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34.3:

Plantas Vasculares Sem Sementes

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Seedless Vascular Plants

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Existem três grupos principais cobrindo a vida vegetal na Terra plantas não vasculares, plantas vasculares sem sementes, e plantas com sementes. As plantas vasculares sem sementes foram as primeiras a evoluir sistemas vasculares especializados uma adaptação que os ajudou a se tornar as primeiras plantas altas na Terra. Hoje, plantas vasculares sem sementes são representadas por licófitas e monilófitas.Licófitas incluem musgos, musgos de espigão e isoetes. Notavelmente, nenhuma das licófitas são musgos verdadeiros, que são plantas não vasculares. Monilófitas incluem samambaias, cavalinhas, e samambaias batedeiras e seus parentes.Como todas as plantas, plantas vasculares sem sementes exibem uma alternância de gerações em seus ciclos de vida, como mostrado aqui usando uma planta de samambaia como exemplo. Isso significa que elas passam parte de seu ciclo de vida como um gametófito haploide, e a outra parte como esporófito diploide. Como todas as plantas, plantas vasculares sem sementes reproduzem usando esporos, ao invés vez de sementes.Os esporos são haploides, e estão dispersos por estruturas chamadas soros, agrupadas na parte inferior das folhas. Os próprios soros contém muitos esporângios. Ao atingir a maturidade, estes esporângios se abrem, dispersando os esporos haploides.Os esporos então crescem via mitose para formar o gametófito haploide. No estágio de gametófito que é tipicamente muito pequeno e encontrado em ou apenas abaixo da superfície do solo gametas haploides são formada por mitose. Um único gametófito é bissexual e desenvolve duas estruturas diferentes o anterídio e arquegónio que produzem gametas no macho e formas femininas, respetivamente.Como as plantas não vasculares, a gameta de esperma masculino é flagelado e requer água para viajar para o gameta feminino seguindo um atrativo químico para encontrar o óvulo. Porque as gametas em um único gametófito serão geneticamente idênticos devido à sua origem haploide, cruzamentos normalmente ocorrem entre gametófitos diferentes. As samambaias podem prevenir qualquer autofecundação por ter sua anterídia e arquegónio maduras em momentos diferentes Finalmente, o ovo fertilizado irá crescer em um novo esporófito diploide a partir do zigoto diploide do gametófito, completando o ciclo de vida.Como plantas com sementes, plantas vasculares sem sementes tem ciclos de vida dominado por esporófitos. No entanto, ao contrário de qualquer uma das outras linhagens de plantas importantes, seus gametófitos menores podem viver de forma independente o que significa que eles não fornecem alimento para o esporófito, ou exigem isso do esporófito. Indiscutivelmente a característica principal de plantas vasculares sem sementes é a rede especializada de tecido vascular, semelhante à das plantas com sementes.Esta adaptação permitiu-lhes transportar água, nutrientes, e outros materiais orgânicos, e atingir tamanhos maiores que as distingue de seus parentes não vasculares.

34.3:

Plantas Vasculares Sem Sementes

Plantas Vasculares Sem Sementes Foram as Primeiras Plantas Altas na Terra

Hoje, as plantas vasculares sem sementes são representadas por monilófitas e licófitas. Samambaias—as plantas vasculares sem sementes mais comuns—são as monilófitas. Psilotum (e os seus parentes) e cavalinhas também são monilófitas. As licófitas incluem os musgos Lycopsida, Selaginella e Isoetes—nenhum dos quais verdadeiros musgos.

Ao contrário das plantas não vasculares, as plantas vasculares—incluindo plantas vasculares sem sementes—têm uma extensa rede de tecido vascular composta por xilema e floema. A maioria das plantas vasculares sem sementes também tem raízes e folhas verdadeiras. Além disso, os ciclos de vida das plantas vasculares sem sementes são dominados por esporos diplóides produtores de esporos, em vez de gametófitos.

No entanto, como as plantas não vasculares, as plantas vasculares sem sementes reproduzem-se com esporos em vez de sementes. Plantas vasculares sem sementes também são tipicamente mais bem sucedidas reprodutivamente em ambientes húmidos porque o seu esperma requer uma película de água para chegar aos óvulos.

O Ciclo de Vida das Plantas Vasculares Sem Sementes

Como os animais, as plantas vasculares sem sementes (e outras plantas) alternam entre a meiose e a fertilização durante a reprodução. A meiose é um processo de divisão celular que produz células haplóides—que contêm um conjunto completo de cromossomas—a partir de uma célula diplóide—que contém dois conjuntos completos de cromossomas. A fertilização, pelo contrário, produz uma célula diplóide chamada zigoto através da fusão de células haplóides chamadas gâmetas—células de esperma e óvulos.

Na maioria dos animais, apenas o estágio diplóide é multicelular, e os gâmetas são as únicas células haplóides. As plantas, no entanto, alternam entre estágios haplóides e diplóides que são multicelulares; isso é chamado de alternância de gerações. A alternância de gerações é uma característica de todas as plantas sexualmente reprodutoras, mas o tamanho e a proeminência relativos dos estágios haplóide e diplóide diferem entre as plantas.

Em plantas vasculares sem sementes (assim como em plantas com sementes), o estágio diplóide do ciclo de vida—o esporófito—é dominante. Por exemplo, o que a maioria das pessoas reconhece como samambaia é o grande e independente esporófito de samambaia. Os esporófitos produzem células haplóides chamadas esporos através da meiose.

Um esporo pode germinar e se desenvolver em um gametófito—a fase haplóide do ciclo de vida—através da mitose. Gametófitos produzem óvulos e esperma através da mitose (ao contrário dos animais, que produzem gâmetas através da meiose). A maioria das plantas vasculares sem sementes produz um tipo de esporo que dá origem a um gametófito bissexual. Os gametófitos são menores e menos estruturalmente complexos que os esporófitos, mas podem realizar fotossíntese e não dependem do esporófito para nutrição ou proteção.

Os óvulos e células de esperma fundem-se através da fertilização, formando um zigoto diplóide. O zigoto divide-se através da mitose para gerar o familiar e frondoso esporófito da samambaia—continuando o ciclo.

Suggested Reading

Jones, Victor A.s., and Liam Dolan. 2012. "The Evolution of Root Hairs and Rhizoids." Annals of Botany 110 (2): 205–12. [Source]

Pittermann, Jarmila, Craig Brodersen, and James E. Watkins. 2013. "The Physiological Resilience of Fern Sporophytes and Gametophytes: Advances in Water Relations Offer New Insights into an Old Lineage." Frontiers in Plant Science 4. [Source]

Sigel, Erin M., Eric Schuettpelz, Kathleen M. Pryer, and Joshua P. Der. 2018. "Overlapping Patterns of Gene Expression Between Gametophyte and Sporophyte Phases in the Fern Polypodium Amorphum (Polypodiales)." Frontiers in Plant Science 9 (September). [Source]