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10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006

Biodiversidade e Ambiente I

Capt III - II. A evolução da vida“vegetal” na água: as algas


A evolução da vida “vegetal” naágua: as algas

• Características diagnosticantes• Papel das algas para o homem• Características diagnosticantes• Feófitas• Rodófitas


Características diagnosticantesdas Algas

- Natureza dos pigmentos- Natureza das substâncias de reserva- Composição da parede celular- Presença e número de flagelos- Habitat


Características das “algas” Divisão Nome

Vulgar Pigmentos Substâncias de

Reserva “Parede celular” Habitat

Cyanophyta cianobactérias clorofila a, ficobilinas, caroteno, várias xantofilas

grânulos cianoficina grânulos de

volutina

semelhante às bactéria Gram -

a.d.; a.s.; a.m.; t; a;

Procariotas

Proclorophyta proclorófita clorofila a, b, caroteno, xantofilas (zeaxantina)

grânulos cianoficina

grânulos de glicerol

semelhante às bactéria Gram -

a.d.; a.m.

Euglenophyta clorofila a e b, caroteno, pequena quantidade de

xantofilas

paramilo ausente, a.d.(Principalmente); a.m.

Cryptophyta criptomonas Nenhumas ou clorofilas a e c, ficobilinas, , carotenos

amido Não tem parede celular, placas proteicas

a.d; am

Haptophyta clorofilas a e c, ficobilinas, , carotenos, algumas

xantofilas

crisolaminarina Celulose ou material organico calcificado

a.d.; a.m .(principalmente);

Bacillariophyta diatomáceas Nenhumas ou clorofilas a e c, caroteno , fucoxantina

crisolaminarina silica a.d; am ASP

Chrysophyta algas douradas clorofilas a e c, carotenóides fucoxantina

crisolaminarina sílica, celulose, mucilagens

a.d.; a.m (poucas)

Dinophyta dinoflagelados clorofila a e c, caroteno, peridinin

amido lípidos

mucilagens, celulose ou ausente

a.d.; a.m .(principalmente);

HABs, FANs Eucariotas Chlorophyta algas verdes clorofila a e b. , carotenos.

Xantofilas (raras) amido

gotas lipídicas celulósica, celulosico-

peptídica a.d.; a.s.; a.m

(principalmente) Phaeophyta algas

castanhas clorofila a e c .

caroteno xantofilas-fucoxantina

manitol laminarina

celulose, ácido alginico, mucopolisacarideos

a.s.; a.m. (maioria)

Rhodophyta algas vermelhas

clorofila a e d ficocianina, ficoeritrina

amido florídeo (não cora com lugol)

celulose, xilano, pectina a.s.; a.m. (maioria);

a.d. - águas doces, a.s. - águas salobras; a.m. - águas marinhas; t - terrestres; a - água


Feófitas

•Cerca de 1500 sp.•Marinhas, a grande maioria deáguas frias•Clorofila a, c e fucoxantina•Parede celulósica rica em alginato•Armazena laminarina•Estrutura talosa


Féofitas

• Estruturacomplexa• Tecido tipo floema• Placas crivosas ezonas de calose


Rodófitas

Coralinas

Estrutura filamentosa

Cerca de 4000 sps - 3900 marinhasClorofila a e d, ficobilinas - amido florídeo como substância de reservaParede celular celulósica rica em galactanos, agar e carragina


Rodófitas

Coralinas Chondrus


Rodófitas

Crescimento filamentoso com ramos laterais Ligações entre células - pontuações que se estabelecem entre as células


Clorófitas


Divisão celularnas Clorófitas

Classe ChlorophyceaeFuso mitótico não persistente -presença de ficoplasto

Classe CharaphyceaeFuso mitótico persistente

presença de fragmoplastosemelhante ao das plantassuperiores


Cap. IV. A invasão da Terra

• As adaptações ao meio terrestre• O factor solo e as alterações do clima• A deriva dos continentes e a orogenia

como fenómenos importantes naevolução

• Comparação entre vida na água e naterra


Evolução daatmosfera


Sea Changes in the Sediments

Des Marais (2005).Nature 437: 826-827


A colonização do meio terrestre

• Níveis elevados de CO2 devem ter contribuidopara a formação do solo

• Produtividades mais elevadas

• Precipitações ácidas• Fauna do solo


The evolution of plants


Paleozóico

Eventos climáticos e físicos

Vida Vegetal /Tipo de paisagem Vida Animal

290

Era Período Época Milhões de anos

CâmbricoClima quente e seco,

C O2 elevado

Diversificação das algas. Primeiros

fungos

Diversificação dos invertebrados

543

Ordovício

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

490

Silúrico

Aquecimento. Continentes sem

relevo. Fragmentação da

Gondwana. CO2

Rhyniophyta. Grupos modernos de algas e

fungos

Invasão dos primeiros artrópodes

443

DevónicoClima quente e seco.

Continentes com alguma orogenia.

Diversificação das plantas vasculares

sem sementes

Idade dos peixes, primeiros anfíbios e

insectos

417

Carbónico

Clima subtropical. Nível do mar alto.

Formação de depósitos de

carvão.Início da fusão dos

continentes.

Primeiras sementes. Primeiras folhas. Fetos arbóreos.

Zonas pantanosas.

Idade dos anfíbios. Primeiros réteis. Primeira radiação

dos insectos (formação das asas).

354

Pérmico

Glaciação extensa no Hemisfério Sul. Continente no Hemisfério Sul. Orogenia dos apalacianos

Plantas com sementes.

Progimnospérmicas

Idade dos répteis. Declínio dos anfíbios.

Segunda radiação dos insectos

(metamorfoses)


Comparação da vida nos 2meios

Água• Meio de suporte• Água disponível em

todas as células• O2 e CO2 dissolvidos

na água• Fotossíntese em todas

as células• Limitação - luz

Terra• Meio sem suporte• Água e minerais só no

substrato• O2 e CO2 facilmente

acessível• Fotossíntese só nas

superfícies expostas• Limitação - água


Ciclo de vida


Adaptações ao meio terrestre

Silúrico ≈ 450 - 443 MAEsporopolenina

Silúrico Final ≈ 420 -417 MAMegafósseis

Devónico ≈ 415 - 300 MAMegafósseis

Eutraqueófitos

Eotraqueófitos

Eoembriófitos

Kenrick & Crane (1997). Nature 389:33-49


Adaptações ao meio terrestre

• Órgãos sexuais

• Superfícies com trocas gasosas• Impermeabilização da superfície• Presença de estomas• Tecidos condutores

• Redução dramática do gametófito - forma• Aumento da complexidade do esporófito


• Rizóides ou raízes


Paleozóico

Eventos climáticos e físicos

Vida Vegetal /Tipo de paisagem Vida Animal

290

Era Período Época Milhões de anos

CâmbricoClima quente e seco,

C O2 elevado

Diversificação das algas. Primeiros

fungos

Diversificação dos invertebrados

543

Ordovício

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

490

Silúrico

Aquecimento. Continentes sem

relevo. Fragmentação da

Gondwana. CO2

Rhyniophyta. Grupos modernos de algas e

fungos

Invasão dos primeiros artrópodes

443

DevónicoClima quente e seco.

Continentes com alguma orogenia.

Diversificação das plantas vasculares

sem sementes

Idade dos peixes, primeiros anfíbios e

insectos

417

Carbónico

Clima subtropical. Nível do mar alto.

Formação de depósitos de

carvão.Início da fusão dos

continentes.

Primeiras sementes. Primeiras folhas. Fetos arbóreos.

Zonas pantanosas.

Idade dos anfíbios. Primeiros réteis. Primeira radiação

dos insectos (formação das asas).

354

Pérmico

Glaciação extensa no Hemisfério Sul. Continente no Hemisfério Sul. Orogenia dos apalacianos

Plantas com sementes.

Progimnospérmicas

Idade dos répteis. Declínio dos anfíbios.

Segunda radiação dos insectos

(metamorfoses)


Tendências evolutivasalgas verdes - plantas terrestres


• Evidências moleculares• Evidências morfológicas• Evidências ecológicas• Evidências bioquímicas


Parka fósseis

Coleochaete extantealga


Tendências evolutivasalgas verdes - plantas terrestres


• Evidências bioquímicas– Clorofila a e b– Amido– Celulose– Glicolato oxidase/glicolato desidrogenase– Superoxido dismutase– Esporopolenina


Glicolatooxidase

Biochemistry of Plants


Conceitos a reter

• Características que demonstram terrestrialização• Evidências filogenéticas das primeiras plantas• Adaptações reprodutoras, morfológicas, bioquímicas• Crescimento em altura: adaptações e constrangimentos• Complexidade dos organismos e adaptações• Charophyceas, Rhynia, e outros riniófitos


Referências Bibliograficas• Fragmentos em Ecologia (2001) - Ed. MA Martins-

Loução. Liv. Escolar Editora/FCUL• Wellman et al. (2003) Nature 425: 282 -285• Carroll (2001). Nature 409: 1102-1109• Kenrick and Crane (1997). Nature 389: 33-39• Kenrick (2003) Nature 425:248 -249• Remy et al. (1994). PNAS 91: 11841-11843• Zhou et al. (2003). Nature 421: 807-814

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