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segunda-feira, 3 de outubro de 2011

Ciclos de vida em plantas


O ciclo de vida de um organismo inicia-se com a formação do zigoto e termina com a formação dos gâmetas necessários à reprodução. 
Tendo em conta que a reprodução sexuada apresenta dois fenómenos complementares, a meiose e a fecundação, durante o ciclo de vida de um organismo existe uma alternância entre células haplóides e diplóides. 
Assim, tem-se:
  • alternância de fases nucleares– a fase haplóide tem n cromossomas, ocorrendo após a meiose, e a fase diplóide tem 2n cromossomas, ocorrendo após a fecundação;
  • alternância de gerações– geração é a parte do ciclo de vida de um organismo que se inicia com uma célula, dando esta  origem a uma estrutura,  ou entidade, multicelular, a qual irá produzir uma outra célula, através de parte da estrutura multicelular. Segundo esta definição, um ciclo de vida sexuado poderá, no máximo, apresentar duas gerações:
  • geração gametófita– fase haplóide do ciclo de vida, inicia-se com o esporo e termina nos gâmetas. A estrutura multicelular da geração gametófita designa-se gametófito, onde se irão diferenciar gametângios, estruturas que contêm células que produzirão gâmetas. Os gametângios femininos designam-se oogónios (unicelulares) ou arquegónios (pluricelulares), enquanto os masculinos se designam anterídeos;
  • geração esporófita - fase diplóide do ciclo, inicia-se com o zigoto e termina com a célula-mãe dos esporos. A estrutura multicelular desta fase designa-se esporófito. No esporófito diferenciam-se estruturas designadas por esporângios, contendo células que se dividem por meiose e originam esporos.
A meiose pode ocorrer em diferentes momentos do ciclo de vida de um organismo:
  • meiose pós-zigótica - quando este fenómeno ocorre no zigoto, sendo este a única entidade diplóide do ciclo;
  • meiose pré-espórica - a meiose ocorre na formação dos esporos. O zigoto, por mitoses sucessivas, origina uma entidade diplóide, onde se diferenciam células especiais que, por meiose, originam esporos;
  • meiose pré-gamética - ocorre durante a formação dos gâmetas, sendo estes as únicas células haplóides do ciclo.
A extensão relativa de cada uma das gerações e fases nucleares está dependente da posição, no ciclo de vida, da meiose e fecundação. Por este motivo, consideram-se três tipos de ciclos de vida:
  • ciclo haplonte - neste tipo de ciclo de vida a fase haplóide predomina, sendo a fase diplóide constituída apenas pelo zigoto. Deste modo, considera-se que não existe verdadeira alternância de gerações. A meiose ocorre imediatamente a seguir à fecundação (meiose pós-zigótica). Este tipo de ciclo de vida é característico das algas (caminhos A e C);
  • ciclo diplonte - neste tipo de ciclo a fase diplóide predomina, sendo a fase haplóide formada apenas pelos gâmetas. Também neste caso, não existe verdadeira alternância de gerações. A meiose ocorre imediatamente antes da fecundação (meiose pré-gamética). Este tipo de ciclo é característico de animais e de algumas algas (caminhos B e D);
  • ciclo haplodiplonte - neste tipo de ciclo existe nítida alternância de fases nucleares e de gerações pois a meiose e a fecundação estão separadas no tempo. A meiose designa-se pré-espórica. Este tipo de ciclo de vida, o mais complexo, é característico das plantas superiores. 
A alternância de gerações tira o máximo partido dos dois tipos de reprodução: a geração gametófita aumenta a variabilidade genética e a esporófita facilita a  dispersão, pela produção de esporos. Nas plantas, as gerações são heteromórficas, ou seja, ao contrário de algumas algas haplodiplontes, o gametófito e o esporófito têm aparências totalmente diferentes (caminhos A e D).
Existem, igualmente, vários tipos de reprodução sexuada:
  • isogâmica - gâmetas morfologicamente iguais, geralmente flagelados, que são libertados para o meio, onde ocorre a fecundação;
  • anisogâmica - gâmetas morfologicamente diferentes, sendo o feminino maior, em que ambos são libertados para o meio, existindo fecundação externa;  
  • oogâmica - caso particular da anisogamia, ocorre quando o gâmeta feminino é tão grande que se torna imóvel, enquanto o masculino é pequeno e móvel. Neste caso a fecundação é interna, no interior do gametângio feminino.
Uma planta designa-se monóica quando apresenta os dois sexos no mesmo corpo e dióica quando apresenta sexos separados. 
O monoicismo pode ser suficiente quando um indivíduo produz um zigoto por autofecundação, ou insuficiente, quando é necessária a fecundação cruzada, seja por causas morfológicas ou fisiológicas (amadurecimento desencontrado dos gâmetas, por exemplo).                    TOPO
Tendências evolutivas nos ciclos de vida de plantas


Do estudo dos ciclos de vida vegetais pode retirar-se uma série de tendências evolutivas, nomeadamente:  
  • as plantas apresentam sempre alternância de fases nucleares no seu ciclo de vida;
  • apresentam um ciclo de vida haplodiplonte;
  • a meiose pré-espórica produz esporos que, ao germinar, originam um gametófito haplóide, o qual produz gâmetas por mitose;
  • há uma nítida tendência para a dominância da diplofase, pois a recombinação genética que ocorre na sua formação permite uma maior capacidade de adaptação a condições em alteração;
  • as estruturas reprodutoras são cada vez mais especializadas;
  • ao longo da evolução surgiram estruturas estéreis a proteger os gâmetas (anterídeos e arquegónios);
  • há uma tendência para que a determinação sexual seja feita no esporófito – heterosporia;
  • há uma tendência para a fecundação ser independente da água e existem reservas na semente, o que permite ao embrião permanecer num estado de latência durante períodos menos favoráveis e ajudando à dispersão.                                    TOPO
Aspectos comparativos de ciclos de vida de algumas plantas
Planta Espirogira Bodelha Musgo Feto Açucena
Dependência da água para a fecundação   Presente Presente Presente Presente Ausente
Morfologia dos gâmetas
Isogamia Anisogamia Oogamia Oogamia Oogamia
Morfologia dos esporos   Ausentes Ausentes Isosporia Isosporia Heterosporia
Alternância de fases nucleares Presente Presente Presente Presente Presente
Alternância de gerações   Ausente Ausente Presente Presente Presente
Geração dominante Gametófita Esporófita Gametófita Esporófita Esporófita
Meiose Pós-zigótica Pré-gamética Pré-espórica Pré-espórica Pré-espórica
Tipo de Ciclo de vida   Haplonte Diplonte Haplodiplonte Haplodiplonte Haplodiplonte
Análise comparativa das estruturas de alguns ciclos de vida em plantas
Planta Bodelha Musgo Feto Açucena
Zigoto (2n)   Zigoto Zigoto Zigoto Zigoto
Esporófito (2n) Planta adulta Esporogónio Planta adulta Planta adulta
Esporófilo (2n)   - - Folha com soros Estame (m Carpelo (f)
Esporângio (2n) - Cápsula Esporângio
Antera (m)
Óvulo (f)
Célula-mãe dos esporos (2n)   - Célula-mãe dos esporos Célula-mãe dos esporos
Célula-mãe do grão de pólen (m)
Célula-mãe do saco embrionário (f)
Esporos (n)   - Esporos Esporos
Grão de pólen (m)
Saco embrionário (f)
Gametófito (n) - Planta adulta Protalo
Tubo polínico (m)
Saco embrionário germinado (f)
Gametângio (n)
Anterídeo (m)
Oogónio (f)
Anterídeo (m)
Arquegónio (f)
Anterídeo (m)
Arquegónio (f)
Núcleo germinativo (m)
Sinergídeas (f)
Gâmetas (n)  
Anterozóide (m)
Oosfera (f)
Anterozóide (m)
Oosfera (f)
Anterozóide (m)
Oosfera (f)
Anterozóide (m)
Oosfera (f)

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