BT281 282_Aula 10_Gimnospermas I

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GIMNOSPERMAS 
- PARTE I- 
 BT 281/282 
 AULA 10 
Pryer et al. (2001); Smith et al. (2006) 
LYCOPHYTA SPERMATOPHYTA MONILOPHYTA 
EUPHYLLOPHYTA 
megáfilos 
Linhagens atuais: 
 Gimnospermas e Angiospermas 
 
Linhagens extintas: 
Progimnospermas, Pteridospermas, 
Glossopteridales, etc 
ESPERMATÓFITAS 
 Sinapomorfias: 
 * presença de semente 
 * sistema vascular secundário 
A expansão das gimnospermas 
A expansão das gimnospermas 
Pteridófitas - Tipos de 
estelo 
Protostelos 
Haplostelo Actinostelo Plectostelo 
Floema 
Xilema 
Dictiostelo 
Sifonostelos 
ectoflóico, 
com lacunas foliares 
anfiflóico, 
com lacunas foliares 
Solenestelo 
lacuna 
Feixes vasculares 
Eustelo 
Crescimento primário Crescimento secundário 
Espermatófitas - Tipos de 
estelo 
Caule 
Xilema secundário 
câmbio vascular 
Caule - 
Câmbio vascular 
câmbio vascular 
Xilema 
secundário 
Floema secundário 
Xilema 
Pinus 
pontoações areoladas 
Vista lateral 
Vista frontal 
SEMENTES – ESTRUTURA E EVOLUÇÃO 
 1. Proteção do embrião 
 
 2. Provimento de energia ao embrião em formação 
 - megagametófito ou endosperma 
 
 3. Mecanismos de dormência 
 germinação sob condições favoráveis 
 
 4. Unidade de dispersão 
 agentes internos 
 agentes externos: vento, água, animais 
 germinação em sítios distantes da planta-mãe 
VANTAGENS EVOLUTIVAS DA SEMENTE 
*estágio maduro de um óvulo, contendo embrião 
ESTRUTURA DA SEMENTE 
tegumento 
Micrópila 
escama ovulífera 
 Megasporângio 
 
megagametófito 
arquegônio 
*megasporângio (2n) revestido por 1 ou 2 tegumentos (2n), contendo megásporo 
(n) ou megagametófito (n) 
Quando se deu a origem do óvulo e da semente? 
Quais as etapas evolutivas neste processo? 
ESTRUTURA DO ÓVULO 
- Fósseis mais antigos no Devoniano (365 m.a.) 
- Provável origem em linhagens extintas de Espermatófitas 
 * Progimnospermas 
QUANDO SURGIU A SEMENTE? 
QUANDO SURGIU A SEMENTE? 
1. Heterosporia: 
 Produção de micrósporos e megásporos, que darão origem aos microgametófitos 
e megagametófitos 
 
ESTÁGIOS NA EVOLUÇÃO DA SEMENTE 
1. Heterosporia 
2. Redução no número de megásporos 
 
ESTÁGIOS NA EVOLUÇÃO DA SEMENTE 
1. Heterosporia 
2. Redução no número de megásporos 
3. Retenção do megásporo no megaesporângio 
ESTÁGIOS NA EVOLUÇÃO DA SEMENTE 
1. Heterosporia 
2. Redução no número de megásporos 
3. Retenção do megásporo no megaesporângio 
4. Endosporia: 
 Desenvolvimento do gametófito no interior da parede original do esporo 
ESTÁGIOS NA EVOLUÇÃO DA SEMENTE 
1. Heterosporia 
2. Redução no número de megásporos 
3. Retenção do megásporo no megaesporângio 
4. Endosporia 
5. Surgimento de tegumento revestindo o óvulo 
 
ESTÁGIOS NA EVOLUÇÃO DA SEMENTE 
Fósseis conhecidos Evolução hipotética do tegumento 
HETEROSPORIA 
ENDOSPORIA 
TEGUMENTO 
- Óvulos nus 
- 1 tegumento 
- Gotícula de polinização 
- Óvulos em carpelos 
- 2 tegumentos 
- Polinização no estigma 
ESTÁGIOS NA EVOLUÇÃO DA SEMENTE 
GIMNOSPERMAS ANGIOSPERMAS 
- 15 famílias, 80 gêneros e 820 espécies 
 
- Grupo monofilético com 4 linhagens atuais: 
 Cycadophyta 
 Ginkgophyta 
 Coniferophyta 
 Gnetophyta 
 
- Distribuição cosmopolita 
 
- Componente importante nas florestas temperadas 
 
- Contém os organismos vegetais mais altos 
(Sequoia sempervirens) e longevos (Pinus longaeva) 
GIMNOSPERMAS 
Cycadophyta 
 
Ginkgophyta 
 
Gnetophyta 
 
Coniferophyta 
Adaptado de Qiu et al. 2007 
Óvulos e sementes expostos 
Escama 
ovulífera 
ponto de união ao 
eixo do estróbilo 
eixo do cone 
escama 
bracteal 
óvulo 
escama 
ovulífera 
Estróbilo feminino 
cicatriz da ala 
da semente 
semente 
SINAPOMORFIA 
Metasequoia glyptostroboides 
(Coniferophyta) 
Podocarpus falcatus 
(Coniferophyta) 
Ephedra viridis (Gnetophyta) 
Gnetum gnemon (Gnetophyta) 
CARACTERÍSTICAS VEGETATIVAS 
Hábito arbóreo, raro arbustivo ou lianescente 
Agathis robusta (Coniferophyta) Pinus wallitchiana (Coniferophyta) Ginkgo biloba (Ginkgophyta) 
Weltwischia mirabilis (Gnetophyta) Cycas rumphii (Cycadophyta) Ephedra sp. (Gnetopohyta) 
CARACTERÍSTICAS VEGETATIVAS 
Folhas aciculares, lineares, flabeliformes, elípticas , pinadas ou reduzidas 
Pinus 
pontoações areoladas 
CARACTERÍSTICAS VEGETATIVAS 
Elementos do xilema - traqueídes 
Elementos de vaso em Gnetophyta 
 * não-homólogos com os de angiospermas 
Pinus silvestris 
(Coniferophyta) Cycas revoluta 
(Cycadophyta) 
♂ 
♀ 
CARACTERÍSTICAS REPRODUTIVAS 
Plantas monóicas ou dióicas 
Desaparecimento do anterídeo – grão de pólen 
CARACTERÍSTICAS REPRODUTIVAS 
Poli-embrionia (várias oosferas por óvulo) 
CARACTERÍSTICAS REPRODUTIVAS 
Cycadophyta Coniferophyta 
Gametófito feminino reduzido, com arquegônios 
 * endosperma primário (n) 
CARACTERÍSTICAS REPRODUTIVAS 
-Ciclo de vida diplobionte heteromórfico 
- * esporófito dominante, multiesporangiado 
 * gametófito reduzido 
 microgametófito – grão de pólen imaturo 
 megagametófito – multicelular, com arquegônios 
 
- Polinização pelo vento, raro por animais 
 
 
 
 
GIMNOSPERMAS - REPRODUÇÃO 
Pinus silvestris 
(Coniferophyta) 
ESTRUTURAS REPRODUTIVAS MASCULINAS - ESTRÓBILOS 
Ephedra 
(Gnetophyta) 
Agathis sp. (Coniferophyta) 
Ginkgo biloba (Ginkgophyta) 
Cycas sp. (Cycadophyta) 
Zamia sp. (Cycadophyta) 
ESTRUTURAS REPRODUTIVAS MASCULINAS - ESTRÓBILOS 
* estrobilares ou não 
* sistema de escamas em Coniferophyta 
ESTRUTURAS REPRODUTIVAS FEMININAS 
* estrobilares ou não 
* sistema de escamas em Coniferophyta 
Cycas sp. (Cycadophyta) 
ESTRUTURAS REPRODUTIVAS FEMININAS 
Pinus sp. (Coniferophyta) 
Ginkgo biloba (Ginkgophyta) 
Weltwischia mirabilis (Gnetophyta) 
Cycadophyta - Ginkgophyta 
Coniferophyta - Gnetophyta 
Presença de Anterozóide 
Sifonogamia 
ESTRUTURA DO MICROGAMETÓFITO 
câmara 
arquegonial 
câmara 
polínica 
- Tubo polínico haustorial, não alcança o arquegônio 
- Anterozóides locomovem-se até a câmara arquegonial 
CYCADOPHYTA - GINKGOPHYTA 
GNETOPHYTA - CONIFEROPHYTA 
- Tubo polínico alcança o arquegônio 
- Núcleos espermáticos sem motilidade 
Pinus 
(Pinales) 
Ginkgo 
(Ginkgoales) 
Gnetum 
(Gnetales) 
Zamia 
(Cycadales) 
arquegônio 
ESTRUTURA DO MEGAGAMETÓFITO 
Núcleo espermático / anterozóide (n) + oosfera (n) → Zigoto (2n) 
Fecundação dupla em Gnetophyta 
 * formação de 2 embriões 
 * não-homóloga com fecundação dupla de angiospermas 
FECUNDAÇÃO SIMPLES 
CICLO DE VIDA DE 
GIMNOSPERMAS 
A) Esporófito maduro. 
B) Estróbilos masculinos. 
C) Microsporângio. 
D) Grão-de-pólen. 
E) Estróbilo feminino. 
F) Escama ovulífera. 
G) Megagametófito maduro. 
H) Microgametófito maduro. 
I) Embrião. 
J) Semente madura. 
K) Plântula. 
Pinus (Coniferophyta) 
A 
B 
C 
D 
E 
F 
G 
I 
H 
J 
K 
meiose 
meiose 
célula-mãe-de- 
megásporo 
pólen 
megásporos 
embrião 
embrião 
gametófito 
feminino 
(endosperma 
primário) 
Cycadophyta 
Cycadaceae 
Cycas/ ca. 20 spp. 
Megastróbilos ausentes 
(megasporóflilos 
agrupados no ápice dos 
ramos, 2-8 óvulos na 
margem) Zamia 
Zamiaceae 
9/ 111 spp. 
BRASIL: Zamia (4 spp.) 
-Megastróbilos presentes, com 
numerosos megasporófilos 
peltados,cada um portando 
apenas 2 óvulos 
Cycadophyta 
- Feixes vasculares no pecíolo em forma de ômega 
- Canais de mucilagem e cicasinas 
- Raízes coralóides 
- Catáfilos 
- Crescimento lento 
- Tubo polínico haustorial e anterozóides 
- Sementes com envoltório carnoso 
- Não ocorre sifonogamia 
- Entomófilas (coleópteros) 
- Dispersão por animais ( ex. aves, morcegos, 
gambás) 
 
Cycas - raízes coraliformes 
Associação com cianobactérias 
Cycadaceae - reprodução - estróbilo masc. 
Cycadaceae – microsporófilo com microsporângios 
Zamiaceae – estróbilos femininos 
Dioon edule Encephalartos lehmanii 
Cycadaceae - megasporófilos 
Cycas circinnalis 
Cycadaceae - megasporófilos 
Cycas revoluta 
Cycadophyta - megasporófilos 
Megastróbilo: Encephalartos villosus 
Cycadaceae - megasporófilos 
Cycadophyta 
A-Cycas revoluta 
B-Cycas circinalis 
Cycas - megasporófilo 
micrópilo 
Cycas - óvulo 
micrópila câmara 
polínica 
gametófito feminino 
nucelo 
Tegumento 
(3 camadas) 
Cycadophyta 
 - óvulo 
câmara 
arquegonial 
câmara 
polínica 
nucelo 
arquegônio 
tegumento 
Anterozóides 
Seiichiro Ikeno - 1896 (1866-
1943) 
Zamia 
Ceratozamia sp. 
Zamiaceae- sementes 
 Ginkgophyta 
Relictos apenas na China Uso farmacológico 
Uso na culinária 
 Ginkgophyta 
• Plantas dióicas 
• Árvores de até 30m, copa 
assimétrica 
• Canais de resina ausentes 
Ginkgo - Ginkgophyta 
 Ginkgophyta 
• Microstróbilos axilares, agrupados 3-6, com numerosos 
microsporângios pêndulos 
• Óvulos 2-4, no ápice de um longo pedúnculo 
• Tubo polínico haustorial e anterozóides 
• Sementes com envoltório carnoso 
• Polinização pelo vento 
• Dispersão por animais ? 
 
 
Ginkgo 
estróbilos masculinos 
Ginkgo 
estróbilos masculinos 
foto: V. Bittrich 
Ginkgo 
estróbilo masculino 
foto: V. Bittrich 
Ginkgo - ovulos 
Ginkgo - óvulos 
Ginkgo - sementes