Botanica_v2_09 - Ciclo de vida das plantas - USP - Botânica

Prévia do material em texto

Botânica
O principal objetivo deste capítulo é:
 ∙ Mostrar a lógica por trás da grande quantidade de termos que acabam nos confun-
dindo ao abordarmos os ciclos de vida das plantas. - Podemos garantir que essa 
lógica existe e que a grande maioria das plantas apresenta um ciclo de vida bastante 
semelhante, com algumas diferenças que podemos detectar mediante uma análise 
mais cuidadosa. 
 ∙ Destacar as principais semelhanças e diferenças entre os ciclos dos diversos grupos 
de plantas, sempre destacando os aspectos evolutivos.
Ciclo de vida das plantas9
Figura 9.1 Ciclo de vida das plantas / 
Fonte: Thinkstock
RedeFor
115Aula 9 Ciclo de vida das plantas
Introdução
Na consulta que fizemos a vocês, cursistas, ain-
da antes de iniciarmos nossa disciplina, o segundo 
assunto da Botânica apontado como mais problemá-
tico foi “Ciclos de vida”.
Não é difícil entender os motivos que levam pro-
fessores e estudantes a acharem essa temática muito 
complexa. Basta lembrar de alguns termos comuns 
quando abordamos o tema...
Ciclos de vida das plantas: 
uma visão integradora
Neste capítulo, focaremos na evolução dos ciclos de vida das plantas. Além de conhe-
cer e compreender os processos de reprodução sexuada que ocorrem nos diversos grupos 
de plantas, nosso principal objetivo reside na percepção de que as mais variadas plantas 
se reproduzem seguindo apenas um esquema geral de ciclo de vida. As variações que, 
aparentemente, criam uma gama enorme de possibilidades de reprodução são apenas 
peculiaridades que, sob um olhar mais atento, podem ser consideradas “variações sobre 
o mesmo tema”. 
Ciclos de vida dos seres vivos
Veremos os três tipos fundamentais de ciclos de vida que ocorrem em todos os seres 
vivos. Atente para o momento em que ocorre meiose em cada um deles, pois essa é a 
principal característica distintiva entre os três. 
Figura 9.2 Termos complexos / Fonte: CEPA
Atividade no Ambiente Virtual de Aprendizagem – 1
Antes de prosseguir, vamos identificar o que já sabemos sobre essa 
temática? Acesse o mural de atividades para participar da enquete inicial.
Estudaremos as etapas:
1. Os três tipos básicos de ciclos dos seres vivos: haplobionte haplonte, haplobionte 
diplonte e diplobionte (alternância de gerações).
2. Ciclos de vidas das algas – uma breve exposição.
3. Ciclos de vida das demais plantas – semelhanças e diferenças:
•	 Bryophyta.
•	 Pteridophyta.
•	 Coniferophyta.
•	 Anthophyta.
RedeFor
Botânica116
Nos esquemas a seguir, as gerações de organismos adultos são designadas pelos termos 
gametófito (produzem gametas) e esporófito (produzem esporos). 
Entendendo o nome dos ciclos
Antes de prosseguirmos, vale prestar atenção ao nome dos ciclos, pois eles já nos con-
tam muitas coisas:
Observe a seguir os ciclos esquematizados.
Vale lembrar que muitos organismos também apresentam a cha-
mada reprodução vegetativa, que gera “clones naturais”, ou seja, 
indivíduos geneticamente iguais. O foco deste estudo está, porém, nos 
ciclos de vida e não na reprodução vegetativa.
Em alguns casos, estruturas como gametas e certos tipos de esporos 
são células flageladas. Mas não chegaremos a esse detalhamento nos 
esquemas apresentados a seguir. 
HAPLOBIONTE HAPLONTE
1 fase Essa fase é haploide – Portanto, meiose zigótica
HAPLOBIONTE DIPLONTE 
1 fase Essa fase é diploide – Portanto, meiose gamética
DIPLOBIONTE 
2 fases Ocorre alternância de gerações - Com meiose espórica
(zigoto sofre meiose)
(meiose forma gametas)
(meiose forma esporos)
RedeFor
117Aula 9 Ciclo de vida das plantas
Ciclo Haplobionte Haplonte
Figura 9.3 Ciclo haplobionte haplonte / Fonte: CEPA
Ciclo Haplobionte Diplonte
Figura 9.4 Ciclo haplobionte diplonte / Fonte: CEPA
RedeFor
Botânica118
Ciclo Diplobionte (Alternância de gerações)
Figura 9.5 Ciclo diplobionte / Fonte: CEPA
Antes de prosseguirmos, também é importante entender algumas denominações:
Figura 9.6 Estrutura de formação do gametângio e do esporângio / Fonte: CEPA
Dicas de estudo
Faça um resumo das diferenças e semelhanças entre os três ciclos quanto a:
•	 Número de fases e sua ploidia;
•	 Tipo de meiose (zigótica, gamética ou espórica).
•	 Ploidia dos gametas;
•	 Ploidia dos esporos;
•	 Ploidia do zigoto.
Confira a resposta no final deste conteúdo.
Chamam-se gametófitos as estruturas que formam gametas. 
E o gametófito é o organismo que contém os gametângios. Assim:
Chamam-se esporângios as estruturas que formam esporos. 
E o esporófito é o organismo que contém os esporângios. Assim:
gametófito
organismo
gametângio
estrutura
gametapossui forma
esporófito
organismo
esporângio
estrutura
esporopossui forma
Como o esporófito não tem sexo, é incorreto falar em esporo feminino 
e esporo masculino (como aparece normalmente nos livros didáticos). 
Por isso, adotamos aqui a denominação: megásporo e micrósporo, respec-
tivamente. Portanto, também falamos em megasporângio e microsporângio. 
RedeFor
119Aula 9 Ciclo de vida das plantas
Ciclos de vidas das algas
O estudo de qualquer assunto relativo ao tema “algas”, por si só, já é de grande comple-
xidade, devido à enorme diversidade e à falta de origem monofilética nesse grupo. Não 
menos árdua é a tarefa de compreender os ciclos de vida desses organismos, pois pode 
envolver não somente os três tipos básicos de ciclos de vida, como variações específicas 
dentro de cada um deles. 
algas vermelhas
Nas algas vermelhas, existe uma variação no ciclo de alternância de 
gerações, ocorrendo duas fases diploides e uma haploide, aumentando 
a complexidade do ciclo. Esse tipo de arranjo é chamado ciclo trifásico. 
algas verdes
Já no grupo das algas verdes, que abriga uma grande variedade de 
organismos, ocorrem todos os três tipos básicos de ciclos.
Neste capítulo, concentramo-nos nos grandes grupos de plantas ter-
restres para construirmos uma noção geral, mas bem fundamentada, 
do processo de reprodução presente na maioria das plantas. 
Cabe ressaltar que, dentro desses grupos vegetais, também ocorrem 
variações entre os diferentes filos. Assim, para poder prosseguir de 
maneira mais fluente, selecionamos um exemplo bastante ilustrativo 
para cada grupo, e, não por acaso, são esses mesmos exemplos os 
mais frequentemente abordados no Ensino Médio. 
Convidamos você a estudar esses ciclos focando nas semelhanças 
e diferenças existentes entre eles, de forma a traçar as características 
gerais e as específicas que os permeiam. 
Note que, em todos eles, partiremos de um mesmo ciclo básico inicial, o diplobionte, 
e iremos apenas destacando as peculiaridades de cada grupo. Em seguida, apresentaremos 
o ciclo ilustrado. Tente sempre fazer a correspondência entre o esquema do ciclo básico e 
as figuras e eventuais fotografias.
Figura 9.7 Algas vermelhas / Fonte: CEPA
Figura 9.8 Algas verdes / Fonte: CEPA
RedeFor
Botânica120
Ciclo de vida de um musgo (Grande grupo das 
“briófitas” - Filo Bryophyta)
Figura 9.9 Ciclo de vida das briófitas / Fonte: CEPA
Figura 9.10 Ciclo de vida de um musgo / Fonte: CEPA
Pode-se observar um “tapete” verde 
formado pelos gametófitos e, sobre tal 
“tapete”, vários esporófitos e suas cápsulas 
(algumas em destaque).
Figura 9.11 Tapete de musgos. O círculo indica 
a cápsula do esporófito. / Fonte: Thinkstock
RedeFor
121Aula 9 Ciclo de vida das plantas
Ciclo de vida de uma samambaia (Grande grupo das 
“pteridófitas” – Filo Pteridophyta)
Figura 9.12 Ciclo de vida das pteridófitas / Fonte: CEPA
Figura 9.13 Ciclo de vida da samambaia / Fonte: CEPA
RedeFor
Botânica122
Pode-se observar um detalhe de folhas de um esporófito com vários 
soros maduros (um deles em destaque).
Observação: O esquema anterior descreve o ciclo de vida típico 
dofilo Pteridophyta, que engloba a maior parte das plantas vascula-
res sem sementes. Já algumas pertencentes ao filo Lycopodiophyta, 
como as do gênero Selaginella, apresentam uma variação nesse ciclo, 
pois são heterosporadas (em oposição às homosporadas), produzin-
do esporos que darão origem a gametófitos femininos (megásporos) 
ou masculinos (micrósporos). Acredita-se que esse tipo de ciclo com 
heterosporia traga vantagens adaptativas, uma vez que está presente também em todas as 
plantas com sementes.
Ciclo de vida de um pinheiro (Grande grupo das 
“Gimnospermas” – Filo Coniferophyta)
Figura 9.15 Ciclo de vida das gimnospermas / Fonte: CEPA
Figura 9.14 Samambaia / Fonte: Thinkstock
RedeFor
123Aula 9 Ciclo de vida das plantas
Figura 9.16 Ciclo de vida dos pinheiros / Fonte: CEPA
Pode-se observar pinha de Araucária repleta de pinhões.
Ciclo de vida de uma Anthophyta
Figura 9.18 Ciclo de vida da anthophyta / Fonte: CEPA
Figura 9.17 Pinhões / Fonte: Suzana Ursi
RedeFor
Botânica124
Figura 9.19 Esquema do ciclo de vida da anthophyta / Fonte: CEPA
Pode-se observar um ramo de Espatódea, árvore bastante comum 
na cidade de São Paulo.
Pode-se observar uma flor (parte superior) e o gineceu isolado 
(parte inferior).
Pode-se observar uma flor aberta ao meio, com o gineceu cortado 
longitudinalmente (1), bem como o seu ovário (2). Também se obser-
vam estames: filete (3) com anteras (4).
Pode-se observar um ramo e um botão floral em destaque.
Figura 9.22 Observe uma flor aberta ao meio, com o Gineceu cortado longi-
tudinalmente (1), bem como o seu ovário (2). Também observa-se estames: 
filete (3)com anteras(4). / Fonte: Suzana Ursi
Figura 9.20 Observe o ramo de Espatódea, 
árvore bastante comum na cidade de São 
Paulo, com destaque para as flores e os 
botões florais. / Fonte: CEPA
Figura 9.21 Visão geral da flor 
(acima) e do Gineceu (abaixo). / 
Fonte: Suzana Ursi
Figura 9.23 Botão floral / Fonte: Suzana Ursi
RedeFor
125Aula 9 Ciclo de vida das plantas
Resumindo: tendências evolutivas
Texto elaborado pela Mestra Bianca Brasil e pela Profª Drª Suzana Ursi
Agora vamos resumir as principais tendências evolutivas envolvidas no desenvolvimento do 
ciclo de vida dos diversos grupos de plantas. 
Para começar, destacamos a principal semelhança entre os ciclos de vida de todas as 
plantas. Podemos dizer que todas as plantas vasculares são oogâmicas, ou seja, possuem 
grandes oosferas imóveis e pequenos anterozoides/gametas, que nadam ou são conduzi-
dos até a oosfera. Além disso, elas possuem ciclos nos quais duas fases (indivíduos) são 
apresentadas, uma haploide (n) - o gametófito, e outra diploide (2n) - o esporófito. A essa 
característica do ciclo de vida, comum a todas as plantas, denominamos diplobionte: 
ocorrendo meiose na formação dos esporos. 
Quanto às diferenças nos ciclos, em primeiro lugar destacamos a morfologia dos indi-
víduos. Em algumas algas, a geração produtora de esporos (esporófito) é externamente 
semelhante à geração produtora de gametas (gametófito); então dizemos que existe uma 
alternância de gerações isomórficas. Nas demais plantas, o esporófito e o gametófito são 
diferentes um do outro: tal ciclo exibe uma alternância de gerações heteromórficas. 
Além disso, ao longo da história evolutiva das plantas, observamos uma tendência nos 
esporófitos de se tornarem cada vez maiores e dominantes no ciclo (em relação aos game-
tófitos). Nas briófitas, o indivíduo dominante no ciclo é o gametófito: ele é independente 
do ponto de vista nutricional e é, geralmente, maior e mais complexo que o esporófito. Por 
outro lado, nas plantas vasculares, o esporófito é a forma de vida dominante: ele é rami-
ficado e produz diversos esporângios (ao contrário do esporófito das briófitas), chegando 
ao ápice de o gametófito ser, inclusive, nutricionalmente dependente do esporófito. Entre 
as pteridófitas, podemos encontrar plantas homosporadas (que produzem um só tipo de 
esporo) como o Psilotum sp., o Lycopodium sp. e as Filicales; e plantas heterosporadas 
(que formam micrósporos e megásporos), tais como a Selaginella sp. A partir das gimnos-
permas, todas as plantas são heterosporadas, produzindo micrósporos e megásporos. 
Na face abaxial das folhas das pteridófitas são formados os esporângios, que se reúnem 
em soros. Nos esporângios, as células-mãe sofrem meiose e produzem esporos haploides. 
Cada esporo origina, ao germinar no solo, um gametófito, que pode ser unissexuado 
(plantas heterosporadas) ou bissexuado (plantas homosporadas). À medida que ocorre 
a diferenciação dos gametângios, formam-se os anterídeos e os arquegônios, estruturas 
responsáveis pela produção dos gametas masculinos (anterozoides flagelados) e femini-
nos (oosferas), respectivamente. O anterozoide utiliza um meio líquido para alcançar a 
oosfera; e, quando isso ocorre, há a fecundação e formação do novo esporófito. 
Uma inovação que é possível observar, a partir das gimnospermas, é a ausência de anterí-
deos. O microgametófito endospórico (desenvolve-se 
dentro das paredes do micrósporo) jovem é formado 
apenas por quatro células: duas células protálicas, 
uma geradora e uma célula do tubo. Seu transporte 
acontece, especialmente, pelo vento (anemofilia) até 
as proximidades de um megagametófito no interior do 
óvulo (processo denominado polinização).
Figura 9.24 Feijão germinando / Fonte: Thinkstock
RedeFor
Botânica126
Após o surgimento da polinização, nas cicadófitas e Ginkgo sp., o microgametófito passa 
a produzir um tubo polínico haustorial, o qual pode crescer por vários meses no tecido do 
nucelo. O tubo acaba por se romper nas vizinhanças do arquegônio, liberando os antero-
zoides multiflagelados em uma câmara cheia de líquidos - a câmara arquegonial. Os antero-
zoides nadam então até o arquegônio e fecundam a oosfera. Já nas coníferas e gnetófitas, os 
gametas masculinos são imóveis; os tubos polínicos transportam-nos diretamente às oosferas. 
Entretanto, o maior passo evolutivo nos grupos mais derivados foi a produção de semen-
tes, que são óvulos (megasporângio + tegumento) fecundados a partir das gimnospermas.
Vários elementos conduziram à evolução do óvulo, entre os quais podemos citar:
1. Formação de um tegumento que envolve completamente o megasporângio, 
exceto a micrópila;
2. Redução do número de células-mãe para uma por megasporângio;
3. Sobrevivência de apenas um dos quatro megásporos da tétrade;
4. Retenção do megásporo dentro do megasporângio;
5. Formação de um megagametófito altamente reduzido no interior do megásporo 
(megagametófito endospórico);
6. Desenvolvimento do embrião no interior do megagametófito.
Nas angiospermas, dizemos que a polinização é indireta, pois o grão de pólen é depo-
sitado no estigma, região especializada que se forma no topo dos carpelos. Além disso, o 
surgimento do carpelo (megasporófilo dobrado e fusionado) e das flores foi um grande 
avanço evolutivo com relação às gimnospermas e explica, em parte, a dominância das 
angiospermas na flora atual. O carpelo é formado por um ovário (porção basal dilatada 
que encerra os óvulos), estilete e estigma (região especializada para recepção do grão 
de pólen). Após a dupla fecundação, o ovário desenvolve-se no fruto, que auxilia na 
proteção e dispersão das sementes.
Outro avanço evolutivo em relação às angiospermas é a ocorrência da dupla fecundação. 
Vamos relembrar esse importante processo: a fusão de um dos gametas masculinos 
com a oosfera resulta no zigoto (2n), e a fusão do outro gameta com os núcleos polares 
resulta no endosperma (3n). O endosperma é o tecido que nutre o embrião durante o seu 
desenvolvimento (ele só se desenvolve se o embrião se formar), e isso significa um melhor 
uso das reservas energéticas. Em todas as gimnospermas, ao contrário, o tecido nutritivo 
(megagametófito haploide) desenvolve-seantes da fecundação da oosfera e, caso a fecun-
dação não aconteça, desperdiça-se energia (já que o embrião não será formado). Entre 
as gimnospermas, apenas o grupo Gnetophyta tem dupla fecundação, mas é uma dupla 
fecundação diferente da das angiospermas: a fusão do segundo gameta gera um embrião 
extra (e não endosperma como nas angiospermas); nesse caso, também, os embriões são 
nutridos pelo megagametófito (n).
RedeFor
127Aula 9 Ciclo de vida das plantas
Questionário
Agora você vai utilizar seus conhecimentos prévios somados aos adquiridos nesta aula 
para responder ao mesmo questionário proposto no início da aula. Esse procedimento 
ajudará você a fazer uma autoavaliação do que aprendeu neste capítulo, bem como per-
mitirá à autora analisar a aula visando a melhorá-la. Esta atividade vale participação, mas 
não vale nota.
Texto Online
 Vamos comparar?
Nesta atividade, pedimos que você destaque as semelhanças e diferenças entre os ciclos de 
vida de “briófitas”, “pteridófitas”, “gimnospermas” e angiospermas quanto aos seguintes aspectos:
 ∙ Geração dominante;
 ∙ Produção de esporos;
 ∙ Liberação dos esporos;
 ∙ Unidade de dispersão;
 ∙ Proteção do esporângio;
 ∙ Mecanismo pelo qual o gameta masculino alcança a oosfera;
 ∙ Fecundação – ocorrência de dupla fecundação somente a partir das angiospermas, 
com formação de zigoto (2n) e endosperma (3n);
 ∙ Tipo de ciclo de vida (haplobionte diplonte, haplobionte haplonte ou diplobionte);
 ∙ Tipo de meiose (espórica, gamética e zigótica).
Atenção: Na próxima semana, postaremos aqui um gabarito bem completo para que 
você tenha uma boa lista de semelhanças e diferenças entre os ciclos dos grandes grupos 
de plantas, que poderá até ser utilizada em suas aulas.
Resposta das Dicas de estudo
Ciclo haplobionte haplonte: Ocorre apenas uma fase de vida livre, haploide. O zigoto é a 
única fase diploide, sendo a meiose zigótica. Presente em fungos e em algumas algas. 
Ciclo haplobionte diplonte: Ocorre apenas uma fase de vida livre, . A meiose ocorre na for-
mação dos gametas. Presente em animais e em algumas algas.
Ciclo diplobionte: Ocorrem duas fases, uma haploide (gametófito) e outra diploide (esporófito). A 
meiose ocorre na formação dos esporos. Presente em plantas vasculares e em muitas algas. 
Observação: este ciclo pode ser isomórfico (gametófito e esporófito semelhantes morfologi-
camente) ou heteromórfico (gametófito e esporófito diferentes morfologicamente). 
Independentemente do tipo de ciclo 
•	 Gametas e esporos sempre são haploides;
•	 Zigoto sempre é diploide. 
Atividades
RedeFor
Botânica128
Referências bibliográficas
CHOW, Fungyi et al. (Orgs.). Introdução à biologia das criptógamas. São Paulo: Instituto 
de Biociências da Universidade de São Paulo, Departamento de Botânica, 2007.
OLIVEIRA, Eurico Cabral de. Introdução à biologia vegetal. 2ª ed. São Paulo: Editora da 
Universidade de São Paulo, 2003.
HAVEN, Peter H.; Evert, Ray F.; Eichhorn, Susan E. Biologia vegetal. 7ª ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 2007.
SADAVA, David et al. Vida: a ciência da biologia. 8ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. v. 2: 
Evolução, diversidade e ecologia.