Biodiversidade e Ambiente I - FCULwebpages.fc.ul.pt/~maloucao/Aula 15BA.pdf · 11-05 Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006 Plantas com Flôr •O ciclo de vida das angiospérmicas

11-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006

Biodiversidade e Ambiente I

Capt IV - A evolução da vida na Terra


Plantas com Flôr

• O ciclo de vida das angiospérmicas• A microsporógenese. Grãos de pólen. Tipos de grão de pólen.• Estrutura do óvulo e formação do ovário.• Síndromas reprodutivos e sua evolução• Evolução do processo reprodutivo nas Angiospérmicas• Endosperma: diplóide e triplóide• Filogenia das Angiospérmicas• Diversidade de formas e de flores


0.01

Pleistocénico 1.8

5.3

23.8

33.7

54.8

65

144

206

248

290

354

Paleozóico 417

443

490

543

PreCâmbrico ~ 3500Arrefecimento do planeta. Massa

continental (Gondwana) equatorial. Baixa concentração de O2

Origem dos eucariotas. Cianobacterias. Origem da vida

Vida AnimalÉpoca

Miocénico

Pliocénico

Recente

Milhões de anos

Eventos climáticos e físicos Vida Vegetal /Tipo de paisagem

Quaternário

Cenozóico

Era Período

Flutuações climáticas frias a amenas. Quatro eventos glaciais

Origem da agricultura e melhoramento genético

Idade do Homem

Clima frio. Glaciação no Hemisfério N. Junção da América do N e do S

por elevação do PanamáFormação dos desertos

Grandes carnívoros. Hominídeos

Iniciam-se glaciações extensas no Hemisfério Sul

Grandes extensões de pastagens e redução das florestas

Herbívoros

OligocénicoSeparação da Amérca do Sul e

Antártida. Formação dos Alpes e Himalaias. Arrefecimento do clima

Especiação das AngiospérmicasPrimatas semelhantes a

macacos

Primeiros mamíferos insectívoros. Primatas.

EocénicoClima ameno a sub-tropical. Separação da Austrália e

Antártida. India colide com a Ásia.

Diversificação nas Angiospérmicas. Formam-se manchas de pastagens

Radiação dos mamíferos e aves.

Mesozóico

PaleocénicoClima ameno a frio.

Desaparecimento de mares continentais

Derivação nas Angiospérmicas. Polinização especializada.

Terciário

CretácicoClima húmido e quente. Nível do

mar alto. Separação da América e África

Primeiras Angiospérmicas. Gimnospérmicas

Extinção dos dinossáurios. Terceira radiação dos

insectos: especialização e diversificação

JurássicoClima quente. Deriva Atlântica. Mares anóxicos. Gondwana e

LaurasiaGimnospérmicas. Cicadáceas Idade dos dinossáurios.

Primeiros mamíferos e aves

Plantas com sementes. Progimnospérmicas

Idade dos répteis. Declínio dos anfíbios. Segunda radiação dos insectos

(metamorfoses)

Triássico

Arrefecimento do clima. Zonas acentuadamente áridas e montanhosas. Pangea no

Hemisfério Norte

Progimnospérmicas. Bennettitales Primeiros dinossáurios

Devónico

Câmbrico

Idade dos anfíbios. Primeiros réteis. Primeira radiação dos insectos (formação das asas).

Primeiras sementes. Primeiras folhas. Fetos arbóreos. Zonas

pantanosas.

Clima subtropical. Nível do mar alto. Formação de depósitos de

carvão.Início da fusão dos continentes.

Carbónico

Rhyniophyta. Grupos modernos de algas e fungos

Invasão dos primeiros artrópodes

Clima quente e seco. Continentes com alguma orogenia.

Diversificação das plantas vasculares sem sementes

Idade dos peixes, primeiros anfíbios e insectos

Ordovício

SilúricoAquecimento. Continentes sem

relevo. Fragmentação da Gondwana. CO2 baixo

PérmicoGlaciação extensa no Hemisfério

Sul. Continente no Hemisfério Sul. Orogenia dos apalacianos

Arrefecimento. Glaciação. Mares cobrindo os continentes. Nìvel do mar baixo. Concentração de O2

mais elevada. Diminuição de CO2

Invasão da Terra pelas plantas Diversificação dos moluscos

Clima quente e seco, CO2 elevadoDiversificação das algas. Primeiros

fungosDiversificação dos

invertebrados




Ciclo de vidadas

Angiospérmicas


Evolução dos síndromas reprodutivos- Gimnos e Angiospermicas

• A- reprodução mais rápida• B - gametófitos mais pequenos• C - sifonogamia (cel.

Espermática não móvel)• D - retenção alveolar• E - dupla fertilização• F - posterior redução do

gametófito feminino• G - especialização parcial dos

gametófitos• H - perda dos arquegónios• I - triploidia


Microsporogénese e grãos de pólentapetum


Núcleo do tubo

Núcleo generativo

Microgametófito/grão de pólen


Grãos de pólen

Fig. 19.15 raven + Fig 19.20


Grãos de pólen


Óvulo, ovário e flôr

EstileteEstigma

Ovário

Sépala

ReceptáculoPedicelo

Pépala

FileteAntera

Secção de corte

óvulo


Tipos deplacentação

Parietal

Axial

Central


Sacoembrionário


Sperm cells


Óvulo de Angiospérmica


Evolução do endosperma e dosíndroma reprodutivo

Non-/to cooperativeembryo pair from doublefertilization

Friedman, 1994, 1995, 2004

gametófito


Características evolutivas dosíndroma reprodutivo das

Angiospérmicas

Tricelular

7 cel., 8

nucleos

Triploide

Nuclear

Tricelular

7 cel., 8

nucleos

Triploide

Nuclear

Bicelular

7 cel., 8

nucleos

Triploide

Nuclear

Bicelular

4 cel., 4

nucleos

Diploide

celular

Bicelular

7 cel., 8

nucleos

Triploide

Nuclear ou

celular

Grão pólen

Gametófito fem.

Endosperma

Desenvol.

endosperma

Arabidopsisthaliana

Zea maysMaior parteAngiosp.

1ª Angiosp.(actual)

1ª Angiosp(20th sec)

Características

Friedman & Williams, 2004. Plant Cell 16: 119-132


GimnospérmicasGametófito feminino(milhares de células)

Gametófito feminino 4 células --- 4 núcleos

1ªs AngiospérmicasSimplificação, redução

de tamanho.

Síndroma reprodutivo

• Perda de arquegónios• Redução do nº célulasovulíferas• Eliminação do protalo

Dupla fertilização Endospermadiplóide

Gametófito feminino7 células --- 8 núcleos

AngiospérmicasDuplicação aparelho

reprodutor

Endospermatriplóide


Evolução do endosperma e dosíndroma reprodutivo

Friedman, 1994, 1995, 2004

1ªs Angiospérmicas

Dupla Fertilização ?..... talvez

Desenvolvimento modular do gametófito feminino

Endosperma diplóide/triplóide - homologiaembrionária ?


Duplicação modular

Friedman & Williams 2004


Duplicação modularANITA


Flores de angiospérmicasancestrais

Amborella trichopoda Nuphar polysepala Kadsura japonica

Friedman & Williams 2004


Filogenia das AngiospérmicasEvidências moleculares

Qui et al. . 1999


Filogenia das Angiospérmicas



MilhoFolhas carpelares

MilhoFolhas estaminais




Monocote

Dicot


Características derivadas Sec.XX

• Muitas flores, indefenidasem nº -

• O nº de peças floraiselevado. Arranjo emespiral .

• O ovário súpero passou aser ínfero e o periantopouco distinto em cálice ecorola.

• A simetria radial ouactinomórfica

• Poucas flores e em nº definido• O nº de peças florais reduzido.

O eixo floral encurtou-se. Fusãode peças florais.

• O ovário ínfero e o periantotornou-se distinto em cálice ecorola.

• A simetria irregular ouzigomórfica


Que características das plantasancestrais ? Sec. XXI

• Estudos moleculares• Estudos fisiológicos• Estudos ecológicos• Observação e caracterização de fósseis• Avaliação dos factores abióticos e bióticos

árvore ou herbáceaterrestre ou aquática

????


Conceitos a reter• Passos evolutivos na reprodução entre as gimnos e as

angiospérmicas• Estrutura do microgametófito e do óvulo e sua comparação

com o das gimnospérmicas.• A dupla fertilização nas Gnetophyta e nas Angiospérmicas

e o seu significado evolutivo.• O que é o desenvolvimento modular e como se explica a

evolução do endosperma de diplóide para triplóide• O que é uma flôr e quais as suas principais partes ?• Que tipo de variações existem na estrutura da flôr. A

diversidade de flores• As principais diferenças entre monocot e dicot.


Referências

• Raven, Biology of Plants - Angiosperms Capt. 19• Mauseth, Botany - Angiosperms, Capt 25• Friedman & Williams 2004. The Plant Cell 16: 119-132.• Friedman. 1995. Proc. Natl. Acad. Sci. 92: 3913-3917.• Williams & Friedman. 2002. Nature 415: 522-526.

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