GIMNOSPERMAS

Existem plantas que se reproduzem por meio de sementes mas não apresentam flores nem formam frutos. 

Na história da evolução das plantas, as sementes apare ceram pela primeira vez nas gimnospermas (do grego gymnos = nu, despido e sperma = semente). As sementes contêm um embrião e uma reserva nutritiva, a qual sustenta o embrião nas etapas iniciais de seu desenvolvimento. 

As gimnospermas apresentam vasos condutores, e a maioria das espécies tem caule do tipo lenhoso, ou seja, que forma madeira. Por isso, algumas espécies desse grupo atingem dezenas de metros de altura, ficando entre os maiores organismos vivos do planeta. 

Um exemplo é o pinheiro-do-paraná ou araucária. Suas estruturas reprodutivas, denominadas estróbilos, são diferentes nas plantas masculinas e nas femininas. Nos estróbilos das plantas masculinas, forma-se pólen, que é constituído de pequeninas estruturas aproximadamente esféricas (grãos de pólen), que contêm os gametas masculinos. Quando essas plantas liberam o pólen, este é levado pelo vento e atinge os estróbilos das plantas femininas (conhecidos popularmente como pinhas). Esse acontecimento é a polinização. Em seguida, ocorre a fertilização, ou fecundação, que é o encontro dos gametas masculinos (que vieram no pólen) com os gametas femininos (que estavam na pinha), formando zigotos.

Após a polinização e a fecundação, vão se originar as sementes de araucária, costumeiramente chamadas de pinhões. Cada semente contém um embrião que se originou de um zigoto. Essas sementes, que não ficam abrigadas dentro de frutos, após caírem no chão podem germinar e produzir novas araucárias.

A araucária pertence ao grupo das gimnospermas, plantas que se reproduzem por sementes, mas não exibem flores nem produzem frutos. Outros exemplos de gimnospermas são os cedros, os pínus (pinheiros), os ciprestes, as sequoias e as cicas.

Muitas espécies de gimnospermas foram introduzidas no Brasil como plantas ornamentais ou por seu valor econômico. No país, há apenas 22 espécies de gimnospermas nativas. A araucária, ou pinheiro-do-paraná, é a mais conhecida delas.

REPRODUÇÃO 

Nas gimnospermas, a fase duradoura do ciclo de vida é o esporófito, que corresponde à parte visível da planta. O gametófito é muito reduzido e se desenvolve no interior dos estróbilos, estruturas de reprodução. Os estróbilos podem ser masculinos ou femininos. 

Na maioria das espécies atuais, os estróbilos têm a forma de cone e são popularmente chamados de pinhas. 

DIVERSIDADE DE GIMNOSPERMAS 

Os quatro principais grupos de gimnospermas atuais são as coníferas, as cicadófitas, as ginkgófitas e as gnetófitas.

PTERIDÓFITAS

As pteridófitas são chamadas de plantas vasculares porque apresentam um sistema interno de vasos condutores que transportam água e nutrientes entre os vários órgãos da planta. Esse sistema de vasos possibilita que as pteridófitas atinjam tamanhos maiores do que os alcançados pelas briófitas.

As samambaias são exemplos de plantas que não têm flores e frutos, nem se reproduzem por sementes.

Avencas também são exemplos de plantas que não produzem frutos nem sementes. Elas apresentam soros, que podemos ver facilmente em suas folhas, e se reproduzem por meio de esporos. Samambaias e avencas pertencem ao grupo de plantas denominadas pteridófitas, que se reproduzem por esporos e não apresentam flores, frutos nem sementes.

Os vasos condutores estão presentes em todos os órgãos da planta. Por isso, as pteridófitas apresentam raízes, caule e folhas verdadeiros. Assim como nas demais plantas, o ciclo de vida das pteridófitas alterna entre as fases sexuada (gametofítica) e assexuada (esporofítica).

O esporófito corresponde à fase duradoura do ciclo de vida das pteridófitas. Nas samambaias, por exemplo, o esporófito é a planta que cultivamos em vasos. O gametófito é bem pequeno, com poucos milímetros, e tem vida curta. É necessária a presença de água na fase sexuada da reprodução.

DIVERSIDADE DE PTERIDÓFITAS 

São conhecidas aproximadamente 12 mil espécies atuais de pteridófitas. Os principais grupos são as filicíneas, as licopodíneas e as equisetíneas.

Filicíneas 

As filicíneas são as pteridófitas mais comuns, com cerca de 11 mil espécies. O grupo inclui samambaias, avencas, rendas--portuguesas, chifres-de-veado e a samambaiaçu (xaxim). Atualmente, a maioria das filicíneas é de pequeno porte, mas algumas espécies podem ultrapassar os 10 metros de altura, como a samambaiaçu. 

As filicíneas são as pteridófitas mais bem adaptadas ao meio terrestre. A maioria é encontrada em ambientes úmidos, mas há espécies que sobrevivem em ambientes mais secos, como a Caatinga.

Licopodíneas 

Há cerca de mil espécies de licopodíneas conhecidas atual- mente. Elas são popularmente chamadas de licopódios e selaginelas. 

Todas são pequenas e encontradas apenas em locais úmidos. Suas folhas têm formato de agulha ou escamas e recobrem praticamente toda a planta. 

Equisetíneas 

No passado, o grupo das equisetíneas tinha representantes que atingiam dezenas de metros de altura. Atualmente, ele é formado apenas por um gênero com 15 espécies, o Equisetum. Todas são popularmente chamadas de cavalinhas e apresentam porte médio, por volta de um metro de altura.

BRIÓFITAS

As briófitas são plantas avasculares, ou seja, não têm vasos condutores de seiva. A absorção de água e de sais minerais pode ser realizada por qualquer parte do organismo, e a distribuição ocorre diretamente de uma célula para outra. 

As briófitas são plantas de pequeno porte, que não ultrapassam alguns centímetros de altura ou de comprimento; em geral, ocupam ambientes úmidos e sombreados. Na reprodução das briófitas, o gameta masculino precisa nadar para encontrar o gameta feminino. Assim, para que a fecundação seja possível, é necessário que haja água no ambiente.

O ciclo reprodutivo das briófitas é alternante: o gametófito produz gametas e se reproduz de modo sexuado dando origem ao esporófito. O esporófito produz esporos que, ao ser liberados, podem germinar originando novos gametófitos. O ciclo de vida alternante, semelhante ao de certas algas verdes, reforça a ideia de que essas algas deram origem às plantas. 

Nas briófitas, o gametófito vive por mais tempo, sendo considerado a geração duradoura. O esporófito vive menos e depende de alimento e de água fornecidos pelo gametófito. Assim, o esporófito é a geração transitória das briófitas. 

DIVERSIDADE DE BRIÓFITAS 

As briófitas podem ser reunidas em três grupos: musgos, hepáticas e antóceros. 

Musgos 

Musgos são plantas muito pequenas que crescem sobre solos, rochas e troncos de árvores em locais úmidos e sombrios dos. Embora cada plantinha seja bem pequena, várias delas reunidas apresentam o aspecto de um tapete verde aveludado.

Os musgos não apresentam flores, frutos ou sementes. São plantas muito simples, avasculares (sem sistema vascular), cuja reprodução envolve esporos, estruturas aproximadamente esféricas muito pequenas, que podem ser facilmente dispersadas pelo vento. 

Quando um esporo atinge uma superfície na qual há condições favoráveis, continua seu desenvolvimento e, após uma série de complexos eventos, origina um novo indivíduo.

Os musgos formam o maior grupo de briófitas, com pouco mais de 12 mil espécies. No Brasil, são muito comuns nos ambientes naturais e urbanos. Crescem no solo, em barrancos, sobre troncos de árvores e até sobre rochas, muros e paredes, comumente em locais sombreados e úmidos. O gametófito de um musgo tem porte ereto, com altura entre 1 cm e 5 cm. Em geral, os gametófitos crescem lado a lado e, sobre eles, de tempos em tempos, crescem esporófitos – delicadas hastes cor de ferrugem.

Os musgos pertencem ao grupo de plantas denominadas briófitas, ao qual também pertencem as hepáticas e os antóceros.

Hepáticas 

A maior parte das 9 mil espécies de hepáticas vive em ambientes terrestres, em locais muito úmidos ou sombreados; há também espécies de água doce. Os gametófitos das hepáticas são achatados e crescem espalhando-se rente à superfície. Os esporófitos se desenvolvem no interior de estruturas que produzem gametas femininos.  

Antóceros 

Os antóceros constituem o menor grupo de briófitas, com cerca de 100 espécies descritas. Seus gametófitos são semelhantes aos das hepáticas: são achatados e crescem de modo rasteiro em solo úmido ou sobre rochas nas margens de rios. Os esporófitos são longos e crescem com postura ereta.

EVOLUÇÃO DAS PLANTAS

Os biólogos acreditam que as plantas tiveram origem a partir de um grupo de algas verdes que passou a se desenvolver no ambiente terrestre há cerca de 500 milhões de anos. Ao longo do tempo, várias características se estabeleceram e estão presentes até hoje em muitos grupos de plantas. Em geral, essas características têm relação com a adaptação das plantas ao ambiente terrestre, ou seja, à vida fora da água.

A diversidade de plantas é muito grande e inclui as algas vermelhas, as algas verdes, as “briófitas” como os musgos, as “pteridófitas” como as samambaias e avencas, as “gimnospermas” como os pinheiros, e as angiospermas, plantas que formam flores, como as mangueiras, os coqueiros, as laranjeiras, as bananeiras e muitas outras. Estamos usando “aspas” para os grupos que atualmente não correspondem mais a categorias taxonômicas válidas, embora ainda possam ser empregados como termos coletivos.

As algas vermelhas e verdes vivem principalmente em ambientes aquáticos e as demais principalmente em ambiente terrestre, sendo por isso chamadas plantas terrestres. 

GRUPOS DE PLANTAS

De acordo com a ausência ou a presença de determinadas características, as plantas são classificadas em quatro grupos: briófitas, grupo dos musgos; pteridófitas, grupo das samambaias; gimnospermas, grupo dos pinheiros; e angiospermas, grupo das plantas que têm flores e frutos, como o ipê e as roseiras.

O surgimento e a expansão das plantas no ambiente terrestre modificaram a paisagem dos primórdios da Terra e possibilitaram a expansão dos animais nesse ambiente, já que elas são a base das cadeias alimentares mais frequentes na natureza. Dentre as várias características que propiciaram essa expansão, vamos analisar aquelas relacionadas com a reprodução sexuada. 

As plantas terrestres derivam de um grupo ancestral comum ao das algas verdes e, na transição para o ambiente terrestre, surgiram as seguintes características:

• camada de células estéreis envolvendo e protegendo os gametângios, estruturas formadoras de gametas; esta camada protetora não existe nos gametângios das algas; 

• retenção do zigoto e dos estágios iniciais de desenvolvimento embrionário dentro do gametângio feminino, conferindo grande proteção ao embrião.

As “briófitas” apresentam características de transição do ambiente aquático para o terrestre. Elas ocorrem preferencialmente em ambientes úmidos e abrigados da luz direta e dependem da água para a reprodução sexuada. Nessas plantas, os gametas masculinos são flagelados, como ocorre também na maioria das algas. Os flagelos são estruturas que promovem o deslocamento das células e só são eficientes nesse processo em meio líquido. Assim, plantas que apresentam gametas flagelados dependem da água para a fecundação. 

No ambiente terrestre, há necessidade de gotas de orvalho ou de chuva para que os gametas masculinos cheguem até os femininos, que, nos diversos grupos de plantas terrestres, são sempre imóveis.

As “pteridófitas” apresentam, em relação às “briófitas”, mais adaptações ao ambiente terrestre, porém também dependem da água para a reprodução sexuada, uma vez que seus gametas masculinos também são flagelados.

As primeiras plantas que passaram a apresentar independência da água para a reprodução foram as “gimnospermas”, plantas cujas estruturas relaciona das à reprodução sexuada são bem evidentes e são chamadas estróbilos. É o caso das coníferas, como a araucária (pinheiro-do-paraná) e o pinheiro-silvestre. Essa independência está relacionada ao surgimento dos grãos de pólen, do tubo polínico, dos óvulos e das sementes.

Os grãos de pólen apresentam envoltório resistente, abrigando em seu interior a estrutura formadora de gametas masculinos, chamados nesses casos de células espermáticas A B. Na época da reprodução, os grãos de pólen são liberados e podem ser transportados por diversos mecanismos até as estruturas reprodutoras femininas. Esse processo é chama do polinização. Nas “gimnospermas”, a polinização sempre depende do vento.

Nas plantas, o óvulo não é o gameta feminino, como ocorre nos animais. Ele é uma estrutura que abriga o gameta feminino; a oosfera. Ao chegar ao óvulo, o grão de pólen germina, formando o tubo polínico, que leva o gameta masculino até o gameta feminino, ocorrendo a fecundação.

Após a fecundação, o óvulo transforma-se em se mente. As sementes abrigam o embrião, protegendo-o contra a desse cação e outros fatores adversos do meio. Na araucária, a semente é popularmente conhecida por pinhão, e o estróbilo feminino é denominado pinha. O desenvolvimento do embrião origina o pinheiro, e assim o ciclo continua.

O surgimento da semente contribuiu para aumentar a sobrevivência do embrião e facilitar a dispersão da espécie, possibilitando que essas plantas ocupassem mais amplamente o ambiente terrestre. 

As novidades evolutivas que surgiram nas “gimnospermas”, relacionadas com a independência da água para reprodução, persistiram nas angiospermas. Elas também apresentam grãos de pólen, tubo polínico, óvulos e sementes. 

Na linhagem das angiospermas, entretanto, surgiram outras estruturas de proteção do óvulo e da semente: os ovários e os frutos, respectivamente. Após a fecundação, os óvulos dão origem às sementes, e os ovários formam os frutos, que dão maior proteção às sementes e contribuem para sua dispersão.

Nas angiospermas os elementos relacionados com a reprodução sexuada encontram-se reunidos em estruturas evidentes: as flores. 

ALGAS

As algas são seres eucariontes e podem ser unicelulares ou pluricelulares. Todas são autótrofas fotossintetizantes, ou seja, produzem o próprio alimento por fotossíntese. Elas têm clorofila – pigmento verde envolvido no processo da fotossíntese –, mas também podem ter outros pigmentos, responsáveis pela sua variação de cor. As algas também apresentam grande diversidade de aparência e de tamanho.

O corpo das algas pluricelulares é formado por um talo cujas estruturas lembram partes de uma planta, como caule e folhas. Esse talo, no entanto, não é constituído de órgãos ou de tecidos verdadeiros, como é o caso da maioria das plantas.

A maioria das espécies de algas é marinha ou de água doce, mas algumas se desenvolvem em ambientes terrestres úmidos. Sejam unicelulares, sejam pluricelulares, as algas podem se re produzir de forma assexuada e sexuada.

REPRODUÇÃO ASSEXUADA 

As algas unicelulares se reproduzem assexuadamente por divisão binária. Nas algas pluricelulares, a reprodução pode ocorrer por esporulação e por fragmentação do talo. Na esporulação, cada esporo flagelado é capaz de originar um novo indivíduo pluricelular. Na fragmentação, um ou mais pedaços da alga se destacam, podendo originar novos indivíduos.

REPRODUÇÃO SEXUADA 

A reprodução sexuada é comum entre as algas. Nas pluricelulares, os processos sexuados são variados. Em certas espécies, os indivíduos adultos são formados por células haploides. Algumas dessas células formam gametas, os quais são lança dos na água. Quando os gametas se unem, originam um zigoto diploide. O zigoto se divide por meiose e cada célula haploide se desenvolve até formar uma alga adulta haploide. Em outras espécies, a alga adulta é formada por células diploides. 

Algumas células sofrem meiose e originam gametas haploides, lançados no ambiente. Após a fecundação, o zigoto diploide se desenvolve em adultos diploides. Em muitas espécies, como as do gênero Ulva, o ciclo de vida é alternante: em uma fase do ciclo, as algas adultas são haploides; em outra fase, as algas adultas são diploides.

Reprodução sexuada nas plantas

Briófitas (musgos) e pteridófitas (samambaias) foram as primeiras plantas terrestres e dependem até hoje da água do ambiente para a reprodução. A água é necessária para que o gameta masculino, móvel e flagelado, alcance e fecunde o gameta feminino. Isso limita sua ocupação a ambientes úmidos, como o entorno de cachoeiras, florestas úmidas e locais similares.

Reprodução nas briófitas

Veja, por exemplo, como o processo ocorre nos musgos, que pertencem ao grupo das briófitas. Essas plantas têm alternância de gerações, ou seja, uma geração que se reproduz sexuadamente origina uma nova geração que se reproduz assexuadamente, a qual, por sua vez, gera descendentes que se re produzem sexuadamente.

No ciclo reprodutivo estão presentes os esporófitos – indivíduos produtores de esporos – e os gametófitos – indivíduos produtores de gametas. Na fase sexuada, ocorre a produção dos gametas, e na fase assexuada, a produção de es poros. Esses esporos caem no solo, germinam e formam uma grande quantidade de novas plantas masculinas ou femininas que irão produzir, respectivamente, gametas masculinos e femininos.

Reprodução nas pteridófitas 

Assim como as briófitas, as pteridófitas são encontradas geralmente em lugares úmidos e com sombra, pois dependem da água para a reprodução. Na reprodução sexuada desses dois grupos de plantas, os gametas masculinos precisam estar na água para se deslocar até o gameta feminino, que é imóvel. As pteridófitas também se reproduzem com alternância de uma fase sexuada e outra assexuada.

Reprodução nas fanerógamas

As plantas fanerógamas (gimnospermas e angiospermas) são plantas que têm os órgãos reprodutores visíveis. Elas conquistaram mais amplamente o ambiente terrestre há cerca de 280 milhões de anos. Isso foi possível porque, na história da evolução das plantas, surgiram novas estruturas que possibilitaram a reprodução independentemente da água. As principais aquisições evolutivas foram os grãos de pólen e as sementes. 

Os grãos de pólen correspondem aos gametófitos masculinos jovens, que podem ser transportados até o órgão reprodutivo feminino. Nesse local, podem crescer e originar o tubo polínico, que representa o gametófito masculino adulto. Este contém as células que farão o papel dos gametas masculinos. Assim, esses gametas ficam protegidos da desidratação e podem ser levados de uma planta para outra pelo vento ou por outros agentes. Esse processo de transporte dos grãos de pólen chama-se polinização.

Isso facilita a reprodução e a ocupação de novos territórios, pois as plantas capazes de desenvolver tubos polínicos realizam o processo de reprodução independentemente da água do ambiente, porque o gameta masculino está no tubo polínico e chega até o gameta feminino sem necessidade de meio líquido. Além disso, essas plantas têm o embrião protegido pela semente, que é uma estrutura que armazena reservas nutritivas que suportam o desenvolvimento do embrião até se formarem as primeiras raízes e folhas. 

Essas características favoreceram sua sobrevivência nos mais diversos ambientes terrestres. As sementes podem ser protegidas ou não pelos frutos. As gimnospermas (gimnos = nu; sperma = semente) são plantas que têm sementes, mas não apresentam fruto.

As angiospermas são plantas com flores e frutos. As flores são estruturas reprodutivas visíveis. Suas cores e seus odores atraem animais que atuam como agentes polinizadores, isto é, realizam a polinização. O fruto, por sua vez, protege a semente. Isso favorece a reprodução dessas plantas e, consequentemente, a ocupação do ambiente por elas. Uma flor pode ter até quatro partes: cálice, corola, androceu e gineceu. 

Vejamos como são formadas essas partes.

• Sépalas – estruturas, geralmente verdes, que ajudam a manter a umidade e protegem os botões florais de parasitas e animais herbívoros. As sépalas algumas vezes assumem as funções das pétalas. O conjunto de sépalas forma o cálice. 

• Pétalas – folhas modificadas que podem apresentar várias cores e odores e têm grande importância na atração de agentes polinizadores, como insetos, aves e morcegos. O conjunto de pétalas forma a corola. 

• Estames – estruturas que formam o sistema reprodutor masculino. Cada estame é composto de antera e filete. Na antera são produzidos os grãos de pólen. O conjunto de estames forma o androceu. 

• Carpelos – estruturas que constituem o sistema reprodutor feminino. O carpelo é composto do ovário e do estilete, a porção alongada cuja ponta é denominada estigma. O estigma produz uma secreção viscosa que contribui para a fixação do grão de pólen. O ovário, após a fecundação, se transforma em fruto. O conjunto de um ou mais carpelos forma o gineceu.

As flores podem ser hermafroditas, masculinas ou femininas. As flores hermafroditas possuem tanto o androceu quanto o gineceu, como a flor na imagem da página anterior. As masculinas contêm apenas o androceu, e as femininas, só o gineceu. 

Há espécies que não têm flores hermafroditas, mas que apresentam, numa mesma planta, flores masculinas e flores femininas, ou seja, os órgãos reprodutores masculino e feminino estão em flores separadas do mesmo indivíduo. Há também espécies, como os mamoeiros, que apresentam separadamente plantas apenas com flores masculinas e plantas apenas com flores femininas. 

Nas espécies com flores hermafroditas ou com flores masculinas e femininas na mesma planta, a autofecundação (quando a planta fecunda a si mesma) é uma possibilidade que desfavorece a variabilidade genética na geração seguinte. Há, porém, adaptações nessas espécies que impedem ou dificultam a autofecundação. Por exemplo:

• o amadurecimento do gineceu em época diferente do amadurecimento do androceu; 

• a localização, na flor, do androceu em posição inferior à do gineceu, dificultando o contato do pólen com o estigma, ou das flores femininas em partes mais altas da planta.

Reprodução assexuada em plantas

Muitas plantas têm a capacidade de se reproduzir assexuadamente, desenvolvendo uma nova planta com origem nos órgãos de uma planta-mãe, os quais normalmente não têm função reprodutiva e são chamados de vegetativos. As plantas-filhas crescem e se desenvolvem naturalmente por meio de raízes, caules e folhas da planta-mãe, os quais inicialmente dão origem a raízes, permitindo o estabelecimento e fixação da nova planta, que depois desenvolve caule e folhas.

As plantas podem se reproduzir de maneira assexuada, sexuada ou das duas formas. A reprodução assexuada ocorre, por exemplo, na cana-de-açúcar, em que pedaços do caule são dispostos no solo e se tornam novos organismos com material genético idêntico ao da planta original. Essa técnica é utilizada nas plantações agrícolas.

A reprodução assexuada também ocorre em caules subterrâneos e rasteiros, por exemplo. Esses caules vão se ramificando e, como ocorre com a batata-inglesa, formando raízes que originam novas mudas. Raízes, como a batata-doce, também podem originar novas mudas. 

Os seres humanos vêm usando o conhecimento sobre a reprodução as sexuada das plantas para produzir alimentos maiores ou mais nutritivos, por exemplo. No caso da banana, foram selecionados frutos sem sementes. A bananeira se reproduz de forma assexuada por brotos que surgem em sua base. O caule verdadeiro da bananeira não é o que observamos sobre a terra, mas sim uma estrutura subterrânea.

Ao longo da história, os seres humanos aprenderam a utilizar essas características das plantas para produzir alimentos em larga escala, uma vez que esse tipo de reprodução gera mais descendentes e com mais facilidade.

Na reprodução assexuada em que há intervenção do ser humano, utilizam-se partes da planta para se obter descendentes com as mesmas características da planta-mãe, buscando manter a qualidade e a produtividade nas plantas-filhas.

Isso é benéfico por permitir prever que os descendentes serão semelhantes à planta-mãe, ainda que isso também signifique que eles estejam mais sujeitos a sofrer de uma mesma doença ou com mudanças ambientais. 

Observe os principais métodos de reprodução assexuada de plantas utilizados pelo ser humano.

Estaquia

Técnica em que a reprodução ocorre por meio de fragmentos do caule da planta-mãe, que formam novas raízes. As estacas também são conhecidas como mudas.

Enxertia

Técnica em que são utilizadas duas plantas com o propósito de reprodução simples ou de juntar as melhores características de cada uma numa só planta.

Alporquia 

Técnica em que são feitos cortes numa parte do ramo que, depois, é coberta com terra úmida e envolta em plástico. Após algum tempo, crescem raízes no lugar dos cortes. Essa parte do ramo pode então ser cortada e plantada no solo.

Mergulhia

Técnica em que o caule, quando flexível, é direcionado para o solo e parte de sua extensão é enterrada para enraizar. Depois, ele é separado da planta-mãe. A mergulhia é empregada, por exemplo, na reprodução do cajueiro. Essa técnica pode ser realizada, também, com raízes e folhas.