EVOLUÇÃO DAS PLANTAS TERRESTRES E PROBLEMAS SURGIDOS NA TRANSIÇÃO DO AMBIENTE AQUÁTICO PARA O AMBIENTE TERRESTRE

EVOLUÇÃO DAS PLANTAS TERRESTRES

Coluna geológica mostrando os grupos de organismos já estudados nessa cadeira. Note a história geológica das plantas e o tempo que elas estão presentes no registro fóssil.

Enquanto estuda esse diagrama pense sobre que problemas os vegetais tiveram que enfrentar para deixar a água e conquistarem o ambiente terrestre. Na água a temperatura é mais estável, não há perigo da radiação esterilizante (UVa e UVb), nem há perigo de proteger-se contra a desidratação, o alimento esta disponível por todos os lados e não há necessidade de transportar os nutrientes pois cada célula pode absorver do meio o que esta necessitando para fazer fotossíntese; os gametas podem ser lançados na água sem perigo de desidratarem. Assim, as plantas necessitaram adaptar-se para enfrentar esse novo ambiente (terrestre) que é um meio seco, não aquático, com pouca água na maior parte do tempo, e com grande amplitude térmica ao longo do dia e ao longo do ano.

PROBLEMAS ENFRENTADOS PELAS PLANTAS: ADAPTAÇÕES DOS VEGETAIS À VIDA TERRESTRE

1) Obtenção de água e prevenção da desidratação

2) Transporte de água e nutrientes do solo para as folhas, tecidos aéreos.

3) Trocas gasosas (por muito tempo exigiu superfícies úmidas)

4) Variação térmica diária e sazonal

5) Gravidade

6) Reprodução: os gametas necessitam de ambiente aquoso para se deslocarem uma vez que são flagelados.

Assim, por milhões de anos as algas permaneceram na água (salgada ou doce) sem ter necessidade de explorarem novos ambientes. Entretanto, por volta de 570 a 440 milhões de anos atrás, as algas empreenderam um caminho em direção à terra firme. Para isso muitas adaptações surgiram e as mais bem adaptadas e melhores sobreviveram e deixaram descendentes.

Dentre as adaptações que podemos observar nas plantas para enfrentar o meio terrestre estão:

1. Cutícula

cobertura de cera dos talos, folhas e caules que impede ou minimiza a perda de água.

2. Estômatos

aberturas na superfície corporal por onde se realizam as trocas gasosas, cuja abertura e fechamento podem ser reguladas, evitando assim, a excessiva perda de água pelo vegetal.

3. Tecidos verdadeiros

Tecidos como:

Meristema apical - responsável pela produção dos outros tecidos e pelo crescimento

Esclerênquima - tecido de sustentação

Parênquima - tecido de preenchimento e armazenamento, além dos

vasos condutores de seiva (Xilena e Floema),

Xilema - transporte de seiva bruta (água e sais) das raízes onde são absorvidos para as folhas, onde ocorre a fotossíntese;

Floema - transporte da seiva elaborada (fotossintatos) das folhas para todo o corpo da planta, além de

Órgãos como: raízes verdadeiras e caules reforçados (com Lignina) e folhas.

As raízes mantém o vegetal fixo ao solo e absorvem água e sais minerais; os vasos condutores transportam água e nutrientes minerais para toda planta e os nutrientes orgânicos sintetizados nas partes verdes (fotossintatos) são transportados para todo o corpo da planta.

Tecidos de sustentação (esclerênquima) resistente para enfrentar a gravidade do planeta e manter o crescimento vertical. As folhas são expansões de tecido parenquimático especializado em realizar fotossíntese, sintetizando todas as substâncias orgânicas de que a planta necessita para sobreviver e se reproduzir.

4. Gametas, Esporos e Sementes

Como as plantas são fixas ao solo necessitam de uma estratégia de dispersão de seus gametas e zigotos. Essas estruturas (esporos e sementes) são especializadas na dispersão e colonização de novos ambientes. Há também a necessidade de proteção dos gametas (que devem ser mantidos úmidos dentro dos tecidos vegetais).

METAGÊNESE EM METÁFITAS

CICLO DE VIDA DAS PLANTAS

METAGÊNES OU ALTERNÂNCIA DE GERAÇÕES 

(CICLO HAPLODIPLOBIÔNTICO)

Reprodução através de Metagênese em todos as divisões do clado embriofita

Metagênese em Metáfita (Plantae)

AULA PRÁTICA (REDENÇÃO E LABORATÓRIO DE BIOLOGIA)


1) COLETAR UMA PLANTINHA DE ANTOCEROFITA OU MUSCI (BRIOFITA)
2) FAÇA UM ESQUEMA DE SUAS PARTES (USE O MICROSCÓPIO NO LAB. BIO
3) DESCREVA TODO O CICLO DE VIDA (METAGÊNESE) DE UMA BRIÓFITA, EM DETALHE INDIQUE E EXPLIQUE ONDE OCORREM NO CICLO :
a) A PRODUÇÃO DE GAMETAS (MASCULINOS E FEMININOS)
b) DO EMBRIÃO, LOCAL ONDE O ENBRIÃO É FORMADO,
c) QUEM O ALIMENTA E A PLOIDIA (QUANTIDADE DE DNA) DE CADA ESTRUTURA. FORNEÇA DETALHES DE TODO O PROCESSO.

CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS METÁFITAS

Características das plantas

Segundo Raven et al. (1992) as plantas verdes são definidas como o conjunto de organismos fotossintéticos que:

1) Apresentam clorofia a e b,

2) Armazenam os produtos da fotossíntese na forma de amido dentro do cloroplasto (onde é produzido),

3) Apresentam embrião multicelular, (maciço, sem cavidades),
4) Apresentam Matrotrotrofia, i.e., embrião retido no arquegõnio e nutrido pelo gametófito feminino

5) Apresentam beta caroteno e

6) Apresentam parede celular com reforço de celulose. 

7) Esporo com esporopolenina

Bibliografia

http://www-plb.ucdavis.edu/courses/bis/1c/text/Chapter22nf.pdf (visitado em março de 2018).

https://planetabiologia.com/reino-plantae-resumo-caracteristicas-classificacao-dos-vegetais/ (visitado em março 2019).

ANEXOS EMBRIONÁRIOS II - VITELO E ALANTÓIDE

ANEXOS EMBRIONÁRIOS

VITELO

O vitelo (do Latim: vitellus = gema do ovo) é uma bolsa revestida por membrana que acumula reserva. O saco vitelínico é responsável pelo armazenamento de nutrientes, como lipoproteínas, vitaminas e colesterol. É o primeiro anexo embrionário que surge e está presente em peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Nos répteis e nas aves o saco vitelínico é bem desenvolvido. Enquanto que nos mamíferos é reduzido uma vez que a fecundação e o desenvolvimento é dentro do corpo da mãe, e a placenta nesse caso é responsável pela nutrição do embrião, e também pela produção de hemácias (eritrócitos = células vermelhas do sangue) nos primeiros estágios da vida.

ALANTÓIDE

É uma pequena bolsa ricamente vascularizada, encontrada apenas em répteis, aves e mamíferos monotremados (que colocam ovos = Equidna e Ornitorrinco). Origina-se de uma evaginação do intestino primitivo.
Apresenta as seguintes funções:
1) em répteis e aves - armazenar os resíduos nitrogenados formados pelo embrião durante o desenvolvimento,
2) promover as trocas gasosas do embrião com o meio, e
3) promover a absorção do cálcio da casca do ovo para a formação do esqueleto. A descalcificação da casca facilita seu rompimento no momento da eclosão do filhote.

Nos mamíferos, isso não ocorre, pois o alantóide junta-se com o saco ou vesícula vitelínica, formando o cordão umbilical, que elimina as excretas nitrogenadas do sangue do embrião para o sangue da mãe através da placenta.

Nos mamíferos, os vasos sanguíneos do alantóide auxiliam na formação da placenta.

Os répteis, as aves e os mamíferos são amniotas e alantoidianos, por formarem âmnion e alantóide. Os peixes e os anfíbios são anamniotas e analantoidianos, por não formarem âmnion nem alantóide, pois seu desenvolvimento é na água e seus resíduos tóxicos podem ser liberados diretamente no meio ambiente.

ANEXOS EMBRIONÁRIOS - ÂMNIO, CÓRION, VITELO E ALANTÓIDE

ANEXOS EMBRIONÁRIOS

ÂMNIO

âmnio (do Latin amnion: membrana ao redor do feto; e do Grego:  ἀμνίον água corrente, pote onde o sangue das vitimas (animais) era coletado. O âmnio é uma bolsa ou cavidade em forma de saco repleta de líquido amniótico, onde o embrião permanece até o nascimento. O âmnio  tem uma função protetora, permitindo que o embrião se desenvolva num ambiente úmido e evitando a perda de água pelo embrião. Além disso, o âmnio protege o embrião, amortecendo os choques mecânicos e aderência, alem disso, pode evitar variações de temperatura. Na evolução dos vertebrados os répteis foram os primeiros amniotas o que lhes permitiu a conquista definitiva do ambiente terrestre.

CÓRION

O cório ou córion (do Grego: χόριον) é a membrana extra-embrionária que existe durante a gravidez. Apresenta duas camadas: 1) camada externa chamada de trofoblasto (do grego: trophos de trephein: alimentar + blastos: germinar) que é formada por duas outras camadas (o citotrofoblasto e o sinciciotrofoblasto); e 2) uma camada interna formada pelo mesoderma somático. O córion é o revestimento externo do embrião e que confere proteção mecânica, proteção térmica e contra a entrada de microorganismos.

VITELO

O vitelo (do Latim: vitellus, vitellum = gema do ovo) é uma bolsa revestida por membrana que acumula reserva. O saco vitelínico é responsável pelo armazenamento de nutrientes, como lipoproteínas, vitaminas, ácidos graxos e colesterol. É o primeiro anexo embrionário que surge e está presente em peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Nos répteis e nas aves o saco vitelínico é bem desenvolvido. Enquanto que nos mamíferos é reduzido uma vez que a fecundação e o desenvolvimento é dentro do corpo da mãe, e a placenta nesse caso é responsável pela nutrição do embrião, e também pela produção de hemácias (eritrócitos = células vermelhas do sangue) nos primeiros estágios da vida. Nos répteis e aves o vitelo (gema do ovo) contem aproximadamente 60 calorias (três vezes mais do que a clara). Um ovo grande, pode conter: 2,7 g de proteínas, 210 mg de colesterol, 0,61 g de carboidratos e 4,5 g de gordura total. Vitaminas A, D, E e K (solúveis na gordura), sendo um dos raros alimentos que contém vita D. 

ALANTOIDE

É uma pequena bolsa em formato de salsicha (do grego: αλλαντοΐδα, allantoida, allantoides, pequena salsicha) ricamente vascularizada, encontrada apenas em répteis, aves e mamíferos monotremados (que colocam ovos = Equidna e Ornitorrinco). 
O alantóide Origina-se de uma evaginação do intestino primitivo.
Apresenta as seguintes funções:
1) em répteis e aves - armazenar os resíduos nitrogenados formados pelo embrião durante o desenvolvimento.
2) promover as trocas gasosas do embrião com o meio
3) promover a absorção do cálcio da casca do ovo para a formação do esqueleto. A descalcificação da casca facilita seu rompimento no momento da eclosão do filhote.
Nos demais mamíferos (marsupiais e placentários), isso não ocorre, pois o alantoide junta-se com o saco ou vesícula vitelínica, formando o cordão umbilical, que elimina as excretas nitrogenadas do sangue do embrião para o sangue da mãe através da placenta. Nesses mamíferos, os vasos sanguíneos do alantoide auxiliam na formação da placenta.
Os répteis, as aves e os mamíferos são amniotas e alantoidianos, por formarem âmnion e alantóide. Os peixes e os anfíbios, por sua vez, são anamniotas (sem âmnio)  e analantoidianos (sem alantoide), por não formarem âmnion nem alantóide, pois seu desenvolvimento se dá na água e os resíduos tóxicos de seu desenvolvimento podem ser liberados diretamente no meio (água).

MAIS SOBRE O VOO DAS AVES

Adaptações para o voo

Vantagens do vôo

1- Acesso a alimentos no ar (insetos voadores), flores e frutos na copa de árvores ou localizar o alimento do de cima (roedores e peixes) e capturá-los sem que eles consigam escapar.

2- Maior eficiência e rapidez na procura de alimento e abrigo e fuga de predadores.

3- Migração para áreas mais favoráveis em busca de alimento e melhores condições climáticas (como ilhas, monhtanas...)

4- Dispersão a longa distância ou através de barreiras geográficas (povoar áreas antes inacessíveis ou difíceis por terra).

Requisitos para voar

1- Gerar com seus músculos ou a partir do ambiente uma força ascendente tal que contrabalanceie a força da gravidade.

2- Reduzir a resistência do meio, principalmente em vôos longos e rápidos.

3- Gerar força de impulso em várias velocidades e às vezes em espaços limitados.

4- Conservar a estabilidade, manobrar, frear e aterrissar de acordo com as necessidades.

5- Produção de força por um organismo reduzido.

6- Firmeza do tronco, costelas e asas durante o voo.

7- Produção e utilização eficiente da potência para o voo.

8- Possuir olhos adaptados e com boa acomodação visual (para manter o foco mesmo em velocidades elevadas).

VOO: ESTRUTURA E TIPOS DE PENAS

Estrutura e tipo de penas

(Atividade em casa usando a internet pesquise sobre os tipos de penas das aves)

Fonte:
http://aves.forumeiros.com/search.forum?search_author=Admin&show_results=posts

CLASSE REPTILIA

Classe REPTILIA

Uma nova espécie de crocodiliano do Período Cretáceo (de cerca de 145,5 milhões a 65,5 milhões de anos atrás) foi descoberta no sudoeste da Tanzânia, com pernas mais finas e dentes que até então eram considerados exclusivos de mamíferos.

Os crocodilianos formam uma ordem de répteis aquáticos e ovíparos, que inclui os crocodilos, jacarés e o gavial, e são encontrados especialmente em regiões tropicais do mundo. Os crocodiliformes do Cretáceo, chamados de notossúquios, eram parentes distantes dos crocodilos e jacarés modernos.

Os notossúquios, que viviam nas massas terrestres do supercontinente Gondwana, tinham um nível de diversidade tanto morfológica como ecológica muito maior do que a encontrada nos atuais crocodilos. Um exemplo está na boca: em vez de fileiras de caninos cônicos e iguais, seus dentes eram divididos em tipos especializados em morder e em outros feitos para esmagar.

A descoberta da nova espécie, cujo fóssil foi encontrado em rochas de 105 milhões de anos, foi publicada na edição desta quinta-feira (5/8) da revista Nature.

Segundo Patrick O’Connor, do Ohio University College of Osteopathic Medicine, e colegas, na espécie, denominada Pakasuchus kapilimai, as fileiras superior e inferior de dentes entravam em contato de modo semelhante ao que até hoje havia sido observado apenas em mamíferos.

O animal também tinha o tamanho aproximado de um gato doméstico e era mais magro do que os crocodilianos atuais. Possuía ainda um pescoço flexível. Apesar das características inusitadas para a ordem, os cientistas afirmam que se tratava de um crocodiliforme.

A dentição mais complexa indica uma capacidade de processar alimentos que os crocodilos atuais – que simplesmente mordem e engolem – não possuem, mas os mamíferos sim.

De acordo com o estudo, o Pakasuchus kapilimai e outros notossúquios podem ter ocupado nichos ecológicos na Gondwana (supercontinente ao sul) que correspondiam aos preenchidos por mamíferos no hemisfério Norte.

“Um número de características dessa nova espécie – incluindo a redução no número de dentes e uma dentição especializada e similar à divisão em caninos, premolares e molares – é muito semelhante a características que foram críticas durante o curso da evolução dos mamíferos do Mesozóico para o Cenozóico”, disse O’Connor.

O artigo The evolution of mammal-like crocodyliforms in the Cretaceous Period of Gondwana Patrick M. O’Connor e outros, pode ser lido por assinantes da Nature em www.nature.com.

Fonte:
http://noticias.uol.com.br/ultnot/cienciaesaude/ultimas-noticias/2010/08/05/crocodiliano-do-periodo-cretaceo-lembra-mamifero-mostra-estudo.jhtm

AVES: ADAPTAÇÕES PARA O VOO

AVES: ADAPTAÇÕES PARA O VOO

AS ADAPTAÇÕES PARA O VOO ESTÃO
RELACIONADAS A DUAS LINHAS PRINCIPAIS

1) FORMATO AERODINÂMICO

2) REDUÇÃO DO PESO CORPORAL

A maioria das aves esteja adaptada ao vôo, todavia existem algumas exceções. O pingüim, por exemplo, não voa, mas pode nadar e mergulhar. Já o avestruz pode caminhar e correr.

As aves surgiram durante a Era Mesozóica, cerca de 150 milhões de anos atrás. Acredita-se que elas tenham evoluído de répteis bípedes aparentados aos dinossauros. O registro mais antigo de uma ave é o fóssil da espécie Archaeopteryx lithografica. Embora o Archaeopteryx possuísse penas, ele também apresentava outras características, como uma longa cauda e ossos compactos, mais semelhantes aos répteis do que às aves atuais.

Adaptações para o vôo

As aves possuem diversas adaptações para o vôo que estão relacionadas ao formato aerodinâmico e à redução do peso do corpo. A presença de membros anteriores, transformados em asas, e de penas são algumas dessas adaptações. A pena é uma estrutura leve, mas ao mesmo tempo flexível e resistente. Além de atuar no vôo, é também um importante isolante térmico.

O isolamento térmico fornecido pelas penas foi essencial para o surgimento da endotermia nas aves. Isso permitiu que o calor produzido pela alta taxa metabólica desses animais não se dissipasse para o ambiente externo. Esse isolamento também protege as aves da perda de calor gerada pela passagem do ar pelo corpo durante o vôo.

Muitos dos ossos das aves são pneumáticos. Isso significa que o seu interior é oco, o que os torna mais leves. No interior dos ossos pneumáticos existem extensões do pulmão chamadas de sacos aéreos. Os sacos aéreos contribuem para a redução da densidade das aves, além de promoverem a refrigeração interna e atuarem nas trocas gasosas durante a respiração.

Outras características que contribuem para a redução do peso são: ausência de dentes, ausência de bexiga urinária e atrofia das gônadas fora da época reprodutiva. Além disso, as fêmeas geralmente só possuem um ovário.

O osso que une as costelas na região ventral, o esterno, apresenta uma projeção chamada de quilha. A quilha é o ponto de inserção dos fortes músculos peitorais, responsáveis pelo batimento das asas.

Digestão e excreção

A ausência de dentes impede que as aves triturem o alimento na boca, antes de engolir. Esta função é assumida pela moela, uma região do estômago cujas paredes são dotadas de músculos fortes. Na moela os alimentos são triturados e esmagados, ou seja, é realizada a digestão mecânica. Algumas espécies armazenam pedrinhas na moela, que aumentam o atrito e auxiliam na trituração do alimento.

Muitas espécies possuem um papo. O papo corresponde a uma dilatação da porção posterior do esôfago e serve para armazenar, temporariamente, o alimento coletado. Quando estão com filhotes, as aves podem armazenar alimento no papo para transportá-lo até o ninho e alimentar a prole.

As aves, assim como a maioria dos répteis, excretam ácido úrico, uma substância nitrogenada que é insolúvel em água. As excretas são eliminadas na forma de uma pasta branca junto com as fezes, que possuem coloração escura.

Reprodução

A fecundação das aves é interna e, assim como os répteis, elas possuem um ovo terrestre com uma casca protetora externa. Internamente, encontram-se os anexos embrionários (âmnio, cório, alantóide e saco vitelínico).

As aves são animais ovíparos, ou seja, botam ovos que completam seu desenvolvimento fora do corpo materno. Isso contribui para a redução do peso da fêmea, pois ela não carrega o ovo ou o embrião dentro de seu corpo, como na ovoviviparidade e na viviparidade.

As aves chocam os ovos e cuidam dos filhotes após o nascimento. Este comportamento de cuidado com a prole é chamado de cuidado parental. Em muitas espécies tanto a fêmea quanto o macho realizam esta atividade.

Órgãos dos sentidos

As aves possuem a visão e a audição bem desenvolvidas. Esses sentidos são essenciais para um deslocamento eficiente no ar, durante o vôo. Já o olfato é pouco desenvolvido na maioria das espécies.

A produção de sons é realizada através de uma estrutura situada na base da traquéia, a siringe. A vocalização possui uma grande importância na comunicação das aves, sendo uma característica particular de cada espécie. A vocalização surge para a informação do estado do individuo para chamar atenção do bando e dos filhotes e para a corte e cópula (reprodução).

Fonte:
http://educacao.uol.com.br/ciencias/aves-penas.jhtm

AVES: TETRÁPODES VOADORES

CLASSE: AVES

CARACTERÍSTICAS GERAIS DAS AVES

1. Endotermia ou Homeotermia - o corpo apresenta temperatura constante (não varia com o ambiente).

2. Desenvolvimento de penas - isolamento térmico (forma um colchão de ar que isola o corpo do meio externo), auxiliam no voo e impedem que a água da chuva alcance a pele da ave. (As penas são impermeabilizadas com óleo proveniente da glândula uropigiana).

3. Desenvolvimento de ossos pneumáticos. Os ossos das aves desenvolveram câmaras internas que se comunicam com os sacos aéreos, tornando o esqueleto das aves mais leve, todavia muito resistente para suportar as fortes tensões geradas durante o voo.

4. Desenvolvimento de um sistema de sacos aéreos (diminuição do peso e da densidade) , facilitando alçar voo rapidamente, e aumentando a oxigenação do sangue.

6. Osso esterno se se expande para suportar grandes músculos peitorais, esse músculo gera enorme força durante o voo. O osso esterno adquire a forma de quilha (ou carena) para a inserção dos músculos peitorais adaptados ao voo, alem disso, auxilia na forma aerodinâmica da ave.

8. Desaparecimento da bexiga urinária, urina pastosa ou sólida (redução do peso).

9. Perdas dos dentes, mandíbula e maxilar transformado em bico (redução do peso) e auxílio na aerodinâmica.

10. Cuidado parental - os pais se revesam no cuidado com a prole, chocando os ovos e alimentando os filhotes até que estejam aptos a voarem e sobreviverem sozinhos no ambiente.

VOCE PODE QUERER DAR UMA LIDA NOS TEXTOS DESSES LINK:

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos3/bioaves2.php

http://aves.forumeiros.com/search.forum?search_author=Admin&show_results=posts

(Site muito bom com inúmeras fotos de aves e boa explicação sobre o voo)

http://educacao.uol.com.br/ciencias/ult1698u55.jhtm

http://educacao.uol.com.br/ciencias/aves-penas.jhtm