BOTÂNICA E SUAS DIVISÕES
Inclui seres pluricelulares fotossintetizantes, eucarióticas com tecidos organizados. A nutrição é autotrófica fotossintetizante. A reprodução típica ocorre por ciclos alternatesd haplóides e diplóides. Esse reino inclui os vegetais normalmente encontrados no ambiente terrestre: briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas.
As Briófitas.
As briófitas (divisão Bryophyta) são pequenos vegetais que crescem sobre solo úmido, pedras ou troncos de árvores e, às vezes, na água doce. Os musgos constituem sues pricipais representantes.
Da mesma forma que os vegetais superiores e as clorofíceas, possuem clorofilas a e b, carotenóides, amido e celulose. Frequentemente têm dimensões inferiores a dois centímetros, mas algumas podem chegar a trinta centímetros.
A planta propriamente dita, isto é o indivíduo maior, de vida independente e duradoura, é o gametófito (n), que apresenta estruturas semelhantes à raiz, ao caule e às folhas. No entanto, as briófitas são avasculares, ou seja, sem condutores de seiva. Por isto, é mais correto chamar essas estruturas de rizóides, caulóides e filóides.
No gametófito, encontramos também órgãos responsáveis pela produção de gametas: o anterídio e o arquegônio. Esses órgãos reprodutores são chamados gametângios . O anterídio (antero="florido"; ídio="aparência") produz gametas masculinos, chamados anterozóides, o arquegôno (arque="primitivo";gono="o que gera") produz o gameta feminino, de nome oosfera.
O esporófito (2n), menos desenvolvido e temporário, cresce sobre o gametófito e depende dele para a sua nutrição. No esporófito existem células que sofrem meiose, produzindo esporos.
O pequeno porte dessas plantas é consequência da falta não só de estruturas rígias de sustentação, mas também de um sistema de condução de seiva.
Muitas briófitas apresentam uma reprodução assexuada, à custa de gemas ou propágulos - pequenos pedaços de plantas que se soltam, são levados pela água e originam novas plantas. O ciclo repodutivo é haplodiplobiôntico, como o ciclo dos musgos, que citamos como exemplo.
Na maioria dos musgos, o sexo é separado: cada gametófito possui apenas anterídios ou apenas arquegônios.
O anterozóide chega até o arquegônio nadando em uma película de água da chuva ou de orvalho, ou através dos respingos de gotas de chuva. Ao alcançar o arquegônio, os anterozóides nadam até a oosfera, ocorrendo então a fecundação. Após a fecundação, o zigoto sofre mitoses, originando um embrião que permanece protegido no arquegônio.
O embrião se desenvolve por mitoses, formando um esporófito diplóide, que possui uma haste e uma dilatação na extremidade, a cápsula. A cápsula é um esporângio, isto é, um órgão no qual se dá a produção de esporos .
Dentro do esporângio há células, chamadas céluas-mães dos esporos, que sofrem meiose, originando esporos que iniciam a fase haplóide. Esses esporos são libertados e, em seguida, arrastados pelo vento, germinando a distância.
A germinação do esporo leva à formação de um novo gametófito, fechando o ciclo. O esporo, ao germinar, dá origem a um filamento de células, o protema. O protema emite algumas ramificações que penetram no solo, formando rizóides, enquanto outras ramificações mais complexas vão dar origem aos pés de musgos (gametófitos).
Classificação
Além da classe Musci, à qual pertencem os musgos, as briófitas são divididas em mais duas classes:
Hepaticae (hepáticas) - O nome dessa classe deve-se à forma de fígado do gametófito(hepato="fígado").As hepáicas mais conhecidas pertencem ao gênero e sombreados. O gametângio fica na ponta de estruturas chamadas gemetóforos.
Há gemetófitos com gemetóforos masculinos, os anteriodióforos, portadores de anterídios, e gametófitos com gemetóforos femininos, os arquegonióforos, portadores de arquegônios.
Anthocerotae (antóceros) - Podem ser exemplificados pelo gênero Anthoceros. O gametófito é folhoso, arredondado, multilobado, com cerca de dois centímetros e preso ao substrato por rizóides. Ao contrário da Marchantia, os gametângios (anterídios e arquegônios) dos antóceros estão mergulhados nos tecidos do gemtófito. Vários esporófitos são formados no mesmo pé após a fecundação, possuindo uma base e um esporângio alongado, produtor de esporos.
Pteridófitas
Ao contrário dos musgos e das algas, as pteridófitas são vegetais vasculares, isto é, possuem vasos condutores de seiva. A presença desse vasos caracteriza os vegetais traqueófitos (traqueo = "vaso"), representados pelas pteridófitas, gimnospermas e angiospermas, que já apresentam raíz, caule e folhas.
Usaremos como referência de pteridófitas o grupo das filicíneas, como as samambaias e as avencas, que vivem em ambiente úmido.
A planta propriamente dita (a fase duradoura) é o esporófito. Possui folhas grandes (frondes), geralmente divididas em folíolos; as folhas jovens ficam enroladas e são chamadas de báculos. De modo geral, a folha é a única parte visível da planta, pois o caule é subterrâneo ou fica rente ao solo, com crescimento horizontal. Este tipo de caule, que lembra uma raíz, é chamado rizoma.
O esporófito possui esporângios, produtores de esporos que se agrupam em estruturas chamadas soros. Estes distribuem-se na face inferior ou na borda dos folí
O gametófito prótalo, é bem menos desenvolvido que o esporófito e, na maioria das espécies, é hermafrodita ou monóico, isto é possui, ao mesmo tempo, anterídios e arquegônios
Reprodução
Além da reprodução assexuada por fragmentação, as pteridófitas apresentam um ciclo haplodiplobiôntico típico. Usaremos com exemplo o ciclo de uma samabaia.
No interior dos esporângios, são produzidos esporos por meiose.
Os esporos são levados pelo vento, germinando ao encontrar substrato suficientemente úmido, formando o gemetófito ou prótalo.
O prótalo, medindo cerca de um centímetro, tem vida autônoma. Por ser pequeno, o prótalo fica facilmente coberto pela água da chuva ou pelo orvalho, possibilitando a fecundação, uma vez que os anterozóides multiflagelados devem nadar até a oosfera.
O zigoto formado desenvolve-se num esporófito e o gametófito regride.
Outras pteridófitas
as pteridòfitas destacamos duas divisões.
- Pterophyta (pterófitas) - Conhecidas também como filicíneas, as pterófitas correspondem às samambaias e às avencas, estudadas anteriormente.
- Lycophyta (licófitas) - Chamadas também de licopodíneas, as licófitas são representadas atualmente pela Selaginella e pela Lycopodium. No período Carbonífero foram importantes componentes das florestas, que vieram a formar os depósitos de carvão; algumas eram representadas por árvores de grande porte. As licopodíneas atuais são pequenas, com caules apresentando uma parte horizontal e ramificações eretas com folhas pequenas. Os esporângios crescem nas axilas de folhas do ápice dos caules eretos, formando uma estrutura chamada espiga ou estróbilo (figura 14.14). Na selaginella, o gametófito é unissexuado, ocorendo dois tipos de esporos (heterosporia); o micrósporo dá origem ao gametófito masculino ( só com anterídio) e o megásporo dá origem ao gametófito feminino (só com arquegônio).
As gimnospermas
O termo gimnosperma (gimno ="nu") significa que as sementes estão descobertas ou expostas. Elas não se encontram protegidas dentro de frutos, como nas angiospermas.
Usaremos como referência de gimnospermas as coníferas, exemplificadas pelo pinheiro-europeu, pinheiro-do-paraná (figura 15.1), cipreste, cedro-verdadeiro e pela sequóia.
Entre as coníferas, o pinheiro é o mais familiar. A planta (esporófito) possui feixes de folhas aciculadas (folhas longas em forma de agulhas).
Além das folhas aciculadas, que estão destinadas à fotossíntese, existem as folhas reprodutoras. As sementes se formam na superfície dessas folhas, que apresentam a forma de escamas e, em geral, estão reunidas em estruturas chamadas estróbilos ou cones, de onde vem o nome coníferas.
Reprodução
No ciclo das gimnospermas, vamos encontrar folhas modificadas para a produção de esporos pequenos (micrósporos) e folhas especializadas na produção de esporos maiores (megásporos). Consequentemente, vamos ter dois tipos de gametófitos: o masculino, vindo do micrósporo, que se chama grão de pólen; e o feminino, originado do megásporo. Esses gametófitos são reduzidos e crescem dentro do esporófito.
No cone masculino, encontramos folhas modificadas em escamas contendo cápsulas, os microsporângios. Nestes, células diplóides (as células-mães dos esporos) sofrem meiose, formando os micrósporos haplóides. O micrósporo passa por duas mitoses, originando o grão de pólen. Das quatro células formadas apenas duas sobrevivem: a célula do tubo ou célula vegetativa, que formará o tubo polínico, e a célula geradora, também chamada célula gerativa ou núcleo reprodutor. Em volta do grão de pólen, há uma parede protetora com duas expansões laterais em forma de asa.
Os grãos de pólen são eliminados e facilmente arrastados pelo vento (polinização), graças às "asas" que possuem e alguns deles atingirão o cone feminino.
Os cones femininos são formados por folhas modificadas em escamas contendo megasporângios ou óvulos. O óvulo possui uma abertura, a micrópia. No interior há uma célula-mãe de esporos, que sofre meiose e origina quatro células haplóides. Destas quatro, rês degeneram e a que resta é o megásporo. O núcleo do megásporo sofre mitose dando uma massa plurinucleada, com cerca de 2 mil núcleosm que corresponde ao gametófito feminino. Nessa massa, surgem dois ou mais arquegônios, cada um com uma oosfera.
Os grãos de pólen chegam até os óvulos e penetram pela micrópila. Mais tarde, começam a germinar, formando o tubo polínico, que cresce em direção ao arquegônio. No interior do tubo, a célula geradora produz dois núcleos espermáticos, que funcionam como gametas masculinos. Um dos núcleos espermáticos se une à oosfera originando um zigoto. Após a fecundação, o óvulo se transforma em semente. A semente contém, no interior, um embrião do esporófito.
Como vemos, o crescimento do tubo polínico torna a fecundação independente da água e é um fator importante na conquista do meio terrestre pelas gimnospermas.
O embrião fica no meio de um tecido haplóide, o endosperma, que serve de reserva de alimento e é formado a partir de restos do gametófito. As escamas com sementes formam o que damos o nome de pinhão e o cone, depois de fecundado, é chamado de pinha. As sementes também ajudam na adaptação à vida terrestre, proegendo o embrião contra a perda de água. Em condições favoráveis, elas germinam dando um novo esporófito.
As angiospermas
As angiospermas são fanerógamas com flores típicas. No interior das flores, há folhas reprodutoras, os carpelos, que se fecham formando um vaso, onde as sementes irão se dessenvolver (daí o nome do grupo: angio = "vaso"; esperma = "semente"). Após a fecundação, parte do carpelo se transforma em fruto, uma estrutura exclusiva desses vegetais.
Como todas as outras plantas vasculares, as angiospermas apresentam clorofilas a e b, carotenos, cutícula impermeável com estômatos para o arejamento e um sistema de vasos condutores de seiva bem desenvolvido. A planta propriamente dita é o esporófito; o gametófito, extremamente reduzido, encontra-se incluso nos tecidos do esporófito.
O tamanho das angiospermas é muito variável: há desde pequenas ervas até grandes árvores. O corpo dessas plantas apresenta raiz, caule, folha e flor.
A flor
Uma flor completa é formada por partes:
pedúnculo - haste de sustentação que prende a flor ao caule;
receptáculo - extremidade do pedúnculo, geralmente dilatada, onde se prendem os verticilos;
verticilos - conjunto de peças (folhas modificadas ou esporófitas) geralmente dispostas em círculo. Observando a flor da periferia para o centro, encontramos quatro verticilos;
. cálice - mais externo, é um conjuntode folhas protetoras, geralmente verdes, chamadas sépalas;
· corola - verticilo seguinte, é formada por pétalas. De colorido vivo, embora às vezes possuam cor pálida ou branca, as pétalas servem indiretamente à reprodução, atraindo os animais polinizadores com suas cores, aromas ou secreções adocicadas;
· androceu (andro = "masculino") - é formado de folhas profundamente modificadas - os estames -, especializadas na produção de esporos - os micrósporos -, irão dar origem ao gametófito masculino. O estame possui um pedúnculo, chamado filete, com uma dilatação na extremidade - a antera - e um tecido que une as duas partes da antera - o conectivo;
· gineceu (gino = "feminino") - último verticilo, é formado por folhas modificadas - os carpelos ou pistilos -, encarregadas da produção de megásporos, que irão originar o gametófito feminino. A base dilatada é o ovário e naextremidade oposta há uma dilatação - o estigma. Ligando o ovário ao estigma, há uma haste - o estilete.
Reprodução sexuada
As angiospermas possuem um ciclo haplodiplobiôntico com a fae haplóide muito reduzida.
A produção de micrósporos ocorre nos estames, onde há os sacos polínicos, eu correspondem a microesporângios. Em cada saco polínico existem várias células-mães dos esporos, que sofrem meiose e formam esporos haplóides. O esporo dentro do saco polínico, sofre mitose formando um gametófito masculino ou grão de pólen. nessa mitose originam-se duas células: a célula reprodutora ou geradora e a célula vegetativa, também chamada célula do tubo. O conjunto é revestido por uma capa de duas paredes: a parede interna, celulósica, chamada intima, e a parede externa, mais resistente, a exina)
A produção de megásporos ocorre no carpelo, No interior do ovário podem-se encontrar um ou vários macrosporângios - os óvulos - presos ao ovário por um pedúnculo. Cada óvulo possui um tecido, a nucela, protegido por tegumentos. O tegumento externo é a primina, e o interno, a secundina. Esses tegumentos apresentam uma abertura, a micrópila.
Na nucela, a célula-mãe do esporo sofre meiose e dá origem a quatro células haplóides - os magásporos -, das quaissó uma sobrevive. O megásporo restante sofre divisões nucleares, formando uma massa citoplasmática, com oito núcleos haplóides. Dois núcleos migram do pólo para o centro, formando a célula central com dois núcleos, que por terem migrado dos pólos, são chamados núcleos polares. Desse modo, surge o gemetófito feminino, chamado de saco embrionário, constituído por sete células: uma célula central, três antípodas e uma oosfera ladeada por duas sinérgides.
A polinização pode ser feita pelo vento (gramíneas) ou por insetos e outros animais, que se alimentam do néctar de um determinado tipo de flor. Com isso, há mais chances de um grão de pólen ser levado justamente para outra planta da mesma espécie. Esse sistema de "polinização dirigida" permite uma economia na produção de grãos de pólen.
Quando feita pelo vento, a polinização é chamada anemófita; por insetos, entomófila; por aves, ornitófila e, por morcegos, quiroptrófila.
Quando o grão de pólen entra em contato com o estigma, ele desenvolve um tubo de citoplasma, o tubo polínico, formado a partir da célula do tubo. O tubo polínico cresce em direção ao ovário. Dentro do tubo, o núcleo da célula geradora se divide, originando, duas células espermáticas haplóides, que funcionam como gametas masculinos.
Chegando ao ovário, o tubo penetra no óvulo pela micrópia, promovendo então uma dupla fecundação, característica das angiospermas. Uma célula espermática funde-se com a oosfera, originando o zigoto que através de mitose, desenvolve um embrião diplóide. A outra célula espermática funde-se com os dois núcleos da célula central, originando uma célula trplóide, a célula-mãe do albúmen. Esta célula sofre mitose e forma um tecido trplóide - o albúmen ou endosperma -, que representa uma reserva nutritiva para o embrião (figura 15.8).
Como já mencionamos no estudo de gimnospermas, o tubo polínico permite que a fertilização seja independente da água.
O fruto e a germinação da semente
Após a fecundação, o ovário transforma-se em fruto e os óvulos, no seu interior, transformam-se em sementes. O fruto apresentará uma parede - o pericarpo -, formada de três regiões: epicarpo, mesocarpo e endocarpo. O mesocarpo é geralmente a parte comestível, devido ao acúmulo de reserva nutritiva.
A dispersão da semente promove a conquista de novos ambientes pela planta. Uma das maneira pela ual o fruto colabora na dispersão da semente é por meio do acúmulo de reservas nutritivas, que atraem animais consumidores dessas reservas. A semente passa intacta pelo tubo digestivo do animal e é eliminada junto com as fezes. Outras vezes, o fruto ou a própia semente são transportados pelo vento, pela água ou agarrados ao pêlo dos animais. Em condições adequadas, a semente germina, originando um novo esporófito.
O embrião é formado pela radícula, caulículo, gêmula e cotilédone (folha com reserva nutritiva). À medida que ele se desenvolve, as reservas do cotilédone ou do endosperma são consumidas pela planta. Quando essas reservas se esgotam, já existe uma pequena raiz originada da radícula. O caulículo dá origem à parte do caule - o hipocótilo -, e a gêmula origina a parte superior do caule - o epicótilo -, bem como as primeiras folhas.Reprodução assexuada
Em alguns angiospermas, como a grama e o morangueiro, o caule cresce horizontalmente e os ramos laterais produzem raízes, tornam-se independentes e formam uma nova planta, que assim vai se multiplicando pelo terreno. Um caule com vários pés de planta forma o que se chama de estolão. Fato semelhante ocorre com caules subterrâneos como o da bananeira - os rizomas. O caule subterrâneo da batata, por exemplo, forma tubérculos providos de gemas; depois que o caule morre, as gemas dos tubérculos dão origem a uma nova planta. Na planta conhecida fortuna, existem gemas nos bordos das folhas que originam novas plantas quando a folha se desprende e cai.
Além de ser mais rápida, a reprodução assexuada produz indivíduos geneticamente idênticos ao original. Desse modo preservam-se características que se quer manter ao cultivar uma planta.
Classificação das angiospermas
As angiospermas correspondem modernamente à divisão Anthophyta e podem ser subdivididas em duas classes: Monocotyledoneae (monocotiledôneas) e Dicotyledoneae (dicotiledôenas). No primeiro grupo estão as plantas cujos embriões possuem apenas um cotilédone; no segundo grupo, as plantas com embriões dotados de dois cotilédones. Vejamos outras diferenças:
- As monocotiledôneas têm folhas com nervuas paralelas (folhas paralelinérveas), enquanto as dicotiledôneas apresentam folhas com nervuras ramificadas(folhas reticuladas).
- As monocotiledôneas apresentam flores trímeras, isto é, suas pétalas são sempre três ou um número múltiplo de três, o que é válido também para os outros elementos da flor (sépalas, estames e carpelos). Já as flores das dicotiledôneas apresentam quatro, cinco ou múltiplos de quatro ou cinco elementos florais. São as chamadas flores tetrâmeras e pentâmeras.
- A raiz das monocotiledôneas é fasciculada (não há uma raiz principal ), enquanto na raiz das dicoiledôneas há um eixo principal do qual partem ramificações secundárias (raiz axial ou pivotante).
- Nas monocotiledôneas, os feixes de vasos que levam a seiva estão espalhados pelo caule; nas dicotiledôneas , os feixes estão dispostos em círculos na periferia do caule.
- Entre as monocotiledôneas, podemos citar; trigo, centeio, arroz, milho, cana-de-açucar, capins, alho, cebola, coqueiro e orquídeas.
Como exemplo de dicotiledôneas, temos: feijão, ervilha, soja, amendoim, lentilha, tomate, pimentão, algodão, couve, agrião, repolho, rosa, morango, maçã, pêra, café, cenoura, mandioca, girassol e margarida.
