Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

EVOLUÇÃO DAS PLANTAS

No description
by

Rômulo Miranda

on 11 November 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of EVOLUÇÃO DAS PLANTAS

EVOLUÇÃO DOS VEGETAIS
EVOLUÇÃO DAS PLANTAS VASCULARES SEM SEMENTES
ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS BRIÓFITAS
GRADUANDOS

DRE - 113046854 - RÔMULO MIRANDA
DRE - 113100836 - WAGNER TEODORO
ORIGEM
Os primeiros registros:

Organismos que realizavam fotossíntese (cianobactérias) que datam de 3300 e 3500 milhões de anos foram encontrados em Warrwona, no oeste da Austrália (Karasawa et al., 2009).
Microorganismos unicelulares fotossintetizantes do período Pré Cambriano foi encontrada no sul da África com idade de 3200-3100 m.a (Karasawa et al., 2009 apud Freeman & Heron, 1998; Brown & Lomolino, 2005) e no sul de Ontário, Canadá, com aproximadamente 2000 m.a (Karasawa et al., 2009). Apresentavam vida procariótica. Não possuiam núcleo organizado.
Evolução da flora terrestre no final do período Devoniano (395 ~ 286 m.a) a partir de plantas vasculares e não vasculares para uma vegetação, que incluia árvores de até 35 metros de altura;
Os ecossistemas eram compostos de plantas com interações dinâmicas simples e que apresentavam reprodução clonal oportunista;
Essas plantas rudimentares co-evoluíram a partir da homosporia e suportaram a pressão de turgor exercida pelo meio terrestre;
O caso clássico dessa co-evolução é a de
Rhynie
, que embora com estrutura esporofítica simples, apresentava muitas características ecológicas como a capacidade de dispersão rápida sobre o substrato (CARVALHO, 2011).



CCMN - IGEO - PALEONTOLOGIA
AMBIENTE AQUÁTICO
Nos períodos do Cambriano e Ordovociano houve uma intesificação dos movimentos das placas tectônicas;
Glaciação por volta de 440 Ma;
Avançando em + 500 Ma, vemos as primeiras plantas pluricelulares de crescimento ereto (
Fritschiella)
, que viviam em água doce;
No final do Cambriano as algas evoluíram para formas mas complexas (respiração, fotossíntese e divisão celular);
No Ordoviciano (510 ~ 458 Ma) novas formas surgem.
Registro de células especializadas no Ordovociano Intermediário ao Siluriano Inferior (470 ~ 430 Ma), que trabalhavam em funções de transporte de água e nutrientes para evitar dessecação, e
Trocas gasosas passaram a ser realizados por poros chamados de estômatos e a produção de metabólicos secundários como os fenólicos, que ajuda contra raios ultravioletas e predação e parasitismo.
AMBIENTE AQUÁTICO
Fonte: CARVALHO, 2010
AMBIENTE TERRESTRE
AMBIENTE TERRESTRE
No final do Devoniano (370 ~354 m.a), grande evento foi marcante na evolução dos vegetais terrestres: a evolução do óvulo que mais tarde daria origem à semente, uma das mais espetaculares inovações das plantas vasculares;
Na semente encontra-se alimento armazenado e que servirá ao embrião nos estágios críticos da germinação, uma vantagem seletiva em relação aos grupos de esporo livre, e aos ancestrais das plantas que liberavam esporos;
O caule dessas plantas apresentava uma formação que facilitava o desenvolvimento de um sistema condutor central denominado eustelo, que teve grande importância no crescimento e condução de água e nutrientes por todo o corpo vegetal;
Evidências geológicas sugerem que o eustelo se tornou mais complexo, acompanhando a evolução das plantas vasculares, apresentando ao final do Devoniano (~ 374 m.a) três tipos diferentes. Diferença morfológica entre os primeiros fósseis de estelos: (a) protostelo, (b) sifonoltelo e (c) eustelo.

Fonte: Carvalho, 2010.
As primeiras plantas vasculares apresentavam estruturas que pouco se diferenciam das atuais plantas.
Raízes funcionavam na fixação e absorção de água e minerais, além de folhas e caules já bem adaptados à vida na terra (KARASAWA et al., 2009 apud RAVEN el al., 1995; RAVEN et al., 2007).
O desenvolvimento de sistemas complexos de ramificação maximizou a superfície epidérmica fotossintética acompanhado por um sistema mais eficiente de condução de água e sustentação, obtidos pela produção de lignina nos tecidos vasculares e o aumento da cutinização da epiderme, assim como das paredes das células subepidérmicas amenizou a perda de água por transpiração (RAPINI, 2003).
A Cooksonia Aglaophyton major (
Rhynie major
) é considerada intermediária entre as plantas primitivas e as vasculares, chamadas prototraqueófitas, por não possuírem traqueídeos.
Rhynie
não possuía raízes nem folhas, eram homospóricas e apresentavam ramificação dicotômica (RAPINI, 2003).
As raízes derivaram a partir da ramificação de um rizoma com rizóides tinham função de captação de líquidos e fixação das plantas (RAPINI, 2003).
As folhas surgiram por mais de uma vez nas traqueófitas a partir de um sistema de ramificações dicotômicas. Nas traqueófitas micrófilas as folhas eram simples e teriam surgido provavelmente de esporângios estéreis. Já nas demais traqueófitas megáfilas as folhas teriam surgido diversas vezes a partir da expansão dos ramos (CARVALHO, 2010).
EVOLUÇÃO DAS PLANTAS VASCULARES SEM SEMENTES
A linhagem que mais tarde originaria as pteridófitas surgiu durante a irradiação das plantas vasculares no Devoniano (360 Ma) e teve seu apogeu a partir do Siluriano (400 Ma).
Foram o primeiro grupo de plantas a apresentarem vasos de condução de seiva e estômatos (estruturas que protegiam contra a perda de água por transpiração de acordo com Carvalho apud Raven et al ., 2007).
O sistema vascular das pteridófitas era semelhante as espermatófitas e apresentava xilema e floema, porém ainda não produzia sementes (RAPINI, 2003). A reprodução dependia da presença de água por isso a restrição do grupo a ambientes úmidos, sendo encontrado apenas em regiões com fontes contíguas de água (RAPINI, 2003).
O principal problema imposto pelo ambiente na época estava relacionado com a sustentação em terra firme. Para solucionar o problema cada célula desenvolveu um preenchimento com lignina em sua parede celular, o que lhes possibilitou maior resistência (RAPINI, 2003).
ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS PTERIDÓFITAS
ESPERMATÓFITAS
O período Devoniano foi caracterizado por alterações climáticas e meteorológicas que culminaram na extinção de algumas espécies de plantas vasculares sem sementes em função da conseqüente estiagem prolongada o que possibilitou à diferenciação de um novo grupo que daria origem as espermatófitas primitivas com sementes (360 m.a de acordo com evidências fósseis);
Nas espermatófitas houve uma redução do número de megásporos funcionais para apenas um único megásporo funcional, passando a egajar o megasporângio que era protegido por um tegumento;
O gametófito feminino, de onde advem o embrião protegido pelo tegumento, passa a ser endospórico, germinando no megasporângio e no zigoto. A semente assim inclui o tecido das três gerações: o tegumento, o gametófito e o embrião;
A retenção do megásporo e a formação da semente representam adaptações substanciais dos vegetais ao meio, uma vez que para a fecundação do gametófito feminino não se faz mais necessária a presença de água;
Nas primeiras espermatófitas ainda se observava a zooidogamia, com presença gametas flagelados no processo de fecundação. Porém nos grupos mais derivados o tubo polínico se estende até o arquegônio, desprendendo os gametas diretamente no gametófito feminino (sionogamia). Assim a reprodução é inteiramente independente de água e os tegumentos que formam a semente representam uma proteção maior do embrião do novo esporófito em relação aos grupos vegetais precedentes.
Fonte: Karasawa et al., 2009
EVOLUÇÃO DAS PLANTAS VASCULARES COM SEMENTES

ORIGEM E EVOLUÇÃO DA SEMENTE
Uma das mais importantes inovações na evolução das plantas vasculares foi o surgimento da semente a partir do óvulo após a fecundação (CARVALHO, 2010).
Reconstituição de um ramo fértil de uma planta do final do Devoniano, mostrando estruturas semelhantes às sementes.
A diferença entre as plantas com semente e suas ancestrais produtoras de esporos está relacionado com a forma de dispersão. As sementes são dispersas a menores distâncias se comparadas com os esporos, o que limitava sua distribuição geográfica e as distinguia dos outros grupos de plantas encontrados em outras partes do mundo
Secção longitudinal do óvulo

ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS GIMNOSPERMAS
As plantas produtoras de sementes surgiram no Devoniano Superior (~ 350 Ma) com o declínio das árvores produtoras de esporos (sem sementes) e passaram a dominar a paisagem terrestre da era Mesozóica (Karasawa et al., 2009).
A vantagem das angiospermas em relação aos seus ancestrais era a capacidade de se reproduzir sem umidade externa (Karasawa et al., 2009). Os gametas masculinos já não dependiam mais de água para fecundar os gametas femininos.
A formação de um tubo polínico (Figura abaixo) servia como condutor dos gametas masculinos até o óvulo para que pudesse ocorrer a fertilização da oosfera.
No estado esporofítico não se faz necessário um meio líquido, nele os gametas se desenvolvem no interior de tecidos úmidos da planta esporofítica e a fase gametofítica se restringiu ao saco embrionário.
Os grãos de pólen apresentavam uma dupla membrana impermeável que evitava a perda de água e uma membrana interna mais delgada e elástica que originava o tubo polínico (Karasawa et al., 2009).
A produção de um número considerável de grãos de pólen (Figura abaixo) associado ao seu tamanho reduzido permitia um alto índice de dispersão pelo vento, que também possibilitou que plantas distantes entre si e diferentes indivíduos fossem fertilizados e posterirmente fosse formada a semente que continha os nutrientes necessários ao desenvolvimento do embrião nos estágios iniciais do seu desenvolvimento (KARASAWA apud RAVEN et al., 2007).

Formação do tubo polínico a partir do grão de pólen até atingir o óvulo
PTERIDOSPERMAS
Pteridospermas, um dos grupos de plantas formadoras de carvão (Karasawa et al., 2009), já extinto, era bastante diversificado, e provavelmente evoluiu de forma separada das pró-gimnospermas, sendo assim não fazia parte da linha evolutiva que originou as atuais plantas modernas com sementes apesar de possuírem estruturas semelhantes (Figura abaixo).
As sementes, de acordo com o registro fóssil, teriam aparecido há pelo menos 360 m.a, no final do período Devoniano em plantas (Figura abaixo) que pareciam ser samambaias com sementes (Raven et al., 1996).
Representação de
Medulosa noei
uma pteridosperma, onde se evidencia o detalhe do caule.
Representação de
Emplecopteris triangularis
de uma planta semelhante às samambaias portando sementes.
BENNETTITALES
Bennettitales
, outro grupo extinto de gimnosperma possui registros fósseis que datam do início do Triássico ao final do Cretáceo (248 ~ 140 m.a) (Karasawa et al., 2009).
Williamsonia

sp
(Figura abaixo) (Banks, 1970), principal gênero do grupo apresentava muitas semelhanças morfológicas comuns as cicadófitas atuais. Possuía estruturas reprodutivas que lembra o grupo das angiospermas, evidenciando a conexão evolucionária que se acredita deva existir entre os membros desse grupo e as pró-angiospermas (Karasawa et al. 2006).

Reconstrução de
Williamsonia sp
ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS ARGIOSPERMAS
A fragmentação da Laurásia (~ 206 m.a) provocou um avanço das águas do oceano por sobre o continente (Lomolino et al., 2006), o que ocasionou em um aumento da superfície oceânica. Como conseqüência desse avanço, o clima seco tropical extremo e inconstante que restringia a localização de indivíduos a determinados lugares, como por exemplo, os altitudes mais elevadas no princípio do Cretáceo foi substituído por um clima mais ameno o homogêneo que se estendia por todos os continentes (Karasawa et al., 2009), o que favoreceu a colonização das angiospermas nas regiões de altitude menos elevadas.
Em contrapartida a fragmentação e a constante deriva continental provocaram o isolamento das plantas existentes no Albiano-Cenomoniano, provocando uma alteração profunda no clima (Karasawa et al., 2009). Essas barreiras proporcionaram mudanças nas freqüências dos alelos e aumento em nível de diversidade em decorrência de funções de pré-adaptação e adaptação (Axelrod, 1970).
Há muitas divergências sobre a origem e ancestralidade das angiospermas (Raven et al., 1996), a qual Darwin chamou de “mistério abominável”.
De acordo com Doyle & Donogue (1986), baseados em evidências morfológicas, moleculares e filogenéticas, as angiospermas evoluíram a partir de um grupo monofilético, sendo Amborella trichopoda o representante mais primitivo.

Representação de
Amborella sp
, onde são evidenciadas algumas partes florais.
O fóssil considerado como “mãe de todas as angiospermas” por Karasawa et al., (2009) tem idade de 125 Ma e foi encontrado na China (Dilcher et al., 2002) e denominado Archeafructs sinensis (Figura abaixo), sendo classificado como pertencente ao grupo das liliáceas (Karasawa et al., 2009).
O mesmo possuía carpelos, no entanto não apresentava flores, o que levantou a hipótese da possibilidade de existência de flores unissexuadas sem perianto.
De acordo com Karasawa et al., (2009) as angiospermas teriam iniciado sua evolução no Cretáceo inferior (~ 130 m.a) e atingido sua dominância na vegetação do mundo inteiro mais ou menos há 90 m.a. Raven et al., (1995) diz já existirem muitas famílias e alguns gêneros modernos de angiospermas por volta de 75 m.a.
Reconstrução de
Archeafructs sinensis
ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS FLORES
O registro fóssil mais antigo de flores data de uma angiosperma de 120 m.a e foi encontrado próximo a Melborne, Auatrália em 1990 (Raven et al., 1996) que possuía brácteas, era pistiladas e apresentava folhas simples. Eram flores unissexuais consideradas ancestrais de famílias atuais como Chloranthaceae, Piperaceae e Platanaceae, sendo que para esta última são associados fósseis de ate 110 m.a, considerada um dos grupos mais antigos de angiospermas viventes (Raven et al., 1996).
Um segundo grupo de fósseis de flores, estas grandes, robustas, hermafroditas e com muitas partes livres, arranjadas espiraladamente em um eixo alongado, como em Archaeanthus linnenbergeri (Fig. 15), representante de uma família extinta de angiospermas.
O pólen tricolpado, característico da maioria das dicotiledônias, exceto as primitivas, apareceu no registro fóssil há aproximadamente 120 m.a. (Raven et al., 1996).
Figura 15: Archaeanthus linnenbergeri, uma angiosperma.
Archaeanthus linnenbergeri
, uma angiosperma. Reconstrução de um ramo florífero (a). Reconstrução de um ramo com fruto (b).
IRRADIAÇÃO ADAPTATIVA DAS ANGIOSPERMAS
De acordo com Raven et al., (1996) as gimnospermas possuíam muitas características adaptativas que conferiam as mesmas certa proteção. Por exemplo: possuíam folhas coriáceas de tamanho reduzido que as protegiam do frio; elementos de vaso, excelentes condutores de água; cobertura de semente que protegia contra o ressecamento e conferia resistência. Características essas que não eram encontradas em todas as angiospermas, e que também não eram exclusivas do grupo.
A evolução dos elementos de tubo crivado tornou mais eficiente a condução de açúcares através da planta pelo floema, assim como os elementos de vaso foram mais importantes para os traqueídes do xilema (Raven et al., 1996).
Porém talvez a maior adaptação das angiospermas está no aperfeiçoamento do sistemas de polinização e dispersão de sementes onde entra em ação o papel fundamentaldos animais e insetos dispersores que co-evoluíram acompanhando o sucesso adaptativo das plantas com flores e frutos (Raven et al., 1996).

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
Karasawa, M. M. G. Diversidade reprodutiva das plantas – Ribeirão Preto, SP: Sociedade Brasileira de Genética – SBG, 2009

Karasawa M. M. G.; Oliveira, G. C. X.; Vencovsky, R. 2006. Evolução das plantas e de sua forma de reprodução. Piracicaba.

Raven, P. H.; Evert, P. H.; Eichorn, S.E.1996. Biologia vegetal 6 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan

Rapini, A. A evolução dos vegetais. Disponível em http://www.freewebs.com. Acesso em 04/04/2012.

CARVALHO, Ismar de Souza. Paleontologia - Paleovertebrados, Paleobotânica - Vol. 3 - 3ª Ed. 2011. Editora Interciência. Rio de Janeiro.
Full transcript