Como as plantas favorecem o estabelecimento de outras formas de vida no ambiente terrestre

Depois de muitas experiências feitas por vários cientistas, Louis Pasteur finalmente conseguiu provar a Teoria da biogênese, na qual a vida se origina de outra preexistente. Com a aceitação da biogênese, outra questão passou a atormentar os cientistas da época: “Se os seres vivos se originam de outro preexistente, como se originou o primeiro ser vivo?”.

Embora não tenhamos um retrato exato dos seres vivos mais primitivos, podemos imaginar que eles eram microscópicos, envoltos por uma membrana e que em seu interior ocorriam diversas reações químicas que eram ordenadas e controladas por informações genéticas. Essas reações transformavam o alimento, do qual esses seres vivos se alimentavam, em componentes do seu corpo, o que lhes permitiam crescer e se reproduzir. Mas você deve estar se perguntando: do que esses seres vivos se alimentavam? Por essa também ser uma questão que divide a opinião dos cientistas, duas hipóteses são aceitas, a hipótese heterotrófica e a hipótese autotrófica.

Hipótese heterotrófica

Como dissemos anteriormente, acredita-se que os seres vivos primitivos eram muito simples, assim como as reações químicas de suas células. Por esse motivo, cientistas acreditam que esses organismos apresentavam nutrição sapróbia, isto é, conseguiam seu alimento pela absorção de moléculas orgânicas simples dos mares primitivos, pois a produção do próprio alimento envolve a capacidade de produzir substâncias, o que esses organismos não apresentavam.

Nessa atmosfera primitiva não havia oxigênio, e, por isso, esses organismos primitivos deviam retirar a energia das moléculas de alimento através de mecanismos mais simples que a fermentação, que é realizada atualmente por alguns fungos e bactérias. Com a grande oferta de alimento, esses organismos obtinham energia e conseguiam se reproduzir, mas, com o passar do tempo, o alimento tornou-se escasso para o número de organismos. Dessa forma, teria se iniciado uma competição, levando à morte de muitos organismos. Segundo os defensores dessa hipótese, nessa época, alguns organismos vivos já teriam evoluído a tal ponto que já conseguiam captar a energia luminosa do Sol e empregá-la para produzir moléculas orgânicas usadas como alimento.

Hipótese autotrófica

Os defensores dessa hipótese acreditam que na Terra primitiva não havia quantidade suficiente de matéria orgânica para sustentar a multiplicação dos primeiros seres vivos até o aparecimento da fotossíntese. Eles defendem também que os seres vivos surgiram em locais mais protegidos, como o assoalho dos mares primitivos, já que a superfície terrestre era muito instável. Segundo esses cientistas, os primeiros organismos vivos eram quimiolitoautotróficos, ou seja, produziam seu alimento a partir da energia liberada por reações químicas entre componentes inorgânicos, como o enxofre e compostos de ferro.

Essa possibilidade consolidou-se após a descoberta de vida nas fontes termais submarinas, que se encontram no fundo dos oceanos. Muitas bactérias que vivem nesses locais são autótrofas, mas realizam um processo diferente da fotossíntese.

De acordo com essa hipótese, a partir dos primeiros seres quimiolitoautotróficos surgiramos seres que realizam a fermentação, depois os seres fotossintetizantes, e por fim os seres aeróbicos (que realizam a respiração).

Por Paula Louredo

Graduada em Biologia

Doutorado em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente (Instituto de Botânica-SP, 2012) Mestrado em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente (Instituto de Botânica-SP, 2007)

Graduação em Ciências Biológicas (Universidade de Guarulhos, 2003)

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Existem registros fósseis datados de pelo menos 3,5 bilhões de anos, que foram encontrados em rochas no oeste da Austrália. São fósseis de microrganismos filamentosos e relativamente simples que se assemelham às bactérias atuais. Teorias recentes sobre a origem dos seres vivos na Terra sugerem que os primeiros seres surgiram a partir de moléculas orgânicas oriundas de um ambiente ainda hostil à vida atual. Acredita-se que estas moléculas orgânicas foram fontes energéticas para as primeiras formas de vida no planeta. Ao passo que a vida evoluiu os organismos se tornam mais complexos se desenvolvendo, se reproduzindo e transmitindo as características às próximas gerações. O provável microrganismo que originou os demais seres vivos era unicelular, heterótrofo, procarionte e considerado simples na constituição, pois organelas complexas como aparelho de Golgi, ou retículo endoplasmático não existiam.

Contudo, o surgimento de organismos autótrofos proporcionou a liberação de oxigênio a partir da quebra de moléculas de água durante a fotossíntese e, assim, transformando a atmosfera do planeta. A origem destes organismos se deu a partir de 2,1 bilhões de anos atrás. Acredita-se que o ambiente costeiro esteve relacionado com a evolução dos organismos fotossintetizantes, pois estes ambientes eram ricos em nitratos e minerais, que se tornaram escassos com o aumento dos organismos em meio aquático. Os organismos foram se diversificando e a complexidade aumentando, como o talo das macroalgas que começaram a apresentar estruturas de fixação, ou aquelas especializadas em transportar nutrientes.

As primeiras plantas terrestres a colonizarem o ambiente foram antóceros, hepáticas e musgos (antigamente referidas como briófitas). Supõe-se que estes organismos assim como todas as traqueófitas surgiram de um ancestral do grupo de algas verdes carófitas. Pois além das semelhanças moleculares apresentaram em comum tecidos produzidos por um meristema apical; ciclo de vida com alternância de gerações heteromórficas (formas distintas entre gametófito e esporófito), com gametângios protegidos por parede celular; embriões matrotróficos e esporos com parede de esporopolenina. Posteriormente, surge o grupo das samambaias e licófitas (antigamente referidas como pteridófitas), as primeiras plantas a apresentarem tecidos vasculares conhecidos como xilema e floema. Estes tecidos foram os responsáveis pelo sucesso das plantas na colonização do ambiente terrestre. Licófitas e samambaias foram responsáveis por grandes mudanças com relação às antigas briófitas e as traqueófitas. O gametófito (estrutura haploide responsável por produzir gametas no ciclo de vida com alternância de gerações) passou a ser efêmero; enquanto que o esporófito (estrutura diploide responsável por produzir esporos no ciclo de vida com alternância de gerações) passou a ser dominante. Ainda, licófitas e samambaias têm representantes homosporados, cujo ciclo de vida apresenta um tipo de esporo; enquanto que outras plantas são heterosporadas, cujo ciclo de vida possui dois tipos de esporos. Provavelmente, este último ciclo foi o responsável pelo surgimento de sementes em plantas como pinheiros (gimnospermas). De acordo com a história evolutiva, o próximo grupo pertence às angiospermas, plantas que produzem flores e frutos. Tanto gimnospermas como angiospermas representam a fonte de alimento mundial, tanto para seres humanos como para outros tipos de organismos. Contudo, um dos fatores que o sucesso destes grupos em ambiente terrestre foi a presença de estruturas contra a dessecação, a evolução de mecanismos com relação à polinização e dispersão de sementes.

Plantas avasculares, como os musgos e antóceros, foram as primeiras a surgirem. Foto: Anest / Shutterstock.com

Bibliografia recomendada:

http://tolweb.org/Eukaryotes/3 (consultado em setembro de 2018)

Evert, R.F. & Eichhirn, S.E. 2014. Raven/ Biologia Vegetal. 8ª edição, Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 856p.

Judd, W.S., Campbell, C.S., Stevens, P.F. & Donoghue, M.J. 2009. Sistemática vegetal: um enfoque filogenético. Artmed, 3ª. edição, Porto Alegre, RS. 632p.

Resolva exercícios sobre as plantas e o meio terrestre para testar seus conhecimentos sobre Botânica.

Questão 1

Muitas estruturas surgiram nas plantas para possibilitar sua sobrevivência no ambiente terrestre. Analise as alternativas a seguir e marque aquela que indica uma adaptação que evita a dessecação.

a) Estômatos.

b) Raízes.

c) Cutícula.

d) Tecidos vasculares.

e) Esporos.

Questão 2

Analise as alternativas a seguir e marque aquela que representa uma importante estrutura presente nas plantas terrestres que auxilia nas trocas gasosas com o meio.

a) Estômatos.

b) Raízes.

c) Cutícula.

d) Tecidos vasculares.

e) Esporos.

Questão 3

O surgimento de tecidos vasculares, além de garantir o transporte de substâncias, permitiu que as plantas adquirissem maior sustentação. Essa sustentação é garantida principalmente em razão da lignificação das paredes das células do:

a) parênquima.

b) colênquima.

c) floema.

d) xilema.

e) meristema apical.

Questão 4

A conquista do meio terrestre pelas plantas só foi possível com o surgimento de estruturas que permitiram sua sustentação e a absorção de nutrientes e água do substrato. Essas estruturas são denominadas de:

a) cutícula.

b) raízes.

c) caules.

d) tecidos vasculares.

e) estômatos.

Questão 5

As primeiras plantas terrestres surgiram há milhões de anos. Acredita-se que essas primeiras plantas possuíam como ancestral um grupo de algas denominado de:

a) carófitas.

b) dinoflagelados.

c) rodófitas.

d) euglenas.

Resposta - Questão 1

Alternativa “c”. A cutícula é formada por substâncias lipofílicas e diminui a transpiração. Evitar a perda de água garante maior resistência ao sol.

Resposta - Questão 2

Alternativa “a”. Os estômatos são estruturas formadas por duas células-guardas, que delimitam um orifício chamado de ostíolo. Essa estrutura é responsável pela troca gasosa realizada pela planta.

Resposta - Questão 3

Alternativa “d”. O xilema é um tecido de sustentação responsável pelo transporte de seiva bruta. Uma das características desse tecido é a lignificação das paredes de suas células.

Resposta - Questão 4

Alternativa “b”. As raízes são estruturas que permitem a fixação da planta ao substrato e garantem a retirada de água e nutrientes do solo.

Resposta - Questão 5

Alternativa “a”. As carófitas são um grupo de algas verdes que possui muitas características em comum com as plantas.

Plantas e o meio terrestre

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