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Biologia @p r o f e s s o r f e r r e t t o w w w . p r o f e s s o r f e r r e t t o . c om . b r f b . c om / P r o f e s s o r F e r r e t t o PROFESSOR FLÁVIO LANDIM ASSUNTOS DA AULA. • Sementes • Fruto • Frutos partenocárpicos • Reprodução assexuada nas fanerógamas • Casos especiais de reprodução sexuada nas fanerógamas As sementes são formadas a partir do desenvolvimento do óvulo fecundado, sendo que, em angiospermas, a semente é formada por tegumento e amêndoa. O tegumento é constituído de: Em algumas angiospermas, o endosperma é digerido pelo embrião antes de entrar em dormência. O endosperma digerido é transferido e armazenado geralmente nos cotilédones, que se tornam, assim, ricos em reservas nutritivas. Isso ocorre, por exemplo, em feijões, ervilhas e amendoins. As sementes que transferem as reservas do endosperma para os cotilédones são denominadas sementes sem endosperma ou se- mentes sem albúmen, como ocorre em dicotiledôneas. Nas se- mentes em que isso não ocorre, os cotilédones não contêm reservas nutritivas, sendo atrofiados e com função de transferir o endosperma para o embrião, e as sementes são chamadas de sementes com al- búmen (ou endosperma), como ocorrem em monocotiledôneas. - Embrião (2n): originado da oosfera fecundada; - Endosperma (3n): tecido triploide originado da fusão dos dois núcleos polares com o núcleo espermático. A amêndoa é formada por: - Testa (2n): originada da primina do óvulo; - Tégmen (2n): originado da secundina do óvulo. SEMENTES, FRUTOS E REPRODUÇÃO ASSEXUADA EM PLANTAS SEMENTES Sementes em dicotiledôneas e monocotileôneas. Clique no assunto desejado e seja direcionado para o tema. 2 BIOLOGIA w w w.professor ferretto.com.br Os frutos são estruturas auxiliares no ciclo reprodutivo das angiospermas: protegem as sementes e auxiliam em sua dis- seminação. Eles correspondem ao ovário desenvolvido, o que geralmente ocorre após a fecundação. No fruto, a parede desenvolvida do ovário passa a ser denominada pericarpo, enquanto que o óvulo passa a ser a semente, de modo que o fruto é formado por pericarpo e semente. O pericarpo tem três camadas: - Epicarpo: mais externo, correspondendo à casca do fruto, sendo proveniente de uma modificação da epiderme externa do ovário; - Mesocarpo: médio, sendo em geral a região mais desenvolvida e que acumula substâncias de reserva, sendo proveniente de uma modificação do tecido (mesófilo) localizado entre a epiderme externa e a interna do ovário; - Endocarpo: mais interno, envolvendo a semente e sendo proveniente de uma modificação da epiderme interna do ovário. A semente, após seu desenvolvimento, é disseminada no meio ambiente através de vários mecanismos. Estes podem envolver adaptações das próprias sementes ou dos frutos que as contêm. A disseminação das sementes no ambiente é importante para a sobrevivência da espécie, pois diminui a probabilidade de que caiam muito próximas umas das outras, evitando a competição entre elas. Pode ocorrer pelo vento (anemocoria), por animais (zoocoria) ou pela água (hi- drocoria). As espécies anemócoras apresentam sementes ou frutos leves, com pelos ou expansões aladas, facilitando o transporte pelo vento. Semente de feijão, que é uma dicotiledônea. Plúmula, caulículo e radícula são, respectivamente, as folhas, o caule e a raiz do embrião em desen- volvimento. Esquema da origem das diferentes estruturas das sementes e dos frutos das angiospermas. Fruto de milho com semente (monocotiledônea). FRUTO DISSEMINAÇÃO DAS SEMENTES PELO FRUTO 3 w w w.professor ferretto.com.br PROFESSOR L ANDIM Nas espécies zoócoras, os frutos são atraentes, servindo de alimento para os animais. Algumas sementes, para germinarem, necessitam passar pelo trato digestivo de animais, como ocorre com a planta parasita erva-de-passarinho. Em outras espécies zoócoras, os frutos são secos, mas tem formações que os prendem à pele de animais, sendo levados a grandes distâncias. São os carrapichos e picões. As espécies hidrócoras possuem frutos ou sementes leves que retêm ar. Dessa forma, podem ser transportados flu- tuando na água. É o caso do coco-da-baía, fruto com meso- carpo fibroso que retém ar. (1) Fruto Carnoso: Dotado de pericarpo suculento. Os frutos carnosos podem ser: - Drupa: Dotado de uma única semente fortemente aderida ao pericarpo (estando ligada a ele por toda a sua extensão), não sendo facilmente separável do pericarpo. Exemplos: azeitona, ameixa. - Baga: Dotado de várias sementes frouxamente aderidas ao pericarpo (estando ligadas a ele por um só ponto), sendo facilmente separáveis do pericarpo. Exemplos: uva, tomate. (2) Fruto Seco: Dotado de pericarpo seco.Os frutos secos podem ser: (2.1) Deiscente: Abre-se espontaneamente quando maduro, liberando as sementes. Os frutos secos deiscentes mais comuns são os legumes ou vagens. - Legume ou vagem: Dotado de um único carpelo, abrindo-se por fendas longitudinais. Exemplos: leguminosas como feijão, ervilha, soja e amendoim. (2.2) Indeiscente: Não se abre espontaneamente quando maduro, de modo que os nutrientes do fruto são consumidos pelo embrião juntamente com os nutrientes da semente. Os frutos secos indeiscentes podem ser: - Cariopse ou Grão: Dotado de uma única semente fortemente aderida ao pericarpo (estando ligada a ele por toda a sua extensão), não sendo facilmente separável do pericarpo. Exemplo: gramíneas como trigo, arroz e milho (sendo que, no milho, a semente é a parte branca facilmente destacada quando ele está cozido). - Aquênio: Dotado de uma só semente frouxamente aderida ao pericarpo (estando ligada a ele por um só ponto), sendo facilmente separáveis do pericarpo. Exemplos: girassol, morango. - Sâmara: Dotado de expansões aladas para dispersão pelo vento. Exemplos: tipuana, centrolóbio. (1) Fruto Simples: Proveniente de uma flor com um só ovário. Exemplos: uva, tomate. (2) FrutoComposto: Proveniente de uma flor com vários ovários. Exemplo: morango. (3) FrutoMúltiplo: Proveniente dos ovários de várias flores agrupadas em inflorescências. Exemplos: jaca, abacaxi. Fruto do coco-da-baía (Cocus nucifera). TIPOS DE FRUTOS QUANTO À NATUREZA DO PERICARPO TIPOS DE FRUTOS QUANTO À ORIGEM 4 BIOLOGIA w w w.professor ferretto.com.br Os pseudofrutos são estruturas carnosas, contendo reservas nutritivas de forma semelhante aos frutos. Desenvolvem-se, no entanto, de outras partes da flor que não o ovário, como o pedúnculo e o receptáculo. Associado a um pseudofruto sempre existe o fruto verdadeiro, atrofiado, o qual é proveniente do ovário. Os pseudofrutos podem ser: (1) Pseudofruto simples: Proveniente do desenvolvimento do pedúnculo ou do receptáculo de uma só flor com um só ovário. Exemplos: caju (o caju vem do pedúnculo; a castanha é o verdadeiro fruto), maçã (a maçã vem do receptáculo; o talo é o verdadeiro fruto). (2) Pseudofruto composto: Proveniente do desenvolvimen- to do receptáculo de uma única flor, com muitos ovários. Exemplo: morango (proveniente do receptáculo; os pontinhos marrons na superfície do morango são os verdadeiros frutos, que são frutos secos indeiscentes do tipo aquênio). (3) Pseudofruto Múltiplo ou Infrutescência: Proveniente do pedúnculo ou do receptáculo deflores agrupadas em uma inflorescência. Exemplos: amora, abacaxi, figo. O abacaxi é um exemplo de pseudofruto que normalmente se desenvolve por partenocarpia. PSEUDOFRUTOS Tome nota: 5 w w w.professor ferretto.com.br PROFESSOR L ANDIM FRUTOS PARTENOCÁRPICOS REPRODUÇÃO ASSEXUADA NAS FANERÓGAMAS Frutos partenocárpicos são frutos que não possuem sementes, sendo que o ovário se desenvolve em fruto sem que haja a fe- cundação do óvulo. Sem a fecundação do óvulo, não há a formação das sementes. Alguns hormônios vegetais como auxinas e giberelinas podem estimular o ovário a originar fruto mesmo sem a fecundação do óvulo, de modo que não há a formação de sementes. No entanto, a maioria dos frutos partenocárpicosocorre em plantas com poliploidia com número ímpar de genomas, 3n, 5n, 7n, etc que apresentam meiose anômala e, consequentemente, não formam células sexuais viáveis, as quais não conseguem fecundar o óvulo, de modo que não há formação de semente. O principal exemplo é a banana, cuja versão selvagem é diploide (2n), com meiose normal, células sexuais viáveis e fecundação do óvulo, apresentando, pois, semente. No entanto, a banana regularmente utilizada na alimentação é uma versão triploide (3n) surgida por mutação, com meiose anormal, células sexuais inviáveis e sem fecundação do óvulo, não apresentando, pois, semente, de modo que os “pontinhos pretos” dentro da banana são os óvulos não fecundados. Como não produz sementes, a bananeira triploide somente pode se reproduzir assexuadamente. Muitos frutos encontrados atualmente no mercado não possuem sementes por serem variedades triploides da planta original, sendo artificialmente desenvolvidos a partir da manipulação genética de plantas diploides com semente. Nas fanerógamas, praticamente todos os órgãos vegetativos, como as raízes, os caules e as folhas, têm capacidade de propa- gação. Falamos em reprodução ou propagação vegetativa, que pode se dar naturalmente ou pode ser executada artificialmente pelo homem. É conhecendo bem esses processos naturais que o homem consegue obter com facilidade um grande número de novas plantas geneticamente iguais, a partir de um único exemplar original. Isso explica a uniformidade dos produtos hortifrutículas obtidos de muitas plantas cultivadas. A reprodução assexuada pode ocorrer por propagação vegetativa, através de caules e folhas que têm capacidade de propa- gação, dando origem a novos indivíduos. A apomixia é o nascimento direto de um novo indivíduo a partir de uma ou mais células da planta matriz, sem a intervenção de células reprodutoras, como se fosse uma clonagem. Isso pode ser feito através de caules e folhas. Uma importante característica dos caules é a presença de botões vegetativos ou gemas. Quando as gemas entram em con- tato com o solo, podem enraizar e formar uma nova planta. 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 se separar da planta-mãe. Os rizomas e os tubérculos, caules subterrâneos, também podem originar novas plantas, a partir de suas gemas. É o caso do tubérculo da batatinha, e dos rizomas do bambu e da bananeira. As folhas também podem dar origem a novos indivíduos, como se pode observar em fortuna e em begônia. Na fortuna (Bryo- phylum), as margens das folhas caídas no solo formam pequenas plantas que enraízam e se desenvolvem em novos indivíduos. Folhas de begônias, isoladas e colocadas sobre a terra, também produzem pequenas plantas a partir dos bordos de cortes efetua- dos transversalmente nas nervuras. É bem conhecida a planta Kalanchoe, que, nas extremidades de suas folhas, desenvolve várias plântulas. Caindo da folha, as plântulas crescem e formam novos vegetais. Curioso é o caso da pita ou piteira, uma das espécies de agave (de cujas folhas se extrai a fibra de sisal). Do centro das folhas dispostas em círculo sai uma enorme inflorescência, cujo eixo ramificado chega a vários metros de altura. Ela tem poucas flores, mas centenas de bulbilhos que ao caírem no solo enraízam e se desenvolvem em novas plantas. Depois de florescer uma só vez durante sua vida, a planta morre. 6 BIOLOGIA w w w.professor ferretto.com.br Estaquia Reprodução através de estacas. Estas são ramos caulinares cor- tados, contendo gemas. A extremidade cortada da estaca deve ser enterrada no solo e a gema apical deve ser cortada para não interferir no desenvolvimento da estaca, ou seja, na “pega” da muda ou "pega" da estaca. Mergulhia Nesse processo, mantém-se parte de um ramo da planta enterrado, até que forme raízes. Isto ocorrendo, separa-se o ramo com as raízes, plantando-o a seguir. Alporquia Nesse processo, faz-se pequeno corte em um ramo, colocando-se, neste local, terra úmida envolta por saco ou por lata, presos ao ramo. Deixa-se até enraizar. Isto ocorrendo, separa-se o ramo com as raízes, plantando-o a seguir. Enxertia É o 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 cavaleiro ou de es- pécies próximas. Na enxertia, é importante que o cavaleiro tenha mais de uma gema e que o câmbio (tecido que origina os vasos condutores) do cavalo entre em contato com o câmbio do cavaleiro. Além disso, deve-se retirar as gemas do cavalo a fim de evitar que a seiva seja con- duzida a elas e não para as gemas do cavaleiro. Alguns dos diferentes tipos de enxertia estão esquematizados abaixo. A enxertia pode ocor- rer por garfagem, incrustação ou escudos (borbulhas). Os mecanismos descritos ocorrem espontaneamente na na- tureza, mas podem também ser provocados pelo homem, prin- cipalmente para cultivo econômico de certas plantas. Através da propagação vegetativa, caracteres vantajosos podem ser mantidos inalterados nos indivíduos que se formam. O homem desenvolveu vários mecanismos de propagação vegetativa, sendo os mais importantes a estaquia, a mergulhia, a al- porquia e a enxertia. PRODUÇÃO DE MUDAS Tome nota: 7 w w w.professor ferretto.com.br PROFESSOR L ANDIM Dentre esses mecanismos, a enxertia é o modo de propagação vegetativa mais utilizado pelo homem. A técni- ca é vantajosa por vários motivos, destacando-se dois: - A muda (cavaleiro) já encontra um cavalo munido de raízes e, com isso, o desenvolvimento é mais rápido; - Pode-se selecionar plantas com raízes resistentes a certas doenças e utilizá-las como cavalo. Com isso, a repro- dução vegetativa de espécies sensíveis a essas doenças torna-se mais eficiente. Apesar de envolverem variabilidade genética, três outros processos se aproximam da reprodução assexuada em vege- tais, por não envolverem parceiros reprodutores: autogamia, apogamia e partenogênese vegetal. A autogamia é o processo de autofecundação em vegetais. Como já mencionado, em áreas desérticas ou muito frias, onde a polinização por animais se tornaria dificultada pela pequena quantidade insetos e aves. A apogamia é o raro desenvolvimento de um organismo sem fecundação, a partir de células reprodutivas, gerando organismos haploides (como na partenogênese animal!). Isso ocorre em algumas espécies de orquídeas. A partenogênese vegetal se caracteriza pela fusão de duas células sexuais maternas, gerando um embrião e daí uma planta. Também é um fenômeno raro que pode ocorrer em orquídeas. Cultura de tecidos A produção de mudas por cultura de tecidos será anali- sada detalhadamente junto ao estudo dos fitormônios. CASOS ESPECIAIS DE REPRODUÇÃO SEXUADA NAS FANERÓGAMAS
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