Evolução da planta: origem - plantas modernas - Ciência - 2023

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o evolução da planta possivelmente começou com um grupo de água doce que lembra as algas verdes atuais e disso todos os grupos atuais se originaram: musgos, musgos, cavalinhas, samambaias, gimnospermas e angiospermas.

As plantas caracterizam-se por ser um grupo muito variado e com uma plasticidade notável. Do ponto de vista da biologia evolutiva, eles permitem o estudo de uma série importante de mecanismos e eventos únicos, por exemplo, a especiação por poliploidia em angiospermas.

Nesse processo evolutivo que deu origem a esse grupo monofilético, surgiram inovações como a parede celular constituída principalmente por celulose - um polímero formado por unidades repetitivas de glicose.

A consideração monofilética de plantas implica a incorporação inicial de cianobactérias, que deram origem a uma variedade de plastídios (incluindo cloroplastos, relacionados ao processo fotossintético) por eventos endossimbióticos. Este evento ocorreu no ancestral comum desta linhagem.

A multicelularidade (organismos com mais de uma célula) e a proliferação do meristema apical, um tipo de divisão celular assimétrica e retenção zigótica, também apareceram. No entanto, a inovação mais marcante das plantas foi colonizar o ambiente terrestre.

A seguir descreveremos alguns aspectos gerais da evolução das plantas e, em seguida, nos aprofundaremos na origem de cada grupo.

Mecanismos evolucionários

Os mecanismos evolutivos envolvidos na origem das plantas são os mesmos que geraram mudanças em outros grupos vivos: seleção natural e deriva genética ou genética.

A seleção natural darwiniana é um mecanismo de evolução que consiste no sucesso reprodutivo diferencial dos indivíduos. Quando as plantas possuíam certa característica hereditária (ou seja, passada de pais para filhos) e essa característica permitia que deixassem mais descendentes, essa morfologia aumentava na população.

O outro mecanismo é a deriva do gene, que consiste na variação aleatória ou estocástica das frequências dos alelos.

Da mesma forma, processos coevolucionários com animais tiveram um papel fundamental. Como polinização e dispersão de sementes em angiospermas.

Evolução dos planos do corpo da planta

A mudança nos planos corporais das plantas está relacionada a variações fundamentais ocorridas nas fases esporófita e gametófita. Os estudos realizados sugerem que a fase haplóide era anteriormente mais complexa.

No entanto, essa tendência sofreu uma reversão: o gametófito passou a ser a fase mais conspícua. Este fenômeno aumentou drasticamente a diversidade morfológica do Devoniano.

Períodos geológicos do aparecimento de cada grupo

O registro fóssil nos fornece uma fonte incrível de informações sobre a evolução de todos os organismos vivos, embora não seja perfeito e não seja completo.

As briófitas, organismos muito simples sem tecidos vasculares, são conhecidas desde o Ordoviciano.

Os estratos mais antigos consistem em estruturas muito simples de plantas vasculares. Mais tarde, no Devoniano e no Carbonífero, ocorreu uma imensa proliferação de samambaias, musgos, cavalinha e progimnospermas.

No Devoniano, surgiram as primeiras plantas com sementes. Assim, a flora mesozóica consistia principalmente de indivíduos que lembram gimnospermas. Finalmente, as angiospermas aparecem no Cretáceo.

Evolução de algas

As algas são o grupo mais primitivo. A eles corresponde a origem da primeira célula fotossintética devido a um evento de endossimbiose: uma célula ingeriu uma bactéria com capacidades fotossintéticas.

Essa tem sido uma explicação bastante aceita para a evolução dos cloroplastos e também se aplica às mitocôndrias.

Evolução de briófitas

Acredita-se que as briófitas sejam os primeiros organismos a divergir das algas. Eles correspondem ao primeiro grupo de plantas terrestres. Suas principais características são a ausência de um sistema radicular e um sistema vascular composto por xilema e floema.

As briófitas dominaram os ambientes pré-históricos durante os primeiros 100 milhões de anos desde a origem das plantas.

Evolução de plantas vasculares sem sementes

Plantas vasculares sem sementes

As plantas vasculares começaram a se diversificar no período Carbonífero, especificamente em plantas vasculares sem sementes.

Como as briófitas, os gametas nadadores das plantas sem sementes precisam de água para que ambas as células sexuais se encontrem. Por esse motivo, presume-se que as primeiras formas de plantas vasculares se limitavam a ambientes úmidos que favoreciam a reprodução.

Os fósseis e ancestrais das plantas vasculares datam de 420 milhões de anos. Os organismos foram caracterizados por um esporófito ramificado, independente da fase gametofítica para seu crescimento e desenvolvimento. Essas ramificações compensavam seu pequeno tamanho - raramente ultrapassavam os cinquenta centímetros.

Esse arranjo facilitou a produção de esporos e, portanto, aumentou a probabilidade de sobrevivência e reprodução.

O grupo mais primitivo de plantas vasculares são as espécies modernas de licófitas (musgos, selaginelas e samambaias ou isoetas). As licófitas se desenvolveram em pântanos e terrenos semelhantes, até que as formas gigantes foram extintas e as pequenas que observamos hoje.

Samambaias irradiam desde que se originaram no Devoniano, junto com seus parentes as caudas de cabelo e samambaias de escova.

Importância do tecido vascular e raízes

As plantas vasculares - como o nome indica - possuem tecido vascular, que é dividido em floema e xilema. Essas estruturas são responsáveis pela condução de sais e nutrientes por todo o corpo da planta.

A aquisição de um tecido lignificado permitiu que as plantas aumentassem de tamanho em relação às briófitas. Essas hastes evitavam tombamento e inclinação e podiam transportar nutrientes e água a alturas consideráveis.

As raízes, por outro lado, permitem que as plantas se fixem na superfície do solo, permitindo-lhes absorver água e nutrientes. As raízes também desempenham um papel fundamental para permitir que a planta alcance um tamanho maior. O sistema radicular observado nos fósseis é bastante semelhante ao atual.

A origem das raízes ainda não está clara na história evolutiva. Não se sabe se eles apareceram em um único evento no ancestral de todas as plantas vasculares, ou em eventos múltiplos - o que é conhecido como evolução convergente.

Evolução de plantas com sementes vasculares

No Carbonífero, as plantas se ramificam em dois grandes grupos de plantas com sementes: gimnospermas e angiospermas.

Evolução das gimnospermas

No início, as mudas eram uma reminiscência de uma samambaia. As gimnospermas são plantas sem flores, todas irradiadas dentro de um padrão muito semelhante. Os mais comuns hoje são pinheiros e ciprestes. Alguns dos espécimes mais antigos incluem ginkgos, cicadáceas e gnetales.

Evolução das plantas com flores: angiospermas

As plantas com flores, ou angiospermas, são um grupo de plantas que compõe a maioria das plantas que existem no planeta Terra. Hoje eles estão distribuídos em todos os lugares e incluem formas tão variadas quanto árvores, arbustos, gramados, campos de trigo e milho, e todas as plantas comuns que observamos com flores.

Para o pai da biologia evolutiva, Charles Darwin, o súbito aparecimento desse grupo representou um evento enigmático que se estendeu por uma distribuição imensa.

Atualmente, o grupo que deu origem às angiospermas é considerado algum grupo de gimnospermas primitivas: um organismo semelhante a um arbusto. Embora não haja candidato específico, suspeita-se de algumas formas de vida com características intermediárias entre os dois grupos, das eras Mesozóica e Paleozóica.

Historicamente, essa transformação foi aceita, pois é fácil imaginar a transformação de estruturas capazes de transportar óvulos (típicos das gimnospermas) em carpelos. Recentemente, não é mais comum buscar ativamente essas formas de transição.

Os primeiros fósseis de angiospermas (e outros vestígios, como grãos de pólen) datam de mais de 125 milhões de anos.

A flor

A inovação mais relevante das angiospermas é a estrutura floral. Especula-se que as flores primitivas possuíam a morfologia de uma magnólia atual, composta por diversos carpelos, estames e pedaços de perianto.

Em termos de estímulos visuais e olfativos, a flor representa um órgão atraente para os polinizadores. Eles podem ser vertebrados (como pássaros e morcegos) ou invertebrados (como abelhas, vespas ou moscas). A polinização representa uma vantagem óbvia para a planta: dispersa o pólen muito melhor do que o vento.

A polinização foi um evento selecionado, pois quanto mais animais visitavam as plantas, a produção de sementes também o fazia. Assim, qualquer mudança que tivesse aumentado positivamente as visitas instantaneamente oferecia uma grande vantagem seletiva para o indivíduo.

Por exemplo, as plantas com flores que, por uma certa mutação aleatória, começaram a secretar um nutriente que atraiu um polinizador, tiveram uma vantagem seletiva sobre seus pares que careciam dessa característica.

Além disso, a fruta também representa uma recompensa rica em energia ao animal que a consome. Após a digestão, o animal defeca e, assim, dispersa as sementes. Por exemplo, muitos pássaros e morcegos frugívoros desempenham um papel indispensável como dispersores de sementes nas florestas.

Referências

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