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  SÍNTESE LITERÁRIA DO PROCESSO EVOLUTIVO DO ESPORÓFITO DAS BRIÓFITAS, PTERIDÓFITAS E GIMNOSPERMAS.
10/01/2018
Síntese literária de como se deu a evolução do esporófito e descrição dos estágios de gametófito e esporófito ao longo do ciclo de vida de briófitas, pteridófitas e gimnospermas.

Área(s) de Atuação que o Presente Artigo trata
Biologia
Meio Ambiente e Biodiversidade
Educação Ambiental


Biologia e Sistemática de Plantas Vasculares

Avaliação – Gimnosperma

Professor: Ricardo Teixeira G. Andrade

Aluna: Erínea Raquel Pereira Almeida                                                       Data: 25/01/2012

 

1. (10 pontos) Ao longo da evolução das plantas, de briófitas a pteridófitas e até gimnospermas, o estágio gametofítico passou a ser cada vez menor (em tamanho e duração temporal) e dependente, enquanto que o estágio esporofítico passou a ser progressivamente mais independente e duradouro.

Explique como se deu a evolução do esporófito e descreva os estágios de gametófito e esporófito ao longo do ciclo de vida de briófitas, pteridófitas e gimnospermas, abordando:

a) a forma e função destes estágios (gametófito e esporófito) em cada ciclo;

b) a relação de dependência/independência entre eles;

c) as modificações sofridas pelo gametófito/esporófito associadas às modificações evolutivas sofridas pelas plantas. Ou seja, que evoluções das plantas resultaram em evoluções do esporófito?

 

Evolução das plantas

A evolução do esporófito esta associada com a evolução de outras partes do corpo da planta. Diferentes teorias foram proposta, mas todas concordam que as plantas terrestres descenderam de um ancestral aquático (alga).

Briófitas: a evolução das briófitas em relação à evolução das outras plantas, não foi muito complexa. Estruturas se desenvolveram para essa adaptação, no entanto, a dependência da água para sua reprodução, impediu que essas plantas se deslocassem para regiões mais distantes. Dentre as necessidades de desenvolvimento de estruturas para que ocorresse essa evolução, destacam-se:

ü  A necessidade do surgimento de estruturas, que reduzissem a perca de água por evaporação. Surgindo então duas estruturas, a epiderme e a cutícula, cuja função, é auxiliar na impermeabilidade das camadas inferiores da planta;

ü  Contudo essa impermeabilidade dificultava a realização de trocas gasosas (fotossíntese e respiração), necessitando assim o surgimento de uma estrutura que realizasse essas trocas gasosas com o mínimo de perca de água. Surgiram então os poros e câmaras aeríferas.

ü  Outra adaptação necessária esta relacionada com a absorção de água e nutrientes. Essa absorção nas briófitas é realizada por todo o seu corpo, pois como possuem pequeno porte, esses nutrientes são transferidos de célula a célula.

ü  Para sua fixação no solo, as briófitas desenvolveram uma estrutura denominada rizoide.

ü  Nas briófitas o esporófito é parcial ou totalmente dependente do gametófito.

 

Pteridófitas: a evolução das pteridófitas foi marcada pela permanência de algumas estruturas que apareceram nas briófitas e pelo desenvolvimento e substituição de outras. Assim como as briófitas, as pteridófitas também necessitam da água para sua reprodução. Os passos mais importantes na evolução das pteridófitas foram:

           ü   Para que as pteridófitas pudessem alcançar um porte maior que as briófitas, foram necessários a origem de estruturas diferenciadas, que consistiam em raiz, caule e folhas que providenciavam um sistema bem adaptado às exigências da vida na terra, nomeadamente a aquisição de energia do sol, do CO2 da atmosfera e da água.

           ü   A substituição do rizoide por uma estrutura mais complexa, a raiz, que além de promover a fixação da planta ao solo, também realizam a absorção de água e nutrientes.

           ü   Devido à pteridófitas possuírem um porte maior que as briófitas a condução de água, sais minerais e nutrientes na planta não pode ser mais realizada por difusão célula á célula. Houve a necessidade então do surgimento de um sistema condutor de fluidos (xilema e floema) que resolveram o problema de transporte de água e alimentos através da planta.

           ü   A adaptação responsável em formar esses sistemas condutores, resolver tanto o problema da condução de água, sais minerais e outras substâncias pela planta como de sua sustentação no meio aéreo, esta relacionada com uma modificação bioquímica. Houve o surgimento de uma nova substancia química, denominada lignina, que se deposita lentamente nas paredes das células, endurecendo-as e, em última instância levando-as a morte.  

           ü   Diferentemente das briófitas, durante o processo de evolução o gametófito sofreu uma redução progressiva em seu tamanho e tornou-se mais protegido e nutricionalmente dependente do esporófito.

 

Gimnospermas: a evolução das gimnospermas foi ainda mais acentuada e marcante do à evolução das briófitas e pteridófitas. A evolução foi marcada pela dependência total da água para sua a reprodução.

      ü   Nas gimnospermas além da presença dos poros e câmaras aeríferas, surgiram também células especialmente diferenciadas da epiderme, os estômatos, em cujo centro situa-se um poro (ostíolo). A abertura e fechamento desse poro permite o controle das trocas gasosas.

      ü   A independência completa da água no meio externo foi atingida devido à formação do tubo polínico durante a fecundação.

      ü   Outra adaptação importante que ocorreu, foi o aparecimento de um envoltório de células vegetativas que passaram a proteger os elementos reprodutivos da planta.

      ü   Nas gimnospermas o esporófito não vai depender mais totalmente do gametófito, possuindo um desenvolvimento em vida. Enquanto que gametófito vai ser reduzido a estruturas microscópicas, ficando este protegido dentro do esporófito.

 

Analisando todas essas evoluções que ocorreram desde as briófitas ate as gimnospermas, observa-se:

      ü   Que conforme foi ocorrendo à independência da água para a reprodução, ocorreu também uma maior independência do esporófito em relação ao gametófito.

      ü   Conforme foram surgindo estruturas de sustentação, vasos condutores, entre outros, ocorreu uma maior complexidade na estrutura do esporófito, passando este a conseguir um aumento progressivo em seu tamanho.

      ü   Em contrapartida, o gametófito passou a sofrer uma redução progressiva em tamanho e função. Nas briófitas ele é a fase duradoura e possui alguns centímetros e é responsável pela nutrição do esporófito e pela formação das estruturas reprodutora. Nas pteridófitas já ocorre o contrario, ele passa a representar a fase transitória e diminui em tamanho, passando a possuir alguns milímetros e é responsável pela nutrição do esporófito apenas em um curto prazo de período e continua sendo responsável pela formação das estruturas reprodutoras. E nas gimnospermas o gametófito representa a fase temporária e reduz mais ainda de tamanho, passando a possuir tamanho microscópico, sendo este responsável pela nutrição do esporófito dentro da semente e pela formação das estruturas reprodutoras.

 

Ciclo de vida

 

Briófitas: são vegetais terrestres que possuem morfologia muito simples. São plantas de pequeno porte, autótrofas (fotossintetizantes), que se caracterizam pela falta de tecidos vasculares. Possuem clorofila a e b, sendo a substancia de reserva o amido. A parede celular é composta por celulose sem a presença de lignina e apresenta cutícula.

O ciclo de vida é diplobionte heteromórfico com alternância de geração, sendo o esporófito parcial ou totalmente dependente do gametófito, para seu desenvolvimento e nutrição.

O gametófito que representa a fase duradoura é ramificado, fotossintetizante e independente. Pode ser dividido em três partes: rizoide, cauloide e filoide. Os gametófitos denominados simples ou talosos, não apresentam esse tipo de diferenciação. Essas estruturas só serão observadas nos gametófitos folhosos. Uma das funções do gametófito é a formação das estruturas reprodutoras (feminina – arquegônio – e masculina – anterídio).

O esporófito que é a fase transitória e dependente do gametófito não possui ramificações e apresenta diferentes graus de complexidade. Os esporófitos simples são constituídos de uma única capsula esférica – imersa no gametófito e os esporófitos complexos são constituídos por: pé, seta e cápsula (opérculo, peristômio ou caliptra).

A cápsula (2n) quando madura, se rompe liberando esporos (n) que vão cair no solo e germinar e formar o protonema. O protonema vai sofrer meiose, e vai desenvolver uma planta masculina (n) e uma planta feminina (n). No ápice do gametófito masculino será desenvolvida a estrutura reprodutora anterídio (n) e no ápice do gametófito feminino será desenvolvida a estrutura reprodutora arquegônio (n). Dentro do anterídio, encontram-se os anterozoides (n) e dentro do arquegônio encontra-se a oosfera (n). Com o auxilio da água, o anterozoide ira sair do anterídio e se deslocara ate o arquegônio, onde, após encontrar a oosfera, irão fecundar e formar um zigoto (2n). Após a fecundação, no ápice da planta feminina irá se forma o esporófito (2n) que possui uma cápsula. Quando essa cápsula madura se rompe dando inicio novamente ao ciclo.

 

Pteridófitas: são plantas vasculares que não apresentam semente. Apresenta raiz, caule (subterrâneo) e folhas (vascularizadas). Possuem tecidos condutores (xilema e floema) e parede celular composta por celulose a lignina. Possuem clorofila a e b e seu material de reserva é o amido.

O ciclo de vida é caracterizado com alternância de geração heteromórfica, sendo o esporófito não mais tão dependente do gametófito, representando agora a fase duradoura e o gametófito diminuiu de tamanho, passando a ser a fase transitória.

No filo Pisilophyta o esporófito possui ramificações dicotômicas, desprovida de raiz e com folhas vascularizadas e o gametófito é uma estruturas aclorofilada subterrânea. No filo Licophyta os esporófitos são constituídos por um rizoma (caule subterrâneo horizontal) ramificado que emite ramos aéreos e raízes e o gametófito é bissexuado, que pode aparecer na forma de estruturas verdes, irregularmente lobadas ou estruturas micorrizadas subterrâneas. No filo Sphenophyta o esporófito é constituído de diminutas folhas (que se distribuem verticiladamente na região do nó), os caules surgem de sistemas subterrâneos (que permanecem vivos durante as estações desfavoráveis, quando a parte aérea morre) e as raízes nascem de rizomas subterrâneos profundos. No filo Pterophyta o esporófito é constituídos de folhas e raízes verdadeiras. As folhas podem ser simples ou ter sua lamina dividida em folíolos. E o gametófito (protalo) é responsável pela nutrição do esporófito.

De um modo geral, o esporófito é progressivamente mais complexo e dominante, realizando fotossíntese. E o gametófito é mais simples.

Nas folhas do esporófito (2n) encontram-se soros que vão produzir esporângios (2n). Após passar pelo processo de meiose o esporângio, irá formar esporos (n) que serão lançados no ar e após caírem em local propicio. Após o esporo sofrer mitose, ele irá germinar e desenvolver um gametófito (protalo) (n). No gametófito encontram-se as estruturas reprodutoras (feminina – arquegônio - e masculina - anterídio). O gametófito possui água suficiente para realizar o transporte do anterozoide até a oosfera. A fecundação ocorre dentro do arquegônio, onde se formará um zigoto (2n). Após o zigoto sofrer mitose, ele se desenvolverá em um esporófito (2n). Esse esporófito, por um curto período de tempo, será dependente do gametófito para se nutrir. Depois de certo tempo, o esporófito se desprende do gametófito, se desenvolvendo em vida livre.

 

Gimnospermas: são plantas vascularizadas que possuem sementes nuas. Não dependem mais da água para sua reprodução, pois o grão de pólen pode ser transportado para outra flor pelo vento ou pequenos insetos.

O esporofito representa a fase duradoura e compreende toda a arvore. O gametofito sofreu uma acentuada redução no seu tamanho.

O esporofito é dividido em: raiz (axial ou pivotante), caule (do tipo tronco) e folhas (reduzidas em forma de escama) e produzem flores e frutos. Possuem também ramos reprodutivos com folhas modificadas chamadas estróbilos. E em muitas gimnospermas são bem desenvolvidos e conhecidos como cones. Os estróbilos femininos são responsáveis pela produção das estruturas denominadas óvulos e pela produção da semente e o estróbilo masculino produz pequenos esporos chamados grão de pólen.

Os gametófitos são reduzidos em tamanho (estrutura microscópica), tempo de vida e complexidade e tornaram-se mais dependentes do esporofito. Desenvolvem-se dentro dos óvulos produzidos nos estróbilos femininos. O gametofito masculino é constituído de um tubo polínico, responsável pela formação dos gametas masculinos. O gametofito masculino é propiamento dito, o saco embrionário ou macroprótalo.

Na parte superior do esporofito (2n) encontra-se os cones polínicos (estróbilos masculinos) (2n) que são constituídos por microesporângios (2n) que após sofrerem meiose, vão produzir micrósporos (n) que vão se desenvolver e formar o grão de pólen (n). No grão de pólen encontra-se a célula germinativa (n) que se divide em duas, uma responsável pelo tubo polínico e a outra se torna a célula espermatogênica (n). Na parte inferior do esporofito (2n) encontra-se o cone (estróbilo feminino) (2n), que vai ser constituído por megasporângio (2n) que possuem em seu interior um ovulo (2n) com uma célula mãe do megasporo em seu interior. O megasporângio sofre meiose e a célula mãe se divide em quatro megásporos (n), onde três se degeneram e um da origem ao gametófito feminino (n). Dentro do arquegônio (n), o gametofito feminino se transforma em um ovo (n). Os gametófitos masculinos imóveis (esperma) (n), produzidos pelo grão de pólen em germinação, são transportados para as oosferas (n) dos arquegônios través do tubo polínico. A água, portanto, não é mais necessária como um meio de transporte para os gametas masculinos alcançarem as oosferas. Após a fecundação do ovo (n), forma-se um zigoto (2n) que se desenvolve em embrião (2n) que se torna uma semente (2n) que se transforma em um esporofito jovem (2n).

 

Referencias

 

http://www.algosobre.com.br/biologia/pteridofitas.html <acesso em 25 jan. 2012, às 16h31min>.

http://www.coladaweb.com/biologia/botanica/gimnospermas <acesso em 25 jan 2012, às 17:41>

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos4/pteridofitas.php <acesso em 25 jan. 2012, às 15:31>

 

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos4/gimnospermas.php <acesso em 25 jan 2012, às 17:30>


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