Apostila Botânica Criptogâmica atual

UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA – UEPB CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E SOCIAIS APLICADAS – CCBSA CURSO DE BACHARELADO EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS CAMPUS V – MINISTRO ALCIDES CARNEIRO

MATERIAL DIDÁTICO SOBRE BOTÂNICA CRIPTOGÂMICA (CÓDIGO 511106)

PROFESSOR: ÊNIO WOCYLI DANTAS

Matrícula: 5.23782-3

JOÃO PESSOA, PB 2009

1

Prefácio

Esta apostila foi confeccionada para os estudantes de Botânica Criptogâmica do Curso de Bacharelado em Ciências Biológicas da Universidade Estadual da Paraíba, ministrada pelo professor Ênio Wocyli Dantas. Esta apostila foi elaborada na intenção de auxiliar os estudantes frente a reduzida bibliografia em língua-mãe para o estudo nesta área. A seqüência dos assuntos foi revisada e adequada a ementa anexa ao Projeto Político Pedagógico do curso de Ciências Biológicas desta instituição. Desta forma, a abordagem inicia-se com o próprio plano de curso da disciplina Botânica Criptogâmica, onde os leitores podem perceber a seqüência dos tópicos abordados neste material didático. A Botânica é uma ciência que trata do estudo dos organismos clorofilados em seus aspectos morfológicos, evolutivos, sistemáticos e fisiológicos que junto como a Zoologia e a Ecologia formam os grandes ramos em Biologia. Este presente material didático vem com intuito de trazer os primeiros conhecimentos a cerca do mundo botânico que inicia através da abordagem dos vegetais criptogâmicos,

termo que se refere aos vegetais sem flores ou sementes, mais basais na escala

evolutiva. São estes as Algas micro e macroscópicas bem como as Briófitas e Pteridófitas ou Fetos. Nosso primeiro estudo sobre a Ciência dos Vegetais necessita de uma introdução a respeito dos conceitos básicos e definições importantes tratadas em Botânica e em seguida adentraremos no vasto caminho evolutivo seguido pelos seres clorofilados iniciando pelas conceituações essenciais essenciais a respeito das Algas – um grupo de vegetais muito diversificados tanto no aspecto morfológico ou estrutural e reprodutivo com habitats exclusivamente aquáticos. Logo após abordaremos as principais peculiaridade inerentes a cada uma das divisões de Algas, sendo elas: Cyanophyta (cianobactérias), Rhodophyta (algas vermelhas), Heterocontophyta (algas douradas), que inclui as famílias

Phaeophyceae

(algas

pardas)

e

Bacillariophyceae

(diatomáceas),

Dinophyta

(dinoflagelados) e Chorophyta ou Viridiplantae (algas verdes). Visto os principais grupos algais, abriremos as portas para o entendimento de como os vegetais colonizaram os ambientes terrestres e como se deu sua origem, concluindo o conteúdo da disciplina com o enfoque das Briófitas e Pteridófitas. A apostila apresenta tópicos didáticos utilizados durante as aulas do curso. Estes tópicos são, em geral, norteadores para a compreensão geral dos conteúdos utilizados na disciplina. Isso serve como estopim para instigar nos estudantes a pesquisa e a busca de novas fontes. Após a apresentação de cada conteúdo programático, a apostila vem com um roteiro de estudo dirigido que são fundamentais para a obtenção de pontos extras do curso. Vale destacar que os estudos dirigidos DANTAS, Ê.W. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

2 são entregues ao professor 15 dias após o término do conteúdo ao qual se refere o estudo. Este prazo serve para que o estudante possa fundamentar suas respostas com argumentos mais amplos e coerentes com outras bibliografias. No mais, é importante ressaltar r essaltar que este material não substitui, de maneira alguma, o livro didático, sendo, pois, apenas um complemento e/ou suplemento para o acompanhamento das aulas ministradas nesta instituição. Este suporte é, portanto, passível de ajustes já que o ensino e a aprendizagem é um processo dinâmico. Ênio Wocyli Dantas. Professor.

DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

3 Universidade Estadual da Paraíba - UEPB Centro de Ciências Biológicas e Sociais Aplicadas - CCBSA Curso de Ciências Biológicas Componente Curricular: Botânica Criptogâmica

Código: Período: 1o Atividade:

Carga Horária total:

80 horas

Professor (a):

Ênio Wocyli Dantas

511106 Básica

Período Letivo:

PLANO DE CURSO 1. EMENTA: Introdução aos Reinos Monera, Protista, Fungi e Plantae: critérios taxonômicos, morfológicos, reprodutivos, citológicos e químicos utilizados para a divisão. Teoria sobre a origem dos eucariotos fotossintetizantes. Moneras fotossintetizantes: caracterização e importância biológica e evolutiva das cianofíceas. Protistas fotossintetizantes. Reino Plantae: organização vegetativa, reprodução e sexualidade. Conceitos gerais e critérios taxonômicos de algas. Origem e conquista do ambiente terrestre pelas plantas. Características gerais que definem briófitas e pteridófitas. Morfologia; reprodução; ecofisiologia e evolução de briófitas. Sistema de classificação das briófitas. Morfologia; reprodução; ecofisiologia e evolução de pteridófitas. Sistema de classificação das pteridófitas. 2. OBJETIVOS DO CURSO: Fornecer aos alunos uma visão atual sobre os fundamentos básicos da Biologia Celular, preparandoos para o estudo das áreas afins, e dos fenômenos físicos, químicos e moleculares que mantém a célula em funcionamento no seu ciclo vital. 3. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO: I Unidade Temática: Definições em Botânica Criptogâmica; Sistemas de classificação dos seres vivos; Introdução aos Reinos Monera, Protista, Fungi e Plantae (Caracteres taxonômicos, morfológicos, químicos, reprodutivos e citológicos); Teoria sobre a origem dos eucariotos fotossintetizantes (Teoria endossimbiótica do cloroplasto e teoria química); Conceitos gerais e critérios taxonômicos em Algas (Organização vegetativa, caracteres químicos e reprodutivos); Cianobactérias (Caracteres gerais, importância biológica e evolutiva); Protistas fotossintetizantes (Algas vermelhas, Criptofíceas, e Heterocontófitas). II Unidade Temática Protistas fotossintetizantes (Dinoflagelados, Euglenofíceas e algas verdes); Origem e conquista do ambiente terrestre pelas plantas; Características gerais que definem briófitas e pteridófitas. Morfologia; reprodução; ecofisiologia e evolução de briófitas. Sistema de classificação das DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

4 briófitas. Morfologia; reprodução; ecofisiologia e evolução de pteridófitas. Sistema de classificação das pteridófitas.

4. METODOLOGIA 4.1. Estratégias de Ensino: aulas expositivas, apresentação de seminários, exercícios de classe e aulas práticas. 4.2. Recursos Técnico-Pedagógicos: Quadro branco, retroprojetor, projetor de slides, vídeocassete, televisão, DVD, Data-show, computador e equipamentos de laboratório. 4.2. Avaliação: Avaliação contínua com testes e provas teórico e/ou práticas, estudos dirigidos, trabalhos e apresentação de seminários. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CRANFILL, R. Phylogeny and Evolution of ferns (Monilophytes) with a focus on the early Leptosporangiate Divergences. Journal of Botany. 91 (10). 1582-1598. 2004. DOMÉNECH, J.M.T. Atlas de Botânica. Rio de Janeiro, Ibero Americana. 1977. JOLY, A.B. Botânica. São Paulo, Companhia Editora Nacional. 1979. 777p. LOURENÇO, S.O. Cultivo de microalgas marinhas: princípios e aplicações. São Carlos, Rima. 2006. 606p. MAUSETH, J.A. Plant Anatomy. Menho Park, Benjamin Cunnings Publishing Co. 1985. McNEILL, J.;BARRIE, F.R.; BURDET, H.M.;DEMOULIN, V.; HAWKSWORTH, D.L.; MARHOLD, K.; NICOLSON, D.H.; PRADO, J.; SILVA, P.C.; SKOG, J.E.; WIERSEMA, J.H.; TURLAND, N.J. Código Internacional de Nomenclatura Botânica (Código de Viena, 2006). BICUDO, C.E.M.; PRADO, J. (Trads.). São Carlos, Rima, 2007.181p. PEREIRA, A.B. Introdução ao Estudo das Pteridófitas. Canoas, 2003. 192p. PRYER, K.M.; SCHUETTPELZ, E.; WOLF, P.G.; SCHNEIDER, H.; SMITH, A.R. and QUER, P.F. Dicionário de Botânica. Barcelona, Labor S.A. 1977. 1234p. RAVEN, P.H.; EVERT, R.F.; EICHHORN, S.E. Biologia Vegetal. 7ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan. 2007. 830p. REVIERS, B. Biologia e filogenia das algas. Porto Alegre, Artmed. 2006.280p. SMITH, G.M. Botânica Criptogâmica. Lisboa, Fundação Caloustre Gulbenkian. V.2. 1987. 387p. SPORNE, K.R. The Morphology of Pteridophytes. London, Huchinson & Co. 1975. 185p. TISSOT-SQUALLI, m.l. Introdução à Botânica Sistemática. 2ª ed. rev. Ijuí, Unijuí. 2007.144p. TRYON, R.M. & TRYON, A.F. Ferns and Allied Plants with Special Reference to Tropical America. New York, Spring – Verlag. 1982. 867p. VAN DEN HOEK, C.; MANN, D.; JAHNS, H.M. Algae: an introduction to phycology. Cambridge, Cambridge University Press, 1995. 640p.


Introdução ao Estudo Botânico

5

BOTÂNICA CRIPTOGÂMICA Ênio Wocyli Dantas

Introdução aos Estudos Botânicos 1. Botânica c iência que estuda as plantas. 



2. Sistemática x Taxonomia

O que são plantas? Depende da classificação.

Sistemática

Taxonomia

X

Mas o que é classificação? Elaboração de leis para a classificação

Classificação

Sistemática compreende I dentificação, Nomenclatura e Classificação 2.1. Nomenclatura Botânica Código Internacional de Nomenclatura Botânica

Princípios

Regras

Recomendações

Filosofia do sistema Ordenam os nomes e orientam a nomenclatural criação de novos nomes.

Indicam a melhor forma de escolher um nome

2.1.1. Histórico 

Antiguidade T eophrastus



N omenclatura popular;

Renascença H erbalistas

íveis de utilização; N

Otto Brunfels



Século XVII N íveis de hierarquia

André Caesalpino Jean Bauhin DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.


6



Nomenclatura binomial (1707-1778)



Código Internacional de Nomenclatura Botânica

Carolus Linnaeus



Nomes legítimos X Nomes ilegítimos

2.1.2. Princípios do código Internacional de Nomenclatura Botânica 

A nomenclatura botânica é independente da zoológica;



A aplicação de nomes é determinada por tipos nomenclaturais;

Tipos nomenclaturais botânicos Tipo nomenclatural: é um simples espécime de herbário, devidamente registrado

E xsicata.

Herbário: é um local onde se acondicionam coleções de plantas secas e catalogadas de forma ordenada, seguindo um determinado sistema de classificação.

Typus: é o espécime conservado em um herbário, do qual se fez uma diagnose original. Holotypus: o espécime ou outro elemento usado pelo autor ou designado por ele como tipo nomenclatural e que, portanto, regulará a aplicação do nome correspondente. Isotypus: uma duplicata do holotypus, que forma parte da coleção original.



7

Lectotypus: espécime ou elemento selecionado a partir de material original para servir como tipo nomenclatural quando não foi registrado um holotypus junto à publicação ou devido à perda da informação. Syntypus: um dos espécimes originalmente citados pelo autor que não designou holotypus ou que enumerou vários, simultaneamente, como typus. Neotypus: é um espécime ou qualquer outro elemento elegido para servir de tipo nomenclatural quando falta todo o material sobre o qual está baseado o nome do táxon. Epitypus: espécime ou elemento selecionado para servir como typus interpretativo quando o holotypus, lectotypus ou neotypus for comprovadamente ambíguo e não possa ser identificadopara os fins da precisa aplicação do nome do táxon. 

A nomenclatura de um grupo taxonômico baseia-se na prioridade de publicação;



Cada táxon pode ter apenas um nome válido;



Independente de sua origem, os nomes dos grupos taxonômicos são tratados como nomes latinos;



As regras de nomenclatura botânica são retroativas, exceto quando claramente limitadas. Capítulos Regras

Seções Artigos

Recomendações

2.1.3. Principais regras do código Internacional de Nomenclatura Botânica I. Terminações das categorias taxonômicas: Categoria Reino Divisão Classe Subclasse Ordem Subordem Família Subfamília Tribo Subtribo Gênero Subgênero Seção Espécie Subespécie Variedade

Terminação variável -phyta -opsida -idae -ales -ineae -aceae -oideae -eae -inae variável variável variável variável variável variável

Táxon Plantae Magnoliophyta Magnoliopsida Asteridae Asterales Asterineae Asteraceae Asteroideae Heliantheae Helianthinae Helianthus Helianthus Helianthus Helianthus annuus Helianthus annuuss ub. annuus Helianthus annuusv ar. annuus



8

II. Nome das espécies: 

É formado de uma combinação binária entre o nome do gênero e o epíteto específico;



O nome do gênero deve ser escrito com letra inicial maiúscula;



O epíteto específico deve ser escrito com letra inicial minúscula;



O nome de gêneros e categorias infragenéricas devem ser destacado do texto. Nome do gênero + epíteto específico Wallacis wocyliana

III. O binômio científico deve ser acompanhado do nome da pessoa que descreveu a espécie: Wallacis wocyliana Macêdo

IV. Princípio da prioridade Dois nomes para uma mesma espécie Wallacis wocyliana Macêdo,

c onserva o nome descrito primeiro

2003

Nome corrente Sinônimo

Wallacis dianense Santos, 2004

V. Mudança de gênero de uma espécie: Wallacis wocyliana Macêdo,

2003 Enis wocyliana (Macêdo) Lira, 2006

Basinômio Nome corrente

VI. Espécies que receberam o nome sem ser descrita Cibelis pernambucensisH olanda ex Dantas

Autor

Responsável pela descrição

2.1.4. Razões para mudar um nome científico 

Ser contrário a regra (ilegítimo);



Pesquisas adicionais modificam a definição e a delimitação do táxon.

2.1.5. Mudança de nomes 

Dividido;



Mudado de posição;



Unificado;



Mudado de categoria.

2.1.6 Critérios para a validação de um nome 

Nome tem que ser efetivamente publicado;



O nome deve estar latinizado e hierarquicamente posicionado;



Apresentar uma descrição em latim;



Tipo nomenclatural deve ser indicado.



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3. Sistemas de classificação 3.1. Histórico de classificação dos seres vivos 

Aristóteles (350 a.C.) D ois reinos: Animal e Vegetal Diferenças entre Animal e Vegetal: - Nutrição;

- Reprodução;

- Motilidade;

- Constituição celular;

- Crescimento; 

Advento do microscópio (1665) D escoberta do mundo microscópico



Ernst Haeckel (1866) T rês reinos: proposição do reino Protista. - Introdução do grupo dos Monera d entro dos Protista



Fungos (?) C aracterísticas tanto de animais como de plantas



Robert Whittaker (1959) C inco reinos.



Q uatro reinos.

Margulis & Schwartz (1982) D ois super-reinos: Prokarya e Eukarya Diferenças entre Procariotos e Eucariotos: - Membrana nuclear;

- Flagelos;

- Cromossomos;

- Constituição da parede celular.

- Organelas citoplasmáticas;



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3.2. Tipos de sistemas de classificação Sistema

Objetivos

Artificiais

Praticidade; Classificação rápida e Utiliza o mínimo possível de caracteres; fácil de ser realizada.

Naturais

Características São objetivos e fáceis de serem detectados.

Agrupar organismos segundo sua Utiliza maior número possível de caracteres máxima semelhança global.

sem pondera-los.

Filogenéticos Procura inferir a origem e o Utiliza

caracteres

derivados

para

relacionamento evolutivo dos grupos reconhecer ancestrais comuns. Conceitos empregados em uma classificação filogenética: 

Analogia: Relação de semelhança entre duas estruturas que desempenham a mesma função

em um organismo. 

Homologia: Propriedade de estruturas biológicas com uma origem evolutiva comum.



Apomorfia: Estado ou condição derivada de um caráter em uma série de transformação



Sinapomorfia: Compartilhamento da condição apomórfica de um caráter por um grupo.



Plesiomorfia: A condição mais antiga, pré-existente, em uma série de transformação.



Simplesiomorfia: Compartilhamento da condição plesiomórfica de um caráter por um

conjunto de populações considerando uma forma apomórfica derivada dela. 

Reversão: Caso particular de apomorfia em que a condição derivada é semelhante a uma

condição plesiomórfica anterior 

Grupo monofilético: Grupo constituído de uma espécie ancestral e todos os seus

descendentes. 

Grupo parafilético: Grupo constituído por descendentes de uma única espécie ancestral, em

que um ou mais descendentes desta são excluídos. DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Introdução ao Estudo Botânico 

A

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Grupo polifilético: Grupo constituído por descendentes de mais de uma espécie ancestral. B

C

D

E

B

A

C

Ancestral

E

Ancestral

A) Grupo monofilético A

D

B) Grupo parafilético B

C

D

E

C) Grupo polifilético

Estudo dirigido – Introdução ao estudo Botânico

1) Discuta sobre o que são plantas. 2) Diferencie Identificação, Nomenclatura e Classificação. 3) Resolva os problemas relacionados aos tipos nomenclaturais: a) No Herbário do INPA estava contido o holotipo da espécie

Manuelis adrianensis.

Uma

infiltração no teto levou ao umedecimento do armário onde esta exsicata estava arquivada levando a sua perda total. Quais as conseqüências deste fato?

b) Um incêndio no Herbário de Londres levou a perda de exsicatas raras, descritas desde 1750 e cujos originais haviam sido preservadas apenas neste herbário. Quais as conseqüências deste fato?

4) Complete os espaços corretamente: O incidente de Caruaru, aonde mais de 70 pessoas faleceram, foi provocado por toxinas de Microcystis aeruginosa contidas

na água da hemodiálise. Esta _________ ocorre nos reservatórios

nordestinos que sofrem atualmente de floração de diversos _________ de algas da ________ DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.


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Cyanophyta, como Cylindrospermopsis e Anabaena. As Nostocales, ao contrário das Chroococcales, apresentam heterócitos, razão pela qual faz com que esta __________ se caracterize por fixar nitrogênio.

5) Analisando amostras de água de um reservatório paraibano, você acaba de descobrir uma nova espécie de Volvocales dentro das Chlorophyta:

a) Usando os princípios e regras de nomenclatura botânica, atribua corretamente um nome científico hipotético a esta espécie e posicione-o hierarquicamente dentro das categorias taxonômicas correspondentes.

b)Q uais os procedimentos necessários para tornar esse nome válido. 6) Quais as diferenças encontradas entre: a)u m animal e um vegetal. b)U m organismo procarionte e um organismo eucarionte 7) Quais os problemas encontrados nos fungos e nos protistas que dificultaram o posicionamento taxonômico destes grupos na história da sistemática Botânica? Quais as características que definem cada reino.

8)E stabeleça cinco exemplos de: a)e struturas homólogas e idênticas; b)e struturas homólogas e diferentes; c)e struturas análogas. 9) Estabelecendo um estudo com os seres vivos em geral, observa-se a ocorrência das seguintes apomorfias na série de transformação que originaram as plantas: - Desenvolvimento da autotrofia em cianobactérias; - Surgimento da meiose em clorófitas; - Conquista do ambiente terrestre pelas Briófitas com a formação da cutícula; - Vascularização dos tecidos nas Pteridófitas. - Desenvolvimento de flores em fanerógamas.

a) Quais as características plesiomorficas de cada apomorfia citada. Cite exemplos de indivíduos que compartilham esta condição primitiva.

b) No decurso da evolução dos seres vivos, a exemplo das Euglenophyta, são encontradas espécies tanto heterotróficas como autotróficas, o que não acontece com as Pteridófitas, todas autotróficas. Considerando a apomorfia autotrofia, quais destas duas divisões são considerados grupos naturais. Explique.

c) O hábito terrestre apresentado pelas fanerógamas e compartilhado com as algumas briófitas e Pteridófitas, constitui uma apomorfia no curso evolutivo das plantas. Explique porque ainda são encontradas fanerógamas aquáticas. DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Algas – Classificação, Diversidade Morfológica e Reprodução

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ALGAS Classificação, Diversidade Morfológica e Reprodução 1. Conceito de Algas 

Termo genérico desprovido de significado taxonômico;



Não possuem raiz, caule ou folhas;



Em sua maioria:

Ênio Wocyli Dantas

- Realizam fotossíntese; - Possuem clorofila a; - Talo predominantemente aquático. 

Não são semelhantes entre si;



Grande diversidade de organização do talo;



Não possuem origem evolutiva próxima t rês reinos distintos.

2. Classificação Os atuais sistemas de classificação incluem: 

Teoria Endossimbiótica do Cloroplasto;



Diversificação química das algas;



Informações ultraestruturais da célula (Hoek et al., 1995);



Dados moleculares (Reviers, 2003).

Atmosfera da terra primitiva o rganismos fotossintetizantes

d iversificação das cianobactérias

t ransformação atmosférica.

Colapso do CO 2 i nvasão dos organismos fotossintetizantes dentro das células heterotróficas



irradiação dos diversos grupos de algas (Kutschera & Niklas, 2005). 2.1. Teoria endossimbiótica do cloroplasto 

Evidências S imilaridade entre os procariotos e as organelas

t amanho, enzimas,

replicação e tradução, DNA e ribossomos; 

Etapas da endossimbiogênese na formação do cloroplasto: - Fagocitose de um organismo fotossintetizante; - Transferência lateral dos genes ao núcleo do hospedeiro; - Perda de genes com conseqüente redução de genoma; - Evolução de um sistema de importação de proteínas necessárias;



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2.2. Megaevolução dos eucariotos

Pressuposto

Dendrograma evolutivo segundo Bathacharya 2004 DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.


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Evolução dos cromistas

Evolução dos alveolados 2.3. Classificação das algas: Hoek et al.(1995) Cyanophyta Prochlorophyta Chlorophyta Chlorarachniophyta Euglenophyta Rhodophyta Heterokontophyta Haptophyta Cryptophyta Dinophyta



Reviers (2003) Cyanophyta Viridiplantae Cercozoa Euglenozoa Rhodophyta Ochrophyta Haptophyta Cryptophyta Dinophyta

 

Chlorophyta Streptophyta Chlorarachniophyceae



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Obs.: As Prochlorophyta (sensu Hoek et al., 1995) correspondem a um grupo procariótico formado por três classes polifiléticas para o caráter clorofila b, sem qualquer relação com a origem das glaucocistófitas e/ou algas verdes.

Diagrama evidenciando os eventos endossimbióticos primários, secundários e terciários relacionados à filogenia dos principais grupos de algas (extraído de Delwiche, 1999).



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2.4. Diversificação química das algas Caracteres químicos plesiomórficos P igmentos – Clorofila a, Ficobilinas, Zeaxantina (Xantofila); Reserva – Amido; Estrutura de parede celular – Camada de peptideoglicana Endossimbiose primária d esaparecimento da camada de peptideoglicana. Endossimbiose secundária L inhagem verde – Retenção da clorofila b Linhagem vermelha – Retenção ficobilina para origem das criptófitas, formação da clorofila c e diversficação das Xantofilas, Crisolaminarina (reserva) e das paredes celulares.

Ficobilinas

Clorofila b

Xantofilas

Clorofila “c”



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3. Diversidade morfológica Unicelulares p luricelulares; diferentes formas de organização celular: 

Unicelulares - Sem flagelos Formas cocóides; Presença de apêndices; Presença de apêndices

Arranjo de valvas - Com flagelos

Formas cocóides

Isocontes, Anisocontes, Heterocontes; Lisos ou Pleuronemáticos;

Arranjo de valvas

Disposição apical, subapical ou intercalar 

Coloniais Irregulares ou regulares (cenóbios); Com ou sem mucilagem;

Isocontes

Anisocontes

Heterocontes

Flagelados ou sem flagelos; Presença ou não de outros apêndices 

Filamentosos Tricomas das cianobactérias;

Apical

Subapical

Intercalar

Simples, simples ramificado, pseudoramificado; Unisseriado ou uniaxial, multisseriado ou multiaxial, polissifônico, heterotríquias



Pseudoparenquimatosas 

Cenocíticas



Parenquimatosas E xemplo do Monostroma, Ulva e Laminaria.




19


20

4. Reprodução 

Assexuada - Divisão binária m aioria (estudo de caso das diatomáceas); - Fragmentação - Formação de esporos a planósporos, zoósporos, esporos neutros, etc.



Parassexualidade das cianobactérias - Conjugação (transferência de genes) ≠c onjugação em Spirogyra( transferência de gametas)



Sexuada - Gametas: Isogametas; Anisogametas; Oogametas - Ciclos de vida:

Isogamia

Anisogamia

Oogamia

Tipos de reprodução sexuada baseada na forma dos gametas

Haplobionte haplonte m eiose zigótica; Haplobionte diplonte m eiose gamética; Diplobionte m eiose espórica: Alternância de geração isomórfica Alternância de geração heteromórfica - Casos especiais: Ciclo trifásico das Rodófitas Gametófito C arposporófito

T etrasporófito.

Órgãos uniloculares (meiose) e pluriloculares (mitose) das Feófitas. Ciclos haplobiontes encontrados em algas Talo (n)

E!

Gameta (n)

Zigoto (2n)

Ciclo diplobionte encontrado nas algas

Gameta (n)

E!

Gametófito (n)

R!

Talo (2n)

R!

Gameta (n)

Zigoto (2n)

Gameta (n)

Haplobionte haplonte

Gameta (n)

Gameta (n)

E! Zigoto (2n)

Esporos (n)

E!

R!

Esporófito (2n)

Diplonte

E! Haplobionte diplonte



21 Ciclo das feófitas com alternância de gerações

Gametófito (n)

Órgão plurilocular

E!

Gameta (n)

Zigoto (2n)

Gameta (n) E!

E!

Esporos (n)

R!

Órgão Unilocular

Esporófito (2n)

Ciclo trifásico encontrado em Rodófitas Gameta (n)

E!

Gametófito (n)

Zigoto (2n)

Gameta (n)

E!


E!

E!

Esporos neutros (2n)

Carposporófito (2n)

Ciclo trifásico

E! Terásporos (n)

R!

Tetrasporófito (2n)

E!

Carpósporos (2n)

Estudo dirigido – Algas: classificação, diversidade morfológica e classificação 1)O que você entende por algas? 2) Quais as premissas básicas para o surgimento de um cloroplasto em um organismo eucarioto? Como se deu o surgimento de um cloroplasto? Se um cloroplasto foi uma cianobactéria, porque não existem cloroplastos livres?

3) Comente, tomando por base a teoria Endossimbiótica do cloroplasto e a diversificação química das algas, as principais tendências evolutivas observadas para os grupos algais irradiados a partir das Rodófitas? E a partir das Clorófitas? Como explicar o surgimento dos dinoflagelados?

4) Quais as principais formas de organização celular encontrado nas algas? Estabeleça um paralelo entre as formas de organização celular das algas e sua origem.

5) Todo filamento de uma cianobactéria possui tricomas, mas nem todos os tricomas de cianobactérias constituem um filamento. Estabeleça comentários sobre esta afirmativa, explicando as diferenças entre um filamento e um tricoma em uma cianobactéria.

6) A reprodução sexuada nas algas se dá com a formação de gametas. Quais os principais tipos de gametas encontrados nas algas. Descreva-os.

7)E stabeleça semelhanças e diferenças entre: a)A lgas com flagelos isocontes e anisocontes b)F ilamentos uniaxial e multiaxial

c)A nisogamia e Oogamia

d)C iclos Haplobionte haplonte e Hablobionte diplonte e)C iclos Haplobionte haplonte e Diplobionte

f)Ó rgãos unilocular e plurilocular



22

8)O que tem no ciclo de vida de algumas Rodófitas e Feófitas que as diferenciam dos ciclos de vida básicos encontrados nas algas?

9) Analisando a evolução das algas, observa-se a ocorrência das seguintes apomorfias na série de transformação que as originaram: - Clorofila a em Cianobactérias; - Clorofila b em Chlorophyta; - Clorofila c em Cryptophyta; - Clorofila d em Rhodophyta.

a) Cite exemplos de grupos que compartilham cada condição derivada b) Caracterize cada conjunto de grupos algais do exemplo anterior em relação a sua origem em monofilética, polifilética ou parafilética.

c) Dentro de Rhodophyta, encontramos espécies sem clorofila d. Explique a origem deste grupo de algas a partir da clorofila.

d) Dentro de Euglenophyta e Dinophyta, alguns táxons não apresentam clorofila. Explique a origem deste grupo a partir deste caráter.

CIANOBACTÉRIAS Características Gerais, Importância Biológica e Evolutiva 1. Introdução 

150 gêneros e 2400 espécies;



Célula procariótica s emelhança com as bactérias;



Não possuem flagelos;



Algas azuis p igmentos



Fotossíntese m odificação da atmosfera primitiva;



Habitats diversos á gua doce, salobra e marinha, terrestre, fontes termais, neve e no

Ênio Wocyli Dantas

C ianofíceas;

deserto; 

Hábito planctônico e/ou perifítico, podendo ser encontrado em associação com outros organismos l íquens.



Grande parte não são cosmopolitas

specíficas de determinados tipos de ambientes. e

2. Caracteres gerais 

Caracteres derivados próprios  clorofila ae ficobilissomos.


Cianobactérias 

23

Citologia: - Ausência de núcleo definido e organelas citoplasmáticas; - Plasmídio  DNA circular; - Tilacóide m embranas lipoprotéicas localizadas na periferia da célula; - Ficobilissomos c ontém os pigmentos fotossintetizantes

l ocalizam-se nos tilacóides;

- Grânulos de glicogênio (amido das cianofíceas) p roeminentes na falta de nitrogênio; - Carboxissomos (corpos poliédricos)

c ontém a enzima RubisCO f ixação de CO 2;

- Grânulos de cianoficina (reserva de nitrogênio) n umerosos nos acinetos; - Grânulos de polifosfato c omuns em células adultas e ausentes nas células jovens; - Ribossomos 70S. - Aérotopos e struturas que acumulam gases resultantes do metabolismo



flutuabilidade e migração vertical.  Luz; F otossíntese; C arboidrato; P ressão de turgor; D ensidade celular (Colapso dos

aerótopos)  M igração. - Parede celular q uatro camadas semelhantes às das bactérias gram-negativas (ácido diaminopimélico, ácido murâmico e ácido glutâmico). Bainha mucilaginosa (ácidos pécticos e mucopolissacarídeos); Presença de plasmodesmos em formas filamentosas. 

Morfologia do talo - Unicelular - Colonial

- Filamentoso sem ramificação

- Filamentoso com ramificação f alsa (bainha) e verdadeira (conseqüência da mudança do plano de divisão). 

Células diferenciadas p resentes apenas nos talos filamentosos. 

Heterócito

- Paredes espessas e conteúdo homogêneo; - Fixação de nitrogênio: Na ausência de O 2: N2

Enzima nitro enase

NH4

Glutamina.

- Pouca quantidade de ficobiliproteínas; - Carboxissomos ausentes; - Glicogênio ausente; - Possui alta taxa de respiração; - Reprodução – Germinação. DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Cianobactérias

24

Obs.: Algumas células vegetativas podem também fixar N 2q uando em condições de anoxia. Fotossíntese e fixação de N 2o correm em período de tempo diferentes. 

Acineto

- Paredes espessas e de conteúdo heterogêneo; - Acúmulo de substâncias de reserva; - Estruturas de resistência; - Resistentes à dessecação e às baixas temperaturas; - Diferenciação dos acinetos: f osfatos; n itrogênio; l uz.

- Condições desfavoráveis p rodução de acinetos

s edimento.

- Condições favoráveis g erminação dos acinetos. 3. Reprodução - Não se conhece reprodução sexuada (gamética) - Implicações C onceito de espécie - Como definir uma espécie de cianobactéria? Paradoxo das cianobactérias 

Reprodução parassexual c onjugação (combinação gênica). - DNA plasmidial pode incorporar pedaços do DNA genômico e transferir para

outras células v ariabilidade genética. 

Reprodução assexuada - Simples divisão celular; - Fragmentação – quebra do filamento; - Hormogônios – quebra do filamento a partir de uma célula morta; - Endócito – divisão endógena do citoplasma; - Exócito – divisões sucessivas de uma das porções terminais; - Acineto – germinação.

4. Importância biológica 

Importantes produtores primários;



Fixação de N2 i nput biótico de N 2n a natureza - Síntese de substâncias orgânicas;


Cianobactérias

25

- Na agricultura s ubstitui fertilizantes – Ex. Associação Anabaena/ Azollan os arrozais. 

Alimentação – Spirulina e Aphanizomenon( Tchad) – Suplementos.



Indústria farmacêutica – Produção de diversas substâncias bioativas.



Bioindicadoras da qualidade da água



Podem provocar florações em ambientes naturais



Produção de metabólitos secundários (toxinas)

p oluição.

b ioacumulação i mportância ecológica e

sanitária. 5. Evolução das cianobactérias 

Origem: 3,5 bilhões de anos



Registros fósseis e stromatólitos



Terra primitiva A tmosfera anóxica

ianobactérias sem heterócitos f avorecimento da c

fixação de N2 

Diversificação das cianobactérias t ransformação da atmosfera colapso do CO 2 p roblemas na fotossíntese e fixação de N



A umento do O 2 e

2

Soluções: - Invasão das cianobactérias dentro das células heterotróficas

i rradiação dos diversos

grupos de algas Vantagem competitiva d iversificação química e tolerâncias ecológicas


Cianobactérias

26

Estudo dirigido – Cianobactérias: caracteres gerais, importância biológica e evolutiva 1) As cianobactérias são também chamadas de cianofíceas e de algas azuis. Justifique o porquê destes três nomes.

2) Caracterize em linhas evolutivas os diferentes tipos de talo das cianobactérias? Qual a importância da mucilagem neste processo? E do plano de divisão celular?

3) Quais as características encontradas nas cianobactérias que não são encontradas nas demais algas? E quais as características que são compartilhadas? Responda as duas perguntas anteriores, relacionando cianobactérias com bactérias.

4) Em vista da afirmativa: “As cianobactérias não possuem cloroplastos, no entanto realizam fotossíntese”, responda:

a)C omo se dá o processo fotossintético das cianobactérias? b)C omo isso interfere na fixação de nitrogênio realizada pelas cianobactérias? c)C omo funcionam os heterócitos na fixação de nitrogênio? d)C omo pode existir cianobactérias que fixam nitrogênio e não possuem heterócitos? 5)O que são aerótopos? Qual sua importância ecológica para a sobrevivência das cianobactérias? DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Cianobactérias

27

6) Se as cianobactérias não possuem reprodução sexuada, nem a divisão celular se dá através de meiose, como se justifica a diversidade genética e biológica das cianobactérias?

7)E m relação às florações de cianobactérias, redija um texto respondendo as seguintes perguntas: a)C omo se dá a formação destas florações em ambientes aquáticos? b)C omo as cianobactérias se comportam durante as florações? c)Q uais as repercussões ecológicas deste processo? d)Q uais os impactos causados na sociedade humana? 8)J ogo da contradição Uma certa cianobactéria foi encontrada causando floração em um dos reservatórios de abastecimento de João Pessoa. Pela descrição que os técnicos deram à espécie, os estudantes de biologia ficaram preocupados com a veracidade das informações. A descrição dada foi: “A cianobactéria de hábito perifítico, possui um talo cocóide com mucilagem evidente, e células esféricas com aerótopos. Foi observada presença de hormogônios e, constantemente eram encontradas células especiais para fixação de nitrogênio”.

a) Considerando como verdade que a cianobactéria causadora da floração formavam hormogônios, quais as contradições apresentadas na descrição dos técnicos. Reescreva efetuando as devidas correções.

b) Considerando agora como verdade que a cianobactéria tinha de fato um talo cocóide, quais as contradições apresentadas na descrição. Reescreva com as devidas correções.

c) Na sua opinião, qual a principal preocupação dos estudantes frente a descrição dos técnicos. Justifique.

RHODOPHYTA Algas Vermelhas

Ênio Wocyli Dantas

1. Introdução 

700 gêneros e mais de 10000 espécies descritas – grande número de sinônimos – 4000 6000 espécies efetivas.



Apresentam um tamanho médio (de alguns milímetros a dezenas de centímetros)

 raros

unicelulares e quase sempre apresentam talos filamentosos. 

Formam um grupo homogêneo e bem definido.



Cloroplasto com duas membranas com ficobilissomos comparáveis as cianobactérias  ficobilinas dão a cor característica e permitem colonização em águas mais profundas (até 268m, com 0,05% de intensidade luminosa).


Rhodophyta 

28

Substância de reserva a mido das florídeas (semelhante ao glicogênio) a rmazenado no citoplasma.



Não possuem flagelos, inclusive nos gametas a usência de centríolos;



Habitat predominantemente marinho  100 espécies de água doce.



Hábito bentônico ou planctônico (raro), podendo ser também epífita ou endofítica, parasita ou hemiparasita de outras algas.



Distribuição predominantemente tropical.

2. Caracteres derivados próprios: Sinapse ( pit-connection)

 abertura

na parede celular de duas

células vizinhas: - Mitose d ivisão incompleta

 orifício r olha sináptica (proteínas e

polissacarídeos ácidos)

- Sinapse primária e ntre duas células do mesmo filamento - Sinapse secundária e ntre células de filamentos diferentes. 3. Citologia: 

Plastídeos u m ou vários, parietais ou centrais, providos ou não de pirenóides.



Tilacóides



Pigmentos  Clorofila a e d ( em algumas espécies), ficobilinas, α e β-caroteno e algumas

isolados, eqüidistantes e, muitas vezes, dispostos na periferia do plastídeo.

xantofilas (Zeaxantina, Luteína e Violaxantina). 

Células muitas vezes multinucleadas: - Várias causas d ivisão apenas do núcleo, fusão celular ou sinapses secundárias - Parasitismo e sinapses secundárias t ransferência de núcleos para o hospedeiro  controlar e reconduzir a fisiologia do hospedeiro a seu favor.



Inclusões citoplasmáticas: - de natureza fenólica i ridescência. - de natureza protéica r eserva nitrogenada.



Parede celular: - Componente interno rígido (microfibrilas de celulose); - Camada externa mucilaginosa (polímero de galactose sulfatada – ágar ou carragenano)  confere a flexibilidade e textura escorregadia as algas d ificulta a colonização de outros organismos e facilita a absorção de luz; - Depósito de carbonato de cálcio (em algumas algas) f unção incerta

rmazenamento a

de CO2d a água para a fotossíntese e resistência a choques mecânicos. DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Rhodophyta

29

4. Morfologia do talo 

Estrutura: - Unicelular - Filamentosos (uniaxial, multiaxial, polissifônico e heterotríquias).



Crescimento: - Apical;

- Difuso;

- Terminal;

- Intercalar.

5. Reprodução 

Reprodução assexuada: - Formação de propágulos; - Diversos tipos de esporos m onósporos (um só esporo por esporocisto). - Propágulos e monósporos liberados na água do mar c ondições favoráveis f ixação no

substrato m itoses sucessivas i ndivíduo. 

Reprodução sexuada: - Problemas i ndivíduos fixos e ausência de gametas flagelados. - Conseqüências f ecundação casual e rara formação de zigotos b aixa diversidade genética da progênie c olapso populacional. - Soluções a lternância de geração (ciclo diplobionte) e meiose espórica. - Avanço evolutivo posterior g eração diplóide carposporofítica (ciclo trifásico). - Direção da fecundação: Gametófito Masculino e spermatângios e spermácio (sem parede)  Gametófito Feminino T ricógine (germinação do espermácio) o osfera (dentro do carpogônio) z igoto. - Destino do zigoto: Ciclo diplobionte – zigoto (deposição de parede celular) c arpósporo e sporófito ametófito g Ciclo trifásico – zigoto (mitoses sucessivas) f ilamento gonimoblasto (indivíduo carposporofítico) c arposporângio c arpósporos diplóide t etrasporófito  tetrasporângio m eiose t etrásporos g ametófito Casos especiais C iclos bifásicos (sem formação do tetrasporófito) - Meiose zigótica

- Meiose carposporófita


Rhodophyta

30

6. Importância biológica e econômica 




Alimentação  Porphyra (nori)



Fertilizantes a dubo calcário;



Utilizadas na constituição de próteses ósseas (coralináceas);



Papel de cimentação indispensável à formação e sobrevivência dos recifes de coral;



Galactanos sulfatados (importância econômica): - Carragenano Geleificantes e espessantes de sobremesas lácteas, em carnes, geléias e em cosméticos. - Agar Formam géis muito resistentes, termoreversíveis

laboratórios.

Geleificante (exceto no leite), espessante e emulsificador, usados na indústria farmacêutica (remédios) e agroalimentar (coberturas e glacês de bolos, doces geleificados).

Ciclo diplobionte

Ciclo bifáfico

Ciclo bifáfico


Rhodophyta

31

Gametófito (n)

Gameta (n)

E!

Zigoto (2n)

Gameta (n)

E!

E! Carposporófito (2n)

Ciclo trifásico

E! Terásporos (n)

R!

Tetrasporófito (2n)

E!

Carpósporos (2n)

Carposporângio

Espermácio

Tricógine

Oosfera Espermatângio

Carpósporo

Filamento gonimoblasto

Zigoto (2n)

Carpogônio

Gametófito masculino

Gametófito feminino

Filamento gonimoblasto

Carposporângio

Carpósporo

Fecundação e estrutura carposporofítica Carposporófito

Estudo dirigido – Rodófitas 1)O que justifica o grande número de sinônimos para as Rodófitas? 2) Analisando a teoria endossímbiótica do cloroplasto, admite-se que as Rodófitas foram originados a partir das cianobactérias. Partindo desta premissa, quais as características apresentadas pelas Rodófitas de cunho morfológico, químico e fisiológico que justifica a afirmativa.


Rhodophyta

32

3) O que são sinapses e como elas podem contribuir para a organização celular e a sobrevivência das espécies parasitas?

4) Quais as características apresentadas pelas algas vermelhas que as fazem sobreviver em condições extremas de pouca luminosidade, de baixa quantidade de nutrientes e também de fortes forças de corrente?

5) “Diante de todas as dificuldades apresentadas pelas algas vermelhas, duas merecem destaque: o destino dos gametas e do zigoto”.

a)Q uais as explicações para estas preocupações? b) Quais foram as estratégias que as Rodófitas desenvolveram para garantir o sucesso de cada uma destas estruturas?

c)P or que estas algas apresentaram tantas estratégias diferentes para garantir o sucesso do zigoto? 6)P or que falar que as Rodófitas apresentam oogamia especial. Explique.

HETEROKONTOPHYTA OU OCHROPHYTA Algas Castanho-douradas

Ênio Wocyli Dantas

1. Introdução 

Apresentam plastídeos formados de endossimbiose secundária (quatro membranas) com clorofilas a e c;



Grande diversificação de xantofilas;



Células flageladas (fases vegetativas, esporos ou gametas)



Apresentam diversas classes  Chrysophyceae, Xanthophyceae, Eustigmatophyceae,

h eterocontes.

Bacillariophyceae, Raphydophyceae, Dictyochophyceae, Phaeophyceae( Hoek et al., 1995)

Phaeophyceae Algas pardas

Ênio Wocyli Dantas

1. Introdução 

Grupo muito homogêneo que envolve as algas mais complexas;



Não existem formas unicelulares, coloniais ou filamentosas sem ramificação t alo varia de milimetros a muitos metros (Kelps).


Heterokonthophyta ou Ochrophyta 

33

Apresentam de 900 a 2000 espécies

n oção de espécie complexa a lternância

heteromórfica, ciclo neutro e grande plasticidade fenotípica; 

Substância de reserva L aminarina, manitol e lipídeos;



Clorofila a e c, α e βc arotenos e várias xantofilas (principalmente fucoxantina e violaxantina d ão a cor parda);



Parede celular c elulose, ácido algínico (interesse econômico) e fucoidina;



Maioria das células uninucleadas com cloroplastos discóides;



Esporos e gametas flagelados heterocontes e dispostos lateralmente

gameta  em Dictyotao

é uniflagelado, mesmo com dois corpos basais. 

Hábitat predominantemente marinho 4 -5 gêneros de água doce;



Hábito bentônico ou planctônico (raro)



Pouco abundantes nos mares tropicais



Em mares de águas frias m aior abundância e tamanho.



Comuns no mesolitoral a pressório;



No sublitoral á guas claras (Kelps) ou sua capacidade de flutuação (mar de Sargaços).

m enor tamanho;

2. Caracteres derivados próprios 

Órgãos uniloculares (meiose) e pluriloculares (mitose);



Dentro das Heterokontófitas, são as únicas que não possuem plasmodesmas.

3. Morfologia do talo: 

Estrutura: - Filamentoso ramificado (ereto ou heterotríquio) - Pseudoparenquimatoso; - Parenquimatoso (divididas em várias regiões e apresentando vários tipos de células



pigmentos e reserva). 

Crescimento: Divisão: - Apical

- Tricotálico

Origem: - Meristodérmica (epiderme) 

- Intercalar - Difusa (todas as células)

Fixação: - Sistema prostrado h eterotríquias; - Rizóide f ilamentos que penetram no substrato; - Apressório e strutura parenquimatosa que envolve o substrato;



34

Formação do Estipe: - Estruturas longas e flexíveis entre o apressório e a lâmina celular; - Funções: - Resistência aos movimentos d’água; - Elevação das partes fotossintetizantes na coluna d’água.



Flutuadores ou aerocistos b olsas de ar encontradas em algumas espécies.

4. Reprodução 

Ocorrem reprodução vegetativa (propágulos, fragmentação, formação de esporos), espórica e gamética;



Verifica-se isogamia, anisogamia e oogamia;



Gerações isomórficas ou heteromórficas;



Ciclos biológicos afetados por: - Fotoperíodo;

- Temperatura;

- Disponibilidade de nutrientes; 

- Salinidade da água.

Órgão plurilocular: - Ocorre no gametófito (produz gametas) como no esporófito (gerando o ciclo neutro); - Produz as estruturas de reprodução através de mitose.



Órgão unilocular: - Ocorre apenas no esporófito (produz a alternância de geração); - Produz as estruturas de reprodução através de meiose.



Conceptáculos C avidade do talo onde se encontram as estruturas de reprodução



protegidas pelas paráfises (elementos estéreis) o conjunto encontra-se inserido nos receptáculos (presentes só nas Fucales). 5. Importância biológica e econômica 




Alimentação  Laminaria( kombu), Undaria( wakame)



Fertilizantes i mportante fonte de potássio;



Ácido algínico a gente geleificante, estabilizante e emulsificante. Importante na indústria de sorvetes, tintas e cervejas (permite a formação da espuma)



Fonte de Iodo u tilizado pelos chineses há mais de 1500 anos.



Na medicina f ucanos sulfatados

a nticoagulante, tônicos, estimulantes e

remineralizantes. DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Heterokonthophyta ou Ochrophyta Gametófito (n)

35


Gameta (n)

E!

Zigoto (2n)

Gameta (n) E!

E!

Esporos (n)

Órgão Unilocular

R!

Esporófito (2n)

E!


Esporos neutros (2n)

Ciclo diplobionte das Feófitas evidenciando os órgãos uni e pluriloculares, bem como o ciclo neutro.

Bacillariophyceae

Ênio Wocyli Dantas

Diatomáceas 1. Introdução 

10000 a 12000 espécies atuais, com rica diversidade fóssil;



São organismos unicelulares, podendo estar reunido em colônias ou apresentar estrutura filamentosa.



Organismos desprovidos de flagelos

 exceto

nos gametas masculinos de algumas espécies

(um único flagelo pleuronemático) 

Apresentam uma organização celular externa muito complexa

 frústula

(formada de duas

valvas), importantes na determinação taxonômica das espécies. 

Núcleo mesocariótico com dois ou vários plastídeos

 tilacóides

em grupos de três



pigmentos fotossintetizantes (clorofila a e c, xantofilas como fucoxantina e diatoxantina, e β caroteno) s ubstância de reserva (crisolaminarina)

c itoplasma.



As células podem armazenar também lipídeos.



Parede celular  sílica



Simetria celular b ilateral (Pennales) ou radial (Centrales).



Habito p erifítico (principalmente Pennales) e planctônico (principalmente Centrales).



Estratégias de flutuação S ubstância de reserva e simetria



Habitat  abundantes em água doce e salgada, podendo ser encontrada em solos úmidos e

f rústulas.

bem iluminados Lagos e oceanos p redomínio das Centrales Rios e regiões litorâneas de lagos e oceanos

p redomínio das Pennales



36

Ampla distribuição geográfica t odos os ecossistemas aquáticos.

2. Caráter derivado próprio f rústula silicosa  Implicações:

Aumento da densidade s edimentação

c olapso populacional;

Não pode ser hidrolizada por enzimas b arreira aos predadores; Deposição exige pouca energia

p aredes silicosas não são comuns em

outros organismos;

Divisão celular  redução de tamanho 

Frústula d uas valvas (epivalva e hipovalva) que se encaixam (cíngulo)



Características taxonômicas presentes nas frústulas

 rafe

(Pennales), nódulo central, nódulos

apicais (Pennales), estrias, pontuações (poros). 

Quanto a rafe: arafidada, monorafidada e birafidada.

3. Movimento  Problemas: ausência de flagelos e baixa flexibilidade celular

(frústula).

 Propulsão C entrales.  Sistema de rafe m ucilagem d eslizamento P ennales.

Nódulos e poros l iberação de mucilagem Rafe e estrias d istribuição da mucilagem  Mucilagem l ocomoção, fixação e proteção.

4. Reprodução  Reprodução

assexuada



divisão celular



cada valva se porta como uma epivalva,

reconstituindo a hipovalva d iminuição do tamanho.  Solução  reprodução

sexuada

normal s ecreção de sílica

 formação

do auxósporo (zigoto)

 reestabelece

o tamanho

f ormação de nova frústula.

 Ciclo haplobionte diplonte com oogamia.  Pennales g ametas aflagelados r eprodução por

conjugação.

 Centrales g ametas masculinos flagelados

5. Importância biológica e econômica 

Importantes produtores primários p rincipalmente nos oceanos;



Importantes facilitadores ecológicos;



Importante fonte alimentar para a cadeia trófica dos ambientes aquáticos



37

Importantes bioindicadores das condições ambientais

 específicas

a diferentes condições

de temperatura, pH, salinidade, nutrientes, etc. 

Importante agente paleográfico

 ótima

conservação das frústulas

 sedimentação



rochas de diatomito r econstituição da história. 

Diatomito a brasante, isolante térmico e acústico, bem como meio filtrante.



Eutrofização  marés marrons

 Pseudonitzschia (espécie

marinha)

 ácido

domóico

bioacumulação i mportância ecológica; 

Filtração da água potável e vitar o acúmulo de frústulas nos rins. Esquema da reprodução em diatomáceas

Reprodução sexuada

Exemplos de Phaeophyceae

Ectocarpus

Rizóides de Padina

Gametângios de Ectocarpus

Receptáculos de Fucus

Sargassum

Dictyopteris

Conceptáculos

Apressórios de Laminaria




Heterokonthophyta ou Ochrophyta

38 Exemplos de Diatomáceas

Estudo dirigido – Heterokontófitas 1)A nalisando o cladograma simplificado que originou as Heterokontophyta, responda. Cyanophyta

Heterokontophyta

Rhodophyta

Chlorophyta

c

b

a

a)C omplete a, b e c com caracteres derivados que satisfaçam o cladograma b) As Heterokontophyta surgiram do ramo das Rhodophyta. Quais características são compartilhadas entre Rhodophyta e Heterokontophyta.

c) As cianobactérias foram os ancestrais das algas eucarióticas. Quais vestígios e/ou características são observadas em Heterokontophyta que justificam a sua ancestralidade a partir de Cyanophyta?

d)Q uais as diferenças entre Heterokontophyta e Chlorophyta. DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Heterokonthophyta ou Ochrophyta

39

2) Estabeleça um paralelo entre as Rhodophyta e Phaeophyceae quanto aos problemas ligados a reprodução e fotossíntese. A partir dessa discussão, o hábito bentônico destas algas é uma característica positiva? O que elas desenvolveram para minimizar a predação?

3) Os “kelps” são feofíceas de grande interesse econômico. A extração do ácido algínico se dá especialmente com o corte das longas lâminas destas algas. A partir dessas informações responda:

a)C omo as fazendas de extração de “kelps” podem ser exploradas de maneira sustentável? b) Na célula, onde é encontrado o ácido algínico? Cite pelo menos três usos econômicos desta substância.

4)J ogo dos 5 erros. Um pesquisador encontrou uma macroalga na praia de Seixas que apresentava as seguintes características: “Tinha um habitat planctônico, parede celular formada de celulose, crisolaminarina como substâncias de reserva, clorofila a e c, corpo formado por 2 valvas que se encaixam, presença de 2 flagelos, simetria radial com uma rafe central.” Sabendo que a alga encontrada era uma diatomácea da ordem Centrales, identifique os 5 erros e reescreva todo o enunciado corrigindo os erros.

5) Explique como a simetria das diatomáceas interferem na sua reprodução, mobilidade, habitat, habito e estrutura de parede celular?

6) Como é que os aerótopos, os óleos, os aerocistos e a simetria radial permitem uma melhor flutuabilidade as algas?

7)C omo as diatomáceas podem ajudam a reconstituir a história? Por que?

DINOPHYTA Dinoflagelados

Ênio Wocyli Dantas

1. Introdução 

4000 espécies 2 000 fósseis.



Geralmente unicelulares, biflagelados e microscópicos. Formas filamentosas são raras.



Formam um grupo enigmático

 Tem

ligação evolutiva com Chlorophyta, Rhodophyta,

Haptophyta e com protozoários (ciliados e esporozoários). 

Constitui um grupo de amplo espectro de padrões metabólicos



fotossintetizantes,

mixotróficos, heterotróficos, osmiotróficos, sapróbicos e parasitas.


Dinophyta 

40

Apresenta vários plastídios (formas fotossintetizantes e mixotróficas)

caroteno e várias xantofilas (como peridinina, fucoxantina e diatoxantina) (amido e várias substâncias lipídicas)

 clorofila

 substância

a e c 2, β-

de reserva

c itoplasma.



Núcleo apresenta cromossomos sempre condensados

p ouca quantidade de histonas.



Hábito p lanctônico (maioria) e perifítico. Algumas espécies são parasitas.



Habitat m arinho (90%) e de água doce.


Anfiesma (estrutura pericelular)

taxonômico

 fórmula

da placa)



pode ou não conter placas celulósicas (caráter

 tecas  problemas

para os organismos heterotróficos



emissão de pedúnculos e pseudópodes. Teca ≠F rústula

onstituição química, arranjo de suas partes c

e disposição do cíngulo.

Estrutura da teca: Epiteca p laca apical (X’), Placa intercalar (Xa) e Placa pré-cingular (X’’); Sulco equatorial ou cíngulo Hipoteca p laca pós-cingular (X’’’) e placa antapical (X’’’’). Fórmula da placa: (2-6)’ (0-4)a (5-8)”; (5-8)’’ (1-2)’’’’ 

Dois flagelos desiguais particulares - Dinoflagelados dinocontes: - Um flagelo com disposição longitudinal (duas fileiras de mastigonema)

 inserido

no sulco longitudinal d á direção ao movimento; - Outro flagelo de disposição transversal (uma fileira de mastigonema)  inserido no cíngulo m ovimento de rotação; - Dinoflagelados desmocontes d ois flagelos inseridos na parte anterior da célula; 3. Outras características 

Estigma  formado por glóbulos lipídicos contendo carotenóides

 determina

a orientação

dos dinoflagelados à luz (fototaxia positiva); 

Púsula



Localizado próximo a base dos flagelos

absorção de macromoléculas orgânicas e secreção celular



 são

participam da osmorregulação, invaginações de membrana, mas

não são vacúolos contráteis (não realizam movimentos de contração e relaxamento). 

Organelas ejetáveis

 liberadas

quando o indivíduo é perturbado por fatores externos

(temperatura, turbulência,...): Tricocistos b astonetes protéicos derivados do complexo de Golgi

d efesa celular;


Dinophyta

41

Mucocistos  corpos poliédricos que quando lançados formam aglomerados mucilaginosos d efesa celular;

Nematocistos

 corpúsculo

fusiforme contendo um longo filamento espiralado

 captura

de presas. 

Bioluminescência



produção de estímulos luminosos

oxidação do composto luciferina

 estímulo



enzima luciferase catalisa a

pode ser mecânico, elétrico, químico ou osmótico

se produz à noite e é controlado pelo relógio biológico

m eio de



afastar dos predadores.

4. Reprodução 

Reprodução assexuada por simples divisão binária ou formação de esporos.



Ciclo haplobionte haplonte com iso ou anisogamia O zigoto pode formar cistos  forma de resistência ou repouso (hipnozigotos)

conter disporina (semelhante à esporolenina) ou celulose ou carbonato de cálcio

 parede

pode

 formam

em

condições de escassez de nutrientes e mantém-se viáveis por anos. 5. Importância biológica 

Importantes produtores primários dos oceanos;



Formam as Zooxantelas (sem tecas)

águas tropicais pobres em nutrientes em vez de amido

 ajuda

 responsáveis

 aminoácidos

pelo desenvolvimento de corais em

dos pólipos estimulam a produção do glicerol

na respiração dos corais

 corais

maximizam a captura de luz



produção fotossintetizante dos dinoflagelados. 

Responsáveis pelas marés vermelhas

eutrofização dos mares e oceanos c epas tóxicas



florações de dinoflagelados



ligados a

p roblemas de bioacumulação trófica  afeta

o

homem indiretamente (consumo de peixes e moluscos); 

Cistos fósseis são utilizados como indicadores bioestratigráficos, em especial, na pesquisa

petroleira. Exemplos de Dinoflagelados

Ceratium

Peridinium


Dinophyta

42

Gymnodinium

Cystodinium

Epiteca

Ornithocercus

Dinophysis

Hipoteca

Polykrikus

Noctyluca

Maré vermelha

Estudo dirigido – Dinófitas 1) Os dinoflagelados podem ter tido quatro origens diferentes. Enumere cada uma destas origens apresentando as apomorfias apresentadas pelos dinoflagelados que embasam cada uma destas origens.

2) Quais as implicações mecânicas, fisiológicas e ecológicas dos flagelos dos dinoflagelados. Explique.

3) A teca de um dinoflagelado é análoga a frústula de uma diatomácea. Explique esta afirmativa apontando as diferenças estruturais e as semelhanças funcionais.

4) 1000 células por mililitro de uma floração de dinoflagelados, podem causam igual quantidade de problemas que uma floração de cianobactérias, caracterizada por apresentar 20000 células por mililitro. Explique esta afirmativa e estabeleça as semelhanças e diferenças entre estes dois tipos de florações. 5) Estabeleça a fórmula da placa dos seguintes dinoflagelados:


Dinophyta

43

a)

b)

c)

VIRIDIPLANTAE

CHLOROPHYTA

Algas Verdes 1. Introdução 

Algas verdes

 não

Ênio Wocyli Dantas

existem um conjunto de caracteres que as definem sem englobar as

Embriófitas g rupo parafilético. 

Sub-reino Viridiplantae g rupo monofilético com duas linhagens: Chlorophyta: inclui somente algas Streptophyta: inclui algas e Embriófitas



Problema persiste a s algas pertencentes à Streptophyta são parafiléticas.



Algas verdes: 16.000 spp.; Embriófitas: > 300.000 spp.



São organismos cosmopolitas;



Grupo de algas mais grandemente estudadas por: Sua ampla distribuição;

Suas relações com os vegetais superiores;

Facilidade com que muitas espécies têm de serem cultivadas em laboratório. 

Habitat

 Marinho,

água doce (predominância), solo ( Trentepohlia), Ambientes hipersalinos,

de altas temperaturas e até na neve ( Chlamydomonas). 

Hábito B entônico, perifítico, planctônico e endossimbionte.


Viridiplantae - Chlorophyta

44


Plastídio envolto por duas membranas, contendo as clorofilas a e b;



Amido intraplastidial, como substância de reserva;



Peça H dos flagelos.

3. Outras características 

Cloroplasto com formas (importância taxonômica) e número variáveis.



Tilacóides agrupados de 2 a 6 (parecido com o grana)

 depende

da disponibilidade de

nutrientes; pirenóides associados ou não. 

Clorofila a e b (predominância

 maior

dependência de luz), α e β-carotenos e algumas

xantofilas (principalmente Neoxantina r elacionada ao Fotossistema II). 

Substância de reserva a mido e lipídeos.



Parede celular: Muitas apresentam ornamentações (importância taxonômica). Estrutura fibrilar



Celulose (maioria), xilose ( Caulerpa), manose ( Acetabularia),

carbonato de cálcio ( Halimeda

 podem

participar na formação dos recifes de corais) ou nua

(apenas pectina). Matriz não-fibrilar h emicelulose. 

Núcleo u m a vários, formando estruturas cenocíticas.



Divisão celular d ois tipos: Ficoplasto

 perpendicular

ao fuso mitótico que desaparece após divisão

 característico

das Chlorophyta; Fragmoplasto

 paralelo

ao fuso mitótico que persiste após divisão

 plasmodesmos 

característico das Streptophyta; Para reprodução

 a

divisão celular ocorre dentro da parede celular da célula-mãe

sem esta parede incorporar nas células-filhas. 

Morfologia muito variada: Unicelulares m óveis ou imóveis; Coloniais m óveis ou imóveis, podendo ser palmelóides ou cenóbicos; Filamentosos c om ou sem ramificação; Cenocíticos; Parenquimatosos



com dois ( Monostroma) ou três (Ulva) planos. Em Charales

crescimento apical e corpo dividido em nó e internó.





45

4. Reprodução 

Reprodução assexuada com a produção de esporos (móveis ou não), bem como por fragmentação;



Reprodução sexuada mais variada entre todos os organismos fotossintetizantes

 todas

as

formas de gametas e ciclos de vida: 

Destaque: Formação de células estéreis de proteção ao redor dos gametângios (Charales).

5. Importância biológica 

Importantes produtores primários, principalmente em ambientes de água doce.



Várias clorófitas (p.e. Chlorella) apresentam crescimento rápido e alta tolerância às condições de cultivo p roduzidas para alimentar organismos aquáticos.



Extração de carotenóides ( Dunaliella) c orantes naturais.



Alimentação no Oriente ( Enteromorpha e Monostroma

 movimentam

milhões de dólares ao

ano). 

Algumas clorófitas microscópicas podem formar florações em ambientes aquáticos, mas não produzem ficotoxinas.



São bons bioindicadores ambientais.



Algumas clorófitas multicelulares (Ulva, Enteromorpha e Cladophora) são resistentes à poluição a presenta dominância em locais rasos sob forte impacto antrópico.



Algumas clorófitas multicelulares (p.e. Caulerpa taxifolia) podem se tornar invasores interferem na flora e fauna locais. Exemplos de Chlorophyta

Ankistrodesmus

Pediastrum

Monoraphidium

Scenedesmus

Chlorella

Spirogyra

Dictyosphaerium

Oedogonium





46

Closterium

Bulbocaete

Caulerpa

Monostroma

Chlamydomonas

Trentepohlia

Chara

Anterídio e Oogônio

Ulva

Acetabularia

Codium

Halimeda

Estudo dirigido – Clorófitas 1)C onsidere dois diferentes ambientes de água doce e responda. Ambiente A o ligotrófico (baixa quantidade de nutrientes e elevada camada eufótica); Ambiente B e utrófico (alta quantidade de nutrientes e reduzida camada eufótica). a)C omente sobre a ocorrência de algas verdes nestes dois tipos de ambientes. b)A partir dos estudos com algas até o momento, enumere os prováveis grupos de algas que podem competir com as clorófitas nestes dois ambientes. Quais as vantagens competitivas destes grupos de algas em cada um destes ambientes.

c) Quais as repercussões ambientais se as clorófitas vencerem a competição com os outros grupos de algas? E se os outros grupos vencerem?

2) As algas verdes correspondem um grupo monofilético dentro das algas, entretanto eles não representam um grupo natural. Explique cada uma destas orações através de caracteres que suportam a afirmativa.

3)E stabeleça semelhanças e diferenças entre: a)H b)F icoplasto e fragmoplasto ábito bentônico e perifítico c)P lasmodesmos e sinapses DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.


47

4) As algas verdes são ditas ancestrais das Embriófitas. Esta premissa é suportada através de caracteres morfológicos, fisiológicos, bioquímicos, ecológicos e reprodutivos. Enumere estas características e reconte como provavelmente se deu a origem ori gem das plantas.

ROTEIRO DE AULAS PRÁTICAS 1. Aula de campo - Microalgas

Ênio Wocyli Dantas

Local: Três lagoas/ João Pessoa – PB Objetivos da aula:

1. Conhecer a compartimentalização dos ambientes continentais e relaciona-los aos grupos biológicos que nele nele se inserem, com com destaque para para as algas. 2. Aprender metodologias de coleta de microalgas. 3. Trabalhar a percepção de campo em estudos com microalgas. 4. Extrapolar o conhecimento adquirido na disciplina para a elaboração e solução de hipóteses geradas em campo.

Abordagens: 1. Tipos de ambientes continentais: lóticos, lênticos e artificiais 2. Bacia hidrográfica Tamanho de bacia Influência nos corpos aquáticos 3. Eutrofização C ausas e consequências 4. Lagoa r egião litorânea e região limnética 5. Macrófitas aquáticas

 amfíbia,

emergente, flutuante fixa, flutuante livre, submersa fixa,

submersa livre e epífita 6. Comunidades algais F itoplâncton e Perifíton 7. Metodologia de coleta de microalgas Determinação do plano amostral t empo e espaço Escolha das variáveis ambientais

d ependente da hipótese

Análise qualitativa: Fitoplâncton a rrastos com redes de plâncton Perifíton c oleta de diferentes substratos

r aspagens.

Análise quantitativa: Fitoplâncton a mostra direta da água, sem filtração Perifíton r aspagem de uma área conhecida de um determinado substrato DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Roteiro de aulas práticas

48

8. Microalgas Grupos algais



Cyanophyta, Chlorophyta, Bacillariophyceae, Euglenophyta,

Cryptophyta e Dinophyta Florações algais

Perguntas de orientação 1. Há diferenças ambientais entre as lagoas observadas? Comente sobre estas diferenças enfatizando a necessidade de coleta nos diferentes lugares. 2. Há diferenças entre um método qualitativo de um método quantitativo para o estudo de microalgas? É possível quantificar uma amostra qualitativa? Quais os problemas que isso pode trazer? 3. Há diferenças entre a comunidade de algas que vivem no plâncton e a que vive no substrato?

2. Aula laboratorial – Microalgas Objetivos da aula: 1. Aprender a confecção de lâminas semipermanentes para o estudo de microalgas 2. Identificar a partir dos conhecimentos aprendidos na disciplina, as microalgas encontradas nas amostras, pelo menos em nível de grupo. 3. Analisar os caracteres morfológicos externos apresentados pelas microalgas e relacioná-los com suas estratégias de sobrevivência na natureza.

Procedimentos a) Montagem das lâminas semipermanentes com a comunidade fitoplanctônica e perifítica das duas lagoas amostradas em aula de campo. b) Reconhecer e anotar as características que separam os grupos de microalgas. c) Discutir e anotar os conceitos e funções de cada estrutura externa e interna apresentada pelas microalgas. d) Desenhar todos os morfotipos (espécies) encontrados, relacionando-o ao tipo de substrato, ao ambiente amostrado e ao grupo a que pertence, de maneira a discutir os resultados encontrados no final do estudo. e) Quantificar a riqueza específica e observar o morfotipo mais abundante nas amostras analisadas.

Perguntas de orientação: 1. Quais as diferenças florísticas entre a comunidade fitoplanctônica e perifítica? 2. Em que embasam estas diferenças? E o que explica as espécies em comum? 3. Quais as diferenças florísticas entre a comunidade fitoplanctônca das duas lagoas? Explique. 4. Comente sobre o estado de eutrofização dos lagos, l agos, com base no estudo das microalgas. DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.


49

3. Aula de campo - Macroalgas Local: Praia de Cabo Branco/ João Pessoa – PB Maré: Preferencialmente 0.0

Referência: Porto de Cabedelo

Objetivos da aula: 1. Conhecer a compartimentalização do ambiente marinho e relaciona-los aos grupos biológicos que nele nele se inserem, com com destaque para para as algas. 2. Aprender metodologias de coleta de macroalgas. 3. Observar zonações bióticas atentando às estratégias ecofisiológicas das macroalgas que colonizam estas regiões. 4. Extrapolar o conhecimento adquirido para a elaboração e solução de hipóteses geradas em campo.

Abordagens: 1. Regiões do ambiente marinho N erítica e Oceânica 2. Ciclo de maré Tipos de marés d iurno, semidiurno e misto; Classificação da região quanto à influência de maré

 infralitoral,

mesolitoral e

supra-litoral 3. Arrecifes Zona de rebentação Zona de Platô Poças, piscinas e paredes verticais. Zona de remanço 4. Metodologia de coleta de macroalgas Transecto horizontal à praia Comprimento do transecto v ariável (preferencialmente 500m) Direção da coleta d o arrecife a praia Uso de espátulas e sacos plástico 5. Macroalgas Grupos algais C hlorophyta, Rhodophyta e Phaeophyceae Estruturas de fixação r izóides, apressórios e talos heterotríquios; Algas arribadas. Pedúnculos e estolões Níveis de organização organização das algas f ilamentoso, laminar, cenocítico e foliáceo. f oliáceo. Algas calcáreas Iridescência DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.


50

Perguntas de orientação 1. A que se deve a baixa diversidade de macroalgas no local de estudo? Comente sobre todas as possíveis causas e defenda seu ponto de vista. 2. O que explica a grande quantidade de algas arribadas no local de estudo? Comente sobre cada grupo de algas.

4. Aula laboratorial: Macroalgas Objetivos da aula: 1. Reconhecer as formas de organização dos talos nos diferentes grupos de macroalgas. 2. Analisar os caracteres morfológicos externos apresentados pelas macroalgas e relacioná-los com suas estratégias de sobrevivência na natureza.

Procedimentos a) Análise das macroalgas frescas coletadas em Cabo Branco. b) Reconhecer e anotar as características que separam os grupos de macroalgas. c) Discutir e anotar os conceitos e funções de cada estrutura externa apresentada pelas macroalgas.

Estruturas e abordagens: i. Cor p igmento. ii.

Estrutura do talo f ilamentoso, laminares, foliáceo, cenocítico.

iii.

Estruturas de fixação a pressório, rizóide e filamentos heterotríquios.

iv.

Ramificações dos talos d ifusa ou dicotômica.

v.

Crescimento a pical, concêtrico, intercalar (estipe), difuso, estolonífero.

vi.

Estrutura estolonífera.

vii.

Algas calcáreas.

viii.

Estruturas de reprodução.

ix.

Estruturas foliáceas.

Perguntas de orientação: 1. É possível reconhecer a que grupo pertence uma macroalga apenas através de sua morfologia externa? Explique. 2. Discuta as implicações que uma má coleta e uma fixação em campo podem interferir na identificação das macroalgas marinhas?


Conquista do ambiente terrestre pelas plantas

51

CONQUISTA DO AMBIENTE TERRESTRE PELAS PLANTAS

Ênio Wocyli Dantas

1. Condições prístinas Por que a vida não se originou no ambiente terrestre? Problemas: - Ausência de camada protetora da Terra i ncidência de raios solares deletérios ao DNA. - Altas temperaturas impedindo a formação de proteínas e compostos orgânicos



organização celular. Origem da vida  mares primitivos: Dissipação de raios solares Formação de compostos orgânicos



Redução da temperatura em grandes profundidades



o rganização de células.

Terra primitiva  Atmosfera anóxica

 organismos

fotossintetizantes

 Cianobactérias

sem

heterócitos f avorecimento da fixação de N 2 e conseqüente formação da camada de ozônio. Diversificação das cianobactérias

 transformação

do CO2 p roblemas na fotossíntese e fixação de N Colapso do CO2



da atmosfera

 Aumento

do O 2 e colapso

2.

invasão dos organismos fotossintetizantes dentro das células

heterotróficas i rradiação dos diversos grupos de algas (Kutschera & Niklas, 2005). 2. A colonização do ambiente aquático Sucesso das cianobactérias

e volução dos heterócitos v antagem competitiva.

Diversificação das algas eucariontes

iversificação química e tolerâncias ecológicas d

Diversificação química: Pigmentos que captem comprimentos de onda mais curtos

 colonização

em regiões mais

rasas c rescimento limitado pela pressão dos fatores físicos. Metabólitos secundários s ucesso competitivo em mar aberto. Diversificação da parede celular

 minimizar

os efeitos das variáveis físicas



sucesso

competitivo em região nerítica. Conseqüências: Evolução dos talos: unicelulares

f ilamentosos  parenquimatosos.

Aumento de tamanho m udança de hábito: planctônico

b entônico.

Ocupação de nicho: Vertical ascendente;

Horizontal

m direção a região litorânea. e



52

Esquematização da evolução das algas em direção a superfície e ao litoral.

Teoria paralela

 ocupação

do nicho vertical descendente

 limitação

de luz subaquática pelos

vulcões o rigem das cianobactérias na superfície dos mares 3. A conquista das águas continentais Dispersão lenta v entos e correntes. Mudança de salinidade a daptações osmóticas. Ambientes mais rasos s usceptíveis a secas periódicas. Estratégia  desenvolvimento de células de resistência

 sobreviver

períodos variáveis fora

d’água. Problemas da exposição ao ar: Ressecamento celular; Colapso populacional i nviabilidade reprodutiva; Ausência de locomoção. Interface água-terra: Problema central para a sobrevivência dos organismos

á gua.

Condição biótica elementar e strutura multicelular Questões a serem solucionadas

a bsorção e retenção de água no

organismo, reprodução.

4. A transição das algas para as plantas DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.


53

Indicações que as plantas terrestres originaram-se das algas verdes: Clorofila b;

Celulose;

Fragmoplasto;

Reserva de carboidratos;

Oogamia;

Gametângios pluricelulares com células estéreis

Descendentes das plantas: Oogamia;

Retenção do zigoto no gametófito sendo dependentes do mesmo;

Formação de embrião. 5. Adaptações para a vida fora d’água O ambiente terrestre exigiu: Sistema para garantir o sucesso reprodutivo gametângios e o estabelecimento da Oogamia

 Camada

 gameta

de células estéreis ao redor dos

feminino fixo

 retenção

posterior do

zigoto no gametófito e sporófitos dependentes do gametófito, pelo menos no início da evolução. Sistema de absorção de água do solo fixação (geotropismo positivo) e absorção aumentam a superfície de absorção

 aparecimento

do órgão que penetrasse no solo

 rizóides  raízes

verdadeiras (pêlos absorventes

 

á gua e sais minerais).

Problema a bsorção do carbono Sistema de condução d'água na planta

a dvém do reservatório atmosférico.  difusão

célula – célula

 evolução

dos tecidos

vasculares (Hadroma e leptoma; esclereides e elementos de vaso e elementos crivados e células companheiras). A difusão é um processo lento o rganismos pequenos. Sistema de manutenção do equilíbrio hídrico



deposição de substâncias impermeabilizadoras na epiderme

conservar a água dentro da célula



c utícula.

Problema i mpede a troca de gases com a atmosfera Sistema de comunicação com o ambiente externo

 câmaras

aeríferas e estômatos



controlar o estado hídrico das plantas e o fluxo de gases. Problema p erda de água por transpiração Importância c ondução da seiva bruta e no controle da temperatura da planta Sistema de sustentação  o aparecimento da lignina (fator chave para a vida fora d’água)



substância impermeabilizante, resistente e capaz de dificultar o ataque de fungos e bactérias Desencadeou: Formação dos tecidos vasculares

m aior eficiência

Evolução bioquímica Postura ereta da planta x Aumento em estatura da planta



melhor

posicionamento das estruturas fotossintetizantes e formação de troncos e ramos resistentes suportar grande quantidade de folhas (fotossíntese), flores (reprodução) e frutos (dispersão). DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.




54

Estudo dirigido – Conquista do ambiente terrestre 1)P or que a vida não se originou no ambiente terrestre? 2) Reescreva a evolução dos diferentes grupos algais tomando como base a conquista do ambiente terrestre. Considere as duas teorias de ocupação de nicho vertical em ambiente marinho.

3) “Embora existam no mundo atual algas que vivam fora d’água e plantas com flores que vivam dentro da água, inclusive nos mares, não se acredita que esses grupos tenham uma ligação filogenética mais próxima com as plantas terrestres primitivas”.

a) Teça comentários acerca desta afirmação explicando como é possível estes dois organismos sobreviverem a estas duas condições alheias a seu hábitat natural.

b)A luz da evolução, qual o nome é dado a este caso apresentado acima. Explique. 4)P ensando em uma alga e uma planta... a)Q ue características são observadas em uma alga que impede seu sucesso no ambiente terrestre. b)Q uais foram as soluções que as plantas encontraram para adaptar-se no ambiente terrestre. 5) Como seriam as plantas se não houvesse sido formado a lignina. As plantas teriam conseguido conquistar o ambiente terrestre? Explique.

BRIÓFITAS Classificação, Diversidade Morfológica e reprodução 1. Conceito 

Termo genérico que designa um grupo de plantas: - Briófitas t ermo coletivo para hepáticas, antóceros e musgos;

Ênio Wocyli Dantas

2. Briófitas 2.1. Caracteres gerais 

Plantas com alternância de geração heteromórfica: - Gametófito constitui a geração conspícua, independente nutricionalmente do esporófito e; - Esporófito é dependente do gametófito.



Plantas desprovidas de raízes, caule e folhas verdadeiras;



Gametófitos podem ser talosos ou folhosos;



Esporófito em geral, dividido em pé, seta e cápsula;



Sua diversificação ocorreu em concomitância à conquista do ambiente terrestre.


Briófitas

55

2.2. Classificação Três divisões: 

Hepatophyta ou Marchantiophyta (hepáticas);



Antocerophyta (antóceros);



Bryophyta (musgos)

Evolução das Briófitas

2.3. Diversidade morfológica em Briófitas Gametófito 

Rizóides:

- unicelulares em hepáticas e antóceros; - multicelulares ramificados em musgos. 

Talosos (hepáticas e antóceros)

a chatados e

dicotomicamente ramificados.

- Hepáticas: i. Conspícua ramificação dicotômica; ii. Anterídeos originam-se em gametóforos capitados e discóides (Anteridióforos); iii. Arquegônios em gametóforos capitados e em forma de guarda-chuva (Arquegonióforos). - Antóceros: DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Briófitas

56 i. Talos assemelham-se a rosetas; ii. Ramificações dicotômicas não são frequentemente aparentes; iii. Gametângios mergulhados no tecido do gametófito.



Folhosos (hepáticas e musgos)

d iferenciados em rizóides, caulídeos e

filídeos

- Hepáticas f ilídeos em um único plano; - Musgos f ilídeos dispostos espiraladamente Esporófito D iferenciado em pé, seta e cápsula 

Seta: - Sem estômatos em hepáticas; - Com estômatos em antóceros e musgos;



Cápsula: - Hepáticas: Abrem-se em quatro valvas; Presença apenas de elatérios

a juda na dispersão.

- Antóceros: Meristema intercalar l onga cápsula; Presença de columela e elatérios. - Musgos: Não se observa elatérios; Há uma grande diversidade de cápsulas

p resença de columela, peristômio,

opérculo e caliptra. Classe Sphagnidae p resença apenas de opérculo; Classe Andreidae p resença apenas de columela e caliptra; Classe Bryidae p resença de columela, peristômio, opérculo e caliptra. Diversidade e Classificaçao de Briófitas

Hepatophyta

Estrutura talosa

Arquegonióforo

Anteridióforo


Briófitas

57

Conceptáculo

Arquegonióforo

Esporófito

Antocerophyta

Estrutura talosa com esporófito Bryophyta

Estrutura folhosa

Estrutura folhosa com esporófito

Esporófito em Bryophyta. 2.4. Reprodução em Briófitas 

Reprodução assexuada: - Fragmentação (propagação vegetativa); - produção de gemas (propágulos pluricelulares) em conceptáculos.


Briófitas 

58 Reprodução sexuada - Alternância de geração heteromórfica - Oogamia Ciclo de vida em Briófitas Arquegônio (n) Gametófito (n)

E!

Oosfera (n)

E!

Zigoto (2n) Anterídio E! (n)

Anterozóide (n)

Pé E!

Seta Cápsula

E! E!

Protonema (n) (musgos)

Esporos (n)

R!

E!

Esporófito (2n) Permanece ligado ao gametófito

PTERIDÓFITAS Classificação, Diversidade Morfólogica e Reprodução 1. Conceito 

Termo genérico que designa um grupo de plantas: - Pteridófitas v egetais que possuem tecidos vasculares, mas não possuem sementes.

2. Pteridófitas 2.1. Caracteres gerais 

Plantas com tecidos vasculares lignificados;



Raízes, caules e folhas verdadeiras;



Alternância de geração heteromórfica:

Ênio Wocyli Dantas

- Esporófito dominante e dependente do gametófito apenas na fase inicial do seu desenvolvimento; - Gametófito independente. 2.2. Classificação DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Pteridófitas

59

Scagel et al. (1965)

Pryer et al. (2001)

Raven et al.(2007)

Lycophyta ou Lycopodophyta

Lycophyta

Lycopodiophyta Ophioglossales

Psilophyta

Marattiales

Equisetophyta ou Arthrophyta



Monilophyta



Pteridophyta

Pterophyta

Osmundales Filicales Marsileales

2.3. Diversidade morfológica em Pteridófitas

Salviniales

Gametófito Lycophyta C lorofilado e subterrâneo; 

Psilophyta A clorofilado e subterrâneo;



Equisetophyta C lorofilado e de vida livre;



Pterophyta C lorofilado e associado a um fungo micorrízico.

Esporófito d iferenciado em raízes, caule e folhas verdadeiras. 

Raízes a usentes apenas em Psilophyta



Caule - Ramificados dicotomicamente em Psilophyta e em Lycophyta; - Com crescimento secundário em Isoetes( Lycophyta); - Articulado em Equisetophyta; - Rizomatosos em Pterophyta; - Protostélicos (Lycophyta, Psilophyta e Equisetophyta); - Sifonostélicos (Pterophyta).



Folha - Lycophyta M icrofila de disposição espiralada; - Psilophyta E scamas (enações); - Equisetophyta M icrofila de disposição verticilada; - Pterophyta M egáfilo, na maioria das vezes, podendo ser inteira ou fortemente

pinatipartida Em Salviniales U ma das três folhas encontradas por nó é diferenciada, assemelhando-se a raiz. 

Agrupamentos de Esporângios - Estróbilo (Lycophyta e Equisetophyta);

- Esporocarpo (Marsileales e Salviniales);

- Sinângio (Psilophyta e Marattiales);

- Espiga (Ophioglossales e Osmundales);

- Soros com ou sem indúsio (Filicales). DANTAS, Ê.W.; COSTA, D.F. 2009. Material didático da disciplina Botânica Criptogâmica/UEPB – Campus V.

Pteridófitas 

60

Esporângios - Eusporângio f ormada por várias células iniciais; parede com mais de uma camada; - Leptosporângio u ma célula inicial; parede com uma camada (Salviniales, Osmundales e

Filicales). 

Esporos  Monolete ou trilete



Diferenciação dos esporos - Homosporia - Heterosporia M icrósporo e Megásporo

 Isoetes, Marsileales e Salviniales

Evolução em Pteridófitas

2.4. Reprodução em Pteridófitas Arquegônio (n) Gametófito (n)

E!

Oosfera (n)

E!

Zigoto (2n) Anterídio E! (n)

Anterozóide (n) E!

E!

Esporos (n)

R!

Esporófito (2n)


Pteridófitas

61 R!

Microsporângio (2n) Esporófito (2n)

Micrósporo (n)

E! Megasporângio (2n)

R!

E!

Megásporo (n) E!

E!

Zigoto (2n)

Oosfera (n)

E!

Megagametófito (n)

Microgametófito (n)

Arquegônio (n)

Anterídio (n) E!

Anterozóides (n)

Diversidade e Classificação das Pteridófitas

Lycophyta (estróbilo)

Equisetophyta

Ophioglossales (espiga)

Psilophyta (sinângio)

Isoetes

Salviniales

Filicales


Apostila Botânica Criptogâmica atual

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