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34.3: Plantas Vasculares Sem Sementes
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Seedless Vascular Plants
 
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34.3: Seedless Vascular Plants

34.3: Plantas Vasculares Sem Sementes

Seedless Vascular Plants Were the First Tall Plants on Earth

Today, seedless vascular plants are represented by monilophytes and lycophytes. Ferns—the most common seedless vascular plants—are monilophytes. Whisk ferns (and their relatives) and horsetails are also monilophytes. Lycophytes include club mosses, spikemosses, and quillworts—none of which are true mosses.

Unlike nonvascular plants, vascular plants—including seedless vascular plants—have an extensive network of vascular tissue comprised of xylem and phloem. Most seedless vascular plants also have true roots and leaves. Furthermore, the life cycles of seedless vascular plants are dominated by diploid spore-producing sporophytes, rather than gametophytes.

However, like nonvascular plants, seedless vascular plants reproduce with spores rather than seeds. Seedless vascular plants are also typically more reproductively successful in moist environments because their sperm require a film of water to reach the eggs.

The Life Cycle of Seedless Vascular Plants

Like animals, seedless vascular plants (and other plants) alternate between meiosis and fertilization during reproduction. Meiosis is a cell division process that produces haploid cells—which contain one complete set of chromosomes—from a diploid cell—which contains two complete sets of chromosomes. Fertilization, by contrast, produces a diploid cell called a zygote through the fusion of haploid cells called gametes—sperm and eggs.

In most animals, only the diploid stage is multicellular, and gametes are the only haploid cells. Plants, however, alternate between haploid and diploid stages that are both multicellular; this is called alternation of generations. Alternation of generations is a feature of all sexually reproducing plants, but the relative size and prominence of the haploid and diploid stages differ among plants.

In seedless vascular plants (as well as seed plants), the diploid stage of the life cycle—the sporophyte—is dominant. For example, what most people recognize as a fern is the large, independent fern sporophyte. Sporophytes produce haploid cells called spores through meiosis.

A spore can germinate and develop into a gametophyte—the haploid stage of the life cycle—through mitosis. Gametophytes produce egg and sperm cells through mitosis (unlike animals, which produce gametes through meiosis). Most seedless vascular plants produce one type of spore that gives rise to a bisexual gametophyte. The gametophytes are smaller and less structurally complex than the sporophytes, but they can photosynthesize and do not depend on the sporophyte for nourishment or protection.

Egg and sperm cells fuse through fertilization, forming a diploid zygote. The zygote divides through mitosis to generate the familiar, fronded fern sporophyte—continuing the cycle.

Plantas Vasculares Sem Sementes Foram as Primeiras Plantas Altas na Terra

Hoje, as plantas vasculares sem sementes são representadas por monilófitas e licófitas. Samambaias—as plantas vasculares sem sementes mais comuns—são as monilófitas. Psilotum (e os seus parentes) e cavalinhas também são monilófitas. As licófitas incluem os musgos Lycopsida, Selaginella e Isoetes—nenhum dos quais verdadeiros musgos.

Ao contrário das plantas não vasculares, as plantas vasculares—incluindo plantas vasculares sem sementes—têm uma extensa rede de tecido vascular composta por xilema e floema. A maioria das plantas vasculares sem sementes também tem raízes e folhas verdadeiras. Além disso, os ciclos de vida das plantas vasculares sem sementes são dominados por esporos diplóides produtores de esporos, em vez de gametófitos.

No entanto, como as plantas não vasculares, as plantas vasculares sem sementes reproduzem-se com esporos em vez de sementes. Plantas vasculares sem sementes também são tipicamente mais bem sucedidas reprodutivamente em ambientes húmidos porque o seu esperma requer uma película de água para chegar aos óvulos.

O Ciclo de Vida das Plantas Vasculares Sem Sementes

Como os animais, as plantas vasculares sem sementes (e outras plantas) alternam entre a meiose e a fertilização durante a reprodução. A meiose é um processo de divisão celular que produz células haplóides—que contêm um conjunto completo de cromossomas—a partir de uma célula diplóide—que contém dois conjuntos completos de cromossomas. A fertilização, pelo contrário, produz uma célula diplóide chamada zigoto através da fusão de células haplóides chamadas gâmetas—células de esperma e óvulos.

Na maioria dos animais, apenas o estágio diplóide é multicelular, e os gâmetas são as únicas células haplóides. As plantas, no entanto, alternam entre estágios haplóides e diplóides que são multicelulares; isso é chamado de alternância de gerações. A alternância de gerações é uma característica de todas as plantas sexualmente reprodutoras, mas o tamanho e a proeminência relativos dos estágios haplóide e diplóide diferem entre as plantas.

Em plantas vasculares sem sementes (assim como em plantas com sementes), o estágio diplóide do ciclo de vida—o esporófito—é dominante. Por exemplo, o que a maioria das pessoas reconhece como samambaia é o grande e independente esporófito de samambaia. Os esporófitos produzem células haplóides chamadas esporos através da meiose.

Um esporo pode germinar e se desenvolver em um gametófito—a fase haplóide do ciclo de vida—através da mitose. Gametófitos produzem óvulos e esperma através da mitose (ao contrário dos animais, que produzem gâmetas através da meiose). A maioria das plantas vasculares sem sementes produz um tipo de esporo que dá origem a um gametófito bissexual. Os gametófitos são menores e menos estruturalmente complexos que os esporófitos, mas podem realizar fotossíntese e não dependem do esporófito para nutrição ou proteção.

Os óvulos e células de esperma fundem-se através da fertilização, formando um zigoto diplóide. O zigoto divide-se através da mitose para gerar o familiar e frondoso esporófito da samambaia—continuando o ciclo.


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