REINO PLANTAE – AS PLANTAS

março 30, 2007 às 6:59 pm | Publicado em Blogroll, Uncategorized | Comentários desativados

REINO PLANTAE – DIVERSIDADE E CARACTERÍSTICAS GERAIS.

 

O Reino Plantae é constituído pelas plantas, desde o pequeno musgo até as grandes sequóias. Acredita-se que sua origem foi a partir das algas verdes (Reino Protoctista, Filo Chlorophyta), pois também possuem cloroplastos com clorofilas a e b, e parede celular constituída de celulose. São seres:

 

  • Pluricelulares;
  • Autótrofos fotossintetizantes (existem exceções! Ex: Cipó-chumbo.);
  • Possuem tecidos diferenciados, como por exemplo, o xilema e o floema, condutores de seiva;
  • Possuem um embrião multicelular que se desenvolve sobre e às custas da planta mãe. Esta é a apomorfia do grupo, as algas verdes não possuem este tipo de embrião, portanto não são plantas. Também devido a esta característica, as plantas podem ser chamadas de EMBRIÓFITAS;
  • Possuem células contendo plastídios, como o amiloplasto (armazena amido) e o cloroplasto (responsável pela fotossíntese), um grande vacúolo , e parede celular constituída de celulose. (Têm mitocôndrias também!)

 

Acredita-se que as plantas tenham sido os primeiros organismos a colonizarem o ambiente terrestre tornando-o propício para a posterior colonização por parte dos animais. Todavia, para tal foi necessário que houvesse o surgimento de uma série de adaptações morfológicas (que as algas não têm):

 

  • Um sistema de absorção de água do solo, e condução de soluções aquosas (seiva).
  • Tecidos capazes de impermeabilizar a superfície do organismo, a fim de evitar a perda de água, e tecidos rígidos de sustentação do corpo (pois o ar é pouco denso).
  • Mecanismos de trocas gasosas, a fim de facilitar o processo de fotossíntese.

 

De forma geral, as plantas apresentam um ciclo de vida onde ocorre ALTERNÂNCIA DE GERAÇÕES (ou metagênese) caracterizado pela presença de organismos adultos haplóides e diplóides. Além da reprodução gamética (sexuada), pode também haver reprodução agamética (assexuada) via FRAGMENTAÇÃO, em que pedaços de um indivíduo podem originar um novo indivíduo idêntico. Basicamente, a metagênese pode ser resumida da seguinte forma:

 

  • A planta adulta diplóide (2n), o ESPORÓFITO (planta que produz esporos), produz esporos (haplóides – n) por meiose, em uma estrutura chamada ESPORÂNGIO.
  • O esporo (n) é disseminado, germina em um local apropriado, e origina o indivíduo adulto haplóide (n), o GAMETÓFITO (planta que produz gametas).
  • O gametófito produz gametas em estruturas chamadas GAMETÂNGIOS:
    • Os ANTERÍDIOS produzem os gametas masculinos, que podem ser os ANTEROZÓIDES ou as CÉLULAS ESPERMÁTICAS, dependendo do grupo de plantas.
    • Os ARQUEGÔNIOS produzem os gametas femininos, chamados OOSFERAS.
  • Na FECUNDAÇÃO, ocorre a união dos gametas (n), formando um zigoto (2n).
  • O zigoto se desenvolve em um novo esporófito.

 

Ao longo do tempo, a tendência evolutiva neste Reino foi a redução progressiva da fase gametofítica em detrimento da esporofítica. Veremos ao todo quatro grupos de plantas, as briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. As características mais básicas e gerais destes grupos estão listadas na tabela a seguir:

 

 

Grupo

Geração Dominante

Vasos Condutores*

Estruturas Reprodutoras**

Possuem Semente?

Fruto

Briófitas

Gametofítica

Avasculares

Criptógamas

Não

Não

Pteridófitas

Esporofítica

Vasculares

Criptógamas

Não

Não

Gimnospermas

Esporofítica

Vasculares

Fanerógamas

Sim

Não

Angiospermas

Esporofítica

Vasculares

Fanerógamas

Sim

Sim

*Estou me referindo especificamente ao xilema e floema, alguns musgos também apresentam um tecido condutor de seiva, o HADROME, constituído por dois tipos de células, os leptóides (~floema) e os hidróides (~xilema).

**Criptógamas: Estruturas reprodutoras pouco evidentes / Fanerógamas: Estruturas reprodutoras bem visíveis (flores e pinhas).

 

Vejamos a seguir em maiores detalhes (grandemente resumidos :p) os grupos de plantas.

 

BRIÓFITAS

 

Briófitas (grego: bryon-musgo, phyton-planta) são plantas avasculares, não possuem vasos condutores de seiva. O transporte de substâncias se dá por difusão entre as células, e é um processo lento, o que limita seu tamanho (as briófitas são plantas de porte pequeno). As briófitas mais conhecidas são os musgos, as hepáticas e os antóceros.

 

Seu ciclo de vida apresenta nítida alternância de gerações, onde a geração gametofítica (n) é dominante em relação à geração esporofítica (2n). O gametófito é o vegetal duradouro e fotossintetizante. Os musgos que você vê são os gametófitos, possuem anterídios e arquegônios. Cada anterídio produz vários anterozóides, que na presença de água, nadam até o arquegônio para fecundar a oosfera (cada arquegônio produz uma oosfera), e originar um zigoto (2n). A presença de água é fundamental para que ocorra a fecundação, pois promove o rompimento da parede dos anterídios e permite que os anterozóides, que são flagelados, nadem até a oosfera, guiados por substâncias químicas dissolvidas na água. Haja vista a necessidade de água para que ocorra a fecundação, as briófitas são geralmente encontradas em ambientes terrestres úmidos e sombreados.

 

O zigoto se desenvolve num esporófito (2n), que cresce sobre o gametófito (n) e é dependente dele (total ou parcialmente). No ápice do esporófito encontra-se um esporângio, chamado cápsula, que é o local de produção dos esporos (n), todos iguais (plantas ISOSPORADAS). A cápsula pode conter restos do arquegônio, que conferem proteção (caliptra). Ao germinar, o esporo pode se desenvolver e originar diretamente o gametófito, ou no caso dos musgos, pode inicialmente originar uma estrutura filamentosa chamada protonema, esta por sua vez pode dar origem a vários gametófitos, a partir de gemas (reprodução agamética via fragmentação). Além de produzirem os anterídios e arquegônios, no caso das hepáticas, os gametófitos podem também produzir estruturas denominadas conceptáculos, estes produzem gemas (propágulos), que também podem originar outros indivíduos.

 

As briófitas são classificadas em três Filos:

 

  • Bryophyta: Os musgos, com gametófito organizado em rizóides, caulóide e filóides.
  • Hepatophyta: As hepáticas, com gametófito prostrado, onde não ocorre a diferenciação entre filóides e caulóides.
  • Anthocerophyta: Os antóceros (raros).

 

Importância das Briófitas:

 

As briófitas são organismos pioneiros em uma sucessão ecológica, podem se desenvolver em rochas, e os produtos resultantes de sua atividade biológica modificam este substrato de forma a permitir que outras espécies também possam se desenvolver nele. Dependendo do ambiente, a quantidade de carbono que estas plantas absorvem pode influenciar grandemente o ciclo biogeoquímico deste elemento. São também plantas bastante sensíveis à poluição atmosférica, sendo assim podem ser indicadoras de áreas muito poluídas, quando nestes locais a quantidade de briófitas é bastante reduzida. Musgos do gênero Sphagnum, os musgos de turfeira, são importantes na agricultura, pois auxiliam a retenção de água pelo solo, além de melhorarem sua textura. A TURFA é composta de depósitos destes musgos e plantas associadas, pode ser comprimida e seca, e então queimada como combustível. Além disso, a fumaça proveniente de sua queima influencia o sabor de uísques escoceses.

 

PTERIDÓFITAS

 

As pteridófitas, assim como as briófitas, são plantas criptógamas. Foram as primeiras plantas VASCULARES, ou seja, a apresentarem vasos condutores de seiva (xilema e floema), sendo que isto proporciona a elas reporem as perdas de água de forma mais eficaz, e atingirem maiores comprimentos, inclusive podendo apresentar porte arbóreo (samambaiaçu). Apresentam raízes, caules e folhas verdadeiros. As pteridófitas mais comuns são as samambaias, avencas, cavalinhas e selaginelas. Apresentam ciclo de vida com alternância de gerações, sendo que neste caso (e nos grupos de plantas seguintes) a geração esporofítica (2n) é dominante em relação a gametofítica (n). O esporófito é autótrofo, e possui esporângios, as estruturas produtoras de esporos (n).

 

O gametófito, também chamado prótalo, é autótrofo, apresenta estrutura laminar, e tamanho reduzido (~1 cm). Produz em sua face inferior os gametângios: arquegônios e anterídios. Cada arquegônio produz uma oosfera (n), enquanto cada anterídio produz vários anterózóides (n), que podem fecundar a oosfera e originar o zigoto (2n). As pteridófitas, assim como as briófitas também necessitam de água para que ocorra a fecundação, e devido a este fato, também são geralmente encontradas em ambientes úmidos e sombreados. Algumas são aquáticas (gêneros Salvinia e Azolia), mas não existem representantes marinhos. O zigoto se desenvolve e origina o esporófito. Este depende do gametófito apenas no início de seu desenvolvimento, em que se encontra associado a ele.

 

As pteridófitas são classificadas em 4 Filos:

 

  • Pterophyta: Samambaias e Avencas.
  • Psilotophyta: Psilotum.
  • Lycophyta: Licopódios e Selaginelas.
  • Sphenophyta: Cavalinhas.

 

Pode se também dividir as pteridófitas em dois grupos, no que diz respeito aos esporos:

 

  • ISOSPORADAS (ex: samambaias), que assim como as briófitas só produzem um tipo de esporo, que se desenvolve em um gametófito monóico;
  • HETEROSPORADAS (ex: selaginelas), que produzem micrósporos (masculinos) e megásporos ou macrósporos (femininos).

 

Os microsporângios produzem numerosos micrósporos, que ao se desenvolverem irão originar gametófitos masculinos, enquanto os megasporângios produzem 4 grandes esporos que irão se desenvolver em gametófitos femininos. A Selaginela é uma pteridófita heterosporada, e é interessante notar que, como os gametófitos desenvolvem-se no interior das paredes dos esporos, e o embrião é nutrido por reservas nutritivas provenientes do megagametófito, acredita-se que este conjunto seja o precursor evolutivo das sementes.

 

Importância das Pteridófitas:

 

São amplamente utilizadas como plantas ornamentais, sendo que inclusive, o caule da samambaiaçu serve para se fazer xaxim. Os atuais depósitos de carvão mineral (hulha), um importante combustível, foram formados a partir da fossilização de pteridófitas de porte arbóreo, de aproximadamente 375-290 milhões de anos atrás. Algumas podem ser utilizadas na fabricação de alimentos e medicamentos.

 

GIMNOSPERMAS

 

As gimnospermas são plantas de porte arbóreo, climas temperados, e vasculares (ou traqueófitas) pois apresentam vasos condutores de seiva. Ao contrário das briófitas e pteridófitas (criptógamas), formam ESTRÓBILOS ou pinhas, as estruturas reprodutoras que abrigam os esporângios (as “flores” das gimnospermas), sendo então classificadas como fanerógamas. Estas plantas possuem sementes, todavia, não formam frutos. Na verdade, gimnosperma significa semente nua (mas têm casca!). Dentre as gimnospermas mais conhecidas estão os pinheiros, o pinheiro-do-paraná (Araucaria angustifólia), e as sequóias, que estão dentre as maiores árvores conhecidas atualmente. Além disso, uma gimnosperma apelidada de Matusalém provavelmente é o ser vivo mais velho do planeta, com aproximadamente 4600 anos de idade.

 

Seu ciclo de vida apresenta alternância de gerações pouco nítida, com o gametófito (n) bastante reduzido. Os estróbilos são unissexuados, sendo o masculino denominado microestróbilo (2n), e o feminino macroestróbilo (2n). São ambos formados por um eixo de onde partem folhas modificadas responsáveis pela formação dos microsporângios (2n) e macrosporângios (2n), chamadas folhas carpelares, os microesporófilos (2n) e macroesporófilos (2n).

 

Dentro dos microsporângios, as células mães de esporos produzem por meiose os micrósporos, estes por sua vez originam os grãos de pólen (n), que são os gametófitos masculinos (microprótalos) imaturos. Cada grão de pólen contém uma célula geradora, que será a responsável pela produção dos gametas masculinos, as células espermáticas, e uma célula do tubo (ou vegetativa), responsável pela formação do tubo polínico. (A célula geradora seria algo como um gametângio masculino.)

 

O óvulo é constituído pelo megasporângio (nucela) mais o tegumento que o recobre. Uma grande célula mãe de esporos localizada no megasporângio sofre meiose e origina 4 células (n), sendo que 3 degeneram e uma delas forma o megásporo (n), este por sua vez se desenvolve em gametófito feminino, o megagametófito, contendo arquegônios (gametângios femininos), que produzem os gametas femininos, as oosferas.

 

Denomina-se POLINIZAÇÃO, o processo pelo qual os grãos de pólen são transportados até a abertura do óvulo (MICRÓPILA). Transportados pelo vento até a câmara polínica (Polinização pelo vento – anemofilia) e em contato com os óvulos, os grãos de pólen germinam iniciando seu desenvolvimento em microgametófitos maduros com a formação do tubo polínico. À medida que este se desenvolve, a célula geradora se divide e origina dois núcleos espermáticos, sendo estes os gametas masculinos. Ao atingir o arquegônio, um dos gametas masculinos fecunda a oosfera e origina o zigoto (2n) (o outro degenera). Ao contrário das briófitas e pteridófitas, onde a fecundação ocorre por OOGAMIA, processo em que anterozóides flagelados se deslocam em meio aquoso até a oosfera, a fecundação das gimnospermas geralmente se dá da forma descrita acima, a SIFONOGAMIA, em que os gametas masculinos atingem a oosfera a partir do crescimento do tubo polínico. Esta forma de fecundação não necessita da presença de água para ocorrer. (Observação: Cicadáceas e Gincófitas ainda dependem da água para a fecundação!)

 

O zigoto se desenvolve e origina o embrião, e o óvulo se desenvolve formando a semente, constituída pelo tegumento (2n) do óvulo, e pelo corpo do gametófito feminino (n) convertido em um tecido que armazena substâncias nutritivas. Graças a este tecido nutritivo, algumas sementes de gimnospermas (PINHÕES) são comestíveis.

 

As gimnospermas são classificadas mais comumente em 4 Filos:

 

  • Coniferophyta: Pinheiros, Sequóia, Araucária.
  • Cycadophyta: Cicas (ornamentais).
  • Gnetophyta: Efedra – Efedrina: Estimulante do SNC e descongestionante nasal.
  • Ginkgophyta: Somente uma espécie, a Ginkgo biloba.

 

Importância das gimnospermas:

 

  • Este grupo é importante para a indústria madeireira e da celulose (produção de papel), inclusive, a araucária é uma espécie em risco de extinção graças à exploração excessiva (a madeira da araucária é resistente às águas das chuvas).
  • A semente do pinheiro-do-paraná (araucária), o pinhão, é utilizada na alimentação humana e animal. A gnetácea Welwitschia mirabilis também tem sua semente utilizada como alimento no deserto de kalahari, na África.
  • Da Gnetophyta efedra extrai-se a substância denominada efedrina, um estimulante do Sistema Nervoso Central, e também é utilizada como descongestionante nasal no tratamento de pessoas asmáticas.
  • Acredita-se que o chá das folhas da Ginkgo biloba atue no sentido de favorecer a irrigação cerebral e estimular a memória.
  • As gimnospermas também são utilizadas na ornamentação, neste caso, principalmente as Cicas.

 

ANGIOSPERMAS

 

As angiospermas são as verdadeiras plantas superiores. São o grupo vegetal atual mais representativo e com a maior diversidade morfológica, variando de ervas a árvores, além de serem também o grupo com a maior distribuição geográfica e de ambientes (existem algumas espécies marinhas). São fanerógamas que além de produzirem flores, também produzem os frutos, que conferem proteção às sementes além de auxiliarem na sua dispersão (angios – urna, caixa). Antes de se entrar em detalhes sobre o ciclo de vida destas plantas, deve-se inicialmente analisar a estrutura das flores e frutos.

 

A flor é constituída por uma haste que termina em um pedúnculo, este por sua vez, apresenta uma extremidade dilatada (receptáculo floral), que sustenta um conjunto de folhas especializadas com funções relacionadas à reprodução, os verticilos florais. Denomina-se verticilo floral, um conjunto de folhas especializadas do mesmo tipo. Os elementos florais e o nome dos verticilos que eles constituem são listados a seguir:

Estames e Carpelos são os ESPORÓFILOS, as folhas que abrigam os esporângios:

 

  • ESTAMES: São microsporófilos formados pelo filete, uma haste que sustenta uma estrutura chamada antera, que por sua vez abriga microsporângios denominados sacos polínicos. A antera é unida ao filete por um tecido denominado conectivo. Ao conjunto de estames dá-se o nome ANDROCEU.
  • CARPELOS: São macroesporófilos formados pelo ovário (base, que abriga os macrosporângios, os óvulos), estilete ( porção alongada que serve de substrato para o crescimento do tubo polínico), e a porção dilatada do estilete, chamada estigma (onde os grãos de pólen se aderem). Ao conjunto de carpelos dá-se o nome GINECEU. Obs: Os carpelos (ou o único carpelo) forma uma estrutura denominada PISTILO, que recebe este nome por ser semelhante à uma mão de pilão.

 

Pétalas e Sépalas constituem o PERIANTO:

 

  • SÉPALAS: Folhas verdes, estéreis, com função de proteção de outros verticilos. Constituem o CÁLICE.
  • PÉTALAS: Folhas geralmente de coloração diferente do verde, devido à presença de pigmentos. As cores das pétalas, assim como a presença de substâncias produzidas por elas, como o néctar, têm o objetivo de tornar a flor mais atrativa aos agentes polinizadores, como insetos, aves e morcegos.

 

Caso as pétalas sejam iguais às sépalas de forma que não se pode diferenciá-las, o perianto passa a ser chamado PERIGÔNIO, e as pétalas e sépalas passam a ser chamadas TÉPALAS. Além das sépalas, pode haver a presença de uma outra folha modificada com a função de proteção da flor ou de uma inflorescência, a BRÁCTEA (a palha da espiga de milho é uma bráctea).

 

O fruto é proveniente do desenvolvimento do ovário após a fecundação. É constituído pela semente (proveniente do desenvolvimento do óvulo) mais um conjunto de três camadas que a recobrem, denominado PERICARPO, e proveniente da parede do ovário. O pericarpo é constituído de três camadas, de fora para dentro: Epicarpo, Mesocarpo (geralmente é a porção comestível dos frutos) e Endocarpo.

 

Denomina-se fruto carnoso, aquele cujo pericarpo armazena substâncias nutritivas de reserva, e fruto seco o caso contrário. O fruto carnoso constitui um mecanismo de dispersão das sementes servindo de alimento a animais, que terminarão disseminando as sementes a partir das fezes. Além deste caso, existem também frutos com espinhos que se grudam ao corpo de animais, e frutos alados, cujo meio de dispersão é o vento.

 

Sobre o ciclo de vida das angiospermas, o esporófito é o vegetal dominante, duradouro e fotossintetizante, enquanto o gametófito, assim como no caso das gimnospermas, é bastante reduzido, se desenvolve associado ao esporófito e é dependente dele. As angiospermas, assim como as gimnospermas, também apresentam heterosporia e a fecundação se dá por sifonogamia.

 

Os microesporângios (sacos polínicos) localizam-se no interior das anteras, onde as células mães de esporos (2n) originam micrósporos (n) por meiose. Os micrósporos se desenvolvem em grãos de pólen (n), os microgametófitos. Estes grãos de pólen também possuem uma célula do tubo, que origina o tubo polínico, e uma célula geradora, que origina as células espermáticas (gametas masculinos).

 

No interior do ovário, tem-se os óvulos, constituídos pelo megasporângio (2n), e o tegumento que o recobre. Dentro do megasporângio há uma célula mãe de esporos que sofre meiose e origina quatro megásporos (n), sendo que três degeneram e um permanece como o megásporo fértil e funcional. Este megásporo germina e origina o megagametófito também chamado SACO EMBRIONÁRIO, contendo um conjunto de 7 células (e 8 núcleos):

 

  • Três células próximas à micrópila (abertura do óvulo): uma oosfera (gameta feminino) no meio de duas SINÉRGIDES.
  • Uma célula grande e central, contendo dois NÚCLEOS POLARES. Esta célula também será fecundada, originará um tecido triplóide (3n), com função de reserva nutritiva para o embrião, o ENDOSPERMA. (Lembre-se de que o megagametófito das gimnospermas também originam um tecido de reserva nutritiva, mas naquele caso, o tecido é haplóide, e não é sinônimo de endosperma).
  • Três células distantes da micrópila (no extremo oposto), denominadas ANTÍPODAS.

 

A polinização precede a fecundação, as anteras se rompem, e o grão de pólen é transportado até o estigma, onde a partir daí germina. Caso o grão de pólen caia no estigma da própria flor, a polinização é dita direta, caso caia no estigma de uma flor distinta, é dita cruzada. Esta pode ser mediada por diversos agentes, como por exemplo: Insetos (entomofilia), vento (anemofilia), pássaros (ornitofilia) e morcegos (quiropterofilia).

 

Quando o grão de pólen cai sobre o estigma, germina e forma o tubo polínico, que cresce ao longo do estilete em direção ao óvulo. Ao contrário da fecundação das gimnospermas, nas angiospermas ocorre uma dupla fecundação, onde o 1º núcleo espermático fecunda a oosfera e forma o zigoto (2n), e o 2º núcleo espermático fecunda a célula central (que contém os dois núcleos polares) e a célula resultante (3n) originará por mitose o endosperma (tecido de reserva nutritiva). A partir daí, o óvulo se desenvolve originando a semente, o zigoto origina o embrião, e o ovário origina o fruto.

 

As angiospermas são classificadas em apenas um Filo: Magnoliophyta. Além disso, podem também ser subdivididas de acordo com o número de cotilédones que possuem. Os COTILÉDONES são folhas especializadas dos embriões, cuja função é nutri-los, ou transferindo substâncias acumuladas diretamente para o embrião, ou transferindo para o embrião, os nutrientes do endosperma (3n). De acordo com esse critério, pode-se dividir as angiospermas em:

 

  • Monocotiledôneas, cujo embrião contém apenas um cotilédone.
  • Dicotiledôneas, cujos embriões contêm dois cotilédones:
    • Dicotiledôneas basais.
    • Eudicotiledôneas.

 

(As gimnospermas geralmente possuem dois ou mais cotilédones.)

 

Importância das Angiospermas:

 

Como já visto anteriormente, elas são o grupo vegetal mais diverso e representativo. Sendo assim, são muito importantes para o homem em diversos aspectos, como a agricultura (são os principais componentes da dieta dos seres humanos!), medicina (plantas medicinais), economia (indústria madeireira e de celulose) e ornamentação. Têm também papel fundamental na reciclagem do O2 e CO2 atmosféricos e regulação climática (as grandes florestas seriam grandes aparelhos de ar-condicionado).  

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