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10.10: Plantas vasculares sem sementes - Biologia


As plantas vasculares, ou traqueófitos, são o grupo dominante e mais conspícuo de plantas terrestres. Diversas inovações evolutivas explicam seu sucesso e sua capacidade de se espalhar por todos os habitats.

As briófitas podem ter tido sucesso na transição de um habitat aquático para a terra, mas ainda dependem da água para a reprodução e absorvem umidade e nutrientes através da superfície gametófita. A falta de raízes para absorver água e minerais do solo, bem como a falta de células condutoras reforçadas, limita as briófitas a tamanhos pequenos. Embora possam sobreviver em condições razoavelmente secas, eles não podem se reproduzir e expandir sua área de habitat na ausência de água. As plantas vasculares, por outro lado, podem atingir alturas enormes, competindo com sucesso pela luz. Órgãos fotossintéticos tornam-se folhas e células semelhantes a tubos ou tecidos vasculares transportam água, minerais e carbono fixo por todo o organismo.

Em plantas vasculares sem sementes, o esporófito diploide é a fase dominante do ciclo de vida. O gametófito é agora um organismo imperceptível, mas ainda independente. Ao longo da evolução da planta, há uma inversão evidente de papéis na fase dominante do ciclo de vida. As plantas vasculares sem sementes ainda dependem de água durante a fertilização, pois o esperma deve nadar em uma camada de umidade para chegar ao óvulo. Esta etapa da reprodução explica por que as samambaias e seus parentes são mais abundantes em ambientes úmidos.

Tecido Vascular: Xilema e Floema

Os primeiros fósseis que mostram a presença de tecido vascular datam do período siluriano, há cerca de 430 milhões de anos. O arranjo mais simples de células condutoras mostra um padrão de xilema no centro rodeado por floema. Xylem é o tecido responsável pelo armazenamento e transporte a longa distância de água e nutrientes, bem como pela transferência de fatores de crescimento solúveis em água dos órgãos de síntese para os órgãos-alvo. O tecido consiste em células condutoras, conhecidas como traqueídeos, e tecido de preenchimento de suporte, denominado parênquima. As células condutoras do xilema incorporam o composto lignina em suas paredes e, portanto, são descritos como lignificados. A própria lignina é um polímero complexo impermeável à água e confere resistência mecânica ao tecido vascular. Com suas paredes celulares rígidas, as células do xilema fornecem suporte à planta e permitem que ela atinja alturas impressionantes. As plantas altas têm uma vantagem seletiva por serem capazes de alcançar a luz do sol não filtrada e dispersar seus esporos ou sementes mais longe, expandindo assim seu alcance. Ao crescer mais alto do que outras plantas, as árvores altas projetam sua sombra sobre as plantas mais baixas e limitam a competição por água e nutrientes preciosos no solo.

Floema é o segundo tipo de tecido vascular; ele transporta açúcares, proteínas e outros solutos por toda a planta. As células do floema são divididas em elementos de peneira (células condutoras) e células que suportam os elementos de peneira. Juntos, os tecidos do xilema e do floema formam o sistema vascular das plantas.

Raízes: Suporte para a Planta

As raízes não estão bem preservadas no registro fóssil. No entanto, parece que as raízes apareceram mais tarde na evolução do que o tecido vascular. O desenvolvimento de uma extensa rede de raízes representou uma nova característica significativa das plantas vasculares. Rizóides finos anexavam briófitas ao substrato, mas esses filamentos um tanto frágeis não forneciam uma âncora forte para a planta; nem absorveram quantidades substanciais de água e nutrientes. Em contraste, as raízes, com seu sistema de tecido vascular proeminente, transferem água e minerais do solo para o resto da planta. A extensa rede de raízes que penetra profundamente no solo para alcançar fontes de água também estabiliza as árvores, agindo como lastro ou âncora. A maioria das raízes estabelece uma relação simbiótica com fungos, formando micorrizas, que beneficiam a planta por aumentar muito a área de superfície para absorção de água e minerais e nutrientes do solo.

Folhas, esporófilos e estróbilos

Uma terceira inovação marca as plantas vasculares sem sementes. Acompanhando o destaque do esporófito e o desenvolvimento do tecido vascular, o aparecimento de folhas verdadeiras melhorou sua eficiência fotossintética. As folhas captam mais luz solar com sua área de superfície aumentada, empregando mais cloroplastos para capturar a energia da luz e convertê-la em energia química, que é então usada para fixar o dióxido de carbono atmosférico em carboidratos. Os carboidratos são exportados para o resto da planta pelas células condutoras do tecido do floema.

A existência de dois tipos de morfologia sugere que as folhas evoluíram independentemente em vários grupos de plantas. O primeiro tipo de folha é o microfilo, ou “folhinha”, que pode ser datada de 350 milhões de anos atrás, no final do Siluriano. Um microfilo é pequeno e tem um sistema vascular simples. Um único não ramificado veia- um feixe de tecido vascular feito de xilema e floema - passa pelo centro da folha. Os microfilos podem ter se originado do achatamento de ramos laterais ou de esporângios que perderam a capacidade reprodutiva. Microfilos estão presentes nos musgos e provavelmente precederam o desenvolvimento de megaphylls, ou “folhas grandes”, que são folhas maiores com um padrão de veias ramificadas. Muito provavelmente, os megafilos apareceram de forma independente várias vezes durante o curso da evolução. Suas complexas redes de veias sugerem que vários ramos podem ter se combinado em um órgão achatado, com as lacunas entre os ramos sendo preenchidas com tecido fotossintético.

Além da fotossíntese, as folhas desempenham outro papel na vida das plantas. Pinhas, folhas maduras de samambaias e flores são todos esporofilos- folhas que foram modificadas estruturalmente para suportar esporângios. Strobili são estruturas semelhantes a cones que contêm esporângios. Eles são proeminentes nas coníferas e são comumente conhecidos como pinhas.

Samambaias e outras plantas vasculares sem sementes

No final do período Devoniano, as plantas desenvolveram tecido vascular, folhas bem definidas e sistemas radiculares. Com essas vantagens, as plantas aumentaram em altura e tamanho. Durante o período Carbonífero, florestas pantanosas de musgos e cavalinhas - alguns espécimes alcançando alturas de mais de 30 m (100 pés) - cobriram a maior parte da terra. Essas florestas deram origem às extensas jazidas de carvão que deram o nome ao Carbonífero. Em plantas vasculares sem sementes, o esporófito se tornou a fase dominante do ciclo de vida.

A água ainda é necessária para a fertilização de plantas vasculares sem sementes e a maioria favorece um ambiente úmido. Os traqueófitos sem sementes modernos incluem musgos, cavalinhas, samambaias e samambaias whisk.

Phylum Lycopodiophyta: Club Mosses

o musgos de clube, ou filo Lycopodiophyta, são o primeiro grupo de plantas vasculares sem sementes. Eles dominaram a paisagem do Carbonífero, crescendo em árvores altas e formando grandes florestas pantanosas. Os musgos de hoje são plantas perenes, diminutas, que consistem em um caule (que pode ser ramificado) e microfilos (Figura 2). O filo Lycopodiophyta consiste em cerca de 1.200 espécies, incluindo os quillworts (Isoetales), os musgos do clube (Lycopodiales), e musgos espinhosos (Selaginellales), nenhum dos quais é verdadeiro musgo ou briófita.

As licófitas seguem o padrão de alternância de gerações visto nas briófitas, exceto que o esporófito é o estágio principal do ciclo de vida. Os gametófitos não dependem do esporófito para obter nutrientes. Alguns gametófitos se desenvolvem no subsolo e formam associações micorrízicas com fungos. Nos musgos, o esporófito dá origem a esporofilos dispostos em estróbilos, estruturas em forma de cone que dão nome à classe. Lycophytes podem ser homosporous ou heterosporous.

Filo Monilophyta: Classe Equisetopsida (Cavalinha)

Cavalinhas, samambaias e samambaias pertencem ao filo Monilophyta, com cavalinha colocado na Classe Equisetopsida. O único gênero Equisetum é o sobrevivente de um grande grupo de plantas, conhecido como Arthrophyta, que produziu grandes árvores e florestas inteiras de pântano no Carbonífero. As plantas são geralmente encontradas em ambientes úmidos e pântanos (Figura 3).

A haste de um rabo de cavalo é caracterizada pela presença de articulações ou nós, daí o nome Arthrophyta (artro- = “junta”; -phyta = “Planta”). Folhas e galhos saem como espirais das juntas espaçadas uniformemente. As folhas em forma de agulha não contribuem muito para a fotossíntese, a maioria das quais ocorre no caule verde (Figura 4).

A sílica se acumula nas células epidérmicas, contribuindo para a rigidez das plantas de rabo de cavalo. Caules subterrâneos conhecidos como rizomas fixam as plantas ao solo. Cavalinhas modernas são homosporosas e produzem gametófitos bissexuais.

Filo Monilophyta: Classe Psilotopsida (Whisk Ferns)

Enquanto a maioria das samambaias formam folhas grandes e raízes ramificadas, o batedor de samambaias, Classe Psilotopsida, carecem de raízes e folhas, provavelmente perdidas por redução. A fotossíntese ocorre em suas hastes verdes, e pequenos botões amarelos se formam na ponta da haste do ramo e contêm os esporângios. As samambaias whisk foram consideradas uma das primeiras pterófitas. No entanto, análises comparativas recentes de DNA sugerem que este grupo pode ter perdido tanto o tecido vascular quanto as raízes ao longo da evolução, e está mais intimamente relacionado aos fetos.

Filo Monilófita: Classe Polypodiopsida (samambaias verdadeiras)

Com suas grandes frondes, o verdadeiro samambaias são talvez as plantas vasculares sem sementes mais facilmente reconhecíveis. Eles também são considerados as plantas vasculares sem sementes mais avançadas e apresentam características comumente observadas em plantas com sementes. Mais de 20.000 espécies de samambaias vivem em ambientes que vão desde os trópicos até florestas temperadas. Embora algumas espécies sobrevivam em ambientes secos, a maioria das samambaias está restrita a locais úmidos e sombreados. As samambaias apareceram no registro fóssil durante o período Devoniano (420 MYA) e se expandiram durante o Carbonífero (360 a 300 MYA).

O estágio dominante do ciclo de vida de uma samambaia é o esporófito, que consiste em grandes folhas compostas chamadas frondes. As frondes podem ser finamente divididas ou amplamente lobadas. As frondes cumprem um duplo papel; eles são órgãos fotossintéticos que também carregam órgãos reprodutivos. O caule pode ser enterrado sob a forma de um rizoma, de onde crescem raízes adventícias para absorver água e nutrientes do solo; ou podem crescer acima do solo como um tronco de samambaias (Figura 25.21). Acidental órgãos são aqueles que crescem em lugares incomuns, como raízes que crescem do lado de um caule.

A ponta de uma folhagem de samambaia em desenvolvimento é enrolada em um báculo, ou fiddlehead (Figura 7a e Figura 7b). Fiddleheads se desenrolam à medida que a folhagem se desenvolve.

O ciclo de vida de uma samambaia é ilustrado na Figura 8.

Pergunta Prática

Qual das seguintes afirmações sobre o ciclo de vida da samambaia é falsa?

  1. Os esporângios produzem esporos haplóides.
  2. O esporófito cresce a partir de um gametófito.
  3. O esporófito é diplóide e o gametófito é haploide.
  4. Os esporângios se formam na parte inferior do gametófito.

[revelar-resposta q = ”184000 ″] Mostrar resposta [/ revelar-resposta]
[resposta oculta a = ”184000 ″] A afirmação d é falsa. [/ resposta oculta]

Para ver uma animação do ciclo de vida de uma samambaia e testar seus conhecimentos, acesse o site.

A maioria das samambaias produz o mesmo tipo de esporos e, portanto, são homosporosas. O esporófito diplóide é o estágio mais conspícuo do ciclo de vida. Na parte inferior de suas frondes maduras, sori (singular, sorus) formam-se como pequenos aglomerados onde se desenvolvem esporângios (Figura 9).

Dentro do sori, os esporos são produzidos por meiose e liberados no ar. Aqueles que pousam em um substrato adequado germinam e formam um gametófito em forma de coração, que é fixado ao solo por rizóides filamentosos finos (Figura 10).

O gametófito imperceptível abriga gametângios de ambos os sexos. Os espermatozoides flagelados liberados do anterídio nadam em uma superfície úmida até o arquegônio, onde o óvulo é fertilizado. O zigoto recém-formado cresce em um esporófito que emerge do gametófito e cresce por mitose no esporófito de próxima geração.

Tente

Olhando para os canteiros de flores e fontes bem definidos nos terrenos dos castelos reais e casas históricas da Europa, fica claro que os criadores dos jardins sabiam mais do que arte e design. Eles também estavam familiarizados com a biologia das plantas que escolheram. O projeto paisagístico também tem fortes raízes na tradição dos Estados Unidos. Um excelente exemplo do design clássico americano inicial é Monticello: a propriedade privada de Thomas Jefferson. Entre seus muitos interesses, Jefferson manteve uma forte paixão pela botânica. O layout da paisagem pode abranger um pequeno espaço privado, como um jardim de quintal; locais de reunião públicos, como o Central Park na cidade de Nova York; ou um plano de cidade inteiro, como o projeto de Pierre L’Enfant para Washington, DC.

Um paisagista planejará espaços públicos tradicionais - como jardins botânicos, parques, campi universitários, jardins e empreendimentos maiores - bem como áreas naturais e jardins privados. A restauração de locais naturais invadidos pela intervenção humana, como zonas húmidas, também requer a experiência de um paisagista.

Com tal conjunto de habilidades necessárias, a formação de um paisagista inclui uma sólida formação em botânica, ciência do solo, patologia vegetal, entomologia e horticultura. Os cursos de arquitetura e design de software também são necessários para a conclusão do curso. O projeto bem-sucedido de uma paisagem se baseia em um amplo conhecimento dos requisitos de crescimento das plantas, como luz e sombra, níveis de umidade, compatibilidade de diferentes espécies e suscetibilidade a patógenos e pragas. Musgos e samambaias prosperam em áreas sombreadas, onde as fontes fornecem umidade; cactos, por outro lado, não se sairiam bem naquele ambiente. O futuro crescimento de plantas individuais deve ser levado em consideração, para evitar aglomeração e competição por luz e nutrientes. A aparência do espaço ao longo do tempo também é motivo de preocupação. Formas, cores e biologia devem ser equilibradas para um espaço verde bem mantido e sustentável. Arte, arquitetura e biologia se misturam em uma paisagem lindamente projetada e implementada.

A importância das plantas vasculares sem sementes

Musgos e hepáticas são frequentemente os primeiros organismos macroscópicos a colonizar uma área, tanto em uma sucessão primária - onde a terra nua é ocupada pela primeira vez por organismos vivos - ou em uma sucessão secundária, onde o solo permanece intacto após um evento catastrófico eliminar muitos espécies existentes. Seus esporos são carregados pelo vento, pássaros ou insetos. Uma vez que os musgos e hepáticas são estabelecidos, eles fornecem alimento e abrigo para outras espécies. Em um ambiente hostil, como a tundra onde o solo está congelado, as briófitas crescem bem porque não têm raízes e podem secar e reidratar rapidamente quando a água estiver novamente disponível. Os musgos estão na base da cadeia alimentar no bioma tundra. Muitas espécies - de pequenos insetos a bois almiscarados e renas - dependem dos musgos para se alimentar. Por sua vez, os predadores se alimentam dos herbívoros, que são os principais consumidores. Alguns relatos indicam que as briófitas tornam o solo mais suscetível à colonização por outras plantas. Como eles estabelecem relações simbióticas com cianobactérias fixadoras de nitrogênio, os musgos reabastecem o solo com nitrogênio.

No final do século XIX, os cientistas observaram que líquenes e musgos estavam se tornando cada vez mais raros em áreas urbanas e suburbanas. Como as briófitas não têm sistema radicular para absorção de água e nutrientes, nem camada de cutícula que as proteja da dessecação, os poluentes da água da chuva penetram prontamente em seus tecidos; eles absorvem umidade e nutrientes em toda a superfície exposta. Portanto, os poluentes dissolvidos na água da chuva penetram prontamente nos tecidos das plantas e têm um impacto maior nos musgos do que em outras plantas. O desaparecimento de musgos pode ser considerado um bioindicador do nível de poluição do meio ambiente.

As samambaias contribuem para o meio ambiente, promovendo o intemperismo das rochas, acelerando a formação da camada superior do solo e desacelerando a erosão ao espalhar rizomas no solo. As samambaias aquáticas do gênero Azolla abrigam cianobactérias fixadoras de nitrogênio e restauram esse nutriente importante para os habitats aquáticos.

As plantas sem sementes têm historicamente desempenhado um papel na vida humana por meio do uso como ferramentas, combustível e remédios. Seco musgo de turfa, Esfagno, é comumente usado como combustível em algumas partes da Europa e é considerado um recurso renovável. Esfagno os pântanos (Figura 12) são cultivados com arbustos de cranberry e mirtilo. A habilidade de Esfagno para reter a umidade torna o musgo um condicionador de solo comum. Floristas usam blocos de Esfagno para manter a umidade para arranjos florais.

As atraentes folhas das samambaias fazem delas uma planta ornamental favorita. Porque eles prosperam em pouca luz, eles são adequados como plantas de casa. Mais importante, os fiddleheads são um alimento tradicional da primavera dos nativos americanos no noroeste do Pacífico e são populares como acompanhamento na culinária francesa. A samambaia de alcaçuz, Polypodium glycyrrhiza, faz parte da dieta das tribos costeiras do noroeste do Pacífico, em parte devido à doçura de seus rizomas. Tem um leve sabor de alcaçuz e serve como adoçante. O rizoma também figura na farmacopeia dos nativos americanos por suas propriedades medicinais e é usado como remédio para dor de garganta.

Acesse este site para aprender como identificar espécies de samambaias com base em seus fiddleheads.

De longe, o maior impacto das plantas vasculares sem sementes na vida humana, entretanto, vem de seus progenitores extintos. Os altos musgos, cavalinhas e samambaias semelhantes a árvores que floresceram nas florestas pantanosas do período Carbonífero deram origem a grandes depósitos de carvão em todo o mundo. O carvão forneceu uma fonte abundante de energia durante a Revolução Industrial, que teve tremendas consequências nas sociedades humanas, incluindo o rápido progresso tecnológico e o crescimento das grandes cidades, bem como a degradação do meio ambiente. O carvão ainda é uma fonte primária de energia e também um grande contribuinte para o aquecimento global.

objetivos de aprendizado

Os sistemas vasculares consistem em tecido do xilema, que transporta água e minerais, e tecido do floema, que transporta açúcares e proteínas. Com o desenvolvimento do sistema vascular, surgiram folhas para atuar como grandes órgãos fotossintéticos e raízes para acessar a água do solo. As folhas pequenas e simples são microfilos. Folhas grandes com padrões de veias são megaphylls. As folhas modificadas que carregam esporângios são esporófilos. Alguns esporofilos são organizados em estruturas de cone chamadas estróbilos.

As plantas vasculares sem sementes incluem musgos, que são os mais primitivos; whisk samambaias, que perderam folhas e raízes por evolução redutiva; e cavalinhas e samambaias. As samambaias são o grupo mais avançado de plantas vasculares sem sementes. Eles são distinguidos por grandes folhas chamadas frondes e pequenas estruturas contendo esporângios chamadas sori, que são encontradas na parte inferior das frondes.

Os musgos desempenham um papel essencial no equilíbrio dos ecossistemas; são espécies pioneiras que colonizam ambientes nus ou devastados e possibilitam a ocorrência de uma sucessão. Eles contribuem para o enriquecimento do solo e fornecem abrigo e nutrientes para animais em ambientes hostis. Musgos e samambaias podem ser usados ​​como combustíveis e servir a propósitos culinários, médicos e decorativos.


BIOL 1010

32 Kingdom Plantae

-Viridiplantae = plantas verdes incluindo as algas verdes
-Multicelular
-Eucariótico
- Paredes celulares ricas em celulose
- A reserva alimentar de carboidratos é amido
-Phyla com base em ciclos de vida
-A maioria das plantas são terrestres

Origem Evolutiva de Plantas Terrestres

-Evolvido de água doce, algas verdes (Streptophyta)

Características que vemos nas plantas terrestres

-Protetora cutícula
-protege contra a perda de água
-formado de cutin
-Ausente em muitas briófitas
-Estoma (poros)
-encontrado nas folhas e parte dos caules
-função: para permitir a troca de gás
-Micorrizas

Ciclos de vida vegetal

-Alternação de gerações
-Todas as plantas apresentam alternância de gerações

Ciclo de Vida Generalizado

-Começar com singamia, que é fertilização ou reprodução sexuada
-Zigoto (2N)
-Sporangia
- Célula-mãe esporo
-Meiose onde a tétrade de esporos produz o gametangia que produzem gametófito (1N) que passa pela mitose que produz a anteridia (Espermatozóide 1N) e Arquegônia (Ovo 1N)
-Voltar para a singamia

Evolução na reprodução

-Redução do gametófito
-Perda de gametângia multicelular (órgãos sexuais)
- Aumento da especialização para a vida na terra
- Plantas não vasculares, para samambaias - sem sementes, para gimnospermas - semente nua, para antófitas - plantas com flores com sementes incluídas

Diferenças entre vasculares e não vasculares

-Não vascular sem tecido vascular
-Nonvascular tendo menor esporófito que são dependentes do gametófito por comida
-Plantas vasculares, o que você vê é o estágio de esporófito- árvores, folhas de samambaia, etc. É dominante.
-Plantas não vasculares, quando você vê a planta, o que você vê é o estágio de gametófito - parte verde do musgo. É o mais aparente ou conspícuo.
- As plantas vasculares têm raízes, caules e folhas verdadeiras

Plantas não vasculares

-Comum entre plantas não vasculares
-Todos chamados briófitas
-Os nomes comuns são musgos, hepáticas e hornworts
-Mais primitivas das plantas terrestres
-Encontrado em lugares úmidos
-Requer água externa da planta para se reproduzir sexualmente
-Rizóide - projeções delgadas, geralmente incolores de uma ou algumas células
-A função é ancorar as briófitas ao substrato

Filo não vascular

Phylum Bryophyta
-Mosses
- Maior filo de plantas não vasculares
-Gametófitas são quase sempre frondosas com folhas pequenas e simples que são tufadas ou rastejantes
- Plantas mais abundantes no Ártico e Antártico
-Sensível à poluição do ar (igual ao líquen)
-Os esporófitos são amarelados ou acastanhados na maturidade
- Ter um esporângio ou cápsula que é primeiro coberto com o opérculo (tampa que cobre os esporos), então o encapuzado caliptra na ponta, isso é perseguido (chamado seta)
-Protonema - Primeiros esporos em germinação semelhantes a fios
-Exemplos:
-Peat Moss, usado como combustível e condicionador de solo
-Sphagnum - musgo usado em vasos de plantas para retenção de água
-Mnium - lâminas preparadas em laboratório
-Musgos incomuns
- Musgos de cobre - crescem apenas nas proximidades do cobre e servem como uma planta indicadora de depósitos de cobre
- Musgo luminoso - brilha com uma luz verde dourada - encontrado em cavernas ao longo ou sob as raízes das árvores
- Musgo irlandês - realmente uma alga comestível, que cresce ao longo das costas marítimas do norte
-Reindeer musgo - é realmente um líquen
-Club musgo - realmente uma planta vascular
- Musgo espanhol - realmente uma planta com flor da família do abacaxi

Filo Hepaticófita
-Liverworts (ervas de fígado)
-O corpo (talo) da planta com lóbulos em forma de fígado
- Apenas 1/5 deste filo é moldado como tal
-O resto parece musgo
-Gametófito de hepática é muito diverso
-Esporófito geralmente está contido no gametófito até que ele libere esporos
-Exemplo de laboratório: Marchantia - também se reproduz assexuadamente por copos de gemas

Phylum Anthocertophyta
-Hornworts
- Menor grupo de plantas não vasculares (100 espécies)
-Gametófitas são semelhantes a Marchantia - em forma de estrela, principalmente rastejantes
-Esporófitos são cápsulas alongadas que se erguem da superfície do gametófito rastejante
-Parece um chifre
-Tem estômatos, são fotossintéticos
-Acredito que esta possa ser a ligação entre plantas não vasculares e vasculares
-Todas as plantas não vasculares e gametófitos # 8217 são fotossintéticos
-Hornworts são a única planta não vascular cujos esporófitos são fotossintéticos
-Estão incorporados no tecido gametófito
Exemplo de Laboratório: Antroceronte

Filo Vascular

-Todas as plantas vasculares são homosporoso ou heterosporoso.

Primeiras plantas vasculares

-Homosporoso - Produz apenas um tipo de esporo

Plantas vasculares posteriores

-Heterosporoso - Plantas com dois esporos morfologicamente diferentes

Características gerais -

-O esporófito é grande, dominante e nutricionalmente independentent
-Tem tecidos condutores (sistema vascular)
- Tem folhas, caules e raízes especializadas
-Cutícula e Estomas sempre presente

Tipos de crescimento em plantas vasculares

-Crescimento Primário - resultados da divisão celular nas pontas dos caules e raízes aumentam em comprimento
-Crescimento Secundário - resultados da divisão celular que ocorre em regiões ao redor da periferia da planta - aumento no diâmetro

Dois tipos de elementos condutores

-Tubo de peneira elementos - células de parede macia
-Conduzir carboidratos das áreas onde são fabricados na planta
-Estes compõem o Floema
-Membros do navio e Traqueídeos - Células de parede dura
-Transportar água e minerais desde a raiz
-Estes compõem o Xylem

As plantas vasculares são divididas em sem sementes e sem sementes.

Plantas vasculares sem sementes-
-Todas essas plantas são de formas antigas

Phylum Pterophyta
-Ferns, Whisk Ferns, Cavalinha
-Ferns:
-Mais abundante das plantas sem sementes - mais de 12.000 espécies
- O tamanho varia de & # 188 & # 8221 a mais de 78 & # 8217 de altura
-A maioria é homosporosa
-Algumas samambaias aquáticas são heterosporosas
-Motile esperma
-Root: é um Rizoma - uma raiz como caule subterrâneo, geralmente na posição horizontal, que produz raízes (rizóide) abaixo e envia brotos para a superfície superior
-Folhas: frondes
-Sori - Esporangia atrás das folhas
-Estalado
-Parecem pontinhos
-Alguns têm uma cobertura protetora - indusium (em forma de escudo)
-Exemplos de laboratório: Uma samambaia comum com Sori
-Salvina (samambaia aquática)
-Valor de samambaias -
-Usado como plantas ornamentais
-Usado em buquês de floricultura
-Material de construção - samambaias tropicais - a madeira resiste à podridão e aos cupins
-Valor medicinal - usado como adstringente durante o parto para parar o sangramento
-Maidenhair fern é uma fonte de um expectorante
-Whisk Ferns:
-Encontrado em trópicos e subtrópicos
-EU: Arizona, Texas, Louisiana, Flórida
-Homosporoso
-Ter espermatozóides móveis
-Não sai
-Nenhuma diferenciação entre raiz e caule
-Rizoma ramificado tem rizóides e um fungo micorrízico para ajudar a reunir nutrientes
-Sporangia localize nas extremidades de ramos curtos
-Exemplo de laboratório: Psilotum
Cavalinhas -
- Nome comum: Corrida de limpeza
-As células epidérmicas estriadas têm depósitos de sílica
-Homosporoso e herbáceo (sem material lenhoso)
-As hastes são nervuradas, articuladas e fotossintéticas
-Tem rizomas subterrâneos com raízes e nós
-Esporófitos são chamados strobili - em forma de cone
- Encontrado na praia ou à beira do pântano
-Exemplo de Laboratório: Equisetum

Phylum Lycophyta
-Clube musgos ou quillworts
-Usado como & # 8220tree & # 8221 plantas durante a era carbonífera
-Agora até 1 pé de altura
-Comum em florestas úmidas de zonas temperadas - conhecidas como pinheiros moídos
- Folhas bem compactadas e semelhantes a escamas cobrem o caule e os ramos
-Folhas são microfilos tem apenas um filamento de tecido vascular
-Homosporoso ou heterosporoso
-Exemplos em laboratório: Lycopodium (homosporoso) - algumas espécies da lista de espécies ameaçadas Selaginella (heterosporoso) - planta de ressurreição
Outros representantes da selaginella são coberturas de solo com folhas pequenas.

Plantas Vasculares Semeadas

Funções da Semente

-Para dispersão
-Protege esporófito em desenvolvimento (embrião)
-Fornece armazenamento de alimentos

Gimnospérmicas e angiospérmicas -

-A maioria das plantas vasculares posteriores são heterosporosas

Gimnospermas- sementes nuas
-Tenho óvulos (frutas) que não estão completamente fechadas
- A semente contém o embrião, comida armazenada e um tegumento parcial da semente
-Quatro Phyla

Phylum Cycadophyta
-Cycads (Sago Palm)
-Heterosporoso
- Os espermatozoides são flagelados e móveis
- Calça tipo palm
- Evergreens tropicais e subtropicais
-Primeiro apareceu no período Permiano 270-280 milhões de anos atrás
-Mais primitivo das plantas vivas com sementes
-Em muitos aspectos, lembra as samambaias
- Confundido por palmas
- Apenas 10 gêneros, 100 espécies
-Alguns são encontrados em áreas muito restritas
-Muitas Cycads carregam sementes venenosas semelhantes a nozes
-Exemplo de Laboratório: O florista & # 8217s Sago Palm, não uma palmeira verdadeira Zamia
- Cultivados como plantas ornamentais em regiões quentes e em estufas


Phylum Lycopodiophyta: Club Mosses

As licófitas seguem o padrão de alternância de gerações visto nas briófitas, exceto que o esporófito é o estágio principal do ciclo de vida. Os gametófitos não dependem do esporófito para obter nutrientes. Alguns gametófitos se desenvolvem no subsolo e formam associações micorrízicas com fungos. Nos musgos, o esporófito dá origem a esporofilos dispostos em estróbilos, estruturas em forma de cone que dão nome à classe. Lycophytes podem ser homosporous ou heterosporous.

Nos musgos do clube, como Lycopodium clavatum, os esporângios são organizados em grupos chamados estróbilos. (crédito: Cory Zanker)


14.2 Plantas sem sementes

Uma incrível variedade de plantas sem sementes povoa a paisagem terrestre. Musgos crescem em troncos de árvores e cavalinhas (Figura 14.9) exibem seus caules articulados e folhas finas no solo da floresta. No entanto, as plantas sem sementes representam apenas uma pequena fração das plantas em nosso ambiente. Há trezentos milhões de anos, as plantas sem sementes dominavam a paisagem e cresciam nas enormes florestas pantanosas do período Carbonífero. Seus corpos em decomposição criaram grandes depósitos de carvão que mineramos hoje.

Briófitas

As briófitas, um agrupamento informal de plantas não vasculares, são o parente existente mais próximo das primeiras plantas terrestres. As primeiras briófitas provavelmente apareceram no período Ordoviciano, cerca de 490 milhões de anos atrás. Por causa da falta de lignina - o polímero resistente nas paredes celulares nos caules das plantas vasculares - e outras estruturas resistentes, a probabilidade de briófitas formarem fósseis é bastante pequena, embora alguns esporos feitos de esporopolenina tenham sido descobertos e atribuídos a briófitas iniciais. No período siluriano (440 milhões de anos atrás), porém, as plantas vasculares se espalharam pelos continentes. Esse fato é usado como evidência de que as plantas não vasculares devem ter precedido o período siluriano.

Existem cerca de 18.000 espécies de briófitas, que se desenvolvem principalmente em habitats úmidos, embora algumas cresçam em desertos. Eles constituem a principal flora de ambientes inóspitos como a tundra, onde seu pequeno tamanho e tolerância à dessecação oferecem vantagens distintas. Eles não têm as células especializadas que conduzem os fluidos encontrados nas plantas vasculares e geralmente carecem de lignina. Nas briófitas, a água e os nutrientes circulam dentro das células condutoras especializadas. Embora o nome não traqueófito seja mais preciso, as briófitas são comumente chamadas de plantas não vasculares.

Em uma briófita, todos os órgãos vegetativos conspícuos pertencem ao organismo haplóide, ou gametófito. O esporófito diplóide é quase imperceptível. Os gametas formados por briófitas nadam usando flagelos. O esporângio, a estrutura reprodutiva sexual multicelular, está presente nas briófitas. O embrião também permanece ligado à planta-mãe, que o nutre. Esta é uma característica das plantas terrestres.

As briófitas são divididas em três divisões (nas plantas, o nível taxonômico “divisão” é usado em vez de filo): as hepáticas, ou Marchantiophyta as hornworts, ou Anthocerotophyta e os musgos, ou briófitas verdadeiras.

Hepáticas

As hepáticas (Marchantiophyta) podem ser vistas como as plantas mais próximas do ancestral que se mudou para a terra. As hepáticas colonizaram muitos habitats na Terra e se diversificaram para mais de 6.000 espécies existentes (Figura 14.10uma) Alguns gametófitos formam estruturas verdes lobadas, como pode ser visto na Figura 14.10b. A forma é semelhante aos lobos do fígado e, portanto, fornece a origem do nome comum dado à divisão.

Hornworts

Os hornworts (Anthocerotophyta) colonizaram uma variedade de habitats na terra, embora nunca estejam longe de uma fonte de umidade. Existem cerca de 100 espécies descritas de hornworts. A fase dominante do ciclo de vida das hornworts é o curto gametófito azul-esverdeado. O esporófito é a característica definidora do grupo. É uma estrutura longa e estreita em forma de tubo que emerge do gametófito pai e mantém o crescimento ao longo da vida da planta (Figura 14.11).

Musgos

Mais de 12.000 espécies de musgos foram catalogadas. Seus habitats variam desde a tundra, onde são a principal vegetação, até o sub-bosque das florestas tropicais. Na tundra, seus rizóides rasos permitem que eles se fixem em um substrato sem cavar no solo congelado. Eles diminuem a erosão, armazenam umidade e nutrientes do solo e fornecem abrigo para pequenos animais e alimento para herbívoros maiores, como o boi almiscarado. Os musgos são muito sensíveis à poluição do ar e são usados ​​para monitorar a qualidade do ar. A sensibilidade dos musgos aos sais de cobre torna esses sais um ingrediente comum de compostos comercializados para eliminar musgos em gramados (Figura 14.12).

Plantas vasculares

As plantas vasculares são o grupo dominante e mais conspícuo de plantas terrestres. Existem cerca de 275.000 espécies de plantas vasculares, que representam mais de 90 por cento da vegetação da Terra. Diversas inovações evolutivas explicam seu sucesso e sua propagação para tantos habitats.

Tecido Vascular: Xilema e Floema

Os primeiros fósseis que mostram a presença de tecido vascular datam do período siluriano, há cerca de 430 milhões de anos. O arranjo mais simples de células condutoras mostra um padrão de xilema no centro rodeado por floema. O xilema é o tecido responsável pelo transporte de longa distância de água e minerais, pela transferência de fatores de crescimento solúveis em água dos órgãos de síntese para os órgãos-alvo e pelo armazenamento de água e nutrientes.

Um segundo tipo de tecido vascular é o floema, que transporta açúcares, proteínas e outros solutos através da planta. As células do floema são divididas em elementos de peneira, ou células condutoras, e tecido de suporte. Juntos, os tecidos do xilema e do floema formam o sistema vascular das plantas.

Raízes: Suporte para a Planta

No entanto, as raízes não estão bem preservadas no registro fóssil, parece que elas apareceram mais tarde na evolução do que o tecido vascular. O desenvolvimento de uma extensa rede de raízes representou uma nova característica significativa das plantas vasculares. Rizóides finos anexaram as briófitas ao substrato. Seus filamentos um tanto frágeis não forneciam uma âncora forte para a planta, nem absorviam água e nutrientes. Em contraste, as raízes, com seu sistema de tecido vascular proeminente, transferem água e minerais do solo para o resto da planta. A extensa rede de raízes que penetra fundo no solo para alcançar fontes de água também estabiliza as árvores, agindo como lastro e âncora. A maioria das raízes estabelece uma relação simbiótica com fungos, formando micorrizas. Nas micorrizas, as hifas fúngicas crescem ao redor da raiz e dentro da raiz ao redor das células e, em alguns casos, dentro das células. Isso beneficia a planta ao aumentar muito a área de superfície para absorção.

Folhas, esporófilos e estróbilos

Uma terceira adaptação marca plantas vasculares sem sementes. Acompanhando o destaque do esporófito e o desenvolvimento do tecido vascular, o aparecimento de folhas verdadeiras melhorou a eficiência fotossintética. As folhas captam mais luz solar com sua área de superfície aumentada.

Além da fotossíntese, as folhas desempenham outro papel na vida das plantas. Pinhas, folhas maduras de samambaias e flores são todos esporófilos - folhas que foram modificadas estruturalmente para produzir esporângios. Strobili são estruturas que contêm os esporângios. Eles são proeminentes nas coníferas e são comumente conhecidos como cones: por exemplo, os cones dos pinheiros.

Plantas vasculares sem sementes

No final do período Devoniano (385 milhões de anos atrás), as plantas desenvolveram tecido vascular, folhas bem definidas e sistemas radiculares. Com essas vantagens, as plantas aumentaram em altura e tamanho. Durante o período Carbonífero (359–299 milhões de anos atrás), florestas pantanosas de musgos e cavalinhas, com alguns espécimes alcançando mais de 30 metros de altura, cobriram a maior parte da terra. Essas florestas deram origem às extensas jazidas de carvão que deram o nome ao Carbonífero. Em plantas vasculares sem sementes, o esporófito se tornou a fase dominante do ciclo de vida.

A água ainda é necessária para a fertilização de plantas vasculares sem sementes e a maioria favorece um ambiente úmido. As plantas vasculares sem sementes dos dias modernos incluem musgos, cavalinhas, samambaias e samambaias whisk.

Club Mosses

Os musgos, ou Lycophyta, são o primeiro grupo de plantas vasculares sem sementes. Eles dominaram a paisagem do período Carbonífero, crescendo em árvores altas e formando grandes florestas pantanosas. Os musgos de hoje são plantas perenes, diminutas, que consistem em um caule (que pode ser ramificado) e pequenas folhas chamadas de microfilos (Figura 14.13). A divisão Lycophyta consiste em cerca de 1.000 espécies, incluindo quillworts (Isoetales), musgos (Lycopodiales) e musgos espinhosos (Selaginellales): nenhum dos quais é um musgo verdadeiro.

Cavalinha

Samambaias e samambaias whisk pertencem à divisão Pterophyta. Um terceiro grupo de plantas em Pterophyta, as cavalinhas, às vezes é classificado separadamente dos fetos. Cavalinhas têm um único gênero, Equisetum. Eles são os sobreviventes de um grande grupo de plantas, conhecido como Arthrophyta, que produziu grandes árvores e florestas inteiras de pântano no Carbonífero. As plantas são geralmente encontradas em ambientes úmidos e pântanos (Figura 14.14).

O caule de um rabo de cavalo é caracterizado pela presença de juntas, ou nós: daí o nome Arthrophyta, que significa “planta articulada”. Folhas e ramos saem como espirais dos anéis espaçados uniformemente. As folhas em forma de agulha não contribuem muito para a fotossíntese, a maioria das quais ocorre no caule verde (Figura 14.15).

Samambaias e Samambaias Whisk

As samambaias são consideradas as plantas vasculares sem sementes mais avançadas e apresentam características comumente observadas em plantas com sementes. As samambaias formam folhas grandes e raízes ramificadas. Em contraste, as samambaias whisk, as psilófitas, não têm raízes nem folhas, que provavelmente foram perdidas pela redução evolutiva. A redução evolutiva é um processo pelo qual a seleção natural reduz o tamanho de uma estrutura que não é mais favorável em um ambiente particular. A fotossíntese ocorre no caule verde de uma samambaia. Pequenos botões amarelos se formam na ponta da haste do ramo e contêm os esporângios. As samambaias whisk foram classificadas fora das samambaias verdadeiras; no entanto, análises comparativas recentes de DNA sugerem que esse grupo pode ter perdido tanto o tecido vascular quanto as raízes durante a evolução e, na verdade, está intimamente relacionado com as samambaias.

With their large fronds, ferns are the most readily recognizable seedless vascular plants (Figure 14.16). About 12,000 species of ferns live in environments ranging from tropics to temperate forests. Although some species survive in dry environments, most ferns are restricted to moist and shaded places. They made their appearance in the fossil record during the Devonian period (416–359 million years ago) and expanded during the Carboniferous period, 359–299 million years ago (Figure 14.17).

Concepts in Action

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Conexão de Carreira

Paisagista

Looking at the well-laid gardens of flowers and fountains seen in royal castles and historic houses of Europe, it is clear that the creators of those gardens knew more than art and design. Eles também estavam familiarizados com a biologia das plantas que escolheram. O projeto paisagístico também tem fortes raízes na tradição dos Estados Unidos. A prime example of early American classical design is Monticello, Thomas Jefferson’s private estate among his many other interests, Jefferson maintained a passion for botany. O layout da paisagem pode abranger um pequeno espaço privado, como um jardim de quintal, locais de reunião pública, como o Central Park em Nova York ou um plano de cidade inteiro, como o projeto de Pierre L'Enfant para Washington, DC.

A landscape designer will plan traditional public spaces—such as botanical gardens, parks, college campuses, gardens, and larger developments—as well as natural areas and private gardens (Figure 14.18). The restoration of natural places encroached upon by human intervention, such as wetlands, also requires the expertise of a landscape designer.

With such an array of required skills, a landscape designer’s education includes a solid background in botany, soil science, plant pathology, entomology, and horticulture. Os cursos de arquitetura e design de software também são necessários para a conclusão do curso. O projeto bem-sucedido de uma paisagem se baseia em um amplo conhecimento dos requisitos de crescimento das plantas, como luz e sombra, níveis de umidade, compatibilidade de diferentes espécies e suscetibilidade a patógenos e pragas. For example, mosses and ferns will thrive in a shaded area where fountains provide moisture cacti, on the other hand, would not fare well in that environment. The future growth of the individual plants must be taken into account to avoid crowding and competition for light and nutrients. A aparência do espaço ao longo do tempo também é motivo de preocupação. Formas, cores e biologia devem ser equilibradas para um espaço verde bem mantido e sustentável. Arte, arquitetura e biologia se misturam em uma paisagem lindamente projetada e implementada.

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    • Authors: Samantha Fowler, Rebecca Roush, James Wise
    • Editor / site: OpenStax
    • Book title: Concepts of Biology
    • Data de publicação: 25 de abril de 2013
    • Local: Houston, Texas
    • Book URL: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/1-introduction
    • Section URL: https://openstax.org/books/concepts-biology/pages/14-2-seedless-plants

    © Jan 12, 2021 OpenStax. O conteúdo do livro didático produzido pela OpenStax é licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution License 4.0. O nome OpenStax, logotipo OpenStax, capas de livro OpenStax, nome OpenStax CNX e logotipo OpenStax CNX não estão sujeitos à licença Creative Commons e não podem ser reproduzidos sem o consentimento prévio e expresso por escrito da Rice University.


    Leaves, Sporophylls, and Strobili

    A third innovation marks the seedless vascular plants. Accompanying the prominence of the sporophyte and the development of vascular tissue, the appearance of true leaves improved their photosynthetic efficiency. Leaves capture more sunlight with their increased surface area by employing more chloroplasts to trap light energy and convert it to chemical energy, which is then used to fix atmospheric carbon dioxide into carbohydrates. The carbohydrates are exported to the rest of the plant by the conductive cells of phloem tissue.

    In addition to photosynthesis, leaves play another role in the life of the plants. Pine cones, mature fronds of ferns, and flowers are all sporophylls—leaves that were modified structurally to bear sporangia. Strobili are cone-like structures that contain sporangia. They are prominent in conifers, where they are commonly known as pine cones.


    Mosses

    More than 12,000 species of mosses have been catalogued. Their habitats vary from the tundra, where they are the main vegetation, to the understory of tropical forests. In the tundra, their shallow rhizoids allow them to fasten to a substrate without digging into the frozen soil. They slow down erosion, store moisture and soil nutrients, and provide shelter for small animals and food for larger herbivores, such as the musk ox. Mosses are very sensitive to air pollution and are used to monitor the quality of air. The sensitivity of mosses to copper salts makes these salts a common ingredient of compounds marketed to eliminate mosses in lawns ([Figure 4]).

    Figure 4: This green feathery moss has reddish-brown sporophytes growing upward. (credit: “Lordgrunt”/Wikimedia Commons)


    Characteristics

    These plants are some of the oldest land plants on Earth, first originating in the Silurian Period around 40 million years ago. During the Carboniferous Era, they were so abundant that their remains accumulated faster than they could decompose, resulting in the massive reserves of coal that we use today. At that time, they grew as large as 98 feet tall, though such large species became extinct later.

    Seedless vascular plants are characterized by the presence of true roots, stems, and leaves, though sometimes these parts cannot be clearly distinguished from each other. In a few cases, the leaves and roots arise from underground stems, called rhizomes, which also store food. The plants show prominent stomata which can’t close, and a vascular cuticle which covers the whole body, thus preventing water loss.

    They contain vascular tissues which transport substances from one part of the plant to the other. Eles são:

    Xylem: They transport water and minerals from the soil to the other parts of the plant. They consist of a network of lignified, tube-like, dead cells, that along with transport, provide structural support to the plant.

    Phloem: Phloem consists of a tubular chain of living cells that transports sugar, amino acids, and other food materials prepared in the leaves during photosynthesis to other plant parts.

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    These vascular tissues helped the plants grow much taller and wider, as compared to non-vascular plants, as they transport nutrients and food all through the plant’s body. Growing taller is an evolutionary advantage, as the plant could reach the canopy height to obtain sunlight, while blocking out the light from reaching its competitors. This larger size also triggered evolutionary changes in other organisms, like arthropods and vertebrates, by providing them with more diverse food sources.

    These plants propagate by releasing spores, which differ from seeds in several aspects. The multicellular seeds are a result of sexual reproduction, while spores are unicellular and a method of asexual reproduction. Seeds are hardier and carry more nutrients for the developing embryo, while spores, being smaller, carry less food. Seeds can be dispersed in various ways, like by animals, water, and wind, and germinate wherever they contact soil. Spores can only be dispersed by the wind, and require moist soils to germinate.

    The life cycle of seedless vascular plants shows an ‘Alternation of Generations’. First, the sporangium releases many spores, formed by meiosis, which germinate in moist soil to form a haploid gametophyte. This gametophyte contains the antheridia (male sex organ) and the archegonia (female sex organ) together on one plant. The antheridia releases sperms which travel to the archegonia to fertilize the egg. The sperm and egg unite during fertilization to form a diploid zygote. This zygote develops into an embryo, that finally grows into a mature diploid sporophyte which can again release spores. So, the life cycle of each plant alternates between the diploid sporophyte and the haploid gametophyte, which is called alternation of generations.

    The sporophyte is the dominant stage of the plant, which may be between a few millimeters to several meters in height. The mature sporophyte and the gametophyte are independent of each other, because they photosynthesize to survive. However, during the initial stage of development, the sporophyte absorbs nutrition from the gametophyte. Moreover, during the initial stage of development of the gametophyte, it forms associations with fungi for partial absorption of nutrients.

    Another major difference between seed-bearing and seedless vascular plants is, in the former, reproductive tissues like flowers are aerial in nature and grow high above the ground. On the other hand, in the latter, the gametophyte, which contains the sexual organs (antheridia and archegonia), grows close to the ground. The long-lived sporophyte grows on the gametophyte, which is between a few millimeters to a meter in size.

    Seedless vascular plants occur most commonly in the tropical rain forests and moist temperate forests, since the sperm produced in the gametophyte is flagellated and requires moisture to swim towards the egg. They are found along the banks of rivers, lakes, streams, and ponds.


    Filo Monilophyta: Classe Equisetopsida (Cavalinha)

    Horsetails, whisk ferns and ferns belong to the phylum Monilophyta, with horsetails placed in the Class Equisetopsida. O único gênero Equisetum é o sobrevivente de um grande grupo de plantas, conhecido como Arthrophyta, que produziu grandes árvores e florestas inteiras de pântano no Carbonífero. The plants are usually found in damp environments and marshes ([link]).


    O caule de um rabo de cavalo é caracterizado pela presença de articulações ou nós, daí o nome Arthrophyta (arthro- = & # 8220joint & # 8221 -phyta = & # 8220plant & # 8221). Folhas e galhos saem como espirais das juntas espaçadas uniformemente. The needle-shaped leaves do not contribute greatly to photosynthesis, the majority of which takes place in the green stem ([link]).


    A sílica se acumula nas células epidérmicas, contribuindo para a rigidez das plantas de rabo de cavalo. Caules subterrâneos conhecidos como rizomas fixam as plantas ao solo. Cavalinhas modernas são homosporosas e produzem gametófitos bissexuais.


    Seedless Plants

    Uma incrível variedade de plantas sem sementes povoa a paisagem terrestre. Mosses grow on tree trunks, and horsetails ([link]) display their jointed stems and spindly leaves on the forest floor. Yet, seedless plants represent only a small fraction of the plants in our environment. Three hundred million years ago, seedless plants dominated the landscape and grew in the enormous swampy forests of the Carboniferous period. Their decomposing bodies created large deposits of coal that we mine today.

    Bryophytes

    Bryophytes, an informal grouping of the nonvascular plants, are the closest extant relative of early terrestrial plants. The first bryophytes most probably appeared in the Ordovician period, about 490 million years ago. Because of the lack of lignin—the tough polymer in cell walls in the stems of vascular plants—and other resistant structures, the likelihood of bryophytes forming fossils is rather small, though some spores made up of sporopollenin have been discovered that have been attributed to early bryophytes. By the Silurian period (440 million years ago), however, vascular plants had spread throughout the continents. This fact is used as evidence that nonvascular plants must have preceded the Silurian period.

    There are about 18,000 species of bryophytes, which thrive mostly in damp habitats, although some grow in deserts. They constitute the major flora of inhospitable environments like the tundra, where their small size and tolerance to desiccation offer distinct advantages. They do not have the specialized cells that conduct fluids found in the vascular plants, and generally lack lignin. In bryophytes, water and nutrients circulate inside specialized conducting cells. Although the name nontracheophyte is more accurate, bryophytes are commonly referred to as nonvascular plants.

    In a bryophyte, all the conspicuous vegetative organs belong to the haploid organism, or gametophyte. The diploid sporophyte is barely noticeable. The gametes formed by bryophytes swim using flagella. The sporangium, the multicellular sexual reproductive structure, is present in bryophytes. The embryo also remains attached to the parent plant, which nourishes it. This is a characteristic of land plants.

    The bryophytes are divided into three divisions (in plants, the taxonomic level “division” is used instead of phylum): the liverworts, or Marchantiophyta the hornworts, or Anthocerotophyta and the mosses, or true Bryophyta.

    Liverworts

    Liverworts (Marchantiophyta) may be viewed as the plants most closely related to the ancestor that moved to land. Liverworts have colonized many habitats on Earth and diversified to more than 6,000 existing species ([link]uma) Some gametophytes form lobate green structures, as seen in [link]b. The shape is similar to the lobes of the liver and, hence, provides the origin of the common name given to the division.

    Hornworts

    o hornworts (Anthocerotophyta) have colonized a variety of habitats on land, although they are never far from a source of moisture. There are about 100 described species of hornworts. The dominant phase of the life cycle of hornworts is the short, blue-green gametophyte. The sporophyte is the defining characteristic of the group. It is a long and narrow pipe-like structure that emerges from the parent gametophyte and maintains growth throughout the life of the plant ([link]).

    Mosses

    More than 12,000 species of mosses have been catalogued. Their habitats vary from the tundra, where they are the main vegetation, to the understory of tropical forests. In the tundra, their shallow rhizoids allow them to fasten to a substrate without digging into the frozen soil. They slow down erosion, store moisture and soil nutrients, and provide shelter for small animals and food for larger herbivores, such as the musk ox. Mosses are very sensitive to air pollution and are used to monitor the quality of air. The sensitivity of mosses to copper salts makes these salts a common ingredient of compounds marketed to eliminate mosses in lawns ([link]).

    Vascular Plants

    The vascular plants are the dominant and most conspicuous group of land plants. There are about 275,000 species of vascular plants, which represent more than 90 percent of Earth’s vegetation. Several evolutionary innovations explain their success and their spread to so many habitats.

    Vascular Tissue: Xylem and Phloem

    The first fossils that show the presence of vascular tissue are dated to the Silurian period, about 430 million years ago. The simplest arrangement of conductive cells shows a pattern of xylem at the center surrounded by phloem. Xylem is the tissue responsible for long-distance transport of water and minerals, the transfer of water-soluble growth factors from the organs of synthesis to the target organs, and storage of water and nutrients.

    A second type of vascular tissue is floema, which transports sugars, proteins, and other solutes through the plant. Phloem cells are divided into sieve elements, or conducting cells, and supportive tissue. Together, xylem and phloem tissues form the vascular system of plants.

    Roots: Support for the Plant

    Roots are not well preserved in the fossil record nevertheless, it seems that they did appear later in evolution than vascular tissue. The development of an extensive network of roots represented a significant new feature of vascular plants. Thin rhizoids attached the bryophytes to the substrate. Their rather flimsy filaments did not provide a strong anchor for the plant neither did they absorb water and nutrients. In contrast, roots, with their prominent vascular tissue system, transfer water and minerals from the soil to the rest of the plant. The extensive network of roots that penetrates deep in the ground to reach sources of water also stabilizes trees by acting as ballast and an anchor. The majority of roots establish a symbiotic relationship with fungi, forming mycorrhizae. In the mycorrhizae, fungal hyphae grow around the root and within the root around the cells, and in some instances within the cells. This benefits the plant by greatly increasing the surface area for absorption.

    Leaves, Sporophylls, and Strobili

    A third adaptation marks seedless vascular plants. Accompanying the prominence of the sporophyte and the development of vascular tissue, the appearance of true leaves improved photosynthetic efficiency. Leaves capture more sunlight with their increased surface area.

    In addition to photosynthesis, leaves play another role in the life of the plants. Pinecones, mature fronds of ferns, and flowers are all sporophylls—leaves that were modified structurally to bear sporangia. Strobili are structures that contain the sporangia. They are prominent in conifers and are known commonly as cones: for example, the pine cones of pine trees.

    Seedless Vascular Plants

    By the Late Devonian period (385 million years ago), plants had evolved vascular tissue, well-defined leaves, and root systems. Com essas vantagens, as plantas aumentaram em altura e tamanho. During the Carboniferous period (359–299 million years ago), swamp forests of club mosses and horsetails, with some specimens reaching more than 30 meters tall, covered most of the land. Essas florestas deram origem às extensas jazidas de carvão que deram o nome ao Carbonífero. Em plantas vasculares sem sementes, o esporófito se tornou a fase dominante do ciclo de vida.

    A água ainda é necessária para a fertilização de plantas vasculares sem sementes e a maioria favorece um ambiente úmido. Modern-day seedless vascular plants include club mosses, horsetails, ferns, and whisk ferns.

    Club Mosses

    o musgos de clube, or Lycophyta, are the earliest group of seedless vascular plants. They dominated the landscape of the Carboniferous period, growing into tall trees and forming large swamp forests. Today’s club mosses are diminutive, evergreen plants consisting of a stem (which may be branched) and small leaves called microphylls ([link]). The division Lycophyta consists of close to 1,000 species, including quillworts (Isoetales), club mosses (Lycopodiales), and spike mosses (Selaginellales): none of which is a true moss.

    Horsetails

    Ferns and whisk ferns belong to the division Pterophyta. A third group of plants in the Pterophyta, the horsetails, is sometimes classified separately from ferns. Horsetails have a single genus, Equisetum. They are the survivors of a large group of plants, known as Arthrophyta, which produced large trees and entire swamp forests in the Carboniferous. The plants are usually found in damp environments and marshes ([link]).

    The stem of a horsetail is characterized by the presence of joints, or nodes: hence the name Arthrophyta, which means “jointed plant”. Leaves and branches come out as whorls from the evenly spaced rings. The needle-shaped leaves do not contribute greatly to photosynthesis, the majority of which takes place in the green stem ([link]).

    Ferns and Whisk Ferns

    Ferns are considered the most advanced seedless vascular plants and display characteristics commonly observed in seed plants. Ferns form large leaves and branching roots. Em contraste, batedor de samambaias, the psilophytes, lack both roots and leaves, which were probably lost by evolutionary reduction. Evolutionary reduction is a process by which natural selection reduces the size of a structure that is no longer favorable in a particular environment. Photosynthesis takes place in the green stem of a whisk fern. Small yellow knobs form at the tip of the branch stem and contain the sporangia. Whisk ferns have been classified outside the true ferns however, recent comparative analysis of DNA suggests that this group may have lost both vascular tissue and roots through evolution, and is actually closely related to ferns.

    Com suas grandes folhas, samambaias are the most readily recognizable seedless vascular plants ([link]). About 12,000 species of ferns live in environments ranging from tropics to temperate forests. Although some species survive in dry environments, most ferns are restricted to moist and shaded places. They made their appearance in the fossil record during the Devonian period (416–359 million years ago) and expanded during the Carboniferous period, 359–299 million years ago ([link]).

    Watch this video illustrating the life cycle of a fern and assess your knowledge.

    Landscape Designer Looking at the well-laid gardens of flowers and fountains seen in royal castles and historic houses of Europe, it is clear that the creators of those gardens knew more than art and design. Eles também estavam familiarizados com a biologia das plantas que escolheram. O projeto paisagístico também tem fortes raízes na tradição dos Estados Unidos. A prime example of early American classical design is Monticello, Thomas Jefferson’s private estate among his many other interests, Jefferson maintained a passion for botany. O layout da paisagem pode abranger um pequeno espaço privado, como um jardim de quintal, locais de reunião pública, como o Central Park em Nova York ou um plano de cidade inteiro, como o projeto de Pierre L'Enfant para Washington, DC.

    A landscape designer will plan traditional public spaces—such as botanical gardens, parks, college campuses, gardens, and larger developments—as well as natural areas and private gardens ([link]). The restoration of natural places encroached upon by human intervention, such as wetlands, also requires the expertise of a landscape designer.

    With such an array of required skills, a landscape designer’s education includes a solid background in botany, soil science, plant pathology, entomology, and horticulture. Os cursos de arquitetura e design de software também são necessários para a conclusão do curso. O projeto bem-sucedido de uma paisagem se baseia em um amplo conhecimento dos requisitos de crescimento das plantas, como luz e sombra, níveis de umidade, compatibilidade de diferentes espécies e suscetibilidade a patógenos e pragas. For example, mosses and ferns will thrive in a shaded area where fountains provide moisture cacti, on the other hand, would not fare well in that environment. The future growth of the individual plants must be taken into account to avoid crowding and competition for light and nutrients. A aparência do espaço ao longo do tempo também é motivo de preocupação. Formas, cores e biologia devem ser equilibradas para um espaço verde bem mantido e sustentável. Arte, arquitetura e biologia se misturam em uma paisagem lindamente projetada e implementada.

    Resumo da Seção

    Seedless nonvascular plants are small. The dominant stage of the life cycle is the gametophyte. Without a vascular system and roots, they absorb water and nutrients through all of their exposed surfaces. There are three main groups: the liverworts, the hornworts, and the mosses. They are collectively known as bryophytes.

    Vascular systems consist of xylem tissue, which transports water and minerals, and phloem tissue, which transports sugars and proteins. With the vascular system, there appeared leaves—large photosynthetic organs—and roots to absorb water from the ground. The seedless vascular plants include club mosses, which are the most primitive whisk ferns, which lost leaves and roots by reductive evolution horsetails, and ferns.


    Resumo da Seção

    Vascular systems consist of xylem tissue, which transports water and minerals, and phloem tissue, which transports sugars and proteins. With the development of the vascular system, there appeared leaves to act as large photosynthetic organs, and roots to access water from the ground. Small uncomplicated leaves are microphylls. Large leaves with vein patterns are megaphylls. Modified leaves that bear sporangia are sporophylls. Some sporophylls are arranged in cone structures called strobili.

    The seedless vascular plants include club mosses, which are the most primitive whisk ferns, which lost leaves and roots by reductive evolution and horsetails and ferns. Ferns are the most advanced group of seedless vascular plants. They are distinguished by large leaves called fronds and small sporangia-containing structures called sori, which are found on the underside of the fronds.

    Mosses play an essential role in the balance of the ecosystems they are pioneering species that colonize bare or devastated environments and make it possible for a succession to occur. They contribute to the enrichment of the soil and provide shelter and nutrients for animals in hostile environments. Mosses and ferns can be used as fuels and serve culinary, medical, and decorative purposes.


    Assista o vídeo: Introdução sobre plantas vasculares sem sementes Pteridófitas (Dezembro 2021).