ADAPTAÇÕES DAS PLANTAS
AO AMBIENTE TERRESTRE
Acredita-se que as plantas terrestres tenham surgido na era paleozóica, originadas a partir de ancestrais aquáticos. Restos fósseis de plantas vasculares sem sementes são conhecidos a partir do Devoniano. O primeiro fóssil bem conservado dessas plantas terrestres primitivas data de 365 milhões de anos, pertencendo ao gênero Rhynia.
PALEOZOICO: Surgimento das plantas terrestres.
DEVONIANO: Já se identifica fósseis de plantas vasculares sem sementes.
RHYNIA
Embora diferentes teorias sobre a origem dos vegetais terrestres tenham sido propostas, todas elas concordam que os primeiros pertenciam ao grupo das criptógamas que, posteriormente, deram origem às plantas vasculares com sementes.
CRIPTÓGAMAS: São as briófitas (musgos) e as pteridófitas (samambaias), grupos provavelmente mais primitivos de plantas terrestres.
Certas algas podem suportar períodos relativamente longos de dessecação, ou mesmo viver permanentemente em ambiente apenas úmidos onde raramente estão realmente imersas. No entanto, sua dependência de água é ainda muito grande. A origem e evolução das plantas terrestres estão ligadas, nesse sentido, ao aparecimento de adaptações que tornaram os vegetais progressivamente mais independentes do meio aquático. Entre elas, as mais facilmente observadas são as morfológicas. No entanto, modificações de ordem bioquímica, fisiológica e reprodutiva foram tão importantes como estas.
Uma primeira necessidade para a sobrevivência no ambiente terrestre está relacionada à redução da perda d'água por transpiração, sem o que a planta, em algum tempo, estaria completamente seca, a exemplo do que ocorre com a maioria das algas. Várias adaptações podem ser encontradas nas plantas com esta função. A epiderme é uma camada externa de tecido diferenciado onde as células encontram-se intimamente justapostas, dificultando a perda d'água das camadas inferiores. Este tecido torna-se muito mais eficiente com o aparecimento de uma camada de cera que ocorre sobre a epiderme, denominada cutícula, que reduz ainda mais a perda d'água por evaporação.
Por outro lado, ao impermeabilizar o vegetal, essas estruturas também dificultam a realização de trocas gasosas, essenciais à fotossíntese e à respiração (gás carbônico e oxigênio, respectivamente), surgindo adaptações como poros e câmaras aeríferas, onde as trocas gasosas podem ocorrer com um mínimo de perda de água. Além disso, em outros grupos, nota-se o aparecimento de uma estrutura formada por células especialmente diferenciadas da epiderme, os estômatos, em cujo centro situa-se um poro (ostíolo). A abertura e fechamento desse poro relacionam-se ao estado de turgor das células-guarda, permitindo o controle e trocas gasosas.
IMAGEM ABAIXO: Ilustração de epiderme de um vegetal superior às das criptógamas. A semelhança entre esses vegetais é a presença de cutícula para evitar perda de água.
Outra adaptação necessária à conquista do ambiente terrestre está relacionada à absorção de água e nutrientes. No ambiente aquático, todas as células do vegetal estão em contato com o meio podem absorver diretamente água e os sais minerais nela dissolvidos.
No ambiente terrestre esses elementos são obtidos, de forma geral, do substrato. Rizóides e raízes realizam essa função, e, ao mesmo tempo, permitem melhor fixação e apoio em substrato particulado, no qual os elementos de fixação existentes nas algas não são eficientes.
IMAGENS ABAIXO: As raízes (em plantas superiores, como árvores) e rizóides (em musgos).
Substrato é toda aquela superfície que serve de apoio para a planta se desenvolver.
O transporte dessa água e sais absorvidos pelas raízes ou rizóides, bem como de outras substâncias produzidas pelas plantas também é um problema para as plantas terrestres. Nas algas, que normalmente estão completamente imersas na água e cuja espessura jamais ultrapassa poucos centímetros, sendo necessária sua elevação contra a força da gravidade. Desta forma, o mecanismo de transporte célula a célula é eficiente apenas em percursos muito curtos, o que limita em altura dos vegetais.
Por outro lado, ao observar-se uma alga qualquer fora da água, por exemplo, durante maré baixa, fica evidenciado um outro tipo de problema: a sustentação que no meio líquido é dada pela própria água, desaparece fora dela, levando o organismo a colapsar sobre si mesmo. Além disso, ao se imaginar um organismo de porte arbóreo, fica evidente também que as células da base seriam esmagadas pelo peso existente acima delas, o que também limitaria o tamanho ao ser atingido pelo organismo.
ALGAS: Problemas de desidratação e sustentação fora d'água.
A adaptação relacionada tanto ao problema da condução de água, sais e outras substâncias através da planta, como de sua sustentação no meio aéreo, foi dada pelo aparecimento de uma nova substância química, a lignina, num interessante exemplo da importância da evolução bioquímica dos grupos vegetais como um todo. Essa substância deposita-se lentamente nas paredes das células, endurecendo-as e, em última instância, levando-as à morte. Essas células são constituintes do xilema, responsável tanto pela condução de água e sais minerais como pela sustentação da planta. Células onde apenas as paredes são lignificadas são denominadas elementos traqueais e, através de seu interior vazio, ocorre o processo de condução da água. Células mais estreitas com maior grau de lignificação são denominadas fibras, tendo como função a sustentação do vegetal. Em seu conjunto, esses elementos permitiram um aumento progressivo do tamanho dos vegetais terrestres, proporcional ao seu grau de lignificação.
LIGNINA: A macromolécula que chegou chegando no mundo dos vegetais. Apesar dela matar as células do xilema favoreceu a formação da madeira. Garantindo a sustentação das plantas, por isso existem aquelas árvores que chegam em tamanhos gigantescos.
A Lignina se entrelaça com a Celulose na parede celular. A lignina não está presente em células de vegetais mais primitivos, que são desprovidos de sustentação.
A lignina mata as células do xilema, endurecendo-as e formando a madeira.
Durante o processo de ocupação do ambiente terrestre também foi necessário o aparecimento de adaptações reprodutivas, tendo em vista que as algas dependem da água para o transporte dos gametas e mesmo para posterior disseminação dos gametas e esporos. As plantas terrestres, consideradas mais primitivas são dependentes da água também para a fecundação, sendo o gameta masculino liberado para "nadar" até o feminino apenas em ocasiões em que o ambiente apresente suficiente grau de umidade. A independência completa de água no meio externo é atingida apenas em parte das Gimnospermas e nas Angiospermas, onde há formação do tubo polínico durante a fecundação.
Por outro lado, surgiram adaptações para proteção contra o estresse do ambiente aéreo, passando os elementos reprodutivos a serem protegidos por um envoltório de células vegetativas, e consequentemente redução do gametófito.
O surgimento da semente, estrutura que protege o embrião (esporófito jovem), favorece o estabelecimento das espermófitas. A semente é protegida por tegumento e possui tecido de reserva que fornece alimento à plântula jovem até que esta, após o estabelecimento, consiga água, sais minerais e luz suficientes para o seu desenvolvimento.
TUBO POLÍNICO e PÓLEN: Característica das Gimnospermas e Angiospermas, que são vegetais superiores. Confere a vantagem de não necessitar da água para haver a polinização. Enquanto que os vegetais mais primitivos são totalmente dependentes da água para reproduzir-se.
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