RESUMÃO DE BIOLOGIA PLANTAS A Botânica é o ramo da Biologia que estuda os organismos primariamente fotossintetizantes com diferenciação de tecidos: as plantas. PLANTAS VS. ALGAS Acredita-se que as plantas tenham surgido de um grupo ancestral de algas verdes. Há cerca de 500 milhões de anos, as plantas iniciaram a ocupação do ambiente terrestre. Este ambiente oferece às plantas vantagens como maior facilidade na captação da luz, já que ela não chega às grandes profundidades da água, e facilidade da troca de gases, devido à maior concentração de gás carbônico [ ] e gás oxigênio [ ] na atmosfera. Esses fatores são importantes no processo da respiração e da fotossíntese. As plantas apresentam adaptações que lhes possibilitam sobreviverem no ambiente terrestre. Apesar dos habitats distintos, as algas e as plantas já fizeram parte do mesmo reino, o reino protista, pois, de fato, existem certas semelhanças entre as algas e as plantas; mas estudos mais recentes comprovam diferenças marcantes entre elas. SEMELHANÇAS As plantas e as algas são seres fotossintetizantes, com presença de clorofila A e B em seus cloroplastos. As plantas e as algas possuem parede celular constituída fundamentalmente por celulose. DIFERENÇAS As plantas apresentam estruturas formadoras de gametas [gametângios] envolvidas por uma camada de células estéreis protetoras, ausentes nas algas. As plantas retêm o zigoto e os estágios iniciais do embrião dentro do gametângio. Por reterem os embriões em seus gametângios, as plantas também podem ser chamadas de embriófitas. Todas as plantas apresentam alternância de gerações haploides e diploides [ciclo de vida haplobionte]. As células dos indivíduos haploides [gametófitos] dividem-se por sucessivamente por mitose, formando gametas que, quando fecundados, originam zigotos diploides que se desenvolvem em estruturas denominadas esporófitos. Ao atingir a fase adulta, as células do esporófito se dividem por meiose, originando esporos haploides que, em condições favoráveis, originarão gametófitos, fechando o ciclo. SISTEMÁTICA DAS PLANTAS Tradicionalmente, as plantas são divididas em dois grandes grupos: • • Criptógamas: plantas que têm estruturas reprodutoras pouco evidentes. Ex.: musgos e samambaias. Fanerógamas: plantas que têm estruturas reprodutoras bem visíveis. Ex.: pinheiros, mangueiras, roseiras e coqueiros. Todas as fanerógamas desenvolvem sementes e por isso também são chamadas de espermatófitas. As Criptógamas dividem-se em dois subgrupos: • Briófitas: Criptógamas que não apresentam xilema nem floema, tecidos especializados, respectivamente, para o transporte de seiva bruta [água e sais minerais] e seiva elaborada [água e substâncias orgânicas da fotossíntese]; são em sua maioria plantas de pequeno porte. Ex.: musgos e hepáticas. NOTA: As hepáticas apresentam formato achatado, semelhante ao fígado, daí a nomenclatura. As briófitas, por não apresentarem tecidos de condução [xilema e floema], são chamadas de plantas avasculares ou atraqueófitas. • Pteridófitas: Criptógamas que têm xilema e floema. Ex.: samambaias. As fanerógamas, por sua vez, também são divididas em dois subgrupos: • • Gimnospermas: têm sementes, mas não formam frutos. Suas sementes são chamadas de nuas, pois não estão abrigadas no interior de frutos. Ex.: pinheiro-do-paraná. Angiospermas: têm sementes abrigadas no interior de frutos. Tais frutos são resultantes do desenvolvimento do ovário da flor. Ex.: mangueira, figueira e laranjeira. Por apresentarem tecidos de condução [xilema e floema], as pteridófitas e todas as fanerógamas são chamadas de plantas vasculares ou traqueófitas. Nos diversos grupos de plantas, o gameta feminino, chamado oosfera, é sempre imóvel. Já os gametas masculinos são flagelados nas briófitas e nas pteridófitas, recebendo o nome de anterozoides. Nas gimnospermas e nas angiospermas, entretanto, eles não são flagelados e são chamados de células espermáticas. Nota: nas briófitas e nas pteridófitas, os gametângios recebem o nome de arquegônio [feminino] e anterídio [masculino]. BRIÓFITAS As briófitas são plantas avasculares, ou seja, não possuem tecidos de condução [xilema e floema]. Ocorrem preferencialmente em ambientes úmidos, abrigados da luz direta. Essa restrição está ligada principalmente a duas condições: As briófitas não têm estruturas para evitar a transpiração intensa quando expostas a luz do sol. Atraqueófitas dependem da água para a reprodução sexuada, pois seus gametas são flagelados. Poucas espécies vivem em regiões muito poluídas, pois são muito sensíveis a poluição, funcionando como bioindicadores. Geralmente tratam-se de plantas de pequeno porte, pois por não apresentarem xilema nem floema, o transporte de água, sais minerais e substâncias orgânicas, que ocorre por difusão [de célula em célula], é mais lento que nas plantas vasculares. Apesar do tamanho diminuto, o musgo já consegue firmar-se ereto através de estruturas que se assemelham a raízes, caules e folhas, os rizoides, cauloides e filoides, respectivamente, que, embora possuam a mesma função, não chegam constituir as verdadeiras partes da planta devido à ausência de tecidos verdadeiros, como o xilema e o floema. Em relação ao ciclo de vida das briófitas, o gametângio situa-se na região apical do corpo da planta. Nesses gametângios, os gametas, anterozoide e oosfera, são formados por sucessivas mitoses e, assim como os gametófitos, são haploides [n]. A fecundação ocorre por ocasião das chuvas ou garoa: as gotas, ao atingirem o ápice do gametófito masculino, levam o gameta até o ápice de um gametófito feminino, onde já existe água acumulada e os anterozoides nadam em direção a oosfera, atraídos pelo líquido que se forma no canal do arquegônio. Ao entrarem em contato com a oosfera, ocorre a fecundação, originando uma célula-ovo ou zigoto diploide [2n]. Este se desenvolve dentro do arquegônio, portanto no ápice da planta feminina. Esse zigoto forma o esporófito [2n], que continua no ápice do gametófito, comportando-se como um parasita que depende da planta para sua nutrição. Os esporófitos são compostos por uma porção basal, denominada pé, de uma haste ou seta, longa e delicada, além de uma cápsula apical. Os esporos são formados nessa cápsula, que corresponde, portanto, a um esporângio, urna onde se formam os esporos. Ao se desenvolver dentro do arquegônio, o esporófito cresce e irrompe para fora do gametângio, levando consigo parte do arquegônio sobre a cápsula na forma de uma película chamada caliptra, que, por ser parte do gametângio, é haploide [n]. Os esporos desenvolvidos no esporângio originam-se a partir de divisões meióticas, sendo, portanto, haploides [n]. Quando a cápsula se abre, ocorre a expulsão desses esporos, que, ao caírem em substrato adequado, germinam, dando origem ao gametófito, reiniciando o ciclo. Nas briófitas, o gametófito é a fase predominante no ciclo de vida. PTERIDÓFITAS As pteridófitas foram as primeiras plantas vasculares. A presença de vasos condutores possibilitou-lhes a grande expansão no ambiente terrestre. Os vasos permitem a condução mais eficiente de água e sais minerais [seiva bruta] das raízes até as folhas, e de água e matéria orgânica da fotossíntese [seiva elaborada] das folhas para as demais partes da planta. Na linha evolutiva as pteridófitas também foram as primeiras a apresentarem tecidos de sustentação, sendo formadas por raiz, caule [chamado de rizoma ou caule horizontal em razão do fato de ser rasteiro] e folhas de verdade. Assim, as pteridófitas são maiores do que as briófitas, sendo algumas de grande porte, como o xaxim. Em relação ao ciclo de vida da pteridófitas, elas ainda dependem da água para a reprodução, pois seus gametas também são flagelados. Nas pteridófitas, a fase predominante no ciclo de vida é o esporófito. Os esporos [n] são produzidos por divisões meióticas no esporângio [cujo acumulo é chamado de soro], localizado na face inferior da folha, que é recoberta por uma membrana denominada indúsio, que, após germinarem, dão origem a um gametófito hermafrodita [n] chamado de prótalo. Depois da fecundação da oosfera pelo anterozoide, forma- se o embrião [2n] que se desenvolverá em um esporófito [2n] sobre o prótalo, reiniciando o ciclo. GIMNOSPERMAS As gimnospermas são os primeiros vegetais superiores, por possuírem sementes, ou seja, seus gametas não são mais flagelados e, portanto, as plantas não mais dependem da água para a reprodução. Nota: as gimnospermas não possuem frutos, por isso suas sementes são chamadas de nuas, pois não estão abrigadas no interior de frutos. As estruturas relacionadas à reprodução das gimnospermas são bem evidentes e chamadas de estróbilos, cones ou inflorescência. As gimnospermas não possuem flores atrativas como as angiospermas, pois suas flores, ou melhor, inflorescências, aparentando-se mais com um prolongamento do caule, são aperiantadas, ou seja, não possuem cálice [conjunto de sépalas] ou corola [conjunto de pétalas], como a pinha, no caso dos pinheiros. Por suas flores serem aperiantadas, a gimnosperma não terá outro vetor a não ser o vento [polinização anemófila], que carregará o grão de pólen [envoltório que abriga as estruturas formadoras do gameta masculino, as células espermáticas] até o óvulo. Nas plantas, o óvulo não corresponde ao gameta feminino, mas sim a uma estrutura formadora do gameta feminino: a oosfera. Ao chegar ao óvulo, o grão de pólen germina, formando o tubo polínico, que conduzirá o gameta masculino não flagelado até o gameta feminino. Após a fecundação o órgão transforma-se em semente, que protege o embrião das condições adversas do meio, como o pinhão, no caso dos pinheiros. Em relação ao ciclo de vida das gimnospermas, o esporófito continua sendo a fase predominante. Nos estróbilos masculinos, os esporos masculinos [n] chamados de andrósporos ou micrósporos são formados por esporângios [2n] chamados de androsporângios ou microsporângios, através de divisões meióticas. Ainda dentro do esporo [n] tem início a formação do gametófito masculino [n], formado apenas por quatro células, das quais duas merecem destaque: a célula do tubo, que formará o tubo polínico, e a célula generativa, que formará as células espermáticas. Com a formação do gametófito, o esporo diferencia-se em grão de pólen e só então é liberado pelo esporângio e carregado pelo vento. Nos estróbilos femininos, as estruturas onde os óvulos são diferenciados recebem o nome de escamas ovulíferas. Cada óvulo possui um tecido [2n] de revestimento denominado tegumento, que protege um esporângio [2n] chamado de ginosporângio ou megasporângio. No tegumento existe uma abertura chamada micrópila, que é por onde o grão de pólen penetra. No megasporângio, os esporos [n] femininos são formados por divisões meióticas e são chamados de ginósporos ou megásporos. Após a polinização, há o desenvolvimento de um gametófito feminino [n] no interior do esporo feminino, e a consequente formação dos esporângios e, finalmente, do gameta feminino, a oosfera. A célula do tubo do andrósporo forma o tubo polínico, por meio da qual os gametas masculinos produzidos pela célula generativa são conduzidos até o arquegônio, onde o gameta masculino fecunda o gameta feminino. As gimnospermas investem toda a sua energia na produção de grãos de pólen, valorizando a quantidade. O embrião [2n] permanece no interior do gametófito [n], cujo revestimento começa a endurecer e a formar uma casca, originando, por fim, a semente. A semente permanece presa ao estróbilo até amadurecer, quando cai no solo e germina, originando um esporófito [2n], reiniciando o ciclo. ANGIOSPERMAS As angiospermas são vegetais desenvolvidas, sementes e frutos. superiores que possuem flores Essas flores possuem cores, sabores, odores etc., e podem ser dividas em partes [verticilos] com função atrativa, como a corola [conjunto de pétalas], geralmente colorida, e o cálice [conjunto de sépalas], geralmente unicolor; ou reprodutiva [partes masculinas e femininas], como o estame [parte masculina ou androceu], formado pelo filete e pela antera [onde os grãos de pólen são produzidos], e o pistilo ou carpelo [parte feminina ou gineceu], dividido em três partes: estigma, estilete e ovário. O processo de polinização nada mais é do que o transporte do grão de pólen da antera para o estigma. Por possuírem flores periantadas, as angiospermas possuem diversos vetores, não somente o vento, como era caso das gimnospermas. POLINIZAÇÃO Anemófila Entomófila Ornitófila Quiropterófila Andrófila VETOR Vento Insetos Pássaros Morcego Homem Em relação ao ciclo de vida das angiospermas, o esporófito, mais uma vez, permanece como fase predominante. Após a polinização, no processo de germinação forma-se o tubo polínico, que cresce, penetrando no estilete em direção ao ovário. À medida que isso acontece a célula generativa migra para o tubo polínico e divide-se por mitose, formando duas células espermáticas [n], que são os gametas masculinos. O gameta feminino das angiospermas é chamado de saco embrionário, pois não há formação de arquegônios, mas diferenciação direta de oosferas [n]. Além da oosfera o saco embrionário possui outras poucas células e dois núcleos [n], denominados núcleos polares, que podem se fundir, originando um núcleo diploide [2n], chamado núcleo secundário do saco embrionário. Um aspecto exclusivo das angiospermas é a dupla fecundação. Em cada óvulo um dos núcleos espermáticos funde-se com a oosfera, formando um zigoto diploide [2n]. O outro núcleo espermático fundese com os núcleos polares, dando origem a um núcleo triploide [3n]. Por divisões mitóticas, o zigoto dá origem ao embrião [2n], e o núcleo triploide dá origem ao endosperma [tecido triploide altamente nutritivo exclusivo das angiospermas]. Enquanto o embrião se nutre do endosperma, as paredes do óvulo tornam-se impermeáveis, formando uma casca, e dando origem a semente. Comparando as sementes das angios com as das gimnos, verifica-se que ambas apresentam: • • • Tegumento [2n]. Tecido nutritivo, haploide [n] nas gimnospermas, e triploide [3n] nas angiospermas. Embrião [2n]. À medida que a semente se forma, a parede do ovário também se desenvolve, dando origem ao fruto. Existem, no entanto, alimentos vegetais suculentos chamados de fruto, mas que na verdade não o são, biologicamente falando, já que não são oriundos do ovário. Eles são classificados na biologia como pseudofrutos. O caju, a maçã e a pera são alguns exemplos. Esses pseudofrutos originam-se a partir de: • • Uma flor que possui mais de um ovário, sendo classificada como frutos agregados [ou pseudofrutos agregados]. O morango, desenvolvido a partir do receptáculo floral, é um pseudofruto desse tipo. Ovários de várias flores, reunidas em uma inflorescência, sendo classificadas como frutos [ou pseudofrutos] múltiplos, ou infrutescência. O abacaxi, desenvolvido a partir de ovários de várias flores, reunidas em uma inflorescência, é um fruto do tipo múltiplo. Atualmente, as angiospermas têm sido divididas em três grupos: monocotiledôneas, eudicotiledôneas e dicotiledôneas. A classificação dá-se a partir do número de cotilédones [folhas]: ímpar nas monocotiledôneas e par nas eudicotiledôneas e dicotiledôneas. CULTIVO DE PLANTAS O homem desenvolveu vários mecanismos de propagação vegetativa, dentre os mais utilizados são: estaquia, mergulhia, alporquia e enxertia. ESTAQUIA MERGULHIA ALPORQUIA ENXERTIA Reprodução por meio de estacas, ramos do caule cortado que contêm gemas. As estacas são enterradas no solo e a gema apical é cortada, pois inibe o crescimento das gemas laterais. Mantém-se parte do ramo de uma planta enterrado até que se formem raízes. Depois separa-se o ramo com as raízes, plantando-o em seguida. Faz-se um corte no caule da planta e coloca-se no local terra úmida envolta por um saco. Deixa-se até enraizar então se separa o ramo enraizado, plantando-o em seguida. É o transplante de uma muda [cavaleiro] em outra planta provida de raízes [cavalo]. O cavalo deve ser de uma planta da mesma espécie que o cavaleiro.