Aula 9 (27.10)

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Engenharia Florestal 
Sistemática Vegetal
Professor: Thiago G. R. Terra
Gimnospermas
Gimnospermas
Bactéria  Alga  Planta avascular  Planta vascular  ???
Uma das mais espetaculares inovações que surgiram durante a evolução das plantas vasculares foi a semente.
As sementes são um dos principais fatores responsáveis pela dominância das plantas com sementes nas floras atuais.
A semente apresenta um grande valor de sobrevivência, proteção ao embrião, bem como reserva de nutrientes que lhe está disponível nos estágios críticos de sua germinação e do seu estabelecimento.
Vantagem seletiva às plantas com sementes em relação a seus ancestrais e parentes com esporos livres, ou seja, plantas sem sementes. 
Gimnospermas
A palavra Gimnosperma, oriunda do grego, significa:
Sperma = semente e gymnos = nua 
A etimologia indica que os componentes deste grupo não possuem frutos verdadeiros, apresentando sementes provenientes de óvulos nus, dispostos na superfície do macrosporófilo. 
A palavra foi cunhada por Teofrasto, discípulo de Aristóteles no ano 300 a.C.
Gimnospermas – Evolução das sementes
Todas as plantas com sementes são heterosporadas, produzindo megásporos e micrósporos que dão origem, respectivamente, aos megagametófitos (gametófitos femininos) e microgametófitos (gametófitos masculinos). 
A produção de sementes é uma maneira particularmente extrema de heterosporia, que foi modificada para formar o óvulo, a estrutura que se desenvolve em semente. 
A semente é simplesmente um óvulo maduro contendo um embrião. 
O óvulo imaturo consiste em um megasporângio envolvido por uma ou duas camadas adicionais de tecido, os tegumentos (Figura 18.1).
Gimnospermas – Evolução das sementes
Há quatro filos de gimnospermas com representantes vivos: Coniferophyta (coníferas), Cycadophyta (cicadófitas), Ginkgophyta (ginkgófita) e Gnetophyta (gnetófitas).
As relações filogenéticas entre os quatro grupos de gimnospermas viventes ou atuais permanecem incertas. Análises moleculares recentes indicam que esses quatro grupos atuais são monofiléticos, isto é, os grupos têm um ancestral. 
Características gerais
Atualmente representadas por 820 espécies em cerca de 80 gêneros.
Plantas lenhosas, caulescentes, raramente acaules;
Folhas
grandes, simples, pinadas
pequenas, simples, aciculadas/escamiformes
Filotaxia espiralada
Plantas dióicas ou monóicas
Folhas férteis livres ou organizadas em estróbilos
Femininas => megasporófilo
Masculinas => microsporófilo
Sementes não inseridas em frutos
Produzem sementes nuas, não protegidas pelo fruto.
Elementos traqueários => traqueídes
Traqueófita: plantas que apresentam sistemas vasculares constituídos por tecidos condutores especializados. 
Atraqueófita: não necessitam de estruturas especializadas para transportar substâncias.
Traqueídes: considerados filogeneticamente os elementos traqueários mais primitivos, típicos das gimnospermas.
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O pinheiro-do-paraná (Araucária angustifólia): nessa planta os sexos são separados: a que possui estróbilos masculinos não possuem estróbilos femininos - dióica.
Em outras gimnospermas, os dois tipos de estróbilos podem ocorrer numa mesma planta - monóica.
Existem dois tipos de estróbilos, um grande e outro pequeno e, como consequência, há dois tipos de esporângios e de esporos. 
Reprodução das gimnospermas 
Nos estróbilos maiores – femininos – cada esporângio, chamado de óvulo, produz por meiose um megásporo (ou macrósporo). 
O megásporo fica retido no esporângio, não é liberado.
Desenvolvendo-se no interior do óvulo o megásporo – origina um gametófito feminino.
Nesse gametófito surge arquegônios e, no interior de cada um deles, diferencia-se uma oosfera (que é o gameta feminino).
Reprodução das gimnospermas 
Nos estróbilos menores – masculinos – cada esporângio, também chamado de saco polínico, produz por meiose, numerosos micrósporos. 
Cada micrósporo origina um gametófito masculino, também chamado de grão de pólen (ou gametófito masculino jovem).
A ruptura dos sacos polínicos libera inúmeros grãos de pólen. Carregados pelo vento, podem atingir os óvulos que se encontram nos estróbilos femininos. 
Reprodução das gimnospermas 
Cada grão de pólen, aderido a uma abertura existente no óvulo, inicia um processo de crescimento que culmina com a formação de um tubo polínico, correspondente a um grão de pólen adulto (gametófito masculino adulto).
 No interior do tubo polínico existe dois núcleos gaméticos haplóides, apenas um dos núcleos gaméticos fecunda a oosfera, gerando o zigoto.
Dividindo-se repetidamente por mitose, o zigoto acaba originando um embrião.
Reprodução das gimnospermas 
Após a ocorrência da fecundação e da formação do embrião, o óvulo converte-se em semente, que é uma estrutura com três componentes:
uma casa (também chamada de integumento), 
um embrião
tecido materno haplóide – reserva.
A dispersão das sementes, em condições naturais, pode ocorrer pelo vento, no caso do pinheiro comum, ou com ajuda de animais como acontece com os pinhões do pinheiro-do-paraná.
Reprodução das gimnospermas 
Reprodução das gimnospermas 
1. Filo Cycadophyta;
2. Filo Ginkgophyta (Ginkgo biloba);
3. Filo Coniferophyta ou Pinophyta;
4. Filo Gnetophyta.
GIMNOSPERMAS
FILO CYCADOPHYTA
Ordem Cycadales representantes atuais;
Folhas pinadas e caule não ramificado;
Sistema vascular pouco desenvolvido;
Ausência de canais resíniferos;
Óvulos com câmara polínica e arquegonial;
Fecundação em meio líquido.
Famílias:
CYCADACEAE
ZAMIACEAE
Ordem: Cycadales (Gimnospermas) 
Família: Cycadaceae
Cycas sp.
 Plantas perenes, com caule aéreo ou subterrâneo, dióicas;
Folhas compostas, pinadas ou bipinadas, pecioladas, alternas espiraladas, concentradas no ápice dos ramos;
 Folíolos circinados, com nervura central, sem nervura lateral e margens inteiras;
Crescimento lento, algumas 
espécies podem demorar 500 
anos para chegar a 1m alt.!!!
Cycadaceae
Apenas o gênero Cycas, com ~20 spp.
Apresentam microstróbilos, mas não 
megastróbilos.
Vernação circinada.
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Microstróbilo = masculino
Folhas férteis femininas
Forma de palmeira (sem ou com poucas ramificações laterais), com até 20m alt. 
Ou aparência de samambaia, com caule subterrâneo.
Encephalartos
Bowenia
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Ordem: Cycadales (Gimnospermas) 
Família: Zamiaceae
10 gêneros e 200 espécies:
Dioon sp.
Encephalartos sp.
Zamia sp.
 Ceratozamia sp.
 Macrozamia sp.
 Plantas perenes, com caule aéreo
ou subterrâneo, dióicas;
 folhas compostas, pinadas ou bipinadas, pecioladas, alternas espiraladas, concentradas no ápice dos ramos;
 Folíolos planos, sem nervura
central e margens inteiras, serradas;
Megastróbilos e microstróbilos em
posição lateral na coroa das folhas;
Sementes grandes, arredondadas, carnosas e vistosas
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FILO CYCADOPHYTA
Importância Econômica
Uso ornamental;
Glicosídio venenoso (bactericida e fungicida);
 Base para alguns alimentos (sagu).
Já foi um grupo diverso, mas atualmente possui 1 gênero com apenas uma espécie – Ginkgo biloba.
Ginkgo biloba – nativa de algumas regiões da China, possivelmente extinta na natureza. 
Mas muito utilizada na arborização urbana, no mundo todo. Árvore decídua.
FILO GINKGOPHYTA
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Folha com forma de leque, com venação dicotômica. 
Ramos longos (macroblastos) e curtos (braquiblastos). As folhas ficam agrupadas nos ramos curtos. 
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Assim como as Cycadophyta, são dióicas.
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Sementes externamente carnosas, com dois ou três cotilédones, e odor desagradável.
O megametófito e o embrião, quando cozidos, fritos ou assados, são iguarias em alguns pratos chineses.
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Importância Econômica
FILO GINKGOPHYTA
Uso medicinal;
 Causa morte de células “defeituosas”;
 Melhora o fluxo sangüíneo para os tecidos e órgãos, combate problemas
cardiovasculares, respiratórios, renais e sistema nervoso.
FILO PINOPHYTA (CONIFEROPHYTA)
Árvores e arbustos;
Presente em regiões tropicais e temperadas;
Semente localizada em estrutura modificada (cone);
 Grão de pólen forma tubo polínico (sifonogâmica);
 Fecundação independente de água;
Grupo de maior importância ecológica de gimnospermas.
Ainda são o principal componente das florestas de coníferas ocupam grandes extensões no hemisfério norte.
Madeira e óleos essenciais 
têm grande importância 
econômica.
No Brasil, ocorre na 
Floresta Ombrófila Mista. 
FILO PINOPHYTA (CONIFEROPHYTA)
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O nome do grupo é derivado da estrutura que protege os óvulos e sementes (cone).
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Árvores ou arbustos muito ramificados, folhas simples. 
Folhas agrupadas em braquiblastos.
Fascículo - ramo muito curto com folhas e escamas.
Espécies monóicas, ou raramente dióicas.
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As famílias de Pinales mais importantes:
Pinaceae;
2. Araucariaceae;
3. Cupressaceae;
4. Taxaceae;
5. Podocarpaceae.
FILO PINOPHYTA
Ordem: Pinales (Gimnospermas) 
Família: Pinaceae
p
11 gêneros
200 espécies 
Pinus sp.
Pinaceae (família do pinheiro) 
Árvores ou arbustos monoicos.
Ramos verticilados.
Folhas aciculares, alternas, solitárias ou agrupadas em fascículos.
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10 gêneros, 220 espécies.
Pinus – cerca de 100 espécies.
Quase todas exclusivas do Hemisfério Norte.
12 a 14 meses entre a polinização e a fertilização.
Vida longa – Pinus longaeva (sudoeste dos EUA) - ~5.000 anos. 
Picea
Abies
Cedrus
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Ordem: Pinales (Gimnospermas) 
Família: Taxaceae
Árvores dióicos;
Folhas simples, lineares, alternadas, uninérveas;
Microstróbilos com 6 à 14 microsporófilos;
Megastróbilos ausente, óvulos solitários;
Sementes com arilo carnoso e vistoso;
6 gêneros e 30 espécies.
Cupressaceae (família do cipreste, junípero, sequóia gigante)
Árvores resinosas, monóicas ou dióicas.
Folhas opostas ou verticiladas, reduzidas a escamas.
29-32 gêneros, 110-130 espécies.
Distribuídas nas regiões temperadas e semi-temperadas, em ambos os hemisférios, mais abundantes no Hemisfério Norte.
Ordem: Pinales (Gimnospermas) 
Família: Cupressaceae
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Cupressus sempervivens
Microstróbilos – numerosos microsporófilos, cada um com 2-6 microsporângios.
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Cupressus sempervirens
Megastróbilos
Gálbula
Corte longitudinal do cone
Óvulos
Escama
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Cupressaceae
Sequóias
Sequoiadendron giganteum
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Ordem: Pinales (Gimnospermas) 
Família: Araucariaceae
Três gêneros (Agathis, Araucaria e Wollemia)
 40 espécies
Araucaria angustifolia (pinheiro do paraná)
ARAUCARIACEAE
Plantas dióica ou monóicas;
Folhas simples, sésseis ou curtamente pecioladas, alternas espiraladas;
Megastróbilo grande e arredondado;
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João Renato Stehmann
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Arbustos e árvores, dióicos;
Folhas simples de formas variáveis;
 Megastróbilos ausente ou pouco definidos;
 Sementes unidas ao receptáculo, sem ala, rodeado por uma capa externa carnosa o cariácea, formando estrutura drupóide.
 17 gêneros e 125 espécies;
Hemisfério Sul (Brasil e África);
No Brasil  duas espécies  Podocarpus lamberti e P. sellowii
Ordem: Pinales (Gimnospermas) 
Família: Podocarpaceae
FILO PINOPHYTA
Importância Econômica
Uso ornamental;
 Taxus, produz taxol substancia anticancerígena;
 Fabricação de moveis (Pinus, Cedrus);
 Indústria de celulose .
FILO Gnetophyta
3 famílias Ephedraceae, Gnetaceae e Welwitschiaceae.
Todas as plantas dióicas, exceto algumas spp. de Ephedra.
Eram consideradas grupo-irmão das angiospermas
dupla fecundação.
Microsporófilos verticilados, semelhantes a um perianto, em uma estrutura que lembra uma flor. 
Entretanto, estudos com dados moleculares recentes negam essa proximidade.
Apenas o gênero Ephedra, 
com 65 espécies.
Caule estriado, fotossintetizante.
2 a 3 folhas muito reduzidas 
(escamiformes) por nó.
Megastróbilos e microstróbilos 
Ordem: Gnetales (Gimnospermas) 
Família: Ephedraceae
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Lianas lenhosas, trepadeiras (geralmente), dióicos;
Folhas simples, filotaxia oposta, elípticas, vernação reticulada, margem inteira;
 Sementes envolvidas por u invólucro carnoso e vistoso.
Brasil => Hiléia Amazônica (castanha itoá);
 Gênero Gnetum e 30 espécies
Ordem: Gnetales (Gimnospermas) 
Família: Gnetaceae
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Apenas um gênero, com uma espécie: Welwitschia mirabilis.
De áreas desérticas do norte africano, sobrevivem da água presente na névoa.
Caule curto produz apenas duas folhas, em forma de fita.
Vivem até 2.000 anos.
Ordem: Gnetales (Gimnospermas) 
Família: Welwitschiaceae
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