REPRODUÇÃO NAS PLANTAS
Prof. Ms. Marcus Cabral
1) Reprodução assexuada em algas
São três os filos formados por
algas consideradas plantas: clorofíceas
(verdes), rodofíceas (vermelhas) e feofíceas (pardas).
Dentre esses três grupos, somente em
clorofíceas unicelulares é possível observar reprodução assexuada por
bipartição. É o que ocorre, por exemplo, em Clhamydomonas.
A reprodução assexuada por
esporulação ocorre nos três grupos.
2) REPRODUÇÃO
ASSEXUADA EM BRIÓFITAS
Nas hepáticas pode ocorrer reprodução assexuada por meio de propágulos. Na superfície dorsal dessas
plantas, existem estruturas especiais denominadas conceptáculos. Estes têm a
forma de taça e em seu interior estão os propágulos, estruturas multicelulares
com a forma de um “oito”, que possuem células com capacidade meristemática,
capazes de produzir uma nova planta.
3) REPRODUÇÃO
ASSEXUADA NAS PTERIDÓFITAS
As pteridófitas que possuem rizoma
podem apresentar propagação vegetativa, pois o rizoma pode, em determinados
pontos, desenvolver folhas e raízes, dando origem a novos indivíduos. Com o
possível apodrecimento do rizoma em certos pontos, essas plantas podem
tornar-se indivíduos independentes.
4) REPRODUÇÃO
ASSEXUADA NAS FANERÓGAMAS
Nas fanerógamas, a reprodução
assexuada pode ocorrer na propagação vegetativa, pois os caules e as folhas,
que são órgãos vegetativos, têm capacidade de propagação, dando origem a novos
indivíduos.
Uma importante característica dos
caules é a presença de botões vegetativos, ou gemas. Quando as gemas entram em contato com o solo, pode enraizar
e formar uma nova planta completa. É o que ocorre, por exemplo, com os caules
prostrados, denominados estolhos:
desenvolvendo-se sobre o solo, em contato com a superfície, suas gemas enraízam
e formam novas plantas que podem serem separadas da planta-mãe. É o caso do
morangueiro e da grama comum de jardim.
Folhas também podem dar origem a
novos indivíduos, como se pode observar em fortuna e begônia.
5) CULTIVO
ECONÔMICO
Os mecanismos descritos ocorrem
espontaneamente na natureza, mas podem também ser provocados pelo homem,
principalmente para cultivo econômico de certas plantas.
A cana-de-açúcar, por exemplo, é
plantada simplesmente enterrando-se os seus gomos, que possuindo gemas, enraízam
e geram novas plantas.
Através da propagação vegetativa,
caracteres vantajosos podem ser mantidos inalterados nos indivíduos que se
formam.
O homem desenvolveu outros
mecanismos de propagação vegetativa, como a estaquia, a merguilha, a
alporquia e a enxertia.
A enxertia: processo mais utilizado no cultivo de plantas de
interesse econômico e consiste no transplante de uma muda, chamada cavaleiro ou
enxerto, em outra planta, denominada cavalo ou porta-enxerto, provida de raízes.
O cavalo deve ser de planta da mesma espécie do cavalo ou de espécies próximas.
Na enxertia, é importante que o cavaleiro tenha mais de uma gema e que
o câmbio (tecido do meristemático) do cavalo entre em contato com o câmbio do
cavaleiro. Além disso, devem-se retirar as gemas do cavalo a fim de evitar que
a seiva seja conduzida para elas e não para as gemas do cavaleiro. Alguns dos
diferentes tipos de enxertia estão esquematizados a seguir.
As duas principais vantagens de enxertia são:
·
A muda (
cavaleiro ) já encontra um cavalo munido de raízes e, com isso, o
desenvolvimento é mais rápido;
·
Podem-se
selecionar plantas com raízes resistentes a certas doenças, e utilizá-las como
cavalo. Com isso, a reprodução vegetativa de espécies sensíveis a essas doenças
torna-se mais eficiente.
6) REPRODUÇÃO
SEXUADA
Na reprodução sexuada, são formadas
células especiais denominadas gametas,
sendo que um gameta feminino une-se a um gameta masculino através da
fecundação, dando origem a um zigoto.
Os gametas são formados em
estruturas especializadas denominadas gametângios.
Quando ao tipo de gametas formados, pode-se falar em isogamia, heterogamia e oogamia.
·
Na isogamia, os gametas são idênticos
entre si, tanto quanto à forma e tamanho como quanto ao comportamento, sendo
ambos móveis.
·
Na heterogamia, os gametas masculinos e
femininos são móveis, porém, um deles, geralmente o feminino, é muito maior que
o outro.
·
Na oogamia, um dos gametas é grande e
imóvel e o outro é pequeno e móvel.
A isogamia e a heterogamia são frequentes em algas.
A oogamia
é frequente em briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas,
e também nos animais.
7) TIPOS DE CICLOS DE VIDA
Em relação aos tipos de ciclos
reprodutores, as plantas podem ser:
a) Haplonte ou Haplobionte:
os indivíduos são haploides, ou seja, possuem apenas um lote de cromossomos.
São representados pela letra n. Algumas células desses indivíduos
diferenciam-se em gametas ( haploides ) que, quando liberados da planta, podem
unir-se dois a dois através da fecundação, originando uma célula ovo ou zigoto,
com 2n cromossomos ( diploide ).
Esse zigoto sofre meiose, originando 4 células haploides (n). Estas sofrem
várias divisões minóticas, formando um novo indivíduo haploide, que reinicia o
ciclo. Nas plantas com esse tipo de ciclo de vida a meiose é zigótica ou
inicial. Esse ciclo ocorre em algumas algas.
b) Diplonte ou Diplobionte:
os indivíduos do ciclo são diplóides. Produzem gametas haplóides por meiose,
ocorre a fecundação que dá origem a zigoto diplóide, que, por mitoses
sucessivas, dará origem a outro indivíduo diplóide, que reiniciará o ciclo. A
meiose, nesse caso, é gamética ou final. Esse ciclo também ocorre em algas.
c) Haplonte-Diplonte
ou haplodiplobionte: em um mesmo
ciclo de vida há alternância de uma fase de indivíduos diplóides com uma fase
de indivíduos haplóides. Fala-se em alternância de geração ou metagênese. Nos
indivíduos diplóides, em estruturas especializadas, algumas células sofrem
meiose dando origem a células haplóides que se diferenciam em esporos. Estes
são liberados da planta e, ao se fixarem em local adequado, darão origem a
indivíduos haplóides, através de várias divisões mitóticas. Algumas células
desses indivíduos haplóides diferenciam-se em gametas, células haplóides. Estes
podem sofrer fecundação, originando um zigoto diplóide que, mitoses sucessivas,
darão origem a indivíduo diplóide, reiniciando o ciclo. Nesse caso, a meiose é espórica ou intermediária.
d)
Nesse ciclo de vida, há alternância
de uma fase com indivíduos diplóides, que formam esporos haplóides através de
meiose, com uma fase de indivíduos haplóides que produzem gametas por
diferenciação celular. Os indivíduos diplóides, por produzirem esporos, são
denominados esporófitos haplóides, por produzirem gametas, são denominados
gametófitos.
Esse ciclo de vida ocorre em
algas em todas as briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. Nas
algas que possuem alternância de geração, fases gametofítica e esporofítica
podem ser igualmente bem desenvolvidas e independentes uma da outra, sendo que
alguns casos não há diferenças morfológicas e haplóides, a não ser em suas
estruturas reprodutoras. Nas briófitas, a fase gametofítica é a mais
desenvolvida e a esporofítica desenvolve-se sobre a planta haplóide, dependendo
dela para sua nutrição. Nas pteridófitas a fase mais desenvolvida é a
esporofítica, que é independente da fase gametofítica, bastante reduzida.
Nas gimnospermas e especialmente nas
angiospermas, a fase gametofítica atinge o máximo de redução, não se
verificando mais alternância típica de geração, pois não se formam mais
indivíduos haplóides bem caracterizados.
8) EXEMPLO DE
CICLO DE VIDA EM ALGAS MULTICELULARES
Quanto aos ciclos de vida, as algas
verdes e as vermelhas podem apresentar os três tipos; haplôntico, diplôntico e
haplodiplobiôntico. As algas pardas podem ter ciclos diplônticos e
haplodiplobiônticos.
Com por exemplo, citamos o ciclo de
vida de uma alga verde membranosa e alface-do-mar, pertencente ao gênero Ulva, muito comum no litoral brasileiro;
tem ciclo de vida haplodiplobiôntico, conforme esquematizado na figura
seguinte:
9)
EXEMPLO DE CICLO DE VIDA EM BRÓFITA
Como exemplo, mostramos o ciclo de
vida de um musgo pertencente ao gênero Polytrichum,
comumente encontrado sobre barrancos.
10) EXEMPLO DE CICLO DE VIDA EM PTERIDÓFITA
Como exemplo do ciclo de vida de
pteridófita mostramos o ciclo de uma samambaia. Os gametófitos nesse grupo são
denominados prótalos e são hermafroditas: em um mesmo prótalo desenvolvem-se
gametângios femininos, ou arquegônios, e gametângios masculinos, ou anterídeos.
Na época de maturação, os gametas
masculinos ( anterozóides ), que são flagelados, são eliminados e nadam sobre a
lâmina úmida do prótalo buscando atingir a oosfera no interior do arquegônio.
11) EXEMPLO DE CICLO DE VIDA EM GIMNOSPERMA
As estruturas envolvidas na
reprodução das gimnospermas são os estróbilos, ramos terminais modificados, que
possuem folhas férteis denominadas esporófilos, produtoras de esporos. Existem
dois tipos de esporófilos: o microsprófilo, que produz micrósporos e o
megasporófilos que produz megásporos. Os microsporófilos estão reunidos em
microstróbilos que são os masculinos, e os megasporófilos que são os estróbilos
femininos.
Em cada microsporófilos
desenvolvem-se dois microsporângios. No interior de cada microsporângio
formam-se vários microspóros.
Os microspóros, ainda no interior
dos microsporângios, iniciam a formação do gametófito masculino. Este permanece
dentro da parede do esporo ( desenvolvimento endospórico ) sendo formado por
duas células: a célula do tubo ou vegetativa e a célula geradora. A parede do
microspóro desenvolve duas projeções laterais em forma de asas. O microspóro
assim modificado passa a ser chamado de grão de pólen.
O megastróbilo, ou estróbilo
feminino, possui, em cada megasporófilo,
dois megasporângios, cada um deles revistido por tegumentos. Cada megasporângio
revistido por tegumentos recebe o nome de óvulo. Em gimnospermas, portanto, o
óvulo não é o gameta feminino, e sim, o megasporângio revistido por tegumentos.
Em cada óvulo existe um orifício no
tegumento, denominado micropíla.
Em cada megasporângio ocorre meiose
em uma célula-mãe de esporo, que originará quatro células haplóides. Destas,
três degeneram e apenas uma passa a ser megásporo funcional (n).
Em determinadas épocas do ano ocorre
a polinização: grãos de pólen são liberados e, em função de suas projeções
laterais, são facilmente transportados pelo vento, alguns desses grãos de pólen
podem passar através da micrópila do óvulo, atingindo uma pequena cavidade do
ápice do megasporângio, denominada câmara polínica, geralmente contendo líquido
secreto pelo óvulo.
As gimnospermas são as primeiras
plantas terrestres a adquirir independência da água para a reprodução.
Após a polinização, o megaspório
funcional sofre várias divisões mitóticas, dando origem a um gametófito
feminino que acumula substâncias nutritivas. No gametófito feminino
diferenciam-se dois ou três arquegônios na região próxima à micrópila. Em cada
arquegônico diferencia-se apenas um gameta feminino: a oosfera.
Enquanto isso, o grão de pólen,
localizado na câmara polínica, inicia a sua germinação. A célula do tubo
desenvolve-se, dando origem a uma estrutura longa, denominada tubo polínico.
Essa estrutura perfura os tecidos do megasporângio, até atingir o arquegônio. A
célula geradora divide-se, originando dois núcleos espermáticos, que se dirigem
para o tubo polínico. Esses núcleos espermáticos são os gametas masculinos das
gimnospermas.
Um desses núcleos espermárticos
fecunda a oosfera, dando origem a um zigoto diplóide. O outro gameta masculino
sofre degeneração.
O zigoto diplóide, originado da fecundação, desenvolve-se dando
origem a um embrião diplóide, que permanece no interior do gametângio feminino,
haplóide. O gametângio acumula substâncias nutritivas, dando origem a um tecido
nutritivo haplóide, denominado endosperma. Enquanto isso, os tegumentos endurecem,
passando a formar uma estrutura denominada casca ou tegumento da semente. Ao
conjunto da casca, megasporângio, endesporma e embrião, dá-se o nome de
semente. Esta permanece presa ao estróbilo até amadurecer, quando então se
desprende e cai ao solo. Encontrando condições adequadas inicia a germinação,
originando um novo indivíduo diplóide, o esporófito, que reiniciará o ciclo.
A semente de gimnosperma é formada de:
·
Embrião:
esporófito embrionário diplóide:
·
Endespoerma:
tecido nutritivo, que corresponde ao gametófito, haplóide, no qual está imerso
o embrião;
·
Parede do megásporo e megasporângio: estruturas diplóides que protegem o embrião e o
endosperma;
·
Casca:
estrutura diplóide formada pelo endurecimento do tegumento do óvulo.
A seguir, representamos esquematicamente o ciclo de
vida de uma gimnosperma.
12. EXEMPLO DE
CICLO DE VIDA EM ANGIOSPERMA
Nas fanerógamas, as estruturas que
participam da reprodução sexuada são as flores, que, nas angiospermas, são formadas
por um pedúnculo e um receptáculo onde se inserem os verticilos florais. Estes
são:
·
Cálice:
formado pelo conjunto de sépalas;
·
Corola:
formada pelo conjunto de pétalas;
·
Androceu:
formado pelos estames, que constituem o sistema reprodutor masculino;
·
Gineceu:
formado pelo pistilo, que constitui o sistema reprodutor feminino.
Há flores que apresentam apenas o androceu ou apenas o
gineceu, sendo, nestes
casos, denominadas flores masculinas e femininas, respectivamente. A maioria
das flores, entretanto, é hermafrodita, apresentando androceu e gineceu. Essas
flores geralmente desenvolvem mecanismos que impedem a autofecundação.
As sépalas
e as pétalas são folhas modificadas,
estéreis, não formando elementos de reprodução.
O estame e o pistilo são folhas modificadas que
produzem elementos de reprodução.
O estame é uma folha modificada em cuja extremidade
diferencia-se a antera, no interior da qual desenvolvem-se esporângios, que
produzirão esporos. Estes, à semelhança do que ocorre nas gimnospermas, iniciam
a produção de gametófito masculino no interior da parede do esporo
(desenvolvimento endospórico), dando origem ao grão de pólen, que permanece no
interior dos esporângios até a época da reprodução.
O grão de pólen das angiospermas contém em seu
interior duas células haplóides: a célula do tubo ou vegetativa e a célula
geradora. A parede do grão de pólen é espessa, apresentando ornamentações que
são típicas para diferentes grupos de plantas. Os grãos de pólen das
angiospermas são semelhantes aos das gimnospermas, diferindo destes por não
apresentarem expansões aladas.
O pistilo é
formado por uma ou mais folhas modificadas, que se fundem dando origem a uma
porção basal dilatada, denominada ovário, e uma porção alongada, denominada
estilete, cujo ápice é o estigma.
Nas angiospermas os óvulos possuem dois tegumentos, a primina e a secundina, havendo um orifício de passagem denominado micrópila.
No interior do megasporângio, forma-se o megásporo funcional (haplóide), que dá
origem ao gametófito feminino no interior do óvulo: o saco embrionário. Este
possui, próximo à micrópila, duas células laterais, as sinérgides e um central,
a oosfera, que é gameta feminino; no polo oposto, há três células denominadas
antípodas; no centro, há dois núcleos denominados núcleos polares, que se podem
fundir, dando origem a um núcleo diplóide, o núcleo secundário do saco
embrionário.
O saco embrionário, portanto, corresponde ao gametófito feminino.
Nele não há formação de arquegônios, como ocorre nas gimnospermas, havendo
diferenciação direta de uma oosfera (n), que é o gameta feminino.
Comparando-se então, o óvulo maduro
de angiosperma com o de gimnosperma, verifica-se que nas angiospermas o óvulo é
mais simples, possuindo um gametófito feminino ainda mais reduzido, formado por
apenas oito células e que não apresenta diferenciação de arquegônios.
Após a polinização inicia-se a
germinação do grão de pólen. Forma-se o tubo polínico que crescem penetrando no
estilete em direção ao ovário. À medida que isto ocorre, a célula geradora e o
núcleo da célula vegetativa (núcleo vegetativo) migram para o tubo polínico. A
célula geradora sofre divisão mitótica e dá origem a dois núcleos espermáticos,
que são os gametas masculinos.
O tubo polínico geralmente penetra
no óvulo através da micrópila, sendo que o núcleo da célula vegetativa, ao
entrar em contato com o saco embrionário, degenera-se. Um aspecto exclusivo das
angiospermas é a dupla fecundação, pois em cada óvulo uma das células
espermáticas funde-se com a oosfera, dando origem ao zigoto, que é, portanto,
diplóide, e a outra funde-se com os núcleos polares, dando origem a um núcleo
triplóide.
Após a fecundação, as sinérgides e
as antípodas sofrem degeneração. O zigoto sofre várias divisões mitóticas,
dando origem ao embrião, e o núcleo triplóide, também por divisões mitóticas,
dá origem ao endosperma, tecido triplóide que muitas vezes acumula reservas
nutritivas, utilizadas pelo embrião durante seu desenvolvimento.
Com o desenvolvimento do embrião, os
tecidos do óvulo tornam-se desidratados e os envoltórios do óvulo,
impermeáveis. Neste ponto, a estrutura toda assa a ser chamada de semente.
Assim , a semente nada mais é do que o óvulo fecundado e desenvolvido.
Em algumas angiospermas, o
endosperma é digerido pelo embrião antes de entrar em dormência. O endosperma
digerido é transferido e armazenado geralmente nos colitédones, que se tornam,
assim ricos em reservas nutritivas. Isto ocorre. Por exemplo, em feijões,
ervilhas e amendoins.
As sementes que transferem as
reservas do endosperma para os colitédones são denominadas sementes sem
endosperma ou sementes sem albúmen. Nas sementes em que isto não ocorre, os
cotilédones não contêm reservas nutritivas e as sementes são chamadas de
sementes com albúmen ( ou endosperma)
A semente, ao germinar, dá origem à
planta jovem (plântula), que por sua vez dá origem à planta adulta.
Comparando-se as sementes de
gimnospermas com as de angiospermas verifica-se que ambas apresentam:
·
casca ou tegumento da semente, originada da
diferenciação dos tegumentos do óvulo e que, portanto, é 2n;
·
megasporângio
reduzido (2n);
·
tecido nutritivo
denominado endosperma;
·
embrião, que
corresponde ao esporófito jovem e que, portanto, é 2n.
A diferença que se verifica é que o
tecido nutritivo ou endosperma, nas gimnospermas, é um tecido haplóide que
corresponde ao gametófito feminino. Nas angiospermas, o endosperma é um tecido
triplóide, que se forma após a fecundação e não corresponde ao gametófito
feminino. É um tecido nutritivo especial. O endosperma das gimnospermas é
também chamado de endosperma primário (n) e o das angiospermas, de endosperma
secundário (3n), pois este se forma após a fecundação.
À medida que a semente está-se
formando, verifica-se, nas angiospermas, desenvolvimento da parede do ovário da
flor e, em alguns casos, de estruturas associadas, dando origem ao fruto.
O fruto é ovário desenvolvido.
