Evolução e Características das Plantas com Sementes

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Gimnospermas
Prof. Fernando Pereira de Menezes
Fanerógamas = Espermatófitas
Cycadophyta, Ginkgophyta, Coniferophyta, Gnetophyta
- gimnospermas
5 divisões
Anthophyta
- angiospermas
Evolução das plantas vasculares SEMENTE
Sempre na fase diplóide cormofítica
Reprodução sementes
Apresentam folhas diferenciadas em:
trofófilos (nutrição) esporófilos (reprodução)
evoluem para
macrosporófilos (carpelos) microsporófilos (estames)
Estróbilos (pinhas) 
carpelo = folhas carpelares
gimnospermas
Fanerógamas
angiospermas
esporófilo = carpelo
óvulo
Nas plantas mais primitivas o carpelo não se
fecha e não forma o fruto, é o caso das
GIMNOSPERMAS.
Nas plantas mais evoluídas o carpelo se fecha
formando o ovário, que depois de maduro se
transforma em fruto que abriga as sementes,
é o caso das ANGIOSPERMAS.
Diferenças básicas entre 
GIMNOSPERMAS e ANGIOSPERMAS 
Termos correspondentes para os órgãos de reprodução:
Micrósporo................................ Grão de pólen
Microprótalo.............................. Tubo polínico
Microsporófilo............................ Estame
Microsporângio.......................... Antera
Macrósporo............................... Macrósporo
Macroprótalo............................. Endosperma/gimnos e saco 
embrionário nas angios
Macrosporófilo........................... Carpelo
Macrosporângio......................... Óvulo
Espermatófitas
 SEMENTE: Capacidade de sobrevivência (proteção e nutrição da planta)
 Todas as plantas com sementes são heterosporadas.
 Megasporângio com 1 ou 2 camadas de tegumento, menos na micrópila.
 Óvulo: megasporângio (nucelo) + tegumento.
 Semente: é o óvulo fecundado.
 Embrião: desenvolve dentro da semente.
 Plantas vasculares mais antigas: maior distribuição geográfica que as atuais.
 Todas as plantas com semente possuem macrófilos.
Plantas com 
sementes 
(Spermatophyta)
(Fanerógamas)
Gimno
Angio
 4 divisões:
Cycadophyta
Coniferophyta
Ginkophyta
Gnetophyta
 Progimnospermas: características entre Trimerófitas e plantas com semente.
• Com câmbio vascular bilateral (xilema e floema).
• Arbóreas.
• Originou as gimnospermas.
Gimnospermas extintas:
 Pteridospermales
( fetos arborescentes) 
 Cordaitales
(palmeiras e cycas)
DIVISÃO Progymnospermophyta 
ORDENS Aneurophytales e Archaeopteridales
(Devoniano Médio a Carbonífero Inferior) 
Triboxylon
(Aneurophytales)
Archaeopteris
(Archaeopteridales)
DIVISÃO Pteridospermophyta
ORDENS Pteridospermales -Carbonífero ao 
Permiano
Glossopteridales -Permiano ao Triássico
Caytoniales -Triássico ao Cretáceo
Medullosa
(Pteridospermales)
Elkinsia
(Pteridospermales)
Gimnospermas atuais
 Gymnospermae: “semente nua”
 Óvulos e sementes expostos na superfície dos espófilos
 Poliembrionia
 Água não é necessária para fecundação
 Surgimento do tubo polínico
Formação do grão de pólen
Formação do saco embrionário
Pinha maduraPinha imatura
Poliembrionia
Com poucas exceções, o gametófito feminino das
gimnospermas produz vários arquegônios. Como resultado,
mais de uma oosfera pode ser fecundada, e vários embriões
podem começar a se desenvolver dentro de um só óvulo –
um fenômeno conhecido como POLIEMBRIONIA.
Na maioria dos casos, somente um embrião sobrevive e
relativamente bem poucas sementes atingem seu total
desenvolvimento, com mais de um embrião.
Filogenia hipotética simplificada dos grupos viventes de 
Espermatófitas
CONIFERAS
 Grupo mais numeroso e maior distribuição
 Pinheiros e abetos
 Origem: das Cordaitales no Carbonífero
 Folhas xeromórficas
 Pinheiros caracterizados pela filotaxia das folhas (fascículos)
 Epiderme espessa, grossa cutícula, hipoderme, estômato afundado
 Polinização na primavera
 As plantas com sementes não formam anterídeos
 Sementes: 2 gerações esporofíticas (testa e nucelo)
1 geração gametofítica (embrião)
 Estróbilo microsporangiado: pequeno em micrófilos
Microsporângio → muitos microsporócitos R! → 4
Micrósporos (n) → grãos de pólen alados – 2 céls.
Protalares → 1 cél. geradora e 1 cél. tubo
Megastróbilos maiores: Complexo de escamas da semente → 1 escama 
ovulífera (com 2 óvulos) e 1 escama bracteal
Óvulo: nucelo (4 megásporos, 1 funcional) + tegumentos
Pinaceae
• São árvores com folhas aciculares, espiraladas
• Os cones masculinos são compostos por numerosos
microsporófilos, cada qual dotado de dois sacos polínicos
concrescidos por sua face inferior. Seus grãos de pólen apresentem
duas câmara de ar, exceto nos gêneros Larix e Pseudotsuga
• Os cones femininos são compostos por numerosos macrosporófilos
pequenos, sustentados por escamas protetoras, externas. Em cada
macrosporófilo há dois óvulos, totalmente concrescidos com a parte
superior do mesmo.
• As sementes são aladas e o embrião possui vários cotilédones.
• Maior família das gimnospermas, com centro de dispersão no
hemisfério norte
• Pinus é o maior gênero com cerca de 90 espécies.
Pinaceae
Exemplos:
• Abies alba (abeto)
• Cedrus libani (cedro do Líbano)
• Cedrus deodora (cedro do Himalaia)
• Pinus sylvestris (pinheiro europeu)
• Pinus elliottii (produz madeira mole)
• Pinus taeda (indicado para extração de celulose)
• Larix decidua
Abies alba Mill.
Cedrus libani
Cedrus deodara
Pinus elliottii
Pinus taeda
Pinus taeda Pinus elliottii
P. elliottii var. elliottii – cone pedunculado e 
sem espinhos proeminentes nas escamas.
P. taeda – Cone séssil com espinhos 
proeminentes nas escamas.
Folhas e estróbilo feminino de Larix sp (Pinaceae)
Coniferophyta, 
Coniferales, Pinaceae: 
Estróbilos masculinos de 
Pinus sp no momento da 
dispersão do pólen
Pinaceae:
Estróbilos masculinos de
Pinus longaeva, espécie
que reúne as árvores mais
velhas conhecidas no mundo
Taxodiaceae
• Em geral árvores de grande porte.
• Os microsporófilos são escamas pedunculadas com 2-9 sacos
polínicos, presos por sua base. Pólen sem câmaras de ar.
• Os cones femininos são compostos de escamas que se tornam
lenhosas durante o amadurecimento.
• Embriões com dois ou mais cotilédones.
Exemplos:
• Sequoiadendrum giganteum
• Sequoia sempervirens
• Metasequioia disticha
• Taxodium distichum
Ramo com folhas de Metasequoia sp 
(Taxodiaceae)
Taxaceae
Detalhe dos estróbilos
masculinos (acima) e
feminino (ao lado) de 
Cryptomeria japonica
(Taxodiaceae)
Troncos fósseis de Sequoia (Taxodiaceae)
Sequoiadendrun giganteum
Sequoiadendrun giganteum
Cupressaceae
• Compreende arbustos eretos ou rastejantes.
• Os cones masculinos são compostos de microsporófilos que
constam de pecíolos curtos e escamas terminais alargadas.
• Os cones femininos são compostos de poucas escamas férteis ou
esteréis, em disposição oposta ou verticilada.
• As sementes podem apresentar ou não uma asa estreita. O cone
sementífero maduro é de coriáceo a lenhoso e,
temporariamente, fechado, abrindo-se, ao amadurecer das
sementes, por fendas entre as margens das escamas. Em
Juniperus permanecem fechados, formam uma espécie de baga.
• A família está dividida em três-subfamílias: Cupressoideae,
Thujoideae e Juniperoideae.
Cupressaceae
a)Cupressoideae
– Apresentam estróbilos lignificados. Os
macrosporófilos ao amadurecem afastam-se um dos
outros.
Exemplo:
– Cupressus sempervirens (cipreste), originário da
Ásia,muito cultivado no Brasil.
– Cupressus macrocarpa
Cupressus sempervirens
Cupressus 
sempervirens
estróbilos
Cupressus macrocarpa
b) Thujoideae
– Apresentam estróbilos lignificados. Os macrosporófilos ao
amadurecerem se curvam para os lados.
Exemplos:
– Thuja occidentalis (árvore da vida), originária da América do
Norte. Muito encontrada na Europa. Formação de cerca viva.
– Thuja orientalis, arbusto muito ramificado, no Brasil muito
cultivado como ornamental.
c) Juniperoideae
– Os estróbilos femininos são um pouco carnosos.
Exemplo:
– Juniperus communis (junípero, zimbro), suas bagas são
consideradas medicinais na Europa e são usadas para preparar
o gim.
Thuja occidentalis
Thuja orientalis
Thuja occidentalis Thuja orientalis 
Araucariaceae
• Árvores nativas do hemisfério sul. Sua madeira difere de
outras coníferas pela falta de condutos resiníferos.
• Tem folhas lanceoladas, ovadas, aciculares ou subuladas em
disposição espiraladas.
• Árvores dióicas com folhas sempre verdes.
• Os cones masculinos são compostos de numerosos
microsporófilos, que possuem um pecíolo estreito, encimado por
uma escama alargada, da qual pendem sacos polínicos
compridos.
• Os cones femininos são lenhosos e compreendem números
macrosporófilos, cada um com um óvulo.
Araucariaceae
Exemplos:
• Araucaria angustifolia (pinheiro do Paraná ou pinheiro brasileiro),
fornece boa madeira. As sementes, os pinhões, são comestíveis.
Importantíssimas para reflorestamento. Sua exploração irracional
provocou uma diminuição drástica na reservas do planalto
Sulbrasileiro.
• Araucaria excelsa (araucária da Ilha da Norfolk), árvore alta e
esguia com ramificação verticilada desde a parte basal do tronco,
as plantas jovens são usadas como árvores de natal.
• Araucaria bidwillii (araucária da Austrália), apresenta contornos
perfeitamente piramidais.
• Araucaria araucana (araucária do Chile), as folhas rígidas são
estreitamente imbricadas.
Gimnospermas
(ex: Pinheiro do 
Paraná)
Araucaria angustifolia (Araucariaceae)
Distribuição geográfica de Araucaria, 
com o respectivo número de espécies.
Estróbilo feminino maduro (pinha) de Araucaria 
angustifolia
Região montanhosa do Chile, hábitat de Araucaria araucana
Indivíduos de Araucaria araucana (Chile)
Araucaria humboldtiensis
(Nova Caledônia)
Araucaria bidwillii
Araucaria bidwillii
Estróbilo feminino e detalhes da semente de 
Araucaria bidwilii
Costa da Nova Caledônia, 
hábitat
de Araucaria columnaris
Estróbilo feminino de
Araucaria sp. - Uruguai
Indivíduo centenário e detalhe das folhas e estróbilo feminino de
Agathis australis
Indivíduo de Wollemia nobilis
(Araucariaceae), ocorrente na 
Austrália: 
- árvore de até 40m
- distante 150km de Sydney
- espécie descoberta em 1994!
Podocarpaceae
• São árvores ou arbustos com folhas escamosas, aciculares,
lineares, lanceoladas ou ovadas, dispostas em espiral exceto em
Microcachrys com folhas opostas-cruzadas).
• Os cones masculinos, axilares ou terminais, são compostos por
muitos microsporófilos, cada qual dotado de dois sacos
polínicos. Pólen em, geral, com câmara de ar.
• Os cones femininos não são lenhosos. Constam de uma a
muitas escamas que se tornam carnosas. No gênero
Podocarpus, único com espécies nativas no Brasil,
apresentam um ou dois macrosporófilos. Uma única semente se
desenvolve nos receptáculo carnoso. O embrião apresenta dois
cotilédones.
Podocarpaceae
Exemplos:
• Podocarpus lambertii (pinheiro-bravo), árvore de grande porte
que fornece madeira semelhante à do pinheiro do Paraná.
Encontra-se do RS a MG.
• Podocarpus sellowii, encontrado do sul ao norte e nordeste do
Brasil, difere da espécie anterior pelas folhas mais largas e pela
falta de pedúnculo nos grupos de cones masculinos
• Podocarpus roraimae, espécie descrita, para região do monte
Roraima.
• Podocarpus macrophyllus
Podocarpus lambertii
Detalhe do “estróbilo” 
feminino
de Podocarpus macrophyllus 
(Podocarpaceae)
Estróbilos 
masculinos de 
Podocarpus 
macrophyllus
Detalhe das folhas e estróbilos masculinos de
Cephalotaxus sp. (Cephalotaxaceae)
Filogenia hipotética simplificada dos grupos viventes de Espermatófitas
CYCADALES
 Semelhantes às palmeiras
 Carbonífero
 Estróbilo com pólen e os com semente estão em plantas diferentes
 Cycas
Cycadaceae
• As cicadáceas são plantas arborescentes, do aspecto parecido
com certas palmeiras.
• O caule é espesso coluniforme ou bulboso, lenhoso e raras vezes
ramificados. Alcança a altura de 15-20m, os cultivados não
excedem a 2m. Os caules apresentam-se revestidos de cicatrizes
ou de restos de pecíolos de folhas caídas. Neles encontram-se,
além dos elementos gerais da anatomia das gimnospermas,
canais cheios de mucilagem.
Cycadaceae
• As folhas são, em regra, de duas formas: umas pequenas e
escamosas, que envolvem o broto terminal e as outras, grandes e
penadas, de prefoliação mais ou menos circinada. Inserem-se seguindo
uma espiral. As folhas, grandes e vistosos, são perenes e coriáceas.
• A raiz primária é persistente. Desce fundo no solo e ramifica-se
normalmente.
• As flores são sempre díclinas e dióicas.
Prefoliação circinada 
em báculo
Cycadaceae
Exemplos:
• Cycas revoluta (sagu de jardim)
• Cycas circinnalis
• Zamia boliviana
• Zamia ulei
Fóssil de Zamites (Cycadophyta); 
Triássico
Distribuição geográfica atual de 
Cycadophyta
FAMÍLIAS VIVENTES DE CYCADOPHYTA
Cycadaceae: nervura central marcada sem 
nervuras laterais.
Stangeriaceae: nervura central marcada e 
nervuras laterais presentes.
Zamiaceae: nervuras paralelas, com ou sem 
transversais de menor “calibre” entre estas.
Zamiaceae
Mycrocycas calocoma
Encephalarthos sp - África
(Stangeriaceae –
Cycadophyta)
Cycas revoluta em cultivo 
(Cycadaceae –
Cycadophyta)
Indivíduo masculino fértil 
de Cycas revoluta
(Cycadaceae)
Cycas revoluta – estróbilos 
masculinos
Filogenia hipotética simplificada dos grupos viventes de 
Espermatófitas
Ginkgoaceae
• Desta família existe uma única espécie recente, Ginkgo biloba.
• As folhas são muito características, tem tamanho médio e
forma de um leque com uma fenda mediana.
• As flores são díclinas e dióicas.
• A origem do Ginkgo é a região que compreende o Japão e a
China. Cultiva-se em muitos países, graças ao seu valor
ornamental, também é considerada planta medicinal.
DIVISÃO Ginkgophyta
ORDEM Ginkgoales
(Triássico ao recente)
Ginkgo biloba 
(Ginkgoaceae) Japão
Ramo com folhas de Ginkgo biloba (Ginkgoaceae)
Folha de Ginkgo biloba
Estrs. femininas
Ginkgo biloba - Estrs. masculinas
Filogenia hipotética simplificada dos grupos viventes de 
Espermatófitas
GNETOPHYTA
 Gnetum, Ephedra e Welwitschia
 Grupo mais intimamente relacionado com as angiospermas
 Os 3 gêneros diferem em várias características
 Semelhança com as angiospermas:
• ausência de arquegônio
• estróbilo = inflorescência
• presença de elementos de vasos
• dupla fecundação
• alguns produzem néctar
* Mas nenhum desses gêneros pode ser considerado como ancestral das 
angiospermas
Ephedraceae
• Plantas arbustivas até subarborescentes com ramos
vergados e folhas pequenas, escamosas, oposto-cruzadas.
• Macro e microsporófilos formam cones unissexuais,
protegidos por escamas protetoras, persitentes. Os cones
ocupam posição terminal em ramos curtos.
• Os óvulos possuem micrópila saliente, alongada• O gênero Ephedra (único), com cerca de 40 espécies
habita a Ásia Central, a Europa Meridional e América do Norte
Ocidental e a parte sul da América do Sul.
Ephedraceae
Exemplo:
• Ephedra tweediana – espécie do extremo sul do Brasil
• Ephedra americana – espécie andina do Chile e Peru
• Ephedra sinica
• Ephedra shennangiana – a sinica e a shennangiana são
espécies nativas da China, fornecem a Ephedra que contém
efedrina, substância cristalina encontrada na Ephedra,
empregada como medicamento C10H15ON – alcalóide
medicinal
Ramo com folhas de 
Gnetum gnemon
(Gnetaceae)
Região da Namíbia (África), local de 
ocorrência de
Welwitschia mirabilis (Welwitschiaceae)
Indivíduo centenário de Welwitschia mirabilis (Namíbia, África) 
Planta jovem de Welwitschia
mirabillis crescida em estufa
Detalhe de indivíduo masculino fértil de Welwitschia mirabilis
Estróbilos masculinos 
de
Welwitschia mirabilis
Estróbilos femininos de Welwitschia mirabilis
(Welwitschiaceae - Gnetophyta)
Cratonia cotyledon
Chapada do Araripe 
(CE)
Ephedra spp. (Ephedraceae – Gnetophyta)
Indivíduo com estróbilos 
masculinos de Ephedra sp