@ 2001-2005  À Descoberta da Vida

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A vida teve origem no mar, segundo se pensa actualmente. Apenas após os organismos autotróficos se terem diversificado em ambientes marinhos ocorreu a invasão do meio terrestre. Este novo meio proporcionou oportunidades mas também dificuldades.

Em terra existia abundante espaço desocupado, luz intensa durante o dia, grande disponibilidade de oxigénio e dióxido de carbono pois estes gases circulam mais livremente do que na água.

No entanto, a dificuldade principal era praticamente fatal, a falta de água, que em vez de estar disponível se encontra por vezes a muitos metros da superfície.

A colonização do meio terrestre deve ter ocorrido há cerca de 450 M.a., a partir de ancestrais aquáticos, provavelmente algas clorófitas multicelulares relativamente complexas e como parte de um relação endomicorrízica.

As plantas são multicelulares, autotróficas com clorofila a, associada a b, usam como substância de reserva o amido e a sua parede celular é sempre formada por celulose. 

Estas características aponta para uma relação filogenética com as algas clorófitas, que viveriam em margens de lagos e oceanos, sujeitas a condições alternadamente favoráveis e desfavoráveis. A maioria das características em que as plantas diferem das algas clorófitas deriva de adaptações à vida em meio seco.

Esta evolução ter-se-á iniciado com o surgimento de dois grandes grupos, um ancestral das actuais briófitas e outro ancestral das plantas vasculares. O primeiro não apresentaria tecidos condutores, ao contrário do segundo.

Posteriormente terão surgido as plantas vasculares com sementes e depois as plantas vasculares com semente e flor. 

Para a adaptação completa ao meio terrestre foi necessário desenvolver estruturas adequadas para enfrentar alguns desafios importantes:

• Água – este líquido já não banha toda a superfície da planta, logo como obte-lo, não só para retirar os nutrientes solúveis mas também para encher as células novas;  

• Transporte – a especialização que se torna obrigatória (a água apenas existe no solo logo apenas as raízes farão a sua absorção, por exemplo) implica a necessidade de deslocamento de substâncias por toda a planta;

• Evaporação – a perda excessiva de água deve ser evitada, mantendo, no entanto, uma superfície suficientemente extensa para realizar trocas gasosas;

• Excesso de radiação ultravioleta - o meio terrestre é permanentemente bombardeado por raios U.V., que a água absorve parcialmente, logo os organismos estão sujeitos a taxas mutagénicas elevadas se não existirem pigmentos de protecção;

• Suporte – num meio sem suporte passivo, por flutuação, como é o meio aéreo, há dificuldade em manter uma estrutura volumosa erecta;

• Reprodução – gâmetas, zigoto e embrião correm sério risco de dessecação;

• Variações ambientais drásticas – o meio terrestre é muito mais extremo que o meio aquático.

Estruturas que permitissem ultrapassar estas dificuldades não surgiram simultaneamente em todos os grupos vegetais, tendo sido adquiridas gradualmente.

Primeiro devem ter surgido os esporos com parede resistente, que protege da seca, permitindo a dispersão eficiente pelo meio terrestre.

A cutícula, com a sua barreira cerosa de cutina permitiu a barreira contra a perda de água. Directamente a ela associada estão os estomas, que deverão ter evoluído simultaneamente, permitindo a fotossíntese através da troca de gases. Igualmente fundamental foi o surgimento de tecidos de transporte, xilema e floema, que resolvem importantes problemas para qualquer organismo terrestre.

O óbvio passo seguinte terá sido a diferenciação de órgãos, permitindo uma muito maior eficiência na captação de água, sustentação e captação de luz para a fotossíntese. O passo final em adaptação terá sido a redução da geração gametófita e o surgimento da semente, com as suas qualidades de protecção do embrião.

Antes de se proceder à descrição de algumas divisões deste reino, é necessário rever alguns conceitos, fundamentais para a compreensão, principalmente dos ciclos reprodutores das plantas.

O ciclo de vida de um organismo inicia-se com a formação do zigoto e termina com a formação dos gâmetas necessários à reprodução.

Tendo em conta que a reprodução sexuada apresenta dois fenómenos complementares, a meiose e a fecundação, durante o ciclo de vida de um organismo existe uma alternância entre células haplóides e diplóides. 

Assim, tem-se:

• alternância de fases nucleares – a fase haplóide tem n cromossomas, ocorrendo após a meiose, e a fase diplóide tem 2n cromossomas, ocorrendo após a fecundação;

• alternância de gerações – geração é a parte do ciclo de vida de um organismo que se inicia com uma célula, dando esta  origem a uma estrutura,  ou entidade, multicelular, a qual irá produzir uma outra célula, através de parte da estrutura multicelular. Segundo esta definição, um ciclo de vida sexuado poderá, no máximo, apresentar duas gerações:

• geração gametófita – fase haplóide do ciclo de vida, inicia-se com o esporo e termina nos gâmetas. A estrutura multicelular da geração gametófita designa-se gametófito, onde se irão diferenciar gametângios, estruturas que contêm células que produzirão gâmetas. Os gametângios femininos designam-se oogónios (unicelulares) ou arquegónios (pluricelulares), enquanto os masculinos se designam anterídeos;

• geração esporófita – fase diplóide do ciclo, inicia-se com o zigoto e termina com a celula-mãe dos esporos. A estrutura multicelular desta fase designa-se esporófito. No esporófito diferenciam-se estruturas designadas por esporângios, contendo células que se dividem por meiose e originam esporos.

A meiose pode ocorrer em diferentes momentos do ciclo de vida de um organismo:

• meiose pós-zigótica – quando este fenómeno ocorre no zigoto, sendo este a única entidade diplóide do ciclo;

• meiose pré-espórica – a meiose ocorre na formação dos esporos. O zigoto, por mitoses sucessivas, origina uma entidade diplóide, onde se diferenciam células especiais que, por meiose, originam esporos;

• meiose pré-gamética – ocorre durante a formação dos gâmetas, sendo estes as únicas células haplóides do ciclo.

A extensão relativa de cada uma das gerações e fases nucleares está dependente da posição, no ciclo de vida, da meiose e fecundação. Por este motivo, consideram-se três tipos de ciclos de vida:

• ciclo haplonte – neste tipo de ciclo de vida a fase haplóide predomina, sendo a fase diplóide constituída apenas pelo zigoto. Deste modo, considera-se que não existe verdadeira alternância de gerações. A meiose ocorre imediatamente a seguir à fecundação (meiose pós-zigótica). Este tipo de ciclo de vida é característico das algas (caminhos A e C);

Esquema do ciclo de vida geral de uma planta, mostrando as "simplificações" que originam os ciclos de vida diplonte e haplonte

• ciclo diplonte – neste tipo de ciclo a fase diplóide predomina, sendo a fase haplóide formada apenas pelos gâmetas. Também neste caso, não existe verdadeira alternância de gerações. A meiose ocorre imediatamente antes da fecundação (meiose pré-gamética). Este tipo de ciclo é característico de animais e de algumas algas (caminhos B e D);

• ciclo haplodiplonte – neste tipo de ciclo existe nítida alternância de fases nucleares e de gerações pois a meiose e a fecundação estão separadas no tempo. A meiose designa-se pré-espórica. Este tipo de ciclo de vida, o mais complexo, é característico das plantas superiores. 

A alternância de gerações tira o máximo partido dos dois tipos de reprodução: a geração gametófita aumenta a variabilidade genética e a esporófita facilita a  dispersão, pela produção de esporos. Nas plantas, as gerações são heteromórficas, ou seja, ao contrário de algumas algas haplodiplontes, o gametófito e o esporófito têm aparências totalmente diferentes (caminhos A e D).

Existem, igualmente, vários tipos de reprodução sexuada:

• isogâmica – gâmetas morfologicamente iguais, geralmente flagelados, que são libertados para o meio, onde ocorre a fecundação;  

Isogamia

• anisogâmica – gâmetas morfologicamente diferentes, sendo o feminino maior, em que ambos são libertados para o meio, existindo fecundação externa;

• oogâmica – caso particular da anisogamia, ocorre quando o gâmeta feminino é tão grande que se torna imóvel, enquanto o masculino é pequeno e móvel. Neste caso a fecundação é interna, no interior do gametângio feminino.

Uma planta designa-se monóica quando apresenta os dois sexos no mesmo corpo e dióica quando apresenta sexos separados. 

O monoicismo pode ser suficiente quando um indivíduo produz um zigoto por autofecundação, ou insuficiente, quando é necessária a fecundação cruzada, seja por causas morfológicas ou fisiológicas (amadurecimento desencontrado dos gâmetas, por exemplo).

• vasos condutores – a presença de vasos condutores de água, sais minerais e moléculas orgânicas com origem na fotossíntese é um importante critério de classificação vegetal pois está relacionado com o grau de adaptação ao meio terrestre;

• semente – a presença de semente, um órgão reprodutor particularmente bem adaptado á dispersão em meio terrestre, também revela um elevado grau de evolução;

• flor – intimamente relacionado com os aspectos anteriores, também é característica de plantas terrestres bem adaptadas.

Neste reino são consideradas diversas divisões, nomeadamente: Bryophyta e Tracheophyta

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