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Plantas
Plantae
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Embryophyta - as plantas terrestres
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O Reino Plantae, Metaphyta ou Vegetabilia[2] (Vegetal) é um dos principais grupos em que se divide a vida na Terra (com cerca de 350.000 espécies conhecidas, incluindo uma grande variedade de ervas, árvores, arbustos, plantas microscópicas, etc). São, em geral, organismos autotróficos cujas células incluem um ou mais organelos especializados na produção de material orgânico a partir de material inorgânico e da energia solar, os cloroplastos.
No entanto o termo planta, ou vegetal, é muito mais difícil de definir do que se poderia pensar. Lineu definiu o seu reino Plantae incluindo todos os tipos de plantas "superiores", as algas e os fungos. Depois de se descobrir que nem todas eram verdes, passou-se a definir planta como qualquer ser vivo sem movimentos voluntários. Aristóteles dividia todos os seres vivos em plantas (sem capacidade motora ou órgãos sensitivos), e em animais - esta definição foi aceite durante muito tempo. No entanto, nem esta definição é muito correcta, uma vez que a sensitiva (Mimosa pudica, uma leguminosa), fecha os seus folíolos ao mínimo toque, entre outras causas, como o fim do dia solar.
Quando se descobriram os primeiros seres vivos unicelulares, eles foram colocados, em termos gerais, entre os protozoários quando tinham movimento próprio. As bactérias e as algas foram colocadas noutras divisões do reino Plantae – no entanto, foi difícil decidir a classificação, por exemplo, de algumas espécies do gênero Euglena, que são verdes e altamente móveis.
A classificação biológica mais moderna – a cladística – procura enfatizar as relações evolutivas entre os organismos: idealmente, um taxon (ou clado) deve ser monofilético, ou seja, todas as espécies incluídas nesse grupo devem ter um antepassado comum.
Pode-se, então, definir o Reino Viridaeplantae ("plantas verdes") ou apenas Plantae como um grupo monofilético de organismos eucarióticos que fotossintetizam usando os tipos de clorofila a e b, presente em cloroplastos (organelos com uma membrana dupla) e armazenam os seus produtos fotossintéticos, tal como o amido. As células destes organismos são, também, revestidas duma parede celular constituída essencialmente por celulose.
De acordo com esta definição, ficam fora do Reino Plantae as algas castanhas, as algas vermelhas e muitos seres autotróficos unicelulares ou coloniais, actualmente agrupados no Reino Protista, assim como as bactérias e os fungos, que constitutem os seus próprios reinos.
Cerca de 300 espécies conhecidas de plantas não realizam a fotossíntese, sendo, pelo contrário parasitas de plantas fotossintéticas.
[editar] Evolução e classificação das plantas verdes
A maioria das algas não são mais classificadas como pertencentes ao Reino Plantae.[3][4] As algas compreendem diferentes grupos de organismos que produzem energia através da fotossíntese, cada um dos quais evoluindo independentemente de ancestrais não-fotossintéticos diferentes. As mais conhecidas são as macroalgas, algas multicelulares que podem se assemelhar vagamente a plantas terrestres, mas classificadas como algas verdes, vermelhas e castanhas. Cada um destes grupos inclui também vários organismos microscópicos e unicelulares.
Apenas dois grupos de algas são considerados parentes próximos das plantas terrestres Embryophyta. O primeiro destes grupos, as Charophyta, deu origem às plantas terrestres.[5][6][7] O grupo irmão do conjunto das carófitas e embriófitas, é o outro conjunto de algas verdes, as Chlorophyta, e este grupo mais extenso é colectivamente designado por plantas verdes ou Viridiplantae. O Reino Plantae é considerado como sinónimo deste grupo monofilético. Com algumas excepções entre as algas verdes, todas as formas possuem paredes celulares contendo celulose, possuem cloroplastos contendo clorofila "a" e "b" e e armazenam alimento na forma de amido. Efectuam mitose de forma fechada, sem centríolos e as suas mitocôndrias possuem cristas tipicamente achatadas.
O cloroplasto das algas verdes está rodeado por duas membranas, sugerindo que teve a sua origem por endossimbiose directa de cianobactérias. O mesmo é verdadeiro para dois grupos adicionais de algas: Rhodophyta (algas vermelhas) e Glaucophyta. Pensa-se que estes três grupos têm uma origem comum, por isso são classificados juntos no taxon Archaeplastida. Por outro lado, a maioria das outras algas (Heterokontophyta, Haptophyta, dinoflagelados e Euglenophyta), possuem cloroplastos com três ou quatro membranas envolventes. Não são parentes próximos das plantas verdes e provavelmente adquiriram os cloroplastos indirectamente através da ingestão ou simbiose com algas verdes ou vermelhas.
Muitas algas mostram alternância de gerações, entre uma forma que se reproduz de forma assexuada – o esporófito – e uma forma sexuada, o gametófito.
Durante o Paleozóico, começaram a aparecer em terra firme plantas complexas, multicelulares, os embriófitos (Embryophyta), nas quais o gametófito e o esporófito se apresentavam de forma radicalmente diferente das algas, o que está relacionado com a adaptação a ambientes secos (já que os gâmetas masculinos estavam antes dependentes de meios húmidos para se moverem). Nas primeiras formas destas plantas, o esporófito mantinha-se reduzido e dependente da forma parental durante a sua curta vida. Os embriófitos actuais, que têm este tipo de organização, incluem a maior parte das plantas que geralmente evocamos. São as chamadas plantas vasculares, com sistemas completos de raiz, caule e folhas, ainda que incluam algumas espécies de briófitas (das quais o musgo será talvez o tipo mais conhecido). Outros autores, contudo, definem os embriófitos como sendo todas as plantas terrestres, incluindo, de acordo com esta definição, a divisão 'Hepaticophyta (ou Marchantiomorpha, segundo uma classificação anterior), as hepáticas; a divisão Anthocerophyta, antóceros e a divisão Bryophyta, os musgos.
As briófitas confinam-se a ambientes húmidos – é a água que faz a dispersão dos esporos - e mantêm-se pequenas durante todo o seu ciclo de vida caracterizado pela alternância de duas gerações: um estádio haplóide (o gametófito) e um estádio diplóide (esporófito). Este último é de curta duração e está dependente do gametófito.
No período Silúrico apareceram novos embriófitos, as plantas vasculares, com adaptações que lhes permitiam estar menos dependentes da água. Estas plantas tiveram uma radiação adaptativa maciça durante o Devónico e começaram a colonizar a terra firme. Entre essas adaptações podemos referir uma cutícula resistente à dessecação e tecidos vasculares por onde circula a água – por isso são chamados plantas vasculares ou Tracheophyta.
Em muitas destas plantas, o esporófito funciona como um indivíduo independente, enquanto que o gametófito se tornou muito reduzido. Entre as plantas vasculares são reconhecidos dois grupos distintos:
- as "Pteridófitas" - plantas em que o gametófito é um organismo independente, como as samambaias e a cavalinha; e
- as "Espermatófitas" - as plantas que se reproduzem por semente, ainda ligadas ao esporófito, ou seja, em que o gametófito é "parasita" do esporófito.
O grupo das Pteridófitas pode dividir-se da seguinte forma:
- Divisão Lycopodiophyta (ou Lycopsida), licopodíneas.
- Divisão Equisetophyta (ou Equisetopsida), cavalinhas
- Divisão Pteridophyta (ou Filicopsida), fetos ou samambaias
- Psilotophyta, Psilotales,
- Ophioglossophyta (Ophioglossales), língua-de-cobra, lunária e o género Botrypus.
- Marattiopsida
- Leptosporangiatae ou fetos "verdadeiros"
As espermatófitas ou plantas com sementes são um grupo de plantas vasculares que se diversificou no final do Paleozóico. Nestas formas, o gametófito está reduzido aos órgãos sexuais e o esporófito começa a sua vida como uma semente, que se desenvolve ainda dependente da planta-mãe. Os grupos actuais de espermatófitos incluem as seguintes divisões:
- Divisão Cycadophyta (Cicadáceas, como o Encephalarthos)
- Divisão Ginkgophyta (o Ginkgo, árvore "sagrada" dos japoneses)
- Divisão Pinophyta (ou Coniferophyta, os pinheiros)
- Divisão Gnetophyta (que inclui a Welwitschia e as Efedras)
- Divisão Magnoliophyta (ou Anthophyta, as plantas com flores.
Uma classificação ainda usada para estes grupos de plantas usa os seguintes termos:
- Gimnospérmicas, ou plantas com sementes nuas, que incluem as quatro primeiras divisões do grupo acima, e
- Angiospérmicas para as plantas com flores.
As angiospérmicas foram as últimas plantas a aparecer, durante o Jurássico, mas tiveram o seu maior período de propagação no Cretácico, sendo, actualmente, plantas predominantes em muitos ecossistemas.
[editar] Diversidade
Existem cerca de 350.000 espécies de plantas, definidas como plantas com semente, briófitas, fetos e seus semelhantes. Por volta de 2004, cerca de 287.655 espécies tinham sido identificadas, das quais 258.650 são plantas com flor, 16.000 briófitas, 11.000 fetos e 8.000 algas verdes.
| Grupo | Divisão | Nome comum | No. de espécies vivas |
|---|---|---|---|
| Algas verdes | Chlorophyta | algas verdes (clorófitas) | 3,800 [8] |
| Charophyta | algas verdes (desmídeas & carófitas) | 4,000 - 6,000 [9] | |
| Briófitas | Marchantiophyta | hepáticas | 6,000 - 8,000 [10] |
| Anthocerotophyta | antocerotas | 100 - 200 [11] | |
| Bryophyta | musgos | 12,000 [12] | |
| Pteridófitas | Lycopodiophyta | selaginelas | 1,200 [4] |
| Pteridophyta | fetos e cavalinhas | 11,000 [4] | |
| plantas com sementes | Cycadophyta | cicas | 160 [13] |
| Ginkgophyta | ginkgo | 1 [14] | |
| Pinophyta | coníferas | 630 [4] | |
| Gnetophyta | gnetófitas | 70 [4] | |
| Magnoliophyta | plantas com flor | 258,650 [15] |
[editar] Filogenia das Plantas
Abaixo situa-se uma proposta de árvore filogenética para o o reino Plantae, segundo Kenrick e Crane em 1997,[16] com as alterações introduzidas para as Pteridophyta por Smith et al. em 2006.[17] As Prasinophyceae podem corresponder a um grupo basal parafilético a todas as algas verdes.
[editar] Reprodução das plantas
Na maioria das espécies de plantas verdes, os indivíduos podem reproduzir-se tanto assexuada (agâmica) como sexuadamente (reprodução gâmica, ou por meio de gâmetas).[18]
Assexuadamente, as plantas se reproduzem através da separação de partes do indivíduo que podem dar origem a novos indivíduos. Neste processo, não há recombinação genética, e portanto os descendentes são geneticamente iguais aos "pais", podendo ser considerados clones de um indivíduo. A reprodução assexuada nas plantas ocorre de várias maneiras: por brotamento (ou gemulação), por fragmentação, pela formação de estolhos, e por esporulação. Na esporulação podem se formar células especiais os esporos que podem ser aplanósporos (normalmente transportados pelo vento ou por animais) ou zoósporos (móveis) com dois ou mais flagelos.
O homem tirou partido desta capacidade de reprodução assexuada nas plantas, desenvolvendo métodos especializados de multiplicação, como a estaquia, alporquia e enxertia.[19]
A reprodução sexuada nas plantas verdes ocorre normalmente com alternância de gerações, em que ocorre um esporófito (o indivíduo "adulto" nas plantas vasculares) e um gametófito – o indivíduo que produz os gâmetas – que pode ser "parasita" do esporófito, como nas espermatófitas ou ter vida independente. Nas plantas verdes aquáticas (por exemplo, as Chlorophyta e Charophyta, ou algas verdes) existe a produção de gâmetas móveis, podendo o processo ser por isogamia (gâmetas iguais) ou oogamia (gâmetas "femininos" grandes e imóveis e masculinos, móveis).
[editar] Nutrição nas plantas
- Ver artigo principal: Nutrição nas plantas
Com excepção das plantas carnívoras, a maioria das plantas verdes necessita apenas de sais minerais dissolvidos em água, de dióxido de carbono e luz solar como sua nutrição. Com esses ingredientes e sua capacidade de fotossíntese, estes seres vivos autotróficos conseguem a energia e matéria necessárias para viver.[20]
Entre os elementos químicos essenciais para as plantas, chamados macronutrientes, encontram-se o nitrogénio, o fósforo, o magnésio (constituinte da clorofila), o cálcio, o potássio e o enxofre. Além destes elementos principais, há outros que, apesar de serem absorvidos em pequenas quantidades, são igualmente indispensáveis à saúde das plantas, como o boro e o cobalto; estes minerais são chamados micronutrientes[21]
[editar] Biologia celular vegetal
[editar] Ecologia vegetal
As plantas são o elo produtor de matéria orgânica da cadeia alimentar nos meios marinho, aquático e terrestre. São, portanto, o primeiro elo da cadeia, que sustenta todos os elos subseqüentes. Além de fornecer alimento a animais, fungos, bactérias e protistas, as plantas também fornecem abrigo a estes seres e a seus ovos e filhotes.
No entanto, a predação não é a única relação ecológica a que as plantas estão submetidas, existindo também relações benéficas, como as observadas entre plantas e polinizadores. Em algumas espécies, existem associações com certos insetos, como formigas, que recebem abrigo ou alimento da planta, protegendo-a, em troca, contra predadores.
Há mesmo plantas que dependem de outras plantas. Algumas famílias botânicas, constituídas por plantas parasitas, dependem da seiva de outras espécies para obter nutrientes. Existem também milhares de espécies epífitas que dependem de plantas maiores para se alojar, normalmente não causando qualquer dano ao hospedeiro.
[editar] Relações ecológicas
Inúmeros animais evoluíram junto com as plantas. Muitos animais polinizam flores em troca de alimentos sob a forma de pólen ou néctar. Muitos animais dispersam sementes, muitas vezes por comer frutos e passar as sementes em suas fezes. Mirmecófitas são plantas que evoluíram com formigas. A planta fornece uma casa e às vezes comida para as formigas. Em troca, as formigas defendem as plantas dos herbívoros e em algumas vezes das plantas concorrentes. Os resíduos dasa formigas fornecem fertilizantes orgânicos.
A maioria das espécies de plantas têm vários tipos de fungos associados aos sistemas de sua raiz em uma espécie de simbiose mutualística conhecida como micorriza. Os fungos ajudam as plantas a obterem água e nutrientes minerais do solo, enquanto a planta fornece aos fungos carboidratos produzidos na fotossíntese. Algumas plantas servem como residências para fungos endófitos que protegem a planta de herbívoros através da produção de toxinas. O fungo endófito Neotyphodium coenophialum, em uma espécie de festuca (Festuca arundinacea) causa danos econômicos enormes para a indústria de gado nos Estados Unidos.
Várias formas de parasitismo também são bastante comuns entre as plantas, desde o semi-parasitário visco, que se limita a alguns nutrientes de seu hospedeiro, mas ainda tem as folhas fotossintetizantes, até as inteiramente parasitárias orobanche e Lathraea, que adquirem todos os seus nutrientes por meio de conexões com as raízes de outras plantas, e assim não tem clorofila. Algumas plantas, conhecidas como mico-heterótrofos, parasitam fungos micorrízicos e, portanto, atuam como epiparasitas em outras plantas.
Muitas plantas são epífitas, o que significa que crescem sobre outras plantas, geralmente árvores, sem parasitá-las. Epífitas podem indiretamente prejudicar a sua planta hospedeira, interceptando nutrientes minerais e luz que a anfitriã em outra situação receberia. O peso de um grande número de epífitas pode quebrar galhos de árvores. Hemiepífitas como o estrangulador de figueira começam como epífitas, mas acabam estabelecendo suas próprias raízes e dominando e matando seu hospedeiro. Muitas orquídeas, broméliass, samambaias e musgos geralmente crescem como epífitas. Bromélias epífitas acumulam água nas axilas das folhas para formar um fitotelmo, complexa cadeia alimentar aquática.[22]