Origem e Evoluo nas GimnospermasDocente: Prof.Dra. Marlia Rodrigues Pereira Noronha Discentes: Janana Rodrigues da Silva Livia Brunetti Apolloni Renan Gonalves da Silva Disciplina: Sistemtica Vegetal I

Origem e evoluo

O registro fssil mostra que as gimnospermas podem ter derivado de vrias linhas evolutivas de plantas (polifilticas).Para sua origem tm sido apontadas as Progimnospermas ou as Pteridospermas.

(Fssil de pteridosperma do perodo Carbonfero)

(fssil de progimnospermas)

Progimnospermas Em 1960, Beck, baseado em um fssil de Archaeopteris em conexo com Callixylon, reconheceu um novo grupo, denominando-o Progymnospermae.

Surgiram no perodo Devoniano (360 m.a) e se manteve at o Carbonfero Inferior.

Tinham caractersticas intermedirias entre as das Trimerophyta (vasculares sem sementes) e a das plantas com sementes.

O avano evolutivo mais importante em relao as Trimerophyta a presena de um cmbio vascular bifacial.

Sistema vascular - Pteridfitas

Diphasiastrum complanatum

Detalhe do protostelo de Diphasiastrum complanatum, mostrando xilema e floema.

Sistema vascular - Gimnospermas

Seco transversal do caule, mostrando o xilema e o floema secundrio separados um do outro pelo cmbio vascular. Todos os tecidos fora do cmbio vascular, incluindo o floema constituem a casca.

Pteridospermas Apareceram no Devoniano, atingiram o auge no Carbonfero, decaram no Permiano, e ressurgiram no Trissico, se extinguindo entre o Jurssico e o Cretceo.

Provavelmente foram as ancestrais das Cycadophyta (devido as sementes serem semelhantes).

Primeiras plantas a produzirem sementes verdadeiras (so as primeiras Spermatophyta).

Emplecopteris triangularis

Folhas similares s das samambaias, as sementes esto conectadas diretamente s folhas.

Gimnospermas A partir do final do Paleozico (perodo Permiano 299 m.a) um grupo de plantas iria gradativamente ocupar as reas continentais do planeta; Paralelismo com os rpteis (Nos vegetais independncia de gua externa; em Cycadophyta e Ginkgophyta zooidogamia)

Gameta masculino natante, possui um nmero de flagelos estimado em 40 mil.

Entre os vegetais, aquisio de duas importantes estruturas:

- gro de plen; - semente;Constituio da semente: - um embrio (2n);

- endosperma (tecido nutritivo, haplide);- parede do megsporo e megasporngio (2n);

- casca (2n).

Semente de Gimnosperma (Pinus spp.)

Fsseis de sementes de Pteridospermas

Formao do gro de plen

Formao do tubo polnico

Quanto a evoluo do vulo:Vrios eventos conduziram evoluo do vulo, incluindo: - megasporngio no libera mais os megsporos; - reduo do nmero de clulas-me de megsporos em cada megasporngio para um;

- sobrevivncia de apenas um dos quatro megsporos produzidos pela clula-me, deixando um nico megsporo funcional no megasporngio;

- formao de um megagametfito endosprico (dentro da parede) que no mais de vida livre que retido no interior do megasporngio;

- formao de um tegumento que envolve completamente o megasporngio, exceto por uma abertura em seu pice, chamado de micrpila;

- modificao do pice do megasporngio para receber os gros de plen.

Reconstruo de uma ramo frtil de Elkinsia polimorpha, do Devoniano Superior, mostrando seus vulos que eram recobertas por uma estrutura estril ramificada dicotomicamente, chamada cpula.

a) Reconstruo de um ramo frtil de Archaeosperma arnoldii, mostrando seus quatro vulos que so envolvidos parcialmente por cpulas. b) Diagrama do vulo mostrando a ttrade de megsporos, os pontos de interrogao indicam a suposta posio do nucelo. c) Fssil de um megsporo, mais antiga estrutura semelhante a uma semente.

vulo (consiste em um megasporngio envolto por um tegumento com uma abertura, a micrpila; um nico megsporo funcional retido).

CICLO DE VIDA DO PINHEIROPinus wallichiana

COMPARAO COM PTERIDFITAS HETEROSPORADAS

Selaginella willdenovii

rgos de reproduo reunidos em estrbilos (onde no mesmo estrbilo ocorre a presena de microsporfilo microsporngio, e megasporfilo megasporngio).

A germinao dos esporos leva a formao de um gametfito de vida livre, o protalo, que conduz arquegnios e anterdios.

O gametfito masculino (microgametfito) desenvolvem-se dentro do micrsporo. O megaprotalo se desenvolve dentro da parede do megsporo.Produo de anterozides prximos a oosfera. Precisam de meio lquido para nadar at a oosfera e ocorrer a fecundao.

Durante o desenvolvimento dos embries, ocorre a formao de uma estrutura denominada suspensor.

Gradualmente o esporfito 2n (que se desenvolve sobre o gametfito feminino - n) vai emergindo e tornando-se independente.

COMPARAO COM ANGIOSPERMAS

Lilium speciosum

Os rgos de reproduo no esto reunidos mais em estrbilos, mas sim em flores.

Estames -> representam os microsporfilos. Ovrios -> representam os megasporfilos.

No formam anterdios e nem arquegnios.

Apresentam uma reduo acentuada do megagametfito (saco embrionrio), mais do que em qualquer outra planta heterosporada. Megsporo funcional dividi-se em 8 ncleos: - Aparato oosfrico ( 2 sinrgides e uma oosfera central); - Antpodas;

- dois ncleos polares.

Dupla Fecundao (formao de um Endosperma triplide). O vulo dar origem a semente. O ovrio dar origem ao fruto.

Polinizao: - Anemofilia, Entomofilia, Ornitofilia, Hidrofilia, Artificial, Quiropterofilia.

Durao do ciclo: Ex: Soja (Glycine max) Ocorre uma variao, podendo ser de 70 dias quando o amadurecimento precoce. E chega a 200 dias em outras.

Divises- Cronquist (1971): considerava apenas a diviso Pinophyta; - Gifford & Foster (1989) e Mauseth (1995): tratam como sete divises: 1. Diviso Progymnospermophyta; 2. Diviso Pteridospermophyta; 3. Diviso Cycadeoidophyta (=Bennettitales); 4. Diviso Cycadophyta; 5. Diviso Ginkgophyta; 6. Diviso Pinophyta; 7. Diviso Gnetophyta.

Gimnospermas extintas

Diviso: Progymnospermophyta:- Comuns na vegetao Devoniana at o Carbonfero Inferior; - No produziam sementes, mas liberavam seus esporos como as samambaias;

- Apresentavam um cmbio vascular bifacial - o cmbio que produz xilema secundrio e floema secundrio;

- Com dois grupos: Archaeoptderidales e Aneurophytales

Archaeopteridales- rvores de porte grande (com cerca de 1,5 metros de dimetro e 9 metros de altura);- Tronco piramidal, reto e com numerosos ramos; - Lmina foliar em leque;

- Com tecido fotossintetizante entre as nervuras;- Espcies heterospricas.

Archaeopteris

Callixylon newberryi (tronco de Archaeopteris)

Fssil de Archaeopteridales

Floresta de Archaeopteris

Ilustrao: Archaeopteridales

Fssil Archaeopteridales

Com nervao linear, as

folhas eram ovais a cuneiformes, afiladas para o extremo, unindo-se rquis com inclinao acentuada.

Archaeopteris

Aneurophytales-rvore pequena, com ramos de at 1 metro , dispostos em espiral; - Ramificao terminal dictoma. - Espcie Homosprica;

Aneurophyton, com ramificao tridimensional.

Diviso: Pteridospermophyta- Conhecidas como pteridfitas (samambaias) com sementes;

- Os estrbilos eram ausentes, mas foram as primeiras plantas a produzirem sementes verdadeiras;

- Possuam folhas grandes;

O fssil mais antigo encontrado at hoje de uma Glossopteris.

Por muito tempo considerados samambaias, mais tarde foram includos entre as gimnospermas. O gnero est colocado na diviso das Pteridospermophyta.

Desenvolveram durante o Permiano at o comeo do Trissico ( entretanto se extinguiram no final deste perodo).

rea de ocorrncia da flora

Glossopteris

Glossopteris eram rvores

ou

arbustos lenhosos; Altura : 4 a 6 metros; Tinham folhas largas com o formato de lngua que caam no cho no final do vero.

Fssil de Glossopteris

Glossopteris

- Espcie mais conhecida Medullosa noei, que chegavam a 5m de altura.

Medullosa noei

Alethopteris: com nervao linear, ostentando nervura mediana bem marcada . Folhas alongadas e afiladas para o extremo,unindo-se rquis com inclinao acentuada.

Alethopteris

Neuropteris

Alethopteris serlii

Neuropteris sp.

Diviso Cycadeoidophyta (=Bennettitales)- Primeiramente apareceu

no Trissico, e tornou-se extinto no

final do Cretceo;- Caracterizados por troncos grossos e folhas semelhantes s das palmeiras, de certa forma lembrando as atuais cicadfitas;

Fsseis de uma Bennettitales

- Diferem por apresentarem estrbilos bissexuados; - Compreende dois grupos, o Cycadeoidaceae, representado pelo Cycadeoidea, Cycadella e Monanthesia, esses com troncos robustos.

Cycadeoidea marylandica

Monanthesia

- A outra famlia, Williamsoniaceae, inclui Williamsonia, Williamsoniella, Wielandiella e Ischnophyton.

Williamsonia

Williamsoniella gigas

Wielandiella

Reconstruo do estrbilo de Williamsoniella coronata do Jurssico.

Reconstruo de Wielandiella, extinta no Trissico.

Gimnospermas atuais

CycadophytaClasse: Cycadopsida Ordem: Cycadales Famlia (s): Cycadaceae, Zamiaceae Apareceram pelo menos h 250 milhes de anos durante o perodo Permiano . As plantas desse filo possuem folhas semelhantes s das palmeiras e so encontradas principalmente em regies tropicais e subtropicais. As Cycadophyta viventes compreendem 11 gneros, com cerca de 140 espcies.

Relembrando: (anterozides).

produzem

gametas

masculinos

mveis

Dioon edule

Cycas revoluta

Cycas circinalis

Estrlibos: feminino e masculino da espcie Cycas revoluta.

GinkgophytaClasse: Ginkgopsida Ordem: Ginkgoales Famlia (s): Ginkgoaceae Trissico ao recenteGinkgo biloba

O Ginkgo biloba o nico representante vivo dessa diviso. Produzem gametas masculinos mveis (anterozides) Alcanam cerca de 30 metros de altura e podem sobreviver aproximadamente de 2000 a 2500 anos.

Megasporngio

Microsporngio

Folha da espcie Ginkgo biloba

PinophytaClasse: Pinopsida Ordem: Pinales Famlia (as): Pinaceae, Taxodiaceae, Podocarpaceae.

Cupressaceae,

Araucariaceae,

A histria das conferas remonta at pelo menos o final do perodo Carbonfero, cerca de 300 milhes de anos atrs. So as gimnospermas atuais mais numerosas, mais dispersas e ecologicamente mais importantes, que compreendem cerca de 50 gneros com 550 espcies.

Picea abies

Cupressus sempervirens

Os atuais membros de Araucariaceae ocorrem apenas no Hemisfrio Sul (com trs gneros Agathis, Araucaria e Wollemia).

Agathis robusta

Araucaria heterophylla

Araucaria angustifolia

Araucaria angustifolia

Wollemia nobilis O pinheiro de Wollemi foi descoberto no final de 1994 e recebeu o nome Wollemia nobilis, homenageando o Parque Nacional de Wollemi (Austrlia) no qual ele ocorre, assim como David Noble, o policial florestal que o descobriu.

uma das espcies vegetais mais raras do mundo, uma vez que menos de 40 plantas so conhecidas. Atingem cerca de 40 metros.

Wollemia nobilis

Sequoia giganteum

Taxodium mucronatum

Podocarpus macrophyllus

Podocarpus macrophyllus

Todas as espcies so encontradas no Hemisfrio Sul

GnetophytaClasse: Gnetopsida Ordem: Gnetales Famlia (s): Ephedraceae, Gnetaceae, Welwitschiaceae Compreendem trs gneros atuais e cerca de 70 espcies de gimnospermas muito pouco comuns: Gnetum (Gnetaceae), Ephedra (Ephedraceae), Welwitschia (Welwitschiaceae).

Gnetum gnemon

vulos

Gnetum gnemon

Ephedra sinica

Ephedra viridis

Welwitschia mirabilis

Welwitschia mirabilis

encontrada somente no Saara (deserto africano)

Informaes Gerais

Todas as plantas gimnosprmicas so terrestres, a maioria so rvores sempre verdes (no perdem as folhas de forma concentrada em um perodo do ano).

Cedrus atlantica

Sequoia giganteum

Existem tambm as que so caduciflias, como por exemplo, a espcie Ginkgo biloba.

Existem cerca de 720 espcies de gimnospermas viventes;

Algumas espcies so freqentemente dominantes em grandes reas (Amrica do Norte).

Picea glauca

Picea mariana

A maior floresta do mundo constituda por gimnospermas: A Taiga (floresta boreal ou das conferas)

Mata das Araucrias

As gimnospermas nativas e cultivadas no Brasil so representadas pelas famlias: Cultivadas: Cycadaceae (Cycas circinalis e Cycas revoluta) No Brasil so essas duas espcies que so cultivadas. Pinaceae (Picea abies, Pinus caribaea, Pinus montezumae regies Sul e Sudeste) e Pinus pinea nas regies litorneas do Sul do Brasil.

Cupressaceae (Chamaecyparis obitusa e C. pisifera) nas regies Sul e Sudeste do Brasil.

Taxaceae No Brasil a espcie Taxus baccata cultivada principalmente em reas de altitude no sul do pas.

Nativas:

Araucariaceae (Araucaria angustifolia pinheiro-do-paran) Regies Sul e Sudeste do Brasil. Podocarpaceae (Podocarpus acuminatus, P. aracensis, P. barretoi, P. brasiliensis, P. roraime, P. salicifolius so espcies amaznicas. As espcies P. transiens,P. sellowii e P. lambertii so extra amaznicas). Gnetaceae (Gnetum leyboldii, G. nodiflorum, G. paniculatum Floresta Amaznica).

Ephedraceae (Ephedra tweediana) encontrada na regio Sul (principalmente no Rio Grande do Sul).

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS Caractersticas do perodo Permiano disponveis em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Permiano Ciclo da pteridfita, disponvel em: https://woc.uc.pt/antropologia/getFile.do?tipo=2&id=261 Ciclo de vida de Gimnosperma disponvel em: http://www.colegioweb.com.br/biologia/exemplo-de-ciclo-de-vida-em-gimnosperma Cycas disponvel em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Cicad%C3%A1ceas Espcies de Gimnospermas disponveis em: http://www.ipef.br/identificacao Evoluo das Plantas disponvel em: http://www.google.com.br - instruct.uwo.ca/biology/3404f/Lecture9.ppt (Biology Evolution of Plants, Fall 2008.) Evoluo Vegetal, as plantas com semente disponveis em: http://www.freewebs.com/rapinibot/encobio/aula3.htm

Gimnospermas disponvel em: http://biotravel.com.br/gimnospermas.htm Gimnospermas disponvel em: RAVEN, P. H. Biologia Vegetal. Rio de Janeiro, RJ: Editora Guanabara Koogan S. A, 2001. Gimnospermas no Brasil disponvel em: http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/recursos/BIOD_ConservacaoID-eWNPNpKEJw.pdf Gimnospermas, Reduo do Gametfito das plantas disponveis em: http://www.zoo.feis.unesp.br/materialdidatico/Mar%edlia%20Rodrigues%20Pereira%20de%20Noronha/

Imagem da ma disponvel em: http://www.evanog.com/press/wp-content/uploads/2007/12/maca.png Imagem da Selaginella willdenovii disponvel em: http://wikimedia.org/wiki/File:Selaginella_willdenovii_%28scott.zona%29_001.jpg Imagens de Gimnospermas disponveis em: http://dias-com-arvores.blogspot.com Imagens de Gimnospermas disponveis em: http://www.colegiosaofrancisco.com.br

Imagem do Lilium speciosum disponvel em: http://www.segredosdavovo.com.br/2010/03/dicas-flores/ Imagem do Pinus wallichiana disponvel em: http://www.ubcbotanicalgarden.org/potd/2007/12/pinus_wallichiana_1. php Origem das Espermatfitas e Grupos de Gimnospermas disponvel em: http://www.freewebs.com/rapinidep/origin/aula_2.pdf Pteridospermas e Imagens disponveis em: http://paleoviva.fc.ul.pt/Paleogeofcul/Sebenta/13Pteridoph.pdf Pteridospermophyta disponvel em: http://comenius.susqu.edu/bi/202/ARCHAEPLASTIDA/VIRIDIPLANTAE/gymnosperms/PT ERIDOSPERMOPHYTA/default.htm Taiga disponvel em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Taiga