Planta vascular
Plantas vasculares, também designadas por traqueófitas e por plantas superiores, é um grande agrupamento de plantas constituído pelas plantas terrestres que apresentam tecidos especializados destinados ao transporte dos solutos que alimentam as suas células. Com excepção das plantas avasculares, estas estruturas estão presentes em todos os grupos extantes de plantas, nomeadamente nas ervas, arbustos e árvores pertencentes aos grupos dos licopódios, cavalinhas, pteridófitos, gimnospérmicas e angiospérmicas. Os nomes científicos aplicados ao grupo incluem Tracheophyta e Tracheobionta.
As plantas vasculares diferenciam-se das avasculares por duas características primárias: Em consequência, nas plantas vasculares o esporófito é a forma de geração das plantas comum, sendo o gametófito uma fase temporária que nas pteridófitas consiste num pequeno protalo e nas espermatófitas uma minúscula estruturas contida nas flores das angiospérmicas ou nos cones ou pinhas das gimnospérmicas. A definição formal da divisão Tracheophyta inclui as características fundamentais atrás apontadas na frase latina «facies diploida xylem et phloem instructa» («fase diploide com xilema e floema»).:251 Um mecanismo possível para a suposta mudança da ênfase da geração haplóide para a geração diploide é a maior eficiência na dispersão de esporos com estruturas diploides mais complexas. Por outras palavras, o aparecimento de um pedúnculo maior e mais complexo para suporte dos esporângios possibilitou a produção de mais esporos e permitiu o desenvolvimento da capacidade de os libertar e transmitir para mais longe de forma mais eficiente. Tais desenvolvimentos podem incluir o aparecimento de mais área fotossintética para a estrutura portadora de esporos, a capacidade de desenvolver raízes independentes e de formação de uma estrutura lenhosa para suporte e possibilitar mais ramificações.
A presença de um sistema vascular permite que a água e os nutrientes sob a forma de solutos inorgânicos sejam extraídos do solo pelas raízes e transportados por toda a planta pelo xilema. Compostos orgânicos, como a sacarose produzida pela fotossíntese nas folhas, são distribuídos através dos tubos crivados do floema. O xilema é constituído por elementos de vaso nas plantas com flor e por traqueídeos nas restantes plantas vasculares. Em ambos os casos, aquele sistema é formado por células mortas, ocas e com paredes rígidas, dispostas para formar filas de tubos que funcionam no transporte de água. A parede celular dos traqueídeos geralmente contém o polímero lignina. O floema, no entanto, é constituído por células vivas, designadas por elementos de tubo crivado, entre os quais estão placas de crivo com poros que permitem a passagem das moléculas orgânicas a transportar. As células que constituem os elementos de tubo crivado não possuem organelos como núcleo celular ou ribossomas, mas as células que as rodeiam, as células acompanhantes, funcionam de maneira a manter vivos os tubos crivados.
Transpiração
O composto químico mais abundante em todas as plantas, como aliás em todos os restantes organismos celulares, é a água, substância que desempenha importantes funções estruturais e um papel vital no metabolismo das plantas. A transpiração é o principal processo de movimento da água dentro dos tecidos vegetais. A água é constantemente transpirada da planta através de seus estomas para a atmosfera e substituída pela água do solo absorvida pelas raízes. Nesse processo, o movimento da água para fora do estoma da folha cria uma depressão (sucção) na coluna de água que preenche os vasos do xilema (os traqueídeos) designada por tensão de transpiração. Este efeito resulta da tensão superficial da água em contacto com as paredes das células do mesófilo e com as superfícies cuja evaporação ocorre quando os estomas estão abertos. As pontes de hidrogénio existentes entre as moléculas da água fazem com que se alinhem e se interliguem e, por essa via, à medida que as moléculas no topo da planta se evaporam, cada uma puxa a próxima para a substituir, a qual, por sua vez, puxa a próxima na linha.
Absorção radicular
As células vivas da raiz absorvem passivamente a água na ausência de sucção da transpiração por meio da osmose, criando pressão na raiz. Mesmo nos casos em que não haja evapotranspiração e, portanto, nenhuma tracção da água em direcção aos ramos e folhas, a o movimento da água prossegue devido à acção osmótica. Isso geralmente ocorre em períodos de altas temperaturas, alta humidade, escuridão ou seca.
Condução
Os tecidos do xilema e do floema estão envolvidos nos processos de condução dentro das plantas. Os açúcares são conduzidos e distribuídos por toda a planta no floema, enquanto a água e outros nutrientes através do xilema. A condução ocorre de uma fonte para uma região de absorção para cada nutriente em separado. Os açúcares são produzidos nas folhas (a fonte) pela fotossíntese e transportados para os ramos e raízes para uso no crescimento, respiração celular ou armazenamento. Os minerais são absorvidos nas raízes (a fonte) e transportados para os ramos para permitir a divisão celular e o crescimento.
Sistemática tradicional
Na sistemática clássica, as plantas vasculares eram divididas em dois grandes grupos, considerados ao nível taxonómico de subdivisão ou filo, diferenciados pela presença ou ausência de sementes. Esses agrupamentos, que constituem a estrutura base dos sistemas de classificação anteriores ao desenvolvimento da filogenética, tais como o Sistema de Eichler, o sistema de Engler ou o Sistema de Wettstein, eram:
Filogenia
A filogenia de um agrupamento tão numeroso e biodiverso continua a não ser consensual. Em consequência é possível encontrar na literatura diferentes árvores filogenéticas, as quais vão sendo progressivamente afinadas à medida que mais dados obtidos pelas técnicas da biologia molecular vão sendo disponibilizados e melhora o conhecimento do registo fóssil. Uma estrutura base para a filogenia das plantas vasculares extantes (isto é considerando apenas os grupos com representantes vivos) é a que consta do seguinte cladograma: Na estrutura atrás representada há que destacar que existe uma evidência molecular muito forte que sustenta a divisão basal entre licófitas e eufilófitas que resulta da presença nas eufilófitas de uma inversão cromossómica com cerca de 30 quilobases no ADN do cloroplasto. Tendo em conta que uma inversão de tantas quilobases é muito rara, e ainda é mais raro que resulte em produtos viáveis, a sua presença é uma forte evidência de monofilia.
Muita da informação conhecida sobre as primeiras plantas vasculares e sobre a sua transição para a vida terrestre resulta da análise do registo fóssil, já que todas as linhagens de então estão extintas. As traqueófitas ancestrais derivaram das primeiras embriófitas, as primeiras plantas que colonizaram a superfície terrestre. Todo indica que as primeiras embriófitas eram pequenas e muito simples na sua estrutura. No caso da linhagem que derivou nas plantas vasculares, o esporófito era basicamente um caule de ramificação dicotómica, inicialmente com alguns milímetros de altura, com o esporângio (onde ocorre a meiose que origina os esporos haploides) ocorrendo no extremo dos ramos. Estas plantas não tinham nem folhas nem raiz. Em alguns casos (como Rhynia no depósito Rhynia Chert da Escócia) a preservação no registo fóssil destas plantas é notável, sendo possível discernir muitos detalhes anatómicos, incluindo estomas, esporos e o tecido vascular dentro do caule.
