica

vantagem da dominncia do esporfito nas plantas te rrestres: um nico evento de fecundao possibilita a disperso area dos inmeros esporos

Plantas vasculares sem sementes que conhecemos:

esporfito:

folhas (rgo autotrfico)caule (rgo de metabolismo misto)raiz (rgo heterotrfico)

a presena de sistema vascular levou ao aumento do

tamanho das plantas

Lycopodiophyta

Pteridophyta

Floema:Na maturidade composto de clulas vivas: elementos do tubo crivado e clulas companheiras

milhes de anos de evoluo

Sistema vascularComposto por floema e xilema

1 cm

1 m

Sistema vascularComposto por floema e xilema

Xilema na maturidade: clulas mortas parede celular com espessamentos impregnada com lignina

Composto por dois tipos de clulas: traquedes elementos do vaso (s encontrado em

angiospermas e algumas gimnospermas)

tipos diferentes de elementos de vaso

Clulas maduras do xilema de mutantesde Arabidopsisincapazes de acumular lignina colapsam (Sierburth, L. 2001).

padres de espessamento da parede celular secundria

mutantes

http://www.pdn.cam.ac.uk/staff/mason_ma/Plants_at_Catz.html

0,5 cm

60 m

10 m

Surgimento de adaptaes vida no ambiente terrestre

bioqumicas

esporopolenina (no esporo, um dos compostos orgnic os mais estveis confere proteo contra luz UV, diss ecao e decomposio)

cutina flavonoides (proteo contra UV)

hormnios lignina

Weng e Chappel 2010, New Phytologist

Presena de Lignina em vrios filos:

fenilalaninaou

tirosina

ausncia

presena

estima-se que a lignina

represente cerca de 30% da biomassa produzida na

biosfera

Evoluo do estelo (cilindro central)

cortexfeixes vascularesmedula

protostelo

sifonostelo

eustelo

Filos:Rhyniophyta*Zosterophyllophyta*Lycopodiophyta

Filos:Trimerophytophyta*Pteridophyta

plantas vascularescom sementes

A evoluo do sistema vascular permitiu o aparecimento de plantas com mais de 100 m de altura

est e

lo

* filos extintos

Cooksonia (2,5 cm)primeiro macrofssil Cooksonia

esporngios

Filo Rhyniophyta(extinto)

Neste filo esto includas as primeiras plantas vasc ulares (440 380 milhes de anos atrs, Siluriano/Devoniano) .

esporngios terminais estelo do tipo protoestelo, com

protoxilema interno e metaxilema externo

no h registro fssil para a parte subterrnea

NATURE |VOL 389 | 4 SEPTEMBER 1997

gametfito

esporfito

Ciclo de vida de Rhyniophyta

alternncia de geraes

heteromrficas

Caractersticas: no h diferenciao entre razes,

caules e folhas. caule cilndrico, dicotomicamente

ramificado. esporngios terminais. mantm-se eretas pela presso de

turgor

plantas como estas ocorriam em todo o mundo e viviam provavelmente

prximas da gua.

Filo Rhyniophyta(extinto)

Cooksonia caledonica

6 cm

C. hemisphaericaseo transversaldo protoestelo

Planta recoberta por uma cutcula.Presena de epidermeverdadeira com estmatos.Cortex com parnquima clorofiladoFloemae xilemaProtostelo com protoxilema interno e metaxilema externo.

Filo Rhyniophyta(extinto)corte transversal de

um caule fossilizado

c c

corte transversal da epiderme

http://www.abdn.ac.uk/rhynie/rhynia.htm

estmato

Rhynia

Filo Rhyniophyta(extinto)

Plantas como as deste filo so os

provveis ancestrais da

maioria das plantas atuais.

Figura do site: facstaff.bloomu.edu/chamuris/222/index.html

20 cm

esporfito

3 mm

rizoma

rizides

Devoniano

Filo Zosterophyllophyta(extinto)

facstaff.bloomu.edu/chamuris/222/index.html

Fsseis encontrados entre 408 370 milhes de anos atrs (Devoniano)

Semelhanas com o filo Rhyniophyta: no h diferenciao entre razes, caules

e folhas caule cilndrico, e dicotomicamente

ramificado

Viviam provavelmente em ambientes alagadosZosterophyllum

Diferenas: esporngios laterais. protoestelo com protoxilema

externo e metaxilema interno.

15 cm

Atualmente existem dois filos de plantas vasculares sem sementes:

LycopodiophytaPteridophyta

Folhas - captao de luzRazes ancoram a planta e absorvem gua e

nutrientes minerais

Adaptaes ao ambiente terrestre:

Tanto folhas como razes evoluiram de forma independente em Lycopodiophyta e Pteridophyta

Lycopodium

Filo LycopodiophytaSelaginella

Isoetes

Linha evolutiva diferente de todas as outras plantas vasculares (425 Ma):

esporngios laterais protoestelos com metaxilema

interno e protoxilema externo. ancestral provvel: uma

Zosterophyllophyta

Vrias ordens extintas.

Trs famlias atuais: Lycopodiaceae Selaginellaceae Isoetaceae

Lycopodiophyta comuns do perodo Carbonfero(360 milhes de anos atrs)

http://www.devoniantimes.org/who/pages/lycopsid.html

existiam licfitas herbceas e arbreas (arbreas extintas)

rvores de 10 35 m de altura sistema radicular radial parte area fotossintetizante apresentavam algum crescimento

secundrio (cmbio vascular) microfilos com metros de extenso

Filo Lycopodiophyta

Carbonfero

etapas do desenvolvimento

Wang J et al. PNAS 2012;109:4927-4932

Reconstruo de floresta alagada do Permiano (Monglia, China)

LycopsidaMarattiales

confera primitiva

http://www.paleoportal.org/

Plantas dos filo Lycopodiophyta possuem microfilos

Evoluo de microfilos e megafilosMicrofilos

(contm um nico feixe vascular)

Megafilos(tm complexo

sistema de nervuras)

enao

tecidovascular

microfilo

megafilo

Atualmente somente plantas do filo Lycopodiophyta possuem microfilos.

ramificao do tipopseudomonopodial

megafilos surgiram diversas vezes em diferentes grupos

de plantas terrestres

Famlia: Lycopodiaceae

Cerca de 400 espcies dividas entre 15 gneros.

Ocorrem do rtico aos trpicos sendo que a maioria das espcies tropical.

So freqentemente epfitas.

Esporfito:Rizoma ramificado com caules eretos e razes adventcias.

Gametfito:Dependendo da espcie, autotrfico ou heterotrfico.

Filo Lycopodiophyta

Lycopodiaceaeestrbilo

esporngios

esporfilo (microfilo frtil)

Esporngios ao longo do caule (A) ou reunidos em estruturas chamadas de estrbilos (B).

Homosporadas

Filo LycopodiophytaA

B

Famlia: Selaginellaceae

700 espcies reunidas em um nico gnero: Selaginella A maioria das espcies tropical.

Podem ser facilmente distinguidas dos membros da famlia Lycopodiaceaedevido a presena da lgula.

Filo Lycopodiophyta

Heterosporadas; esporos diferentes germinam dando origem a gametfitos femininos e masculinos muito reduzidos.

microesporngeos

megaesporngeos

microesporfilo

megaesporfilo

Selaginellaceae