O mais interessante quando pensamos e estudamos evolução é a capacidade de acompanhar as modificações graduais de acordo com o tempo, ou seja “Descendência com modificações”, como enunciou Darwin em seus estudos no século XIX.
Bom, não poderia ser diferente quando trata-se do assunto tão “assustador” quanto a botânica e principalmente á sua evolução. Porém diferente de grupos como “Répteis”, “Algas”, o grupo Plantae ou Metaphyta, possui um clado monofilético (com ancestral único e exclusivo), que são as algas de linhagem verde (Clorophyta) de ambiente dulcículo, Classe Chlorophyceae, pertencentes aos gêneros Coleochaete e Chara.
Como podemos traçar a história evolutiva do grupo?
Primeiramente devemos ter em mente que todos grupos biológicos, contém ancestrais de ambiente aquático, seja de água doce ou salgada e dentro do estudo da botânica atual existem duas explicações para saída dos “vegetais” da água para o ambiente terrestre:
- Competição por zona fótica: ou seja os organismos devido à altas taxas populacionais no ambiente aquático, procuraram outros ambientes, com a intenção de reter maior concentrações de fótons e posteriomente maior taxa de produção fotossintética.
- Herbivorismo: que também segue a linha da primeira explicação, pois com altas taxas populacionais, a tendência é o maior aparecimento de predadores como por exemplo tartarugas, moluscos, equinodermatas e consequentemente maiores taxas de predação.
O mais interessante ao analisarmos esses dois fatores é a pressão seletiva exercida pelo tanto pelo ambiente (fator abiótico), quanto por predadores (fator biótico) e com isso compreender e enunciar um evento de tanta importância e que possibilitou o aparecimento de outros seres no ambiente terrestre posteriormente exemplificado pelo grupo Panarthropoda (Onycophora, Tardígrada e Arthropoda).
Quais as hipóteses que evidenciam as algas como ancestrais de plantas atuais?
Bom entendendo a transição do ambiente aquático para o terrestre, obtemos duas hipóteses que explicam o porquê da descedência ser mais evidenciada pela comunidade acadêmica, por algas da linhagem verde (Clorophyta) do que algas da linhagem parda (Heterokonthophyta), sendo que ambas apresentam características em comum com as atuais plantas.
1ª Hipótese
A divisão Clorophyta apresenta como pigmento principal as clorofilas a e b, comumente encontrada em plantas atuais, onde participam do processo de fotossíntese, fase fotoquímica.
A reserva apresentada pela divisão Clorophyta é o amido, também encontrada em abundância nas plantas atuais, onde localizam-se em regiões como as raízes, em órgãos denominados estatólitos, importantes para o gravitropismo positivo (crescimento em direção ao centro da terra).
Outro fator são as substâncias da parede celular, que na divisão Clorophyta é constituída por celulose, hemicelulose e pectina, justamente as três substâncias que compõem em grande parte a parede celular das plantas atuais.
E por último o tipo de divisão nuclear/celular, onde nos vegetais atuais, a divisão é orientada por depósitos de pectina oriundos do aparelho de Golgi em vesículas denominadas Dictiossomos, de modo centrifugo, ou seja fugindo do centro e formando uma “parede de pectina” chamada de Lamela média e em algas verdes ocorre uma grande semelhança, como por exemplo o grupo das Charophyceae (onde os gêneros Charae e Coleochaete são pertencentes) o Fragmoplasto (grupo de microtúbulos responsáveis pela orientação da divisão) são praticamente idênticos.
2ª Hipótese
A divisão Heterokonthophyta, algas de linhagem parda, possuem primeiramente clorofilas a e c, xantofilas (pigmentação amarela, marrom) e carotenóides (pigmentação mais alaranjada). Porém nas plantas atuais predominam as clorofilas a e b, xantofilas e carotenóides também porém responsáveis por fotoproteção, grande responsáveis contra mutações em plantas, devido aos raios UV.
A reserva é completamente diferente devido à presença de dois compostos não encontrados em plantas, que são o Ácido algínico, muito utilizado nas indústrias farmacêutica e alimentícia e a Laminarina que leva essa denominação por ser encontrada em representantes da Ordem Laminariales, sendo exemplificado pelos Kelps.
Uma evidência bem interessante, mas que não aplicaria-se em uma linhagem atual de plantas, no caso as Briófitas (Plantas Avasculares), é o aparecimento de Traqueídeos, espécies de vasos condutores, comumente encontrados em algas com o talo alongado, como por exemplo os Kelps, onde apresentam tamanhos que chegam a 30 metros! Vale salientar que esses Traqueídeos, não são homólogos aos Traqueídeos de plantas vasculares com semente como as Gimnospermas ou Angiospermas, evidenciando a presença de Convergência Evolutiva (órgãos análogos, que apresentam funções semelhantes porém oriundo de ancestrais diferentes).
Outra característica é em relação à sua anatomia, que varia muito de acordo com os táxons. Por exemplo o gênero Sargassumonde em sua anatomia a sua parte reprodutiva é evidenciada pela presença de Receptáculos e Conceptáculos, de acordo com a fase de maturação de seus esporos ou gametas. Diferentemente das algas do gênero Fucus (não têm representantes no Brasil) onde sua fase reprodutiva assemelha-se com uma “espiga de milho”. São exemplos que demonstram a grande plasticidade e complexidade anatômica desse vasto grupo de algas.
Porque a divisão Rhodophyta não foi enunciada?
De acordo com os estudos filogenéticos, representados por Lee em 2008, o grupo das Rodófitas, contém pigmentação composta por clorofilas a e d, onde essa última, para a comunidade acadêmica contém controvérsias e ficobiliproteínas onde garantem a presença das algas em ambientes mais profundos, pois a capacidade de absorção de luz por essas proteínas é maior do que as apresentadas por outras divisões.
Outra importante evidencia é o ciclo reprodutivo, que nas demais macroalgas ocorre em sua grande maioria por alternância de gerações (Esporófito (n) e Gametófito (2n)), já em Rhodophyta ocorre um ciclo adicional diplóide, denominado Carposporófito (2n), característico do grupo.
A reserva também é completamente diferente, presença de Amido das Florídeas. O nome pode ser parecido mas bioquimicamente falando, não tem nada de parecido com o amido das plantas atuais e também a presença de Carragenana, utilizado em culturas biológicas de bactérias, e são extraídas de gêneros como Dichotomaria, Hypnea, entre outros.
Última evidência é a ausência de flagelos no gameta masculino (espermácio), onde caracteriza esse grupo como “provavelmente” plesiomórfico em relação às outras divisões ficológicas, porém ainda com muitas controvérsias, devido aos estudos da Teoria de Endossimbiose, proposta pela pesquisadora Lynn Margulis falecida em 2011.
Quais foram as adaptações que permitiram as plantas atuais sobreviverem no ambiente terrestre?
Para entendermos ás adaptações, fundamentais na transição do ambiente marinho para o ambiente terrestre, devemos problematizar as situações e consequentemente solucioná-los, obviamente priorizando as reservas energéticas/água.
A primeira adaptação a ser citada é a Epiderme. Bom, para as macroalgas verdes ancestrais, o aporte de água é abundante e não evidencia nenhum tipo de problema para esses seres. Porém para plantas terrestres o aporte de água consequentemente não é o mesmo e devido ao ambiente mais quente e muitas vezes inóspito, foi de suma importância a presença de moléculas de origem lipídica (hidrocarbonetos) como por exemplo, Suberina, Cutina, que formam uma espécie de “Cutícula”, cuja função é de evitar a evapotranspiração, caracterizando uma proteção química.
Segunda adaptação evidente na epiderme é de origem física, sendo mencionada como proteção mecânica, onde por ser ocasionada por pequenos invertebrados, ou por outras plantas no momento de competição por zonas fóticas, entre outros exemplos.
A terceira característica se refere no quesito de proteção contra radiação ultravioleta (radiação UV). Bom, nós sabemos que as folhas dentro do estudo botânico contém inúmeras formas (obovada, ovada, lanceolada) e cada forma enuncia o ambiente vivente, porém todas as folhas contém algo em comum, a proteção ao seu material genético (DNA). Como as plantas habitam ambiente terrestre, a incidência de radiação solar é mais abundante e por isso foram selecionadas moléculas, como por exemplo, os carotenóides, que participam de um processo denominado fotoproteção, onde absorvem a maior parte da luminosidade para a fotossintese, porém têm a função primária de evitar que essa radiação atinja as células vegetais, promovendo mutação do material genético.
Já enunciamos anteriormente que na busca pela sobrevivência no ambiente terrestre a etapa mais importante é o estocamento/retenção de água, sendo esse tipo de problema estudados tanto em plantas, quanto em répteis e os primeiros artrópodes. Mais acima falamos da epiderme e sua composição química de origem lipídica que evita a perda de água em excesso, porém existe outro tipo de órgão na folha que evita também essa perda excessiva de água, denominado Estômato.
Sua localização se dá na parte abaxial da folha, ou seja na epiderme inferior, onde sua anatomia é constituída por células acessórias (mais externas), células guarda (mais internas) e um “poro” denominado ostíolo, onde esse último é controlado pelas células guarda. A função principal desse órgão é a retenção de água, sendo diretamente ligado aos tipos de fotossíntese (C3, C4 e CAM), porém contém uma função secundária que é relacionada ás trocas gasosas (o2 e co2), também importante para a fotossíntese.
Ainda presente na folha e constituinte de sua anatomia, ocorre a presença de células de reserva denominadas Parênquimas, onde existem inúmeros tipos como por exemplo, parênquima aquífero (evidenciado nas Vitórias-Régias), parênquima oleorífero (reserva de óleos), parênquima amilífero (reserva de amido) e etc.
Conclusão: Para que haja sucesso na adaptação do ambiente aquático-terrestre, é necessário investir no acúmulo de água, principalmente, em reservas biológicas e, consequentemente, gastar menos energia (ATP) possível.
Leitura recomendada: http://www.criptogamas.ib.ufu.br/.
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