IDENTIDADE
SUMÁRIO
DO
VOLUME
FUNCIONAL DA VIDA
1. A evolução das plantas
1.1 As plantas que dependem de água para a fecundação
1.2 Plantas que não dependem de água do ambiente para a fecundação
05
06
08
2. Desenvolvimento das plantas: de uma semente a um organismo especializado em realizar
fotossíntese
2.1 Germinação: o desenvolvimento do embrião
2.2 A raiz é uma estrutura especializada em absorver do solo água e sais minerais
2.3 O caule sustenta os órgãos fotossintetizantes
2.4 Folhas são as estruturas fotossintetizantes da planta
2.5 Biologicamente, o fruto é o ovário desenvolvido
14
14
15
24
29
31
3. O transporte de água e solutos nas plantas
3.1 As plantas perdem grande quantidade de água por transpiração
3.2 A transpiração interfere diretamente na absorção de água pelas raízes
3.3 A translocação da seiva elaborada
3.4 As plantas e suas necessidades minerais
40
40
44
46
48
4. Os fitormônios regulam o crescimento vegetal
4.1 Auxina, o hormônio que promove o alongamento das células
4.2 Giberelina, o hormônio que foi descoberto em um fungo
4.3 Citocinina, o hormônio da divisão celular
4.4 Ácido abscísico, o hormônio da inibição vegetal
4.5 Etileno, o hormônio gasoso
54
54
56
57
58
59
5. Fatores ambientais determinam o crescimento e os movimentos das plantas
5.1 Os tropismos são crescimentos em resposta a um estímulo
5.2 Os Nastismos são movimentos em resposta a um estímulo
5.3 Os tactismos são deslocamentos em resposta a um estímulo
64
64
65
66
6. A evolução dos animais
6.1 Os invertebrados
6.2 Os vertebrados
70
73
78
7. Desenvolvimento dos animais: dos folhetos embrionários aos tecidos especializados
7.1 Um tecido para revestir o organismo e produzir secreções
7.2 Um tecido com uma grande variedade de funções
7.3 Um tecido especializado em contrair-se
7.4 Um tecido que interpreta estímulos externos
86
86
88
93
94
8. Coordenando o organismo por impulsos nervosos
8.1 A unidade funcional do tecido nervoso
8.2 Alterações na polaridade da célula provoca o impulso nervoso
8.3 A comunicação entre os neurônios
8.4 Outras células do tecido nervoso
8.5 Comparando os sistemas nervosos dos animais
8.6 O sistema nervoso central
8.7 O sistema nervoso periférico
98
98
99
100
100
100
101
103
9. A captação dos estímulos externos
9.1 Sistema sensorial humano
110
111
Biologia – Identidade Funcional da Vida
VOLUME 1
SUMÁRIO COMPLETO
IDENTIDADE FUNCIONAL DA VIDA
1. A evolução das plantas
2. Desenvolvimento das plantas: de uma semente a um organismo especializado em realizar fotossíntese
3. O transporte de água e solutos nas plantas
4. Os fitormônios regulam o crescimento vegetal
5. Fatores ambientais determinam o crescimento e os movimentos das plantas
6. A evolução dos animais
7. Desenvolvimento dos animais: dos folhetos embrionários aos tecidos especializados
8. Coordenando o organismo por impulsos nervosos
9. A captação dos estímulos externos
VOLUME 2
IDENTIDADE FUNCIONAL DA VIDA
10. Coordenando o organismo através de mensageiros químicos
11. Revestimento do corpo, esqueleto e músculos
12. O sistema que retira impurezas do organismo
13. Sistema digestório: degradando e absorvendo moléculas orgânicas
14. Sistema respiratório: trocando gases com o meio
VOLUME 3
IDENTIDADE FUNCIONAL DA VIDA
15. Sistema cardiovascular: a distribuição de nutrientes e gases
16. As defesas do organismo
17. A reprodução animal
18. Embriogênese: o milagre da vida
19. Adaptações e ritmos biológicos
20. Qualidade de vida nas populações humanas
3
4
Biologia – Identidade Funcional da Vida
Biologia – Identidade Funcional da Vida
5
A evolução das plantas
1. A
EVOLUÇÃO DAS PLANTAS
Durante cerca de 3 bilhões de anos (Era Pré-cambriana – 3,5 bilhões de anos atrás – até meados da Era
Cambriana – cerca de 400 milhões de anos atrás), a vida esteve em contínua atividade de multiplicação
e diversificação, mas sempre limitada ao ambiente aquático. Nesse período, as condições da atmosfera
já não eram mais adequadas à reação de gases e à formação de moléculas orgânicas, de tal forma que a
subsistência das comunidades dependia da atividade autotrófica.
A associação desses fatores, gerando disputas e competições, obrigou os seres vivos a procurar novos
ambientes. A partir daí, iniciou-se a exploração dos ecossistemas terrestres.
Essa transição trouxe vantagens e desvantagens. Se por um lado havia mais oxigênio e menor competição,
por outro, havia riscos de desidratação e dificuldades de sustentação. Além disso, enquanto a vida na água
foi favorecida pela grande quantidade de nutrientes que havia se formado antes da existência das primeiras
formas de vida, a falta deles funcionou como fator limitante no meio terrestre. Assim, os autótrofos foram
os primeiros a ocupá-lo, permitindo a posterior ocupação dos heterótrofos, incluindo os animais.
No caso dos vegetais, as adaptações à nova vida incluíram o surgimento e o desenvolvimento de
órgãos de fixação, de sustentação, conservação de água e, mais tarde, estruturas que conferiram a eles
independência da água para a reprodução. Entre elas, destacam-se:
• Vasos condutores de seiva: estruturas responsáveis pelo transporte de água e nutrientes ao longo do corpo
do vegetal. Existem dois tipos de vasos condutores. O lenho ou xilema que se encarrega do transporte
de seiva bruta, composta de água e sais minerais, da raiz às outras partes e o líber ou floema que se
encarrega do transporte de seiva elaborada, composta de água e açúcares produzidos na fotossíntese, das
folhas às outras partes do vegetal. Os vegetais que não apresentam essas estruturas são conhecidos como
avasculares e aqueles que as apresentam, vasculares ou traqueófitos.
• Tubo polínico: estrutura responsável pelo transporte das células sexuais masculinas até as femininas,
independentemente da presença de água. Os vegetais que não formam tubo polínico durante seu
ciclo reprodutivo são conhecidos como assifonógamos (a = sem, sifo = tubo), enquanto aqueles que o
apresentam são chamados de sifonógamos.
• Embrião: forma-se a partir do zigoto ficando protegido em estruturas da planta-mãe. As plantas que
formam o embrião durante o ciclo de vida são conhecidas de embriófitas.
• Semente: estrutura que protege o embrião. O surgimento da semente foi uma conquista importante.
Além de evitar a desidratação e permitir a nutrição do embrião enquanto ele é incapaz de realizar a
fotossíntese, a semente facilita a dispersão da espécie. As sementes apresentam um tecido de revestimento,
o esclerênquima, que as protege da ação dos sucos digestivos. Assim, quando ingeridas, não sofrem
digestão e podem ser eliminadas juntamente com as fezes, promovendo a germinação do embrião em
locais distantes da planta-mãe.
Os vegetais que formam semente são conhecidos como espermatófitos (esperma = semente).
• Fruto: os frutos protegem as sementes e facilitam a dispersão da espécie à medida que atraem animais
capazes de transportá-las.
Embriófitas
A presença ou a ausência dessas
Traqueófitas
estruturas nos permite agrupar todos
Espermatófitas e Fanerógamas
os vegetais em quatro grandes grupos:
Algas
verdes
Briófitas
Angiospermas
Pteridófitas
Gimnospermas
briófitas, pteridófitas, gimnospermas
e angiospermas. Acredita-se que todos
tenham tido as algas verdes como ancestral
Flores e frutos
comum, visto que todos apresentam
celulose na parede celular e clorofilas a e b
Sementes
como pigmentos fotossintetizantes. Todos
Vasos condutores de seiva
pertencem ao Reino Plantae e ao domínio
Eukarya.
Embrião
Cladograma dos principais grupos vegetais.
Acervo CNEC
6
Biologia – Identidade Funcional da Vida
A evolução das plantas
Os dois primeiros grupos incluem plantas conhecidas como criptógamas (cripto = escondido,
gama = gameta), pois, assim como as algas, não apresentam órgãos reprodutores visíveis. O grupo das
gimnospermas e das angiospermas inclui as fanerógamas (fanero = aparente), chamadas assim por terem
os órgãos reprodutores aparentes. Nas angiospermas, essas estruturas estão reunidas nas flores.
As briófitas e as pteridófitas são os vegetais que iniciaram a ocupação do ambiente terrestre, mas não
conseguiram conquistá-lo definitivamente. Não apresentam tubo polínico, sementes, flores nem frutos.
No caso das briófitas, faltam-lhes ainda os vasos condutores de seiva.
1.1 As plantas que dependem de água para a fecundação
As briófitas e as pteridófitas são os vegetais que iniciaram a ocupação do ambiente terrestre, mas não
conseguiram conquistá-lo definitivamente.
Entre os motivos que impediram tal feito destaca-se a dependência da água para que ocorra a
fecundação, já que briófitas e pteridófitas são plantas assifonógamas, ou seja, são plantas que não possuem
tubo polínico.
Além disso, briófitas e pteridófitas são grupos de plantas que não possuem nem semente, nem flor e
nem frutos. No caso das briófitas, faltam-lhes ainda os vasos condutores de seiva.
As briófitas são plantas sem vasos condutores de seiva
Musgos, hepáticas e antóceros são plantas que não apresentam vasos condutores de seiva, ou seja, são
plantas avasculares. Toda planta terrestre avascular é classificada informalmente no grupo das briófitas.
A ausência de um sistema que distribua nutrientes, juntamente com a ausência de mecanismos que
evitem a transpiração, limita as briófitas a locais úmidos de baixa luminosidade.
Sendo plantas avasculares, a distribuição de nutrientes nas briófitas acontece lentamente célula à célula.
Essa distribuição lenta, associada com a ausência de sistemas de sustentação, limita o tamanho desses
vegetais a poucos centímetros.
Como qualquer planta terrestre, as briófitas apresentam ciclo de vida do tipo haplodiplobiôntico ou
alternância de gerações, sendo o gametófito o indivíduo representante da fase dominante. Entre as plantas
terrestres, essa característica é exclusiva das briófitas.
Você se lembra...
...que as plantas terrestres apresentam meiose espórica, ou seja, que as células de um dos
indivíduos sofre meiose para formar os esporos. Além disso, ao longo de seu ciclo de vida
as plantas terrestres formam dois tipos de indivíduos: um haploide (gametófito), que forma
gametas, e outro diploide (esporófito), que forma, por
Gametófilo (n)
meiose, esporos. Essas duas características são típicas
do ciclo haplodiplobiôntico (ou metagênese ou
alternância de gerações) sendo esse o tipo de ciclo das
Gametas (n)
plantas.
Nas plantas terrestres, um dos indivíduos, o
gametófito ou o esporófito, se destaca mais durando
Fecundação
Esporos (n)
todo o ciclo ou em vários ciclos. Esse indivíduo
representa a fase dominante do ciclo. Por sua vez, o
outro indivíduo, o que representa a fase transitória,
Zigoto (2n)
Meiose
persiste somente por um período do ciclo de vida.
Nas briófitas, a fase dominante é representada pelo
Esporófito (2n)
gametófito e, consequentemente, a fase transitória
pelo esporófito. Nos outros vegetais terrestres, ocorre
Esquema de um ciclo haplodiplobiôntico
Acervo CNEC
o inverso: o esporófito representa a fase dominante e o
gametófito, a transitória.
Biologia – Identidade Funcional da Vida
7
A evolução das plantas
Apesar da simplicidade desses vegetais, as briófitas, por serem fotossintetizantes, são base de cadeias
alimentares participando do ciclo do carbono. Além disso, são bioindicadores de poluição já que apresentam
dificuldade para sobreviver em locais poluídos.
Classificação informal
Briófitas (plantas avasculares)
A)
Classificação biológica
(Filos)
Bryophyta
Hepatophyta
Anthocerophyta
B)
Representantes
Musgos
Hepáticas
Antóceros
C)
Musgos (A), hepáticas (B) e antóceros (C) são exemplos de briófitas.
A) Acervo CNEC / Disponível em: B) <http://npuir.npust.edu> / C) <www.botany.hawaii.edu>. Acesso em: 16 ago. 2010.
As pteridófitas são plantas vasculares sem semente
Samambaia, avenca, samambaiaçu (ou samambaia de metro) são plantas que possuem vasos
condutores de seiva e que não formam sementes. Todas as plantas com essas características são
classificadas, informalmente, no grupo das pteridófitas. Nesse grupo, os vasos condutores de seiva, além
de proporcionarem a distribuição de nutrientes, desempenha, junto à outros tecidos, a função de sustentar
o vegetal, o que permite que essas plantas tenham maior porte. A presença dos vasos condutores de seiva
é a principal diferença entre as briófitas e as pteridófitas.
Outra diferença entre esses dois grupos é a fase dominante do ciclo. Nas briófitas, como já dito, a fase
dominante é o gametófito, enquanto nas pteridófitas, e nos outros grupos, a fase dominante é o esporófito.
Além dessa diferença, as pteridófitas apresentam o corpo dividido em raízes, caules e folhas. Já as
briófitas, por não formarem tecidos bem diferenciados, não possuem esses elementos sendo o corpo
dividido em: rizoide, cauloide e filoide. O primeiro desempenha função semelhante a das raízes; o segundo
é análogo ao caule; e o terceiro, assim como as folhas, fazem fotossíntese.
Apesar dessas diferenças, esses dois grupos também compartilham semelhanças. Como exemplos: as
ausências de sementes, de flores e de frutos. Mas a principal diferença entre elas é a ausência de tubo
polínico, que faz com que briófitas e pteridófitas sejam dependentes da água do meio ambiente para que
ocorra a fecundação. Para que os gametas masculinos desloquem na água, eles utilizam seus flagelos. A
presença de gametas masculinos flagelados é outra semelhança entre esses dois grupos vegetais.
Economicamente as pteridófitas são muitos importantes. Isso porque, há 300 milhões de anos, essas
plantas formavam exuberantes florestas, que hoje estão transformadas em reservas fósseis de carvão vegetal.
A pteridófitas estão muito relacionadas a jardinagem. Isso porque entre as plantas sem flores, a
samambaia, o representante mais conhecido das pteridófitas, é a planta mais cultivada nos lares brasileiros.
A jardinagem foi e é de fundamental importância para a proliferação das samambaias.
No entanto, a mesma jardinagem foi o principal motivo para quase extinção de outra pteridófita:
a samambaiaçu. É a partir dessa planta que se produz o xaxim, vasos usados para o cultivo de outras
plantas. Assim, para a produção do xaxim é necessário que retire a samambaiaçu. Para evitar sua extinção,
a comercialização de xaxim foi proibida.
Biologia – Identidade Funcional da Vida
8
A evolução das plantas
Classificação informal
Pteridófitas
(plantas vasculares
sem sementes)
A)
Classificação biológica (Filos)
Pterophyta
Lycophyta
Sphenophyta
Psilotophyta
B)
Representantes
Samambaias e avencas
Licopódios e selaginelas
Cavalinha
Psilotáceas
C)
Samambaia (A), avenca (B) e samambaiaçu (C) são exemplos de pteridófitas.
A, B e C - Acervo CNEC
1.2 Plantas que não dependem de água do ambiente para a fecundação
Enquanto briófitas e pteridófitas dependem da água do ambiente para que ocorra a fecundação, nos
outros dois grupos de vegetais terrestres, gimnospermas e angiospermas, surgiram características que
possibilitaram que o encontro dos gametas ocorresse sem a necessidade desse fator abiótico. Isso pode ser
atribuído à redução dos gametófitos, principalmente o masculino, e ao tubo polínico.
A redução do gametófito masculino, chamado de grão de pólen, possibilitou que esse fosse transportado
pelo vento ou por animais, podendo ser lançado muito próximo do gametófito feminino, para que ai
forme os gametas masculinos. Os núcleos espermáticos, nome dado aos gametas masculinos, chegam até
a oosfera, o gameta feminino, pelo tubo polínico, sem a necessidade de água do meio.
Além disso, as gimnospermas e angiospermas possuem sementes, uma estrutura que retém o embrião e,
assim, evita que ele desidrate, mesmo longe da planta-mãe. Isso possibilita que esse embrião seja lançado
para longe da planta-mãe, evitando a competição entre eles e dispersando a espécie.
No início de seu desenvolvimento, o embrião requer uma grande quantidade de energia. Nas briófitas
e pteridófitas, como esse desenvolvimento acontece em uma estrutura da planta-mãe, essa é responsável
pela nutrição desse embrião. Nos grupos com sementes, no momento em que o embrião inicia seu
desenvolvimento, não existe ligação física com a planta-mãe. Mesmo assim, a nutrição do embrião é
responsabilidade da planta-mãe já que é através de sua fotossíntese que serão produzidas as moléculas
orgânicas que serão armazenadas na semente. São essas moléculas que serão utilizadas pelo embrião
durante a germinação.
É fácil perceber que a semente protege o embrião, tanto de forma mecânica quanto evitando sua
desidratação; armazena moléculas orgânicas para a nutrição do embrião durante a germinação; e auxilia
na dispersão da espécie.
As características descritas acima explicam a menor dependência das gimnospermas e angiospermas em
relação à água do ambiente, comparadas com briófitas e pteridófitas.
Biologia – Identidade Funcional da Vida
9
A evolução das plantas
As gimnospermas são plantas vasculares com sementes, mas sem flores e frutos
Pinheiros, araucárias, cicas, sequoias e cedros são plantas que por serem vasculares, formarem sementes,
mas não produzirem flores e frutos são classificadas, informalmente, como gimnospermas. Como já
vimos anteriormente, não necessitam de água do ambiente para que ocorra fecundação, já que as plantas
desse grupo possuem o tubo polínico, um prolongamento de uma das células do grão de pólen que leva o
gameta masculino até o gameta feminino.
Outra característica desse grupo é a presença de órgãos reprodutores visíveis, os estróbilos, em todos
os representantes. Os órgãos reprodutores visíveis, maiores, facilitam a liberação e a captação do grão de
pólen.
Como qualquer planta, as gimnospermas apresentam importância ecológica participando de diversas
cadeias alimentares. Além disso, as gimnospermas (principalmente as coníferas) apresentam uma vasta
distribuição, principalmente no hemisfério norte, onde formam-se extensas florestas.
Entre as gimnospermas destaca-se os pinheiros. Entre outros motivos está sua utilização na produção
de madeira. Apresentando um rápido crescimento, essas plantas também são utilizadas para extração de
celulose para a produção de papel.
Os pinheiros ainda são muito utilizados como árvores de natal e suas pinhas (órgão reprodutor
feminino) são usadas como enfeites para essas árvores.
Outro grupo de gimnospermas, as cicadófitas, vem sendo muito utilizadas em jardinagem.
O pinheiro-do-paraná é uma gimnosperma nativa de nosso país que já chegou a ocupar extensa formação
nos estados do sul e que hoje encontra-se ameaçada de extinção. Assim como outras gimnospermas, o
pinheiro-do-paraná que, apesar do nome, é uma araucária, é uma importante fonte de madeira, sendo esse
o motivo de sua extinção. Além disso, suas sementes, chamadas de pinhões, são comestíveis sendo uma
importante fonte de renda para pequenos produtores rurais da região sul de nosso país.
Classificação informal
Classificação biológica (Filos)
Coniferophyta
Cycadophyta
Gnetophyta
Ginkgophyta
Gimnospermas
(plantas vasculares com
sementes nuas)
A)
B)
Representantes
Pinheiros, ciprestes e araucárias
Cicas
Gnetáceas
Gincobilobas
D)
C)
Pinheiro (A) com seus estróbilos, masculino (B) e feminino (C), e uma araucária (D) exemplos de gimnospermas.
Acervo CNEC
Biologia – Identidade Funcional da Vida
A evolução das plantas
Angiospermas são plantas com sementes, flores e frutos
As principais características encontradas nas gimnospermas, também
são encontradas nas angiospermas. As diferenças entre esses grupos,
destaca-se a presença de flores e frutos nesse último grupo. Essas duas
características possibilitaram que as plantas com frutos ocupassem
praticamente todos os ambientes do planeta, sendo o grupo com maior
diversidade e distribuição geográfica.
As flores são os órgãos reprodutores das angiospermas e, quando
e frutos são características
comparadas com os estróbilos das gimnospermas, apresentam uma Flores
exclusivas das angiospermas.
Acervo CNEC
grande gama de cores, de formatos e de odores. Essas características
possibilitam que animais sejam atraídos para que transportem seus grãos
de pólen realizando assim a polinização. Algumas flores ainda são polinizadas pelo vento, mas mesmo
essas apresentam características que permitem maior eficiência nesse processo.
Já os frutos, além de protegerem a semente, tornaram a dispersão da espécie mais eficiente. Essa
eficiência está relacionada com as características que o fruto apresenta. Os frutos comestíveis, por exemplo,
apresentam polpa, odor e coloração que atraem os animais para que ao tentar comê-los, as sementes sejam
carregadas.
Outro exemplo de adaptação
Conjunto
Corola
Pétala
à dispersão é o carrapicho. Esse
fruto seco apresenta diversos
Estigma
ganchos que grudam na pelagem
Antera
dos animais permitindo assim seu
Conjunto
Conjunto
Estame
transporte.
Estilete
Pistilo
Além das flores e dos frutos,
Filete
outra característica exclusiva
Ovário
das angiospermas é a duplafecundação.
Ocorrendo
a
Conjunto
polinização (transporte do grão
Sépala
Cálice
Receptáculo
de pólen), cada grão de pólen
Pedúnculo
floral
forma dois gametas masculinos
Elementos de uma flor.
Disponível em: <http://freebsd.hpes.tpc.edu.tw>. Acesso em 20 dez. 2009.
(núcleos espermáticos) que serão
transportados, através do tubo
polínico, para o mesmo óvulo (estrutura da parte feminina da flor que contêm o gameta feminino). Um
dos gametas masculinos funde com o gameta feminino (oosfera) para formar o zigoto que, posteriormente,
dará origem ao embrião. O outro gameta masculino funde com outras duas células (núcleos polares) do
óvulo que apresenta a constituição genética igual a do gameta feminino. Dessa última fecundação, forma
o tecido triploide que será a reserva da semente (o endosperma). As sementes das gimnospermas também
apresentam tecido de reserva. No entanto, esse é formado pelo acúmulo de nutrientes em células do óvulo
(gametófito feminino) e não por uma fecundação. Além disso, o endosperma das angiospermas é triploide
enquanto o das gimnospermas é haploide.
Com toda diversidade e sua ampla distribuição geográfica, as angiospermas acabam afetando
profundamente nossas vidas. Em nossa alimentação, os grãos, frutos e verduras são produtos das
angiospermas. Nossas roupas dependem do algodão e do linho, fibras vegetais.
As próprias flores podem expressar nosso sentimento em relação à outra pessoa. Além de outras várias
utilizações das plantas desse grupo pelo homem.
É consenso entre os taxonomistas vegetais que as angiospermas é um grupo monofilético, sendo
formalmente chamado de Magnoliophyta ou Anthophyta. O que atualmente é muito discutido é a sua
divisão. Tradicionalmente as plantas com flores eram divididas em dois grupos: as monocotiledôneas e as
dicotiledôneas. Com novas informações, os sistematas ainda discutem em quantas classes as angiospermas
devem ser divididas. Por enquanto, as plantas frutíferas são divididas informalmente em três grupos:
monocotiledôneas (cana-de-açúcar, trigo e arroz), dicotiledôneas basais (fruta-do-conde e vitória-régia) e
eudicotiledôneas (feijão, soja e ervilha).
Gineceu
Androceu
10
Biologia – Identidade Funcional da Vida
11
A evolução das plantas
Saiba mais
Mesmo com as alterações na classificação das angiospermas, são vários os livros que
continuam a separá-las em monocotiledôneas e dicotiledôneas. Para isso, utilizam diversos
critérios.
CRITÉRIOS
MONOCOTILEDÔNEAS
Cotilédone
DICOTILEDÔNEAS
Cotilédones
Número de cotilédones
um cotilédone
dois cotilédones
Tipos de raiz
Raiz fasciculada
Raiz em cabeleira
Distribuição dos feixes
vasculares do caule
Distribuição irregular
Nervura
Distribuição regular
Nervura
Tipo de nervura das folhas
Folha paralelinérvea
Folha reticulinérvea
Flor trímera (elementos florais
múltiplos de 3)
Flor tetrâmera (elementos florais múltiplos
de 4) ou pentâmera (elementos florais
múltiplos de 5).
Número de elementos florais
Pela classificação mais recente as eudicotiledôneas é que herdaram as características das
dicotiledôneas.
Exercícios de sala
1
(UFRN) Em uma região de mata, um dos efeitos causados pela redução da quantidade de chuva é o
prejuízo à reprodução dos vegetais.
O grupo vegetal cuja reprodução é mais prejudicada pela redução da quantidade de chuva é o das
a) fanerógamas.
c) monocotiledôneas.
b) angiospermas.
d) briófitas.
Biologia – Identidade Funcional da Vida
12
A evolução das plantas
2
(FATEC-SP) Alguns estudantes fizeram as seguintes observações sobre as características de um grupo
de plantas:
I) Apresentam tecidos especializados para o transporte da seiva.
II) Possuem frutos e sementes.
III) Formam tubo polínico para a ocorrência da fecundação.
IV) Apresentam a fase esporofítica transitória.
Com relação a essas afirmações, pode-se afirmar que o pinheiro, a samambaia, o limoeiro e os
musgos apresentam, respectivamente, as seguintes características
a) III, IV, II e I.
c) II, III, IV e I.
e) I, III, IV e II.
b) I, II, III e IV.
d) III, I, II e IV.
3
(UCS-RS) Entre as plantas mais comuns em nosso meio, encontram-se os xaxins, as araucárias, as
gramíneas e as videiras. Com relação à sua classificação botânica, é correto afirmar que essas plantas
pertencem, respectivamente, aos grupos conhecidos como
a) briófitas, gimnospermas, pteridófitas, cicadófitas.
b) gimnospermas, pteridófitas, angiospermas, monocotiledôneas.
c) angiospermas, gimnospermas, poáceas, dicotiledôneas.
d) gimnospermas, pteridófitas, gramíneas, monocotiledôneas.
e) pteridófitas, gimnospermas, monocotiledôneas, dicotiledôneas.
4
(UFTM) A água não é mais necessária para que o gameta masculino alcance as oosferas. Ao invés
disso, os gametas masculinos são transportados até as oosferas por uma combinação de polinização e
formação do tubo polínico.
Evert Raven e Eichhorn. Biologia vegetal
O trecho caracteriza o que ocorre na reprodução encontrada nas
a) samambaias e nos musgos.
d) avencas e nas sequoias.
b) sequoias e nas hepáticas.
e) sequoias e nas gramíneas.
c) avencas e nas gramíneas.
5
(UNICAMP) O esquema abaixo representa o mais recente sistema de classificação do Reino Plantae.
Reino Plantae
Traqueófitas
Espermatófitas
briófitas
pteridófitas
gimnospermas
angiospermas
III
II
I
a) Os algarismos romanos representam a aquisição
de estruturas que permitiram a evolução das plantas.
Quais são as estruturas representadas por I, II e III?
Qual a função da estrutura representada em I?
b) A dupla fecundação é característica das
angiospermas. Em que consiste e quais os produtos
formados com a dupla fecundação?
________________________________
________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
Exercícios propostos
6
Alga
(UFRR) As sementes surgiram em um determinado momento da evolução das plantas, representado pelo
número 3 no diagrama de relações filogenéticas entre as algas e os principais grupos de plantas atuais.
Briófita
Pteridófita
Gimnosperma
Angiosperma
4
3
2
1
A que característica evolutiva, adquirida ao longo de
milhares de anos, correspondem, respectivamente, os
números 1, 2 e 4 ?
a) tecidos condutores, flor e fruto.
b) embrião, fruto e flor.
c) embrião, tecidos condutores e fruto.
d) alternância de gerações, fruto e flor.
e) alternância de geração, embrião e flor.
Biologia – Identidade Funcional da Vida
13
A evolução das plantas
7
(UNIMONTES) A história da evolução das
plantas está relacionada com a ocupação do
ambiente terrestre e, portanto, com o aumento
da independência da água. As primeiras
plantas a ocuparem o ambiente terrestre foram
as samambaias, licopódios, cavalinhas e
outras pteridófitas. Considerando as aquisições
ligadas à vida na Terra, as características abaixo
diferem das plantas avasculares, exceto:
a) Vasos lenhosos impregnados de lignina.
b) Ciclo de vida com alternância de gerações.
c) Geração esporofítica maior que a gametofítica.
d) Possibilidade de atingirem grande porte.
8
(UNIFOR) O quadro abaixo apresenta
características presentes (+) ou ausentes (−)
em três grupos de vegetais terrestres.
grupos de
vegetais
I
II
III
+
+
+
raízes
+
+
+
sementes
-
+
+
frutos
-
+
-
água para a fecundação
+
-
-
Características
vasos condutores
Os grupos I, II e III são, respectivamente,
a) gimnospermas, angiospermas e pteridófitas.
b) gimnospermas, pteridófitas e angiospermas.
c) pteridófitas, angiospermas e gimnospermas.
d) pteridófitas, gimnospermas e angiospermas.
e) angiospermas, pteridófitas e gimnospermas.
9
(UFSC) Os principais grupos vegetais (Briófitas,
Pteridófitas, Gimnospermas e Angiospermas)
apresentam em comum um ciclo de vida que
ocorre através de alternância de gerações
(metagênese), em que uma geração haplóide
alterna-se com outra diploide.
Com relação a este ciclo e considerando o
esquema abaixo, assinale a(s) proposição(ões)
correta(s).
Gametas
haplóides
01) O esquema representa um ciclo de vida
haplodiplobionte (ou haplonte-diplonte) típico
dos principais grupos de vegetais.
02) Os eventos que ocorrem em I e III do
esquema correspondem, respectivamente, à
meiose e à mitose.
04) Neste ciclo, o esporófito forma o gametófito
por reprodução assexuada e o gametófito forma
o esporófito por reprodução sexuada.
08) Nas gimnospermas e angiospermas, o
esporófito é originado pela fusão dos gametas
masculino e feminino que são, respectivamente,
o androceu e o gineceu.
16) Os eventos II e IV do esquema
correspondem, respectivamente, à fecundação
e à germinação.
32) Nas briófitas e pteridófitas, a fase
gametofítica é duradoura e evidente e a fase
esporofítica, ao contrário, é reduzida e pouco
evidente.
10 (UNESP) Um estudante recebeu nove cartões,
cada um apresentando uma característica ou o
nome de uma estrutura presente em diferentes
grupos de plantas.
1
Xilema
4
Rizoides
7
Endosperma
3n
Zigoto
diplóide
Gametófito
haplóide
Esporófito
diplóide
IV
III
Esporos
haplóides
3
Sementes
Cones
5
6
Gameta masculino
natante
Gameta masculino
não móvel
8
9
Alternância de
gerações
Anterozoides
Sua tarefa era formar dois grupos de
três cartões, de modo que no grupo I fossem
incluídos apenas cartões com características
ou estruturas encontradas em briófitas e, no
grupo II, apenas cartões com características ou
estruturas encontradas em angiospermas.
Assinale a alternativa que, no quadro,
apresenta
possibilidades
de
formar
corretamente os grupos I e II.
II
I
2
Grupo I - Briófitas Grupo II - Angiospermas
a)
3, 5 e 9
1, 2 e 4
b)
4, 5 e 7
1, 2 e 7
c)
3, 4 e 5
2, 6 e 8
d)
4, 5 e 9
4, 6 e 8
e)
4, 5 e 9
1, 2 e 7
Biologia – Identidade Funcional da Vida
14
Desenvolvimento das plantas: de uma semente a um organismo especializado em
realizar fotossíntese
2. DESENVOLVIMENTO
DAS PLANTAS: DE UMA SEMENTE A UM ORGANISMO
ESPECIALIZADO EM REALIZAR FOTOSSÍNTESE
Um dos mais belos espetáculos da natureza é o florescer de um ipê-amarelo. Esse acontecimento torna-se
ainda mais fascinante se considerarmos que uma árvore tão grandiosa, algumas com mais de 10 metros
de comprimento, tenha surgido do desenvolvimento de uma pequena semente de aproximadamente
3 cm.
A manutenção de uma planta depende da integração entre seus diferentes órgãos. As raízes servem
como estruturas de fixação e absorção de água para toda a planta. As folhas realizam fotossíntese
produzindo compostos orgânicos que também são distribuídos. O caule interliga os demais órgãos da
planta e sustentam as folhas.
Sendo as plantas a base da grande maioria das cadeias alimentares, é de suma importância conhecer o
seu desenvolvimento morfológico e fisiológico, para assim melhor manipulá-las e mantê-las para benefício
do ambiente e de nossa própria espécie.
2.1 Germinação: o desenvolvimento do embrião
A dispersão da semente de ipê-amarelo acontece através do vento,
sendo chamada de anemocoria. Caso a semente já esteja madura e
encontre condições adequadas, inicia-se a germinação, ou seja, a
retomada do crescimento e da diferenciação do embrião. Fatores como
água, gás oxigênio e temperatura interferem nesse processo.
O embrião, em uma semente madura, apresenta em uma das
extremidades um primórdio de raiz, chamado de radícula e o meristema
apical radicular. Na outra extremidade, encontra-se o caulículo,
o primórdio do caule, e o meristema apical caulinar. Inserido no
caulículo encontra-se o cotilédone.
A germinação é o desenvolvimento do
O caulículo ainda pode ser dividido em epicótilo, região acima da
embrião.
Disponível em: <www.cientic.com>. Acesso em inserção do cotilédone até o meristema apical caulinar, e hipocótilo,
28 maio 2007
região entre a inserção do cotilédone e a radícula. Toda a porção
acima da inserção do cotilédone, ou seja, o epicótilo mais o meristema apical caulinar, e algumas vezes
o primórdio de folhas, é chamada de plúmula. Nas gramíneas, a plúmula fica envolta por uma bainha
protetora chamada de coleóptilo.
Caulículo
Casca
Radícula
Plúmula
Endosperma
Cotilédones
Caulículo
Radícula
Cotilédones
Feijão
Casca
Casca
Pericarpo
do fruto
Cotilédone
Coleóptilo
Endosperma
Plúmula
Caulículo
Radícula
Mamona
Milho
Esquemas da semente do feijão, mamona e do grão de milho.
Amabis e Martho, Biologia dos Organismos, Volume II
Para que se inicie a germinação, é necessário que a semente absorva água. Esse processo, chamado de
embebição, é importante para que as células retomem o seu metabolismo mobilizando a utilização das
reservas nutritivas do endosperma. A embebição também é importante para o rompimento da casca,
permitindo, assim, o acesso ao oxigênio pelas células do embrião e a liberação da radícula para que possa
formar a raiz da planta. Antes do rompimento da casca da semente, as células do embrião obtêm energia
fermentando moléculas orgânicas das reservas nutritivas.
Biologia – Identidade Funcional da Vida
15
Desenvolvimento das plantas: de uma semente a um organismo especializado em
realizar fotossíntese
Com a germinação, o embrião inicia a formação da planta adulta. Sua radícula dará origem à raiz, o
caulículo dará origem ao caule, que, por sua vez, dará origem às folhas, e, caso seja uma angiosperma, às
flores e aos frutos.
2.2 A raiz é uma estrutura especializada em absorver do solo água e sais
minerais
O surgimento da raiz foi importantíssimo para que a planta conquistasse o ambiente terrestre. Através
dela, a planta pode absorver água e sais minerais do solo e fixar-se. Em algumas espécies, como na cenoura
e na beterraba, as raízes são diferenciadas em órgãos de reserva.
As raízes ainda sintetizam alguns hormônios (citocininas e giberelinas) que estimulam o crescimento e
o desenvolvimento da planta. Em algumas plantas, as raízes também sintetizam metabólicos secundários,
como, por exemplo, a nicotina, que a seguir é transportada para as folhas do fumo.
A raiz é dividida externamente em regiões
A extremidade da raiz é protegida por um capuz de células parenquimáticas vivas, chamado de coifa.
Esse capuz é importante para conservar a integridade do meristema apical radicular, um conjunto de
células responsáveis pela formação das células da raiz. Esse tecido, que é originado diretamente das células
embrionárias, é formado por células pequenas, de paredes celulares finas, núcleo central e volumoso,
pequenos vacúolos e com grande capacidade de sofrerem mitose. Os tecidos vegetais que apresentam
células com tais características são chamados meristemas.
Os meristemas que se originam diretamente do embrião ou diretamente de outro meristema são
chamados de meristemas primários. As células desses meristemas, depois de se dividirem, sofrem
diferenciação, tornando-se células especializadas e perdendo a capacidade de divisão. Algumas dessas
células especializadas podem passar por um processo chamado de desdiferenciação e readquirem a
capacidade mitótica, formando um outro tipo de meristema chamado de meristema secundário.
A região do meristema apical radicular, que é protegida pela coifa, é chamada de zona meristemática.
Nessa região, as sucessivas divisões de suas células formam outros três meristemas primários: a protoderma,
o meristema fundamental e o procâmbio.
À medida que as células do protoderma, do meristema fundamental e do procâmbio vão se diferenciando
e crescendo, esses tecidos vão formando, respectivamente, a epiderme, o córtex e o cilindro vascular. A
região da raiz onde ocorre a diferenciação e o crescimento das células é chamada de zona lisa ou de
alongamento. É fácil perceber que é nessa região em que a raiz apresenta maior taxa de crescimento.
A contínua diferenciação do tecido de revestimento da
raiz, a epiderme, promove o surgimento em suas células de
prolongamentos tubulares com paredes celulares delgadas,
aumentando a área de contato da raiz com solo. Esses
prolongamentos das células epidérmicas são chamados de
pelos absorventes, e como o próprio nome indica, sua função
é absorver água e sais minerais do solo. A região da raiz que
apresenta pelos absorventes e, consequentemente, onde ocorre
maior absorção de água, é chamada de zona pilífera.
Acima da zona pilífera é possível distinguir a zona de
ramificação ou suberosa. Nessa região, as células da epiderme
já perderam os pelos absorventes e a raiz começa a apresentar
raízes secundárias. Nas plantas que apresentam crescimento
secundário (ou crescimento em espessura), é nessa parte que
ela começa esse tipo de crescimento. Veremos mais adiante que
quando uma raiz apresenta crescimento secundário ela perde
seu revestimento primário, a epiderme, por um revestimento
Morfologia externa da raiz.
Disponível em: <http://campus.fortunecity.com/yale>. –
secundário, a periderme.
Zona de
Ramificação
Pelos
absorventes
Zona
pilífera
Zona de
crescimento
Zona
meristemática
coifa
Acesso em: 28 maio 2007.
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