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Gimnospermas
Introdução
Depois da aquisição de vasos condutores, que permitiram o avanço no tamanho
corpóreo e, consequentemente, da distribuição geográfica dos vegetais, uma nova
característica surgiu para acirrar a busca evolutiva pela terra firme, conferindo aos vegetais o
“pulo” necessário para dominarem o planeta. Essa nova característica foi as sementes! As
plantas então passaram a compor um grupo chamado de espermatófitas. O motivo é bem
simples, as sementes conferem proteção e nutrição ao embrião, dando-lhe capacidade de
sobreviver longe do esporófito (aqui fase vegetativa), e assim, dispersar por vastos territórios.
Nessa aula, veremos essa e mais algumas adaptações que conferiram aos vegetais a
grande capacidade adaptativa que possuem. Por isso, a aula de hoje será um pouco diferente.
Analisaremos cada nova estrutura separadamente, e depois, o ciclo reprodutivo abrangendo
todas elas!
Heterosporia
Em gimnospermas, os esporófitos, produzirão dois tipos de estruturas produtoras de
esporos: os Microsporangios, que darão origem aos esporos masculinos, também chamados de
grãos de pólen; e os Megasporangios, que darão origem aos esporos femininos. Ambos nascem
em estruturas chamadas de estróbilos. Normalmente, para evitar autofecundação, os
estróbilos microesporangeados se organizam nos ramos inferiores das arvores, enquanto os
estróbilos megaesporangeados, ou megaestrobilos, se organizam nos ramos mais altos.
Um microsporangio jovem contem muitas células mãe de esporos (2n), também
chamadas de microsporocitos. Cada célula mãe ira sofrer meiose no inicio da primavera,
originando quatro micrósporos haploides (n). Cada micrósporo se desenvolve em um grão de
pólen alado que possui quatro células: Duas células protalares, uma célula geradora e uma
célula do tubo. Nesse estagio, o grão de pólen masculino passa a ser considerado o gametófito
masculino jovem, e esta pronto para ser liberado em grandes quantidades e ser transportado
pelo vento!
Os megastrobilos são estruturas um pouco mais complexas. Tais estróbilos são
escamados, e cada escama, chamada de escama ovulífera, comportam dois óvulos na
superfície superior. Cada óvulo consiste em um núcleo multicelular (o megasporangios),
revestido por um tegumento maciço, com uma abertura chamada micrópila, que fica voltada
para o eixo do estróbilo.
Cada megasporangios contem, dentre todas as células, apenas um megasporocitos
(célula mãe de megásporos), que sofre meiose e origina quatro megásporos lineares. Desses,
apenas um será funcional, e os outros três irão se degenerar. O funcional se desenvolvera por
sucessivas mitoses em um gametófito feminino, ou megagametofito.
Imagem 1: grão de pólen masculino. Em (a), imaturo, possuindo duas células protalares,
uma célula geradora e uma célula do tubo. Em (b), um grão de pólen um pouco mais maduro,
cujas células protalares, que aparentemente não tem função, se degeneram. Em (c) uma foto
de microscopia de varredura do grão de pólen maduro.
Na esquerda, uma foto de vários estróbilos masculinos liberando grãos de pólen. Na
esquerda, um esquema de corte longitudinal de um estróbilo masculino mostrando os
microsporofilos e os microsporangios.
Imagem de vários megastrobilos. Estróbilos femininos. Notem a forma das escamas
ovulíferas.
A esquerda, um corte longitudinal de um megastrobilos, mostrando as varias escamas
ovulíferas. À direita, uma microscopia de uma porção do estróbilo. Note, na ponta da seta, o
núcleo da célula mãe de megásporos.
Polinização
A polinização ocorre na primavera. Um fluido espesso se forma na micrópila de cada
ovulo, que servira para aderir um grão de pólen masculino. Quando o fluido micropilar
evapora, o grão de pólen entra pela micrópila e faz contato com o núcleo do megasporangios
que ainda não sofreu meiose. Ao fazer contato com esse núcleo, o micrósporo germina,
formando um tubo polínico!
Essa estrutura, contendo um micrósporo germinado e um megasporangios ainda sem
sofrer meiose dura aproximadamente um mês. Passado esse tempo, o megasporangios sofre
meiose e origina quatro megásporos, onde apenas um se desenvolvera enquanto os outros três
se degenerarão. O megásporos então, de forma lenta, se desenvolve por mitose em um
megagametofito, que estará maduro cerca de 15 meses após a polinização, quando na região
da micrópila, se desenvolverão dois arquegônios.
Fecundação
Nessa fase, o megagametofito maduro possui dois arquegônios próximos à região da
micrópila. O gametófito masculino (grão de pólen), enquanto o megagametofito se desenvolvia,
produziu um tubo polínico que aos poucos foi digerindo um caminho ate o gametófito
feminino. Enquanto isso, a célula geradora do grão de pólen começa a se dividir, num processo
que durara cerca de um ano, e que ira originar dois tipos de célula: as células estéreis (células
do pé), e as células geradoras (célula do corpo). Quando o tubo polínico alcança o gametófito
feminino, a célula geradora se divide, criando dois núcleos espermáticos. As plantas com
semente não formam anterídios!
Cerca de 15 meses após a polinização, o tubo polínico alcança a oosfera de um
arquegônio, e descarrega dois núcleos espermáticos nela! Um núcleo espermático se une a
oosfera, e o outro degenera! A oosfera, então, passa a se desenvolver em um embrião.
O embrião e a formação da semente
Em geral, o embrião desenvolvido consiste em um eixo hipocótilo-radicular, tendo de
um lado o meristema apical protegido por uma estrutura chamada coifa, e do outro mais
meristema apical e vários (geralmente oito) cotilédones. Os tegumentos do megasporangios
que originou o gametófito feminino irão se desenvolver em uma estrutura cuja função será
proteger o embrião. Essa estrutura se chama Testa, da semente. Os gametófitos também fazem
parte
da
semente,
mas
a
função
é
apenas
nutrir
o
embrião.
Esquema de uma semente de gimnosperma. Note que a semente possui estruturas das
duas gerações. A testa da semente e o núcleo (embrião) são de geração esporofítica. Enquanto
o gametófito com função nutricional vem de geração gametofítica.
Outras estruturas importantes de gimnospermas
Além dessa enxurrada de estrutura e detalhes, as gimnospermas possuem outras
características morfológicas que foram determinantes no sucesso evolutivo que tiveram.
As folhas possuem forma alongada e rígida, e são chamadas de aciculares. O formato
confere resistência ao frio, além de longevidade, o que permite uma folha durar de 2 a 4 anos
realizando fotossíntese. No caule, o crescimento secundário se inicia muito cedo. O cambio
vascular produz uma quantidade relativamente grande de xilema secundário para dentro do
caule e de floema para fora. O xilema é basicamente constituído de células chamadas
traqueideos, lignificadas e mortas. Já o floema, constituído de por células crivadas, típicas
células condutoras de seiva em gimnospermas e plantas vasculares sem sementes. Com o
aumento em espessura, a epiderme vai sendo substituída pela periderme, que se acumula
formando a casca externamente.
Imagem de um caule de gimnosperma com crescimento secundário
Evolução e diversidade
Acredita-se que as gimnospermas tenham evoluído de um ancestral vascular sem
semente de trimerofita. Tal grupo recebeu o nome de pro-gimnospermas, e possuíam
crescimento secundário de floema. Apesar de seus esporos serem dispersos livremente, o
aparecimento de cambio vascular que originava plantas com crescimento secundário aproxima
tal grupo das gimnospermas.
Das pro-gimnospermas, diversos grupos apareceram, dentre eles alguns fosseis, e
outros que são atuais.
Dos extintos são dois: Pteridospermophyta e Cordaitales.
Dos atuais existem quatro divisões: Cycadophyta, Ginkgophyta, Coniferophyta e
Gnetophyta.
Zamya spp, um exemplo de Cycadophyta atual, muito utilizada para ornamentação de
jardins.
Gingko biloba, uma Ginkgophyta com utilização medicinal.
Uma Welwitschia, uma Gnetophyta típica de desertos africanos. Além dela, outras
gnetophytas são peculiares, algumas são trepadeiras, caso do gênero Gnetum. E outras são
arbustivas, muito ramificadas, compreendidas no gênero Ephedra.
Pinheiros, do grupo das Coniferophytas.
Ciclo de Vida (Resumo)
Thafarel Pitton- Professor de Ecologia e Botânica no Cursinho
Metamorfose, UNESP- SÃO JOSE DO RIO PRETO
[email protected]