Argumentos Paleontológicos

Bg 25 argumentos paleontológicos

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Evolução das Plantas

Aspectos comparativos entre os ciclos de vida de diferentes plantas - perspectiva evolutiva

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As plantas provavelmente evoluíram a partir das Clorófitas (algas verdes), pois plan­tas e Clorófitas possuem reservas de amido, parede celular de composição celulósica e os seus pigmentos fotossintéticos são os carotenóides, a clorofila a e a clorofila b.

As primeiras plantas, logicamente muito simples, dependiam muito da água, tendo a sua evolução passado por uma perda da necessidade de água, o que as obrigou a adqui­rir mecanismos que lhes evitassem a perda de água e lhes aumentassem a capacidade de reserva em água, para assim sobreviverem em meio terrestre. A aquisição destas características não resultou de um processo tipo lamarckista, mas antes de um processo de selecção à variabilidade genética expressa nos fenótipos destas plantas.

Do ponto de vista evolutivo, as Briófitas (plantas avasculares) surgiram primeiro dando posteriormente lugar às Traqueófitas (plantas vasculares). A aquisição dos vasos condutores imprimiu desde logo uma maior independência das Traqueófitas relativa­mente à água. A presença destes vasos não só lhes permitiu absorver e transportar mais água e sais minerais, como lhes permitiu fazer a sua reserva podendo, deste modo, aumentar mais as suas dimensões, pois a taxa fotossintética aumentou e por isso aumen­taram também os valores energéticos disponíveis. As Briófitas, devido à ausência de , vasos vasculares, são plantas de reduzidas dimensões em relação à maioria das Traqueó­fitas.

As plantas Traqueófitas continuaram a sofrer um processo evolutivo.

As Filicíneas são Traqueófitas que se disseminam apenas por esporos. Sendo vasculares são mais evoluí­das que as Briófitas; no entanto, a ausência de uma semente torna-as menos evoluídas que uma Gimnospérmica. Este facto também pode ser analisado através das suas gera­ções esporófita e gametófita.

As plantas, porque possuem meiose pré-espórica, possuem alternância de gerações, logo uma geração esporófita, diplóide, pois resulta da transformação de um ovo em esporos. A geração gametófita, como corresponde à transformação de esporos em gâmetas, coincide com a haploidia. Significa isto que quanto mais evoluída for a planta mais desenvolvida é a geração esporófita, logo a diplofase, o que leva à existência de um maior número de cromossomas, logo uma maior variabilidade genética e uma maior capacidade de adaptação ao meio. 

A Filicínea, mais evoluída, já possui uma geração esporófita mais desenvolvida que a gera­ção gametófita, sendo o esporófito e o gametófito nutricionalmente independentes. A Angiospérmica inverte a situação da Briófita, pois a geração esporófita é dominante em relação a uma reduzida geração gametófita, sendo o gametófito parasita do esporófito.

As Gimnospérmicas introduzem a novidade das sementes, no entanto, devido à ausência de flor, estas sementes são nuas e desprotegidas de um pericarpo. A presença de uma semente permite ao embrião aguardar melhores condições de sobrevivência, mantendo-se em latência, e as reservas permitem a sua nutrição durante o desenvolvimento embrionário. É com as Gimnospérmicas que surge o tubo polínico e a fecundação inde­pendente da água.

Com as Angiospérmicas surge a flor, e por isso a polinização entomófila, que, ao per­mitir cruzar diferentes plantas, aumenta a sua variabilidade genética. A semente passa a estar encerrada num pericarpo, pois o óvulo que lhe deu origem está protegido por um ovário, parte constituinte do carpelo. A presença de um pericarpo atrai os animais e assim aumenta a área de dispersão destas sementes, logo destas plantas.

As plantas apresentam alternância de gerações (Gametófita/Esporófita)

Fonte do Texto : Adaptado de Guias de Estudo - Biologia 12 (2º Volume). Porto Editora



Engenhocas e restauro de velharias

Os entusiastas do tuning de automóveis pegam num carro desconjuntado ou banal e, com traba­lho de pintura, trabalho de chapa e incorporação de toda a espécie de acrescentos, são capazes de o transformar num carro novo e sem igual.

A Evo­lução funciona como estas engenhocas: pega numa forma de vida e desembaraça-se como pode para produzir uma forma de vida nova.

Aqui, a ideia-chave é - em suma - o desenrascanço, o improviso, o espírito de engenhocas, isto é, ir fazendo pequenas melhorias à medida das possi­bilidades. Quando a Evolução produz uma nova espécie, não parte do zero, usa os antepassados dessa nova espécie como matéria-prima.

Um adepto do tuning de automóveis pode fazer todo o tipo de modificações criativas e melhorias. Pode pintá-lo de novo e substituir algumas peças por outras melhores. Pode elevá-lo ou baixá-lo, fazê-lo descapotável, instalar-lhe vidros fumados ou espelhados, um aileron traseiro, enfim, o que lhe der na gana. É verdade que, em princípio, se pode adicionar partes novas feitas de raiz para o efeito, inventar novos adereços e até um carro novo. Mas não começa por desenhar um avião ou um submarino ou a planta de um edifício de escri­tórios - ele permanece fiel ao modelo básico que um século de indústria automóvel cristalizou.

Também assim é a Evolução. Sabemos que houve um tempo, há milhões de anos, em que as formas de vida eram muito simples, pelo que foi relativamente fácil conceber os mais radicais e bizarros modelos de seres vivos, tendo sido assim que os seres vivos se dividiram nos seus ramos principais (por exemplo, os Fungos, as Plantas, os Animais). Todavia, à medida que o tempo foi passando, cada ramo desta árvore da vida foi-se especializando e refinando e, com isso, as solu­ções de design prévias tornaram-se estruturais e, desse modo, menos maleáveis.

Pensem nas rodas dos carros.

Um adepto do tuning pode instalar pneus de jeep, pneus mais finos, jantes, raios, etc, mas o carro não deixará de ter quatro rodas. Isto sucede porque os enge­nheiros de automóveis decidiram há muito tempo manter-se fiéis a essa opção. Seria possível cons­truir veículos decentes só com três rodas, ou seis rodas, mas, nesse caso, o ideal seria construí-los de raiz e com um design apropriado. Alterar um carro normal para que passasse a ter apenas três rodas implicaria muito trabalho se se quisesse que o carro continuasse a funcionar. Seria preciso alterar muitos aspectos nesse carro, incluindo os mais estruturais. Como cada parte está dese­nhada para se encaixar nas outras, o carro teria de ser praticamente todo alterado (para onde iria o motor e como funcionaria o veio de transmis­são? Por princípio, o melhor seria construir de raiz o carro de três rodas.

A mesma lógica se aplica aos seres vivos. Pensa nas patas. Minhocas, estrelas-do-mar e cento­peias provam que se pode fazer um animal bas­tante normal com praticamente qualquer número de patas. Mas os peixes ancestrais dos anfíbios modernos, répteis, aves e mamíferos ficaram irre­mediavelmente comprometidos com o design qua­tro patas desde muito cedo, e logo naquele tempo longínquo em que os seus antepassados arrisca­vam as primeiras incursões em terra firme. Todos nós somos membros deste grupo de tetrápodes.

Como já perceberam, caranguejos, insectos e aranhas pertencem a outro grupo.

Tal como uma equipa determinada de entu­siastas do tuning poderia, se houvesse tempo e uma razão forte para o fazer, transformar um carro normal num carro de três rodas, também a natureza pode modificar de forma drástica o design quatro patas que os nossos antepassados adoptaram. Por exemplo, sabemos que partilha­mos um destes distantes antepassados com as cobras e também com as baleias. Quanto às aves, aos morcegos e ao homem, as patas dianteiras foram de tal forma alteradas que lhes chamamos "asas" e "braços", embora todos tenham quatro membros.

A regra mantém-se, porém: o que foi experimentado e testado tende a manter-se em uso.

A Evolução limita-se a ser um engenhocas que introduz variações.

As novas espécies tendem a ser versões modificadas, e não propostas radical­mente inovadoras.

Sabias que, ao longo da Evo­lução dos cavalos, a selecção natural fez com que de cinco dedos passassem a ter apenas um e com que se tornassem maiores, mais rápidos e mais fortes? Ora, nem por isso os cavalos que conhecemos hoje deixaram de ter quatro patas, tal como os seus antepassados.

Talvez já tenhas dado conta deste trabalho de um engenhocas - pequenas e médias alterações a um design básico comum - quando observas esqueletos de grandes animais em museus ou em livros. Uns são maiores do que outros, cada um tem a sua dentição e uma forma próprias, mas tendem a parecer-se uns com os outros: a cabeça à frente, a cauda atrás, quatro patas, crânio com órbitas oculares e mandíbula inferior, uma coluna vertebral de aspecto flexível, costelas para prote­ger os órgãos, etc.

São semelhantes porque são aparentados!

Fonte do Texto : Evolução - Daniel Loxton - Fundação Calouste Gulbenkian.

Evolução dos Flamingos segundo Lamarck e segundo Darwin

É interessante verificar que tanto Lamarck como Darwin, têm em comum o facto de valorizarem quer o papel do meio, quer a adapta­ção, todavia, apresentam explicações muito diferentes para a origem das espécies.

Tendo o Lamarckismo como princípios fundamentais a lei do uso e do desuso e a herança dos caracteres adquiridos, a morfo­logia actual do flamingo pode explicar-se do seguinte modo:

O flamingo, alimentando-se na borda da água, quando escas­seia o alimento tem de recorrer, para a sua alimentação, a águas mais profundas. O esticar permanente das patas, para chegar ao alimento, criou a necessidade de aumentar o tama­nho dos músculos e dos ossos destes órgãos. Em cada geração foram surgindo indivíduos que tinham as patas cada vez mais longas, características estas que foram transmitindo aos seus descendentes, chegando, assim, à forma actual.

O ambiente cria necessidades que levam ao aparecimento de estruturas morfológicas indispensáveis a uma melhor adaptação. Esta é uma resposta do ser vivo à acção do meio.

No Darwinismo, o princípio da selecção natural permite expli­car também a morfologia do flamingo da seguinte forma.

Independentemente do meio, existiam nas populações de fla­mingos variações naturais que passam de geração em geração. Assim, havia variações no tamanho das patas. Como num ambiente em que escasseia o alimento os flamingos que pos­suíam estes membros mais desenvolvidos tinham acesso mais fácil ao alimento, estavam mais bem adaptados, isto é, sobre­viviam melhor e reproduziam-se mais. Deste modo, aumenta­ram o seu número na população relativamente ao número de flamingos de patas curtas. A selecção natural favoreceu os fla­mingos mais bem adaptados a um ambiente onde o alimento estava em zonas mais profundas.

Por esta razão, os flamingos de membros mais compridos foram-se tornando mais abundantes em relação aos de membros mais curtos, que acabaram por desaparecer.

Bg 22 evolução biológica (fixismo e evolução)

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Os insectos foram os primeiros domesticadores

A flor da rosa, antes ainda dos olhares e narizes humanos embarcarem no labor da escultura genética, deviam a sua existência a milhares de anos de acti­vidade escultórica dos olhos e narizes (ou melhor, das antenas, o órgão do olfacto) dos insectos. E o mesmo se pode dizer de todas as flores que embelezam os nossos jardins.

O girassol, Helianthus annuus, é uma planta norte-americana cuja forma silvestre se assemelha a um áster ou margarida grande. Os giras­sóis que se cultivam hoje foram domesticados ao ponto de terem flores do tamanho de um prato de sopa.

Os girassóis gigantes, cultivados ori­ginariamente na Rússia, têm entre 3,5 e 5 metros de altura, o diâmetro da cabeça tem perto de 30 centímetros, dez vezes superior ao tamanho do disco de um girassol bravio, havendo em geral uma cabeça por planta, em vez das flores numerosas, mas menores, da planta bravia. Note-se que os Russos começaram a cultivar esta flor americana por motivos religiosos. Durante a Quaresma e o Advento, a utilização de azeite na cozinha era proibida pela Igreja Ortodoxa. Ora, con­siderou-se que o óleo das sementes de girassol estava isento desta proi­bição. Este factor económico impulsionou a recente criação selectiva do girassol.

Muito antes da era moderna, contudo, os americanos nativos cultivaram estas flores nutritivas e espectaculares de onde extraíam ali­mento e corantes e que usavam na decoração, e alcançaram resultados intermédios entre o girassol bravio e os extremos extravagantes dos cul­tivares modernos. Mas, antes de tudo isto, os girassóis, tal como todas as flores de cores vivas, deviam a sua existência à criação selectiva pelos insectos.

O mesmo se pode dizer da maioria das flores que conhecemos - pro­vavelmente de todas as flores que apresentem outras cores além do verde e cujo perfume seja mais forte do que um vago cheiro a planta. Nem todo o trabalho se deveu aos insectos - em alguns casos, os polinizadores que realizaram a criação selectiva inicial eram colibris, morcegos e até sapos -, mas o princípio foi o mesmo. As flores de jardim foram aperfei­çoadas pelos seres humanos, mas as silvestres, que começámos por refe­rir, só chamaram a nossa atenção porque os insectos e outros agentes selectivos actuaram antes de nós.

As gerações passadas de flores foram escolhidas pelas gerações passadas de insectos, colibris e outros polinizadores naturais. É um exemplo perfeitamente aceitável de criação selec­tiva, com a diferença irrelevante de os criadores serem insectos e colibris em vez de humanos.

Por um lado, os humanos resolveram conscientemente criar a rosa púrpura mais escura que conseguissem, e fizeram-no para satisfa­zer um capricho estético, ou porque pensaram que haveria pessoas dis­postas a pagar bom dinheiro por ela. Os insectos não agem por razões estéticas por razões sexuais.

Fonte : Adapatação a partir de "O Espectáculo da Vida - Richard Dawkins. Casa das Letras"

Breve história da evolução das Plantas

A Terra ter-se-á formado há cerca de 4,5 mil milhões de anos. Segundo os registos fósseis mais antigos que se conhecem, os primeiros indícios de vida na Terra remontam ao Pré-Câmbrico, há 3,5 mil milhões de anos. Estes fósseis foram descobertos na Austrália em formações calcárias designadas por estromatólitos.

Comparando os antigos estromatólitos com os que ainda hoje se continuam a formar em alguns locais, os investigadores concluíram que os antigos, tal como os actuais, resultam da actividade de cianobactérias filamentosas. As cianobactérias são um grupo muito antigo de organismos procariotas, assim designados por não terem membrana a individualizar o núcleo nem o material genético organizado em cromossomas. Estes organismos apresentam, tal como todas as plantas, a particularidade de possuírem clorofila a. A clorofila a é um pigmento fotossintético que permite, através da captação de energia solar, fazer a fotossíntese com cisão da molécula de água e libertação de oxigénio.

Com a evolução deste processo, ao longo de milhões de anos, o oxigénio libertado ter-se-á acumulado na superfície terrestre tornando-a uma atmosfera oxigenada. Parte deste oxigénio acumulado foi convertido em ozono, o que criou uma camada protectora dos raios solares, possibilitando o estabelecimento dos organismos à superfície da terra. Perante este "cenário," e de acordo com os registos fósseis, o aumento de oxigénio livre foi acompanhado pelo aparecimento dos primeiros organismos eucariotas.

Estes organismos, cujas células já tinham um núcleo individualizado, cromossomas complexos e compartimentos delimitados por membrana, foram-se adaptando e diversificando à medida que a atmosfera terrestre se foi oxigenando.

Após o aparecimento da vida na Terra, outros acontecimentos tiveram lugar na história da vida das plantas. De entre eles, os mais importantes passos evolutivos terão sido:

• A passagem à vida terrestre

• A evolução dos tecidos condutores

• O aparecimento das primeiras plantas vasculares com semente

• A evolução das plantas com flor

As primeiras plantas terrestres terão surgido no período Silúrico, há 439 milhões de anos atrás, e tiveram a sua expansão entre este período e o Devónico. Os dados hoje existentes, quer a nível morfológico quer molecular, apontam para que os primeiros colonizadores da terra tenham sido algas verdes já extintas pertencentes às Charophyceae, semelhantes aos representantes das ordens Coleochaetales e Charales. .

Estas algas, que apresentam muitas semelhanças com os briófitos e com as plantas vasculares, terão conseguido ultrapassar problemas de obtenção e retenção de água permanecendo coladas às superfícies húmidas e absorvendo a água e nutrientes aí existentes. Tais organismos conseguiam, por simples difusão, captar a água necessária, transportar nutrientes e fazer trocas gasosas. Mas a adaptação chave que reduziu a dependência das plantas de uma fonte de água permanente, foi o desenvolvimento da capacidade de resistir à desidratação. Tal como os briófitos, seus descendentes, elas conseguiam ultrapassar esse problema entrando num estado de latência durante o tempo de seca e ficando activas e totalmente hidratadas só quando existia humidade no meio envolvente.

Para que as plantas pudessem conquistar a terra, tiveram que desenvolver estruturas que lhes permitissem por um lado obter água, por outro reduzir a sua perda. Para além disso, tornou-se necessário criar condições para que a sua reprodução não dependesse da presença de água.

Para ter sucesso na Terra, as plantas tiveram que "inventar" as raízes, que não só ancoram a planta ao solo como absorvem a água necessária à sua manutenção, e os caules, que suportam as folhas, órgãos fotossintéticos por excelência. Por outro lado, tiveram que desenvolver cutículas para evitar a dessecação. Contudo, a cutícula também dificulta as trocas gasosas entre a planta e o meio envolvente. A solução deste problema foi encontrada nos estornas, que abrem e fecham em resposta ao meio ambiente e a sinais fisiológicos facilitando assim as trocas gasosas. Deste modo alguns dos problemas vegetativos estavam resolvidos.

A reprodução também teria que se adaptar às condições de secura visto já não contar com a água como meio de transporte das células reprodutoras, como acontece nas algas.

Esta etapa terá levado milhões de anos a consolidar até a reprodução atingir a total independência da água.

Uma vez adaptadas às condições de vida na Terra, as plantas foram evoluindo. Assim, durante os períodos Devónico e Carbónico, há 408 e 362 milhões de anos, as plantas vasculares sem semente dominavam a Terra. Nestas plantas, raízes, caules e folhas estão interligadas por um complicado e eficiente sistema vascular, que faz o transporte da água e nutrientes, conferindo simultaneamente suporte à planta. A existência de sistema condutor eficiente e a formação de novos tecidos de suporte, não só asseguraram porte erecto como vieram possibilitar o crescimento.

Às pequenas plantas vivendo junto ao solo, vêm juntar-se outras com maior porte e possuindo folhas cada vez mais eficientes na captação da radiação solar e, consequentemente, capazes de produzir mais matéria orgânica mudando assim o aspecto do coberto vegetal.

De entre estas plantas, que se reproduziam por esporos, algumas podem estar na base da formação de plantas com semente.

Após a proliferação dos fetos, que há cerca de 300 milhões de anos atrás dominavam a Terra, surgem no Pérmico, há 290 milhões de anos, as primeiras plantas com semente. Estas plantas, designadas por gimnospérmicas, têm nas sementes uma das mais eficientes adaptações a condições de secura.

O aparecimento da semente é considerado em termos evolutivos uma das maiores revoluções na história da vida das plantas, pois foi um dos principais factores responsáveis pela dominância das plantas com semente na flora actual. A existência de sementes veio permitir mais fácil e rápida expansão e maior resistência a condições adversas. As sementes começaram por ser suportadas por estruturas foliares, como acontecia nos extintos fetos com semente, no entanto, estas estruturas foliares foram sendo reduzidas organizando-se em cones ou estróbilos.

As sementes das gimnospérmicas são nuas contrariamente às das angiospérmicas que são envolvidas por uma estrutura fechada designada carpelo.

A protecção da semente, conseguida através do seu encerramento num ovário, bem como a inter¬dependência com os agentes polinizadores, atraindo-os por via da nutrição, odores e pétalas coloridas, fazem com que gradualmente as angiospérmicas vão dominando a vegetação.

Continua ainda matéria de grande controvérsia quais terão sido as primeiras plantas com flor. Estas aparecem bruscamente nos registos fósseis do princípio do período Cretácico, há 145 milhões de anos. No fim do séc. XX, uma convergência de evidências levou os investigadores à conclusão de que a base filogenética das angiospérmicas não pertence a nenhuma das famílias normalmente citadas como é o caso das Magnoliaceae, mas sim a uma linha que hoje está representada por uma espécie do género Amborella. Este arbusto lenhoso com flores de cor creme, vive na Nova Caledónia. As suas características dão-nos uma boa perspectiva daquilo que poderia ter sido a primeira angiospérmica.

Um outro dado recente foi a descoberta na China do que se pensa ser o primeiro fóssil completo de uma angiospérmica. Trata-se de Archaefructus sinensis, reconhecida como angiospérmica, porque as suas sementes se encontram envolvidas em carpelos.

Todos estes recentes dados que vão surgindo são pequenos passos no aprofundar da compreensão da história complexa que é a evolução das plantas.

É através desta evolução, e em particular da sua relação com as forças de pressão envolvidas na transição para o meio terrestre, que a morfologia externa e anatomia de uma planta pode ser mais facilmente compreendida.

Fonte do Texto : Botânica, A Passagem à vida Terrestre. Lidel

Bg 18 diversidade de estratégias na reprodução sexuada (plantas)

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