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AT 1 INTRODUÇÃO AO REINO PLANTAE 2 32 S U M Á R IO 3 UNIDADE 1 – Introdução 5 UNIDADE 2 – O Reino dos Seres Vivos 7 2.1 Monera 7 2.1.1 Bactérias 8 2.1.2 Cianobactérias 9 2.2 Protista 11 2.3 Fungi 13 2.4 Reino Plantae 13 2.5 Animalia 17 UNIDADE 3 – Evolução e Classificação das Plantas 21 UNIDADE 4 – A Célula Vegetal - Morfologia 21 4.1 Estrutura e organização celular 28 UNIDADE 5 – Histologia Vegetal 34 UNIDADE 6 – Germinação, Dormência 34 6.1 Germinação 36 6.2 Dormência 39 UNIDADE 7 – Senescência 41 UNIDADE 8 – Propagação Vegetativa 50 REFERÊNCIAS 2 33 UNIDADE 1 – Introdução Daqui cem anos não importará: o tipo de carro que dirigi, o tipo de casa que morei, o tipo de roupas que vesti e nem quanto eu tinha depositado no banco. Mas o mundo poderá estar um pouco melhor, isso porque: fui importante na proteção da vida e na formação de pessoas: fui BIÓLOGA, fui PROFESSORA Fernanda Aires Guedes Ferreira Com esse pensamento, iniciamos nosso curso de Biologia Vegetal, dando-lhes as boas vindas e enaltecendo as duas profis- sões em epígrafe, fazendo nossas as pala- vras da autora acima. A biologia está presente no nosso dia- -a-dia e influencia nossas decisões, fas- cinando a todos que nela se aprofundam. O reino vegetal com mais de 300.000 es- pécies conhecidas, é cientificamente cha- mado como Reino Plantae. É um reino que contribui para que te- nhamos qualidade de vida, pois quando as plantas realizam a fotossíntese, retirando o acúmulo de CO2 da atmosfera, contri- buem sobremaneira para nossa respira- ção. Elas ainda retém o calor deixando o ambiente menos quente, são os produto- res da cadeia alimentar, enfim, estas são apenas algumas da vantagens de termos plantas por todos os lados! Embora o curso seja voltado para o es- tudo do reino vegetal, justificamos que por uma questão didática, faz-se mister apre- sentar a filogenia ou filogênese – como querem alguns – dos seres vivos, portan- to, iniciamos nosso curso justamente pe- los filos ou phylum (cada filo representa o agrupamento mais alargado geralmente aceite de seres vivos que partilham certas características evolutivas comuns), pas- sando pela evolução e classificação das plantas (a ser estudado em maiores de- talhes noutro momento do curso). Dando sequência, trazemos a morfologia da cé- lula vegetal, noções básicas de histologia vegetal, germinação, dormência, senes- cência e propagação vegetativa. Diante das premissas acima objetiva- mos com este curso levar novos conhe- cimentos e aprimorar os já adquiridos ao longo da carreira do professor de biologia/ ciências para que possa ser um mediador positivo e esperançoso junto ao seu alu- no. Destacamos que o curso é aberto tam- bém aos profissionais de outras áreas que queiram enriquecer seus conhecimentos nessa área tão importante para nossa so- brevivência. Ressaltamos em primeiro lugar que em- bora a escrita acadêmica tenha como pre- missa ser científica, baseada em normas e padrões da academia, fugiremos um pouco às regras para nos aproximarmos de vocês e para que os temas abordados cheguem de maneira clara e objetiva, mas não menos científicos. Em segundo lugar, deixamos claro que este módulo é uma compilação das ideias de vários autores, incluindo aqueles que consideramos clás- sicos, não se tratando, portanto, de uma redação original e tendo em vista o cará- 4 54 ter didático da obra, não serão expressas opiniões pessoais. Ao final do módulo, além da lista de referências básicas, encontram-se ou- tras que foram ora utilizadas, ora somen- te consultadas, mas que, de todo modo, podem servir para sanar lacunas que por ventura venham a surgir ao longo dos es- tudos. 4 55 UNIDADE 2 – O Reino dos Seres Vivos Bilhões de anos se passaram desde que surgiram os primeiros organismos na face da Terra. Alguns se extinguiram ou fo- ram extintos, outros evoluíram, se espe- cializaram e hoje temos em torno de 1,8 milhões de espécies identificadas pelos cientistas. Os seres vivos são formados por cé- lulas, necessitam de se alimentar, respi- rar, podem reproduzir-se e possuem uma composição química específica formada por substâncias orgânicas e inorgânicas. Podem ser unicelulares (Bactérias, cia- nofitas, protozoários, algas unicelulares e leveduras) ou pluricelulares (os demais seres vivos). Eucariontes ou procariontes, de acordo com a organização estrutural. A característica principal que diferen- cia os eucariontes dos procariontes é a ausência nestes últimos de carioteca indi- vidualizando o núcleo celular, pela ausên- cia de alguns organelas e pelo pequeno tamanho que se acredita que se deve ao fato de não possuírem compartimentos membranosos originados por evagina- ção ou invaginação. Também possuem DNA na forma de um anel não-associado a proteínas (como acontece nas células eu- carióticas, nas quais o DNA se dispõe em filamentos espiralados e associados à his- tonas). As células eucariontes são mais com- plexas que as procariontes. Possuem membrana nuclear individualizada e vá- rios tipos de organelas. A maioria dos ani- mais e plantas a que estamos habituados são dotados deste tipo de células. É alta- mente provável que estas células tenham surgido por um processo de aperfeiçoa- mento contínuo das células procariontes. Pois bem, devido a evolução e especia- lização das espécies, os seres vivos foram reunidos primeiramente em grandes gru- pos chamados de reino, ou seja, a catego- ria superior de classificação científica dos organismos, conforme mostra a árvore fi- logenética abaixo. Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/ Seresvivos/Ciencias/classifiseresvivos.php Veremos que em oposição à antogenia que em biologia significa o desenvolvi- mento do indivíduo desde a fecundação até a maturidade para a reprodução, a fi- logenia estuda a evolução das unidades taxonômicas, a história evolucionária das espécies. A categoria de Reino foi introduzida por Linnaeus no século XVIII, que origi- 6 7 nalmente considerou as coisas naturais no mundo, divididas em três reinos: mine- ral, animália (com movimentos próprios) e plantae (sem movimentos). Os reinos são subdivididos em filos (para o reino animal) ou divisões (para as plantas). Quando se descobriram os organismos unicelulares, estes foram divididos entre os dois reinos de organismos vivos. As for- mas com movimento foram colocadas no filo Protozoa e as formas com pigmentos fotossintéticos na divisão Algae. As bac- térias foram classificadas em várias divi- sões das plantas. A dificuldade de comunicação daqueles tempos levou a algumas, digamos, confu- sões. A Euglena (alga unicelular) por ser verde e móvel chegou a ser classificada como planta e como animal. Por esse mo- tivo, Ernst Haeckel sugeriu que fosse cria- do um terceiro reino de organismos vivos, o reino Protista para acomodar estas for- mas. Herbert Copeland introduziu um quarto reino para as bactérias, que têm uma or- ganização celular procariótica, enquanto que os organismos dos restantes três rei- nos são formados por organismos eucari- óticos. Ele chamou a este reino Mychota, nome que foi mais tarde substituído por Monera (que significa formas primitivas). Robert Whittaker incluiu os fungos no reino Fungi, ficando a haver três reinos para organismos multicelula- res: Plantae – autotróficos – Reino das Plantas; Fungi – saprófitos – Reino dos fun- gos (como cogumelos, bolores, etc.); Animalia – heterotróficos – Reino dos animais. E mais dois reinos para os organis- mos unicelulares ou coloniais: Protista – Reino das Algas Unicelula- res e dos Protozoários; Monera – Reino das Bactérias e Cia- nobactérias (ou algas azuis). OBS.: O Reino Fungi atualmente com- preende seres tanto multicelulares quan- to unicelulares. Este sistema dos cinco reinos ainda é bastante usado na literatura científica. Um outro sistema foi proposto para incluir os vírus, com seis reinos, divididos por três super-reinos e o grupo supremo, o Super-domínioBio. Temos, no quadro abaixo, os critérios adotados para classificar os cinco reinos. Reino Critério Monera Protista Fungi Plantae Animalia Tipo de célula Procariótica Eucariótica Eucariótica Eucariótica Eucariótica Organela Parede celular Núcleo, mi- tocôndrias, cloroplastos (em alguns) Núcleo, mito- côndria, pare- de celular com quitina, sem cloroplastos Núcleo, mi- tocôndria, cloroplastos e parede celular Núcleo, mito- côndria, sem cloroplastos nem parede celular 6 7 2.1 Monera O reino Monera compreende bactérias e cianobactérias que são seres unicelula- res, embora como visto no quadro acima, algumas espécies possam ser encontra- das em colônias, formadas por agrupa- mentos celulares. Outra característica deste reino é se- rem procariontes, ou seja, suas células não possuem membrana nuclear, a au- sência dessa membrana resulta na difu- são do material genético no citoplasma. 2.1.1 Bactérias Caracterizados por serem seres unice- lulares, aclorofilados, microscópicos, com cerca de 3000 espécies, as bactérias es- tão entre os menores e mais simples orga- nismos e são, provavelmente, os organis- mos mais abundantes do planeta, sendo encontradas em praticamente todos os meios: na terra, na água e no ar, na super- fície ou no interior de organismos, em ob- jetos e nos materiais em decomposição. A maioria das bactérias não ultrapassa 1 mm (micrômetro), mas algumas podem atingir 10 mm ou mais (o micrômetro é a milésima parte do milímetro). De acordo com a forma que apresenta, elas recebem uma denominação específi- ca: cocos (esféricas), bacilos (alongadas, em forma de bastonete), espirilos (em forma de espiral) e vibriões (lembram uma vírgula). Os cocos podem se associar, for- mando diversos tipos de colônias: Diplococos – colônia de dois indiví- duos; Tétrade – colônia de quatro indivídu- os; Estreptococos – colônia em forma de colar ou fila; Estafilococos – colônia em forma de cacho; Sarcina – colônia em forma de cubo; Pneumococos – colônia de dois indi- víduos, em forma de chama de vela; Gonococos – colônia de dois indiví- duos, em forma de rim. Organização celular Unicelulares (solitários e colônias) Unicelulares (maioria) Pluricelulares (alguns) Solitários e colônias Pluricelulares (reduzida dife- renciação) Pluricelulares (com tecidos) Pluricelulares (progressiva diferenciação tecidual) Tipo de nutrição Autotrofismo (fotossíntese e quimiossín- tese) Heterotrofis- mo (absorção) Autotrofismo (fotossíntese) Heterotrofis- mo (absorção e ingestão) Heterotrofis- mo (absorção) Autotrofismo (fotossíntese na maioria) Heterotrofis- mo (ingestão) Exemplo Bactérias Protozoários, algas Cogumelos, bolores Musgos, plan- tas com flor Esponja, cães 8 9 As bactérias em geral são heterótrofas, mas existem espécies autótrofas e para- sitas de animais, inclusive do homem. A difteria, a lepra, meningite, tubercu- lose, a febre tifóide, a disenteria bacilar, o tétano, e o cólera são algumas das do- enças de maior gravidade causadas pelas bactérias, as quais, lembrando, tem na va- cinação, um excelente modo de combate. Embora sempre associadas a doenças, as bactérias também podem ser benéfi- cas à saúde, úteis ao homem e, ainda, fun- damentais para o equilíbrio da natureza ao participarem, por exemplo, do ciclo do nitrogênio, permitindo que as plantas uti- lizem este nutriente. Elas também são de- compositoras, ou seja, reciclam elemen- tos através da decomposição de corpos mortos. Em relação ao homem, via alimentação, elas fazem parte do ácido acético, são uti- lizadas na fabricação de vinagre e os lac- tobacilos são empregados na preparação de coalhada, iogurte, queijos, etc. Quando vivem no trato digestivo produzem vita- minas essenciais à nossa saúde. 2.1.2 Cianobactérias As cianobactérias ou cianofíceas (al- gas azuis), como preferem os botânicos, são microrganismos aeróbicos fotoauto- tróficos. Seus processos vitais requerem somente água, dióxido de carbono, subs- tâncias inorgânicas e luz. A fotossínte- se é seu principal modo de obtenção de energia para o metabolismo. Entretanto, sua organização celular demonstra que esses microrganismos são procariontes e, portanto, muito semelhantes bioquimi- camente e estruturalmente às bactérias (AZEVEDO, 1998). A origem das cianobactérias foi estima- da em cerca de 3,5 bilhões de anos pela descoberta de fósseis do que foram certa- mente esses microrganismos, em rochas sedimentares encontradas no noroeste da Austrália. As cianobactérias estão, por- tanto, entre os organismos pioneiros na Terra, sendo provavelmente os primeiros produtores primários de matéria orgânica a liberarem oxigênio elementar na atmos- fera primitiva. As cianobactérias também são organis- mos unicelulares procariontes, podendo viver isoladas ou associadas em colônias que atingem até um 1 metro de compri- mento. Além da clorofila possuem ficocia- nina (pigmento azul) e a ficoeritrina (pig- mento vermelho). Estão distribuídas naturalmente na água doce, no mar e na terra, sendo co- muns em fontes termais, suportando temperaturas acima de 80ºC. Em associa- ção com certas espécies de fungos, for- mam os liquens. Uma vez que apresentam pequena exigência de nutrientes, conseguem pro- liferar em qualquer ambiente onde haja apenas gás carbônico, nitrogênio, água, alguns minerais e luz. Algumas têm a capacidade de fixar o ni- trogênio do ar atmosférico, aproveitando esse gás para construir suas proteínas. As cianobactérias são microalgas. As microalgas compreendem uma série de organismos distintos de natureza micro- bial e com capacidade de produzir oxigênio através da fotossíntese. São organismos unicelulares ou apresentando filamentos 8 9 ou colônias multicelulares com quase ne- nhuma diferenciação. Dentro da definição de microalgas incluem-se tanto organis- mos procarióticos (algas azuis-verdes, agora chamadas de cianobactérias) como organismos eucarióticos (algas verdes, vermelhas, diatomáceas, dinoflagelados, etc) (PINOTTI; SEGATO, 1991). Pertencentes à divisão Cianophyta, têm papel muito importante entre os mi- crorganismos presentes na água, princi- palmente como produtores primários de matéria orgânica e como fixadores de ni- trogênio (WETZEL, 1983). Porém, quando em crescimento excessivo, prejudicam todo o sistema, chegando em certos ca- sos a tomar características tóxicas, de- pendendo da linhagem da cianobactéria em questão (COOD & BELL, 1985; CARMI- CHAEL et al., 1986; CALEFFI, 1994 apud PINOTTI; SEGATO, 1991). O interesse pelo uso de microalgas em geral, como uma fonte proteica não con- vencional (“Single Cell Protein”, SCP), para alimentação humana e ração animal, as- sim como para outros objetivos, tem au- mentado, como resultado das necessida- des de um suprimento de alimento cada vez maior, problemas crescentes de con- trole de despejos e deficiências cada vez maiores de recursos energéticos. Quando comparadas com outros mi- crorganismos como bactérias, leveduras e fungos, observa-se uma falta de infor- mação detalhada sobre o cultivo de ciano- bactérias, assim como de microalgas em geral, principalmente em consequência de seu cultivo não convencional. Só mui- to recentemente foram incluídas em pro- gramas de monitoramento, para cultivo industrial em larga escala (BECKER, 1981, BENNEMAN, 1990 apud PINOTTI; SEGATO, 1991). Portanto, representam uma fonte ainda pouco explorada para uso como pro- teína unicelular, para a produção de agen- tes bioativos que possam ter aplicação médica, compostos bioquímicos específi- cos, além de outros propósitos (PINOTTI; SEGATO, 1991). 2.2 Protista Os seres classificados no Reino Protista são unicelulares, microscópicos e suas cé- lulas são eucarióticas, portanto com nú- cleo verdadeiro. Eles podem ser autótro- fos (grego autos = por si mesmo; trophé = nutrição) ou heterótrofos. Podemos divi- dir o Reino Protista em dois grupos: o das algas e o dos protozoários.Algas Os protistas autótrofos, organismos microscópicos, constituem a maior parte do plâncton marinho e dulcícula, vivendo também no ambiente salobro e hipersali- no. Nesses ecossistemas, são os mais im- portantes produtores, pois pela fotos- síntese, produzem os alimentos que dire- ta ou indiretamente garantem a vida de todos os demais seres. Eles também são chamados de algas unicelulares. As algas unicelulares pertencentes ao Reino Protista distribuem-se por três divi- sões: Chrysophyta (diatomácias e crisofi- tas), Euglenophyta (euglenóides) e Pyrro- phyta (dinoflagelados). Crisófitas (grego chrysos = ouro; grego phykia = alga): são as algas doura- das, representadas principalmente pelas diatomáceas; 10 11 Euglenófitas (grego eu = bem; grego glene = encaixe): são algas esverdeadas que possuem um ou dois flagelos, vivem principalmente em água doce. O principal representante é a Euglena; Pirrófitas (grego pyrrhos = averme- lhado, cor de fogo): são as “algas de fogo”, assim chamadas por causa da cor aver- melhada que possuem. Algumas vivem em água doce, mas a maioria é marinha. Um exemplo interessante de pirrófita é a Noctiluca, que possui luminescência, sendo responsável, em grande parte, pela luminosidade do mar e da areia molhada, que se pode observar facilmente à noite. Protozoários Antigamente referia-se ao Filo dos Pro- tozoários. Atualmente o termo protozoá- rio tem sido empregado como uma desig- nação coletiva, sem valor taxonômico. Os antigos Subfilos passaram a ser os atuais Filos. A classificação dos protozoários é fei- ta com base nas estruturas de locomoção que apresentam. Os principais Filos de protozoários são: Sarcodina (sarcodíneos) – locomo- vem-se através de pseudópodos. Ex.: as amebas; Mastigophora (mastigóforos) – loco- movem-se através de flagelos. Também conhecidos como flagelados. Ex.: tripa- nossomo; Ciliophora (ciliados) – locomovem-se através de cílios. Ex.: paramécio; Sporozoa (esporozoários) – não pos- suem estruturas de locomoção. Ex.: plas- módio. Os protozoários (grego protos = primei- ro; grego zoon = animal) formam um gru- po numeroso, com uma grande variedade de formas, adaptadas aos mais diferentes modos de vida. Eles ocorrem em pratica- mente em todos os ambientes aquáticos e terrestres. Existem espécies de vida livre e parasitas. As células dos protozoários são chama- das de “células-organismo”, pois são capa- zes de executar todas as funções que os seres pluricelulares são feitas por células ou órgãos especializados. Locomovem-se por pseudópodos, cílios e flagelos, embo- ra haja também espécies sem locomoção. Os pseudópodos (grego pseudo = fal- so; grego podos = pé) são expansões de citoplasma que permitem um lento desli- zamento do organismo. Esses pseudópo- dos se alongam e alargam, e assim mudam constantemente a forma da célula duran- te o deslocamento. Os cílios são filamentos curtos que ocorrem em grande número por célula, enquanto os flagelos são longos e cada célula apresenta apenas um ou alguns poucos. Nos dois casos eles batem coor- denadamente e possibilitam a natação do organismo numa determinada direção. Muitos protozoários são parasitas do homem causando diversas doenças, con- forme mostrado no quadro abaixo: 10 11 2.3 Fungi Rettori e Volpe (1999) descrevem que as primeiras observações de organismos unicelulares ao microscópio, relatadas com desenhos e descrições precisas, fo- ram feitas pelo naturalista holandês An- tonie van Leeuwenhoek. Numa carta dirigida à Sociedade Real de Londres, em 9 de outubro de 1676, ele escreveu: “No ano de 1675 descobri seres vivos na água da chuva que havia ficado, por apenas alguns dias, num pote de barro vitrificado por dentro.” Ele chamou estes seres vivos de “ani- málculos” (PELCZAR; REID; CHAN, 1980). Por volta da mesma época Robert Hooke foi quem chamou de “células” às unidades microscópicas que havia observado em amostras de cortiça. Duzentos anos se passaram até que os pesquisadores Theodor Schwann e Matthias Schleiden reconheceram que a célula era a unidade básica da vida, uma unidade que podia se dividir, enfim, uma unidade que possuía vida (DARNELL; LO- DISH; BALTIMORE, 1990). Atualmente, a célula é definida como a unidade básica estrutural e funcional de todos os organismos vivos, unidade esta que pode se reproduzir exatamente (MARTIN, 1990, 1994). As células podem Espécie Classe Doença Sintomas Transmissão Entamœba histolytica Rizópodo Amebíase Ulcerações intes- tinais, diarréia, enfraquecimen- to Ingestão de cistos eliminados com as fezes humanas. Trypanosoma Cruzi Flagelado Doença de Chagas Problemas no coração, inchaço do baço e fígado, mal estar Fezes do inseto barbeiro (Triato- ma sp.) Leishmania brasiliensis Flagelado Úlcera de Bauru Ulcerações (feridas que não cicatrizam) no rosto, braços e pernas Picada do mosqui- to palha (Phlebo- tomus sp.) Trichomonas vaginalis Flagelo Tricomoníase Vaginite, uretri- te, corrimento Relação sexual ou toalhas e objetos úmidos contami- nados Giardia lamblia Flagelado Giardíase Dores abdomi-nais, diarréia Ingestão de cistos eliminados com fezes humanas Plasmodium vivax Esporozoário Malária Febres, anemia, lesões no baço e no fígado Picada de mos- quito-prego (Anopheles sp.). 12 13 ser classificadas em dois grupos: proca- riontes ou eucariontes. A principal dife- rença entre ambos é a existência ou não de uma organela que contém o DNA da cé- lula. Quando esta estrutura está presen- te, diz-se que a célula possui núcleo e que, portanto, é uma célula eucariótica. Caso contrário, a célula é procariótica e o seu DNA se encontra mais ou menos livre no citoplasma (BROCK et al., 1994). Microrganismos são organismos que existem na forma de células livres ou como “clusters” (agrupamentos) de célu- las que somente podem ser observados mediante o uso de um microscópio. As cé- lulas microbianas são distintas das células animais e vegetais porque estas últimas são incapazes de sobreviver na natureza a não ser como partes de um organismo multicelular. O reino Fungi é constituído pelos microrganismos eucarióticos, não fotossintéticos, que possuem parede ce- lular rígida. Por fim, as leveduras são or- ganismos unicelulares pertencentes ao reino Fungi (RETTORI; VOLPE, 1999). Os fungos, os vegetais e os animais – organismos eucariontes – divergiram de um ancestral comum há cerca de 1 x 109 anos. Entretanto, quando se compara plantas e animais, grupos de indivíduos diplóides e de crescimento limitado, aos fungos, constata-se, ao contrário, que estes, em sua maioria, são haplóides e ca- pazes, potencialmente, de crescimento ilimitado (LOGUERCIO-LEITE ET AL, 2006). O Reino Fungi está delimitado atual- mente com base em certas características peculiares, que incluem aspectos morfo- lógicos (macroscópico, microscópico e ul- tramicroscópico), bem como fisiológicos. Apesar de muitas estruturas fúngicas se- rem similares às dos animais, com os quais o Reino está mais relacionado filogeneti- camente, outras apresentam variações e outras ainda, são exclusivas dos fungos. Este trabalho se aterá à singularidade de suas organelas (MOORE; FRAZER, 2002; BURNETT, 2003). Os fungos mais conhecidos são os bo- lores, fermentos, lêvedos, orelhas de pau, mofos e cogumelos. São todos organis- mos eucariontes e heterotróficos. Podem viver livres na água ou no meio terrestre, onde há predominância de matéria orgâ- nica. Para poderem absorver a matéria or- gânica de que necessitam, os fungos mantêm três tipos de relacionamentos com outros seres vivos: saprofitismo (nu- trem-se de restos de seres vivos que eles mesmos decompõem), mutualismo (as- sociação com outro ser onde os dois se beneficiam) e parasitismo (nutre-se de substâncias orgânicas do corpo de ani- mais ou plantas vivos). A maioria dos fungos é constituída por filamentos microscópicos denominados hifas, queem conjunto formam um ema- ranhado denominado micélio. Os fungos desempenham importantís- simo papel na Natureza: são eles que, jun- tamente com as bactérias do solo, fazem a decomposição de cadáveres de animais e de plantas. Nesse papel de decomposi- tores da cadeia alimentar, eles permitem a reciclagem dos elementos químicos que constituem a matéria orgânica. Se não fosse assim, os elementos se esgotariam para os seres vivos. Os fungos são antigos aliados da huma- nidade, utilizados na fermentação do pão 12 13 e na produção de bebidas alcoólicas. Além disso, eles emprestam um sabor caracte- rístico ao queijos tipo roquefort, camem- bert, gorgonzola e muitos outros, sem fa- lar na utilização de fungos diretamente na alimentação, como é o caso dos famosos champignons. Os fungos têm importância médica, pois podem causar doenças no homem, nos vegetais e nos animais, as quais cha- mamos de micose, tendo como principais o sapinho, a frieira e as micoses de pele. Nos vegetais os fungos podem causar do- enças como: as ferrugens, e os carvões. Não podemos esquecer dos fungos do gê- nero Penicillium, que são empregados na fabricação de antibióticos naturais. 2.4 Reino Plantae O Reino Plantae compreende seres eucariontes, pluricelulares, autotróficos, que realizam fotossíntese. A exemplo dos animais, o organismo vegetal é constituído por células. Contu- do, sua organização é bastante diferente. Se seus órgãos têm funções paralelas as dos sistemas animais, o mesmo não pode se dizer da sua estrutura. Em relação aos animais, falamos em sistemas digestório, respiratório, reprodutor, etc.; no que diz respeito às plantas, tratamos de órgãos: a raiz, o caule, a folha, a flor, o fruto e a se- mente. A classificação dos vegetais possui li- geiras diferenças em relação à classifica- ção animal. Ao invés de usar o termo Filo, usa-se o termo Divisão. Dedicou-se, como não poderia deixar de ser, um momento especial para falar- mos do Reino Plantae. 2.5 Animalia Estimativas de alguns cientistas falam em 7 a 8 milhões de espécies de animais, mas, conhecidos e identificados, com certeza podemos afirmar 1 milhão per- tencentes ao Reino Animalia. Esses or- ganismos, chamados genericamente de animais, possuem características comuns: são peculiares, eucariontes e hetero- tróficos (grego hetero = outro, diferente; grego trophé = nutrição). Suas células não possuem parede celular; como são heterotróficos dependem, para sua nutrição, de outros seres vivos; a maioria dos animais é capaz de se locomover. As espécies que não se loco- movem são aquáticas e recebem os ali- mentos trazidos pela água; a maioria dos animais possui sistema nervoso e é capaz de reagir rapidamente a estímulos; a reprodução geralmente é sexuada (com troca de gametas). Abaixo, apresentamos duas tabelas, contendo os animais vertebrados e in- vertebrados. É característica do Filo In- vertebrado não possuírem coluna verte- bral. Além desses filos, existe o filo dos Cordados. Os representantes desse filo possuem, durante a vida embrionária, três características: notocorda (eixo es- quelético), fendas branquias (perfura- ções ao lado da faringe) e tubo nervoso dorsal (participa da formação do sistema nervoso). O filo dos cordados divide-se em 4 subfilos, dos quais a tabela apresenta apenas o subfilo dos Vertebrados. 14 15 Filo Classes Representantes Características 1. Poríferos Calcários Esponjas calcárias Aquáticos Hexactinélidas Esponjas de vidro Apresentam pontos na parede do corpo. Embora pluricelulares, não formam tecidos Demospôngias Esponjas de banho 2. Celentera- dos Hidrozoários Hidra e obélia Aquáticos, formam tecidos, mas não for- mam órgãos. Cifozoários Águas-vivas Possuem cnidoblastos Astozoários Corais e anêmonas 3. Platelmin- tos Turbelários Planária Vermes de corpo achatado dorsoven- tralmente. De vida livre e parasitas Trematódeos Esquistossomo Cestóides Cestóideo 4. Nematoda Nematódeos Lombriga, ancilóstomo Vermes de corpo cilín- drico. De vida livre e parasitas 5. Anelídeos Oligoquetos Minhocas Vermes anelados. Vida livre em solos úmidos, água doce ou salgada. Poliquetos Nereis Hirudíneos Sanguessugas OS INVERTEBRADOS 14 15 6. Artrópodos Insetos Moscas, barbei-ros, borboletas Corpo com cabeça, tórax e abdômen. Um par de antenas e três pares de patas. Crustáceos Camarões, siris, caranguejos Corpo com cefalotó- rax e abdômen. Dois pares de antenas e vários pares de patas. Maioria marinho. Aracnídeos Aranhas, escorpi-ões e carrapatos Corpo com cefalotórax e abdômen. Não pos- suem antenas. Quatro pares de patas. Quilópodos Centopéias e lacraias Anelados, um par de patas por anel e com um par de antenas. Diplópodos Piolho-de-cobra Anelados, com dois pares de patas por anel. 7. Moluscos Gastrópodos Caramujos Animais de corpo mole, geralmente com concha calcária. Mari- nhos, de água doce e terrestre. Pelecípodos Ostras e mariscos Cefalópodos Lulas e polvos 8. Equinoder- mos Asteróides Estrelas-do-mar Exclusivamente ma- rinhos. Espinhos na superfície do corpo. Esqueleto interno formado por placas calcárias. Ofiuróides Ofiúro Equinóides Ouriço-do-mar Holoturóides Pepino-do-mar Crinóides Lírio-do-mar 16 1716 Subfilo Classes Representantes Características Vertebrados Peixes cartilaginosos Tubarão, cação, raia, quimera. Esqueleto cartilaginoso. Pecilotérmicos. Marinhos e dulcículas Peixes ósseos Cavalo-marinho, bagre, dourado, cavalinha. Esqueleto ósseo. Peci- lotérmicos. Marinhos e dulcículas. Anfíbios Sapos, rãs, pererecas. Na fase larval são aquá- ticos e, quando adultos, terrestres. Pecilotérmi- cos. Répteis Cobra, jacaré, tar-taruga. Andar rastejante. Peci- lotérmicos. Escamas ou placas córneas, adaptados ao ambiente terrestre. Aves Ema, pinguim, tuiuiú, canário. Capazes de voar. Dípedes. Homeotermos. Possuem bicos e penas. Mamíferos Baleia, golfinho, morcego, homem, cachorro, vaca. Tetrápodos. Possuem pe- los e glândulas mamárias. Homeotermos. OS VERTEBRADOS 16 1717 UNIDADE 3 – Evolução e Classificação das Plantas O estudo da diversidade biológica teve início na Grécia Antiga com Aristóteles onde todos os organismos eram agrupados em um sistema de classificação. Nesse sistema, os organismos eram agrupados de acordo com características gerais que não indica- vam nenhuma relação evolutiva entre os organismos. Em 1735, Lineu propôs um novo sistema de classificação da diversidade biológica, mas essa proposta também não indicava nenhuma relação de parentesco entre os organismos (MAYR, 1998; RIDLEY, 2006). Com a publicação da Teoria da Evolu- ção através da Seleção Natural de Darwin (1859), modificações tiveram de ser realiza- das nos sistemas de classificação dos seres vivos. A partir da compreensão dos proces- sos da evolução, a classificação dos orga- nismos passou a ter um enfoque evolutivo. Alguns métodos surgiram para classificar os seres vivos dentro de uma perspectiva evo- lutiva, dentre os quais se destaca a constru- ção de cladogramas proposta por Hennig (1950, 1966 apud FERREIRA et al., 2008), o qual estabeleceu princípios e métodos que constituem a Sistemática Filogenética. Nos dias de hoje, o estudo sobre a classificação dos seres vivos é realizado através da Siste- mática Filogenética (RIDLEY, 2006). Segundo Matioli (2001), a Sistemática Filogenética ou cladística, tem por objetivo organizar o conhecimento sobre a diversi- dade biológica a partir das relações filoge- néticas entre os grupos e do conhecimento da evolução das características morfológi- cas, ecológicas e moleculares dos grupos. Quanto à origem e evolução das plantas, podemos dizer que as algas que vieram dos oceanos foram as primeiras formas de vida vegetal. Depois surgiram os musgos que se fixavam nas pedras e evoluíram para sobre- viver no ambiente terrestre. As algas marinhas de 500 milhões deanos atrás, no período Ordoviciano, deram origem aos vegetais. A Terra passou por um período de seca e muitas modificações (pe- ríodo Siluriano, há 435 milhões de anos) que pode ter sido um fator de seleção natural. Para conquistarem o novo ambiente, as plantas precisaram se adaptar às suas novas condições de vida. Assim, desenvolveram vasos condutores de seiva, que garantem a distribuição das seivas bruta e elaborada pela planta (SEIXAS, 2012). Esta característica está diretamente li- gada ao porte da planta, pois as briófitas, como os musgos, por exemplo, não apre- sentam esses vasos e chegam a ter no má- ximo 10 cm, enquanto que as gimnosper- mas e angiospermas podem chegar a 100 m. Outra adaptação ao ambiente terrestre está relacionada às sementes e sua disper- são. O vegetal mais evoluído é aquele que apresenta sua semente protegida pelo fru- to. Sua disseminação ocorre, normalmente, através de agentes polinizadores, tais como os insetos, pássaros e morcegos, entre ou- tros. Uma outra adaptação necessária foi con- trolar a perda excessiva de água. Isso passou a ocorrer através da abertura e fechamento dos estômatos – estruturas microscópicas 18 19 por meio das quais ocorrem as trocas gaso- sas entre a planta e a atmosfera. Da mesma maneira, as plantas dispensaram a água du- rante o seu ciclo reprodutivo, uma vez que seus gametas já não se encontravam num ambiente aquático. Acredita-se que no período Denoviano (410 milhões de anos atrás) surgiram bos- ques formados pelos ancestrais de musgos e samambaias. As plantas com sementes desenvolveram-se neste período e se di- versificaram no Carbonífero (355 milhões). Encontram-se adaptadas ao meio terrestre até os dias atuais (SEIXAS, 2012). Quanto a sua estrutura, a ilustração abai- xo apresenta a classificação das plantas. Fonte: Oliveira (2012) O passo seguinte da evolução foi o sur- gimento de plantas que possuíam elemen- tos para o transporte de água (pequenos canais), como as samambaias. Estas plan- tas possuem três partes fundamentais: a raiz (que fixa a planta na terra e absorve a água e os sais minerais), o caule (que possui vasos para conduzir a água e os nu- trientes até as folhas), e a parte que faz a fotossíntese, formada pelas folhas. Com o passar do tempo, vieram plantas maiores, com flores e frutos. Foram necessários milhões de anos para as plantas conquistarem ambientes terrestres e tornarem-se maiores e mais complexas. Os cientistas concluíram que a evolução aconteceu desse modo depois 18 19 de estudarem os fósseis desses vege- tais, ou seja, os vestígios deixados pelas plantas em diferentes épocas (OLIVEIRA, 2012). Seguindo a evolução de plantas terres- tres, temos as briófitas, sem vasos condu- tores de seiva, como é o caso dos musgos e das hepáticas, por exemplo. As pteridó- fitas foram as primeiras a apresentarem vasos condutores de seiva. Entre elas, as mais comuns são as samambaias e aven- cas. As gimnospermas, representadas pe- los pinheiros, apresentam sementes nuas (um exemplo típico é o pinhão) e, por fim, vêm as angiospermas. São as mais evoluí- das, pois apresentam flor, fruto e semen- te protegida pelo fruto. Cotilédone é o nome que se dá à folha ou folhas primordiais que se formam no embrião das gimnospermas e das angios- permas. Existem vários cotilédones na- quelas, mas nestas últimas são apenas um ou dois, por isso as angiospermas se subdividem em duas classes: monocotile- dônea e dicotiledônea. As monocotiledôneas apresentam ner- vuras paralelas nas folhas, raiz cabeleira (fascicular), e flores trímeras (três pétalas e três sépalas). Pertencem a esta classe plantas tão diferentes quanto as orquíde- as e o milho. Já as dicotiledôneas apresentam ner- vuras irregulares pelas folhas, raiz prin- cipal, flores tetrâmeras ou pentâmeras. São elas a maioria das árvores (exceto os pinheiros) e plantas herbáceas (SEIXAS, 2012). A ilustração que segue apresenta uma classificação do Reino Plantae, sendo um Cladograma das plantas verdes baseado em Donoghue (1994). Cladograma das plantas verdes 20 2120 Obs: Sobre a classificação de Lineu vale a pena ler na íntegra o artigo “As origens da classificação de plantas de Carl von Linné no ensino de biologia” redigido por Maria Elice Brzezinski Prestes; Patrícia Oli- veira e Gerda Maísa Jensen, publicado na Revista Filosofia e História da Biologia, v. 4, p. 101-137, 2009. Está disponível em: http://www.abfhib.org/FHB/FHB-04/ FHB-v04-04-Maria-Elice-Prestes-et-al. pdf 20 2121 UNIDADE 4 – A Célula Vegetal - Morfologia 4.1 Estrutura e organização celular Segundo Jordão e Andrade (2005) os ve- getais superiores são constituídos por cé- lulas eucariontes, com a organização típica consistindo em núcleo e citoplasma rico em endomembranas, muito semelhantes às cé- lulas eucariontes dos animais. No entanto, as células das plantas possuem certos compo- nentes exclusivos. Além da membrana plasmática, essas cé- lulas apresentam paredes rígidas que lhes conferem forma constante e proteção con- tra agressões mecânicas e contra a ruptura por desequilíbrio osmótico. Possuem tam- bém grandes vacúolos citoplasmáticos que podem ocupar até 95% do volume total da célula e desempenhar importantes funções, como a de manter a turgescência celular. A parede celular se forma, durante a ci- tocinese, pela fusão de vesículas originadas nos dictiossomos e pela posterior deposição de camadas dessa parede. Paredes que são capazes de crescer são chamadas de pare- des primárias. Quando o crescimento para, deposita-se a chamada parede secundária. O citossol de células adjacentes permane- ce contínuo por causa da presença de canais através das paredes celulares, chamados plasmodesmos, que são importantes na co- municação célula-célula. A biogênese da pa- rede depende da biossíntese de seus com- ponentes. A síntese da celulose tem lugar em um complexo enzimático integrante da membrana plasmática chamado celulose sin- tetase. Todos os outros polímeros da parede são sintetizados no retículo endoplasmático rugoso (parte polipeptídica das glicoprotei- nas) ou no complexo de Golgi (parte glicídica e polissacarídeos) e, então, exportados para a parede por meio de vesículas de secreção. A biossíntese de novos componentes também ocorre durante o alongamento ce- lular, que é um crescimento induzido pela pressão de turgor celular, direcionado pela disposição das fibrilas de celulose e regula- do por hormônios. Os componentes do cito- esqueleto participam de vários processos, alguns dos quais específicos das células ve- getais, como a ciclose e a deposição de pre- cursores da parede celular. Outra característica das células vegetais é a presença de plastos, classificados de acor- do com o pigmento que neles predomina ou com o material de reserva que armazenam. Plastídeos e mitocôndrias são organelas envolvidas por dupla membrana, semiautô- nomas, que contêm seu próprio DNA, mas que importam a maioria de suas proteínas do citossol. Os cloroplastos, que contêm clorofila, são responsáveis pela fotossíntese. Atra- vés desse processo, pigmentos associados a proteínas integrais das membranas dos ti- lacóides dos cloroplastos absorvem luz solar; cuja energia é capturada na forma de liga- ções químicas. Nas plantas, existem dois tipos de com- plexos pigmentos-proteínas: fotossistema I e fotossistema II, que, normalmente, funcio- nam em série. Ao realizarem um transporte de elétrons não cíclico, eles oxidam água a oxigênio molecular; processo pelo qual é for- necido quase todo o oxigênio da atmosfera, 22 23 e reduzem NADP+ NADPH. Nesse transpor- te de elétrons, forma-se um gradiente de prótons através da membrana do tilacóide, que é usado para a síntese do ATP no com- plexo CF1. NADPH e ATP formados por essas reações fotodependentes fornecem a ener- gia para a redução do dióxido de carbono nas reações bioquímicas. Por essas reações, o CO2 atmosférico é fixado em compostos que são convertidosa carboidratos, via ciclo de Calvin. Esse ciclo envolve uma série de reações que ocorrem no estroma. Os carboidratos sintetizados são convertidos em formas armazenáveis de energia: sacarose e amido, sintetizados no citossol e no cloroplasto, respectivamente. A principal enzima que catalisa a fixação do carbono, a RUBISCO, também age como oxigenase, desencadeando reações conhe- cidas como fotorrespiração, que reduzem a eficiência da fotossíntese e das quais partici- pam os peroxissomos. A perda pela fotorres- piração é evitada, em algumas plantas, por mecanismos que concentram CO2 nos locais de carboxilação dos cloroplastos. Esses me- canismos incluem o ciclo do carbono de plan- tas C4 e o metabolismo MAC. Muitas características vegetais de inte- resse econômico são hoje facilmente sele- cionadas, estudadas e reproduzidas através do uso de técnicas modernas. A engenharia genética, uma subárea da tecnologia do DNA recombinante, compreende a transferência de genes de um organismo a outro, originan- do organismos transgênicos. A inserção de DNA estranho em genomas de plantas pode ocorrer via DNA de bactérias ou de vírus, via manipulação mecânica ou por fusão de pro- toplastos. O cultivo de células vegetais, cujo genoma contém genes transferidos, pode regenerar plantas transgênicas (JORDÃO; ANDRADE, 2005). Desenho esquemático de uma célula vegetal Fonte: Junqueira; Carneiro (2005, p. 240) 22 23 São estruturas características da célu- la vegetal: parede celular, vacúolo grande na célula adulta (resultante da união de pequenos vacúolos), plastos e substân- cias esgásticas. Evidentemente, estão presentes nas células vegetais muitas or- ganelas também encontradas nas células animais, como mitocôndrias, dictiossomos (pilhas de membranas lisas, que consti- tuem o Aparelho Golgiense), núcleo, mi- crotúbulos, ribossomos etc. 1. PAREDE CELULAR: restringe a dis- tensão do protoplasto configurando, à célula adulta, tamanho e formas fixos; confere proteção aos componentes do protoplasto. É composta por: a) Celulose (C6H10O5)n, constituída por moléculas lineares de glicose. Fórmula da celulose A celulose é formada por microfibrilas, que se reúnem em feixes maiores (fibri- las). As microfibrilas são sintetizadas por enzimas que se encontram na membra- na plasmática. A celulose está associada Desenho esquemático de uma célula vegetal - tridimensional 24 25 a outros polissacarídeos, principalmente hemiceluloses (xiloglicanos e xilanos) e compostos pécticos (galacturonanos). b) Substâncias de origem orgânica po- dem ser de natureza proteica (várias) e de natureza lipídica De natureza lipídica temos: cutina, su- berina, lignina – esta última confere maior rigidez à parede e sua presença compro- va a existência de parede secundária; sua formação pode ocorrer dentro dos dictiossomos, um sistema de membranas que forma o Complexo de Golgi. As primeiras camadas de microfibrilas a se formarem constituem a parede primá- ria. Essas microfibrilas apresentam uma disposição intercalar. Em muitas células, camadas adicionais são depositadas in- ternamente à parede primária, forman- do a parede secundária; essas camadas são denominadas S1, S2 e S3, respecti- vamente, sendo que a última pode estar ausente. Na parede secundária, o arranjo das microfibrilas se dá de diversas manei- ras diferentes. Lamela média é a linha de união entre as paredes primárias de duas células contíguas e possui natureza pécti- ca. A formação da parede celular ocorre no final da telófase, com o surgimento da pla- ca celular, que dará origem à lamela média e parte da membrana plasmática das duas células-filhas, por ela separadas; durante a formação da parede primária e da lamela média, elementos do retículo endoplas- mático ficam retidos entre as vesículas em formação, originando os plasmodes- mos, continuidades protoplasmáticas en- tre uma célula e outra, que geralmente se localizam em pequenas depressões deno- minadas campos de pontoação primários, originados por uma menor deposição de microfibrilas de celulose. Posteriormen- te, durante a formação da parede secun- dária, não há deposição de material sobre essas áreas, originando diversos tipos de pontoações. As pontoações mais comuns são: pontoação simples – interrupção na parede primária, com formação de uma cavidade de pontoação (espaço onde a parede primária não é recoberta pela se- cundária). Quando as pontoações simples de duas células contíguas se encontram, temos uma membrana de pontoação, for- mada pelas paredes primárias de ambas as células, mais a lamela média entre elas; pontoação areolada – saliência de contorno e abertura central circulares (em vista frontal, forma uma aréola). Trata-se de uma interrupção da parede secundária. Quando a parede secundária e a primária estão bem separadas, delimita-se uma câmara de pontoação. Além disso, quando a parede secundária se espessa, percebe- -se a formação de um canal de pontoação, entre a abertura interna e a externa da pontoação areolada. Esse tipo de ponto- ação é encontrado em células do xilema, isto é, nos elementos de vaso e traqueí- des. Nas traqueídes das coníferas ocorre, na pontoação areolada, um espessamen- to especial denominado toro, que pode funcionar como uma válvula, fechando quando a pressão num lado é superior à pressão no outro e impedir rompimento da região, em caso de vergamento. Uma mesma célula pode apresentar mais de um tipo de pontoação. Por exemplo, um elemento de vaso que esteja contíguo a outro elemento de vaso, apresenta um 24 25 par de pontoações areoladas; no entanto, se ele estiver contíguo a uma célula de pa- rênquima, apresentará um par de pontoa- ções semiareoladas. 2. Principais organelas do CONTEÚ- DO CELULAR a) Vacúolo – delimitado por uma mem- brana denominada tonoplasto. Contém água, açúcares, proteínas; pode-se en- contrar ainda compostos fenólicos, pig- mentos como betalaínas, antocianinas cristais de oxalato de cálcio (drusas, esti- lóides, cristais prismáticos, rafídios etc.). Muitas das substâncias estão dissolvidas, constituindo o suco celular, cujo pH é ge- ralmente ácido, pela atividade de uma bomba de próton no tonoplasto. Em cé- lulas especializadas pode ocorrer um úni- co vacúolo, originado a partir da união de pequenos vacúolos de uma antiga célula meristemática (célula-tronco); em células parenquimáticas o vacúolo chega a ocu- par 90% do espaço celular. O vacúolo estará ativo em processos metabólicos, como: armazenamento de substâncias (vacúolos pequenos - acú- mulo de proteínas, íons e outros metabó- litos). Um exemplo são os microvacúolos do endosperma da semente de mamona (Ricinus communis), que contêm grãos de aleurona. Processo lisossômico (através de enzi- mas digestivas, existentes principalmen- te nos vacúolos centrais e bem desenvol- vidos, cujo tonoplasto sofre invaginações para englobar material citoplasmático contendo organelas (a autofagia ocorre em células jovens ou durante a senescên- cia). Se originam a partir do sistema de membranas do complexo golgiense. Seu tamanho aumenta à medida que o tono- plasto incorpora vesículas derivadas do complexo de Golgi. b) Plastos – organelas formadas por um envelope de duas membranas unitá- rias contendo internamente uma matriz ou estroma, onde se situa um sistema de membranas saculiformes achatadas, os tilacóides. Originam-se dos plastídios e contêm DNA e ribossomos. São dividi- dos em três grandes grupos: cloroplas- to, cromoplasto e leucoplasto; estes, por sua vez, originam-se de estruturas muito pequenas, os proplastídios (que normal- mente já ocorrem na oosfera, no saco em- brionário e nos sistemas meristemáticos). Quando os proplastídios se desenvolvem na ausência de luz, apresentam um sis- tema especial, derivado da membrana in- terna, originando tubos que se fundem e formam o corpo prolamelar. Esses plastos são chamados estioplastos. Os cloroplastos – seu genoma codifi- ca algumas proteínasespecíficas dessas organelas; contêm clorofila e estão asso- ciados à fase luminosa da fotossíntese, sendo mais diferenciados nas folhas. Seu sistema de tilacóides é formado por pilhas de membranas em forma de discos, cha- mado de granos; é nesse sistema que se encontra a clorofila. Na matriz ocorrem as reações de fixação de gás carbônico para a produção de carbohidratos, além de aminoácidos, ácidos graxos e orgânicos. Pode haver formação de amido e lipídios, estes últimos em forma de glóbulos (plas- toglóbulos). Cromoplastos – portam pigmentos ca- rotenóides (geralmente amarelos, alaran- jados ou avermelhados); são encontrados em estruturas coloridas como pétalas, 26 27 frutos e algumas raízes. Surgem a partir dos cloroplastos. Leucoplastos – sem pigmentos; podem armazenar várias substâncias: - amiloplastos: armazenam amido. Ex.: em tubérculos de batatinha inglesa (Solanum tuberosum) - proteinoplastos: armazenam proteínas - elaioplastos: ar- mazenam lipídios. Ex.: abacate (Persea americana). 3. CONTEÚDO CELULAR - organelas em comum com células animais Núcleo – importante organela existen- te nas células eucariontes, constitui-se de duas membranas com um espaço entre si e contendo poros. Possui duas funções básicas: regular as reações químicas que ocorrem dentro da célula; e, armazenar as informações genéticas da célula. Em seu interior distinguem-se o nucléolo e a cro- matina. Durante a divisão celular, a croma- tina se condensa em estruturas com for- mas de bastão, os cromossomos. Sistema Golgiensi ou complexo de Golgi – é constituído de várias unidades meno- res, os dictiossomos. Cada dictiossomo é composto por uma pilha de cinco ou mais sacos achatados, de dupla membrana li- poprotéica. Nas bordas dos sacos podem ser observadas vesículas em processo de brotamento. Está relacionado aos proces- sos de secreção, incluindo a secreção da primeira parede que separa duas células vegetais em divisão. Ribossomos – estruturas constituídas de RNA e proteínas; podem estar livres no hialoplasma ou presos entre si por uma fita de RNA (polissomos) e, nesse caso, juntam os aminoácidos do citoplasma para formar cadeias de proteínas. Retículo Endoplasmático – constitu- ído de um sistema de duplas membranas lipoproteícas. O retículo endoplasmático liso é constituído por duas membranas e o retículo endoplasmático rugoso pos- sui ribossomos aderidos do lado externo aderidos ao lado externo. O retículo liso facilita reações enzimáticas, já que as en- zimas se aderem à sua membrana, sinte- tiza lipídios (triglicerídeos, fosfolipídeos e esteróides), regula a pressão osmótica (armazenando substâncias em sua cavi- dade), atua no transporte de substâncias (comunicando-se com a carioteca e com a membrana celular). O retículo rugoso além de desempenhar todas as funções do re- tículo liso, ele ainda sintetiza proteínas, devido a presença de ribossomos. Mitocôndrias – organelas constituídas de duas membranas; a interna sofre inva- ginações, formando cristas mitocondriais que aumentam a superfície de absorção de substâncias existentes na matriz mito- condrial. O papel da mitocôndria é a libera- ção de energia para o trabalho celular. Peroxisomos – estruturas com mem- brana 2-lipídica - contêm enzimas que au- xiliam no metabolismo lipídico; participa do processo de fotorespiração, efetuando a oxidação do glicerato em glicolato, que é transaminado em glicina. 4. SUBSTÂNCIAS ERGÁSTICAS São os produtos do metabolismo ce- lular. Podem ser material de reserva ou produtos descartados pelo metabolismo da célula. Encontradas na parede celular e nos vacúolos, além de outros componen- tes protoplasmáticos. As mais conhecidas são: amido, celulose, corpos de proteína, 26 27 lipídios, cristais de oxalato de cálcio (dru- sas, ráfides, etc.), cristais de carbonato de cálcio (cistólitos) e de sílica (estrutu- ras retangulares, cônicas, etc.). Também são esgásticas as substâncias fenólicas, resinas, gomas, borracha e alcalóides. Muitas vezes as células que contêm essas substâncias são diferentes morfo e fisio- logicamente das demais, sendo denomi- nadas idioblastos. Disponível em: http:// www.passeiweb.com/na_ponta_lingua/ sala_de_aula/biologia/biologia_vegetal/ celula_vegetal/celula_vegetal Citoplasma – local onde tudo acontece! Constituído pelo hialoplasma, um material com moléculas proteicas; a porção exter- na, mais viscosa, é conhecida como ecto- plasma e a interna, fluida, é o citossol. No citossol, é possível observar, muitas ve- zes, o movimento citoplasmático (ciclose); esse movimento sofre influência de luz e temperatura. O citoesqueleto é compos- to por fibras de proteínas finíssimas no hialoplasma. 28 2928 UNIDADE 5 – Histologia Vegetal De acordo com o dicionário Aurélio, his- tologia (do grego hystos = tecido + logos = estudo) é o estudo da estrutura do ma- terial biológico e das maneiras como os seus componentes se inter-relacionam, tanto estrutural quanto funcionalmente. O estudo da histologia se iniciou com o desenvolvimento de microscópios sim- ples e de técnicas para preparo de mate- rial biológico, tornando-o adequado para exame. Os primeiros histologistas descobriram muito sobre a estrutura do material bio- lógico, estabelecendo a teoria celular da estrutura dos organismos vivos, onde a célula é a unidade básica da arquitetura da maioria dos materiais biológicos. Na área em estudo, a histologia vege- tal é o ramo da biologia que estuda a es- trutura microscópica normal de tecidos e órgãos, ou seja, é o estudo específico dos tecidos vegetais. No caso das plantas, os tecidos vege- tais são grupos de células que geralmente realizam as mesmas funções. São dividi- dos em meristemas (tecidos meristemá- ticos ou embrionários) e tecidos adultos (tecidos permanentes da planta). Segundo Silva (2008), a organização do corpo dos vegetais é bem diferente da organização do corpo dos animais. A maior parte dessas diferenças é uma adaptação ao modo autotrófico de vida. Somente os vegetais possuem tecidos especializados para a fotossíntese e para a condução da seiva retirada do ambiente. Essas di- ferenças são ainda maiores nos vegetais terrestres. Nessas plantas encontramos tecidos especializados para evitar a perda de água e para sustentar o corpo do vege- tal contra a gravidade. Os Meristemas: tecidos embrioná- rios ou de formação À medida que as células do embrião da planta se especializam, elas perdem gra- dativamente a capacidade de se dividir. Em algumas regiões da planta, porém, persistem grupos de células de estrutura simples, não diferenciadas, que conser- vam as características embrionárias. Es- ses grupos de células, chamados meriste- mas, encontram-se em constante divisão, promovendo o crescimento da planta e dando origem, por diferenciação, aos ou- tros tecidos vegetais. O tecido que constitui o embrião da planta e que é responsável por seu de- senvolvimento, chama-se meristema pri- mário, encontrado também nas gemas ou brotos. Durante o desenvolvimento do embrião, a maior parte desse meristema transforma-se em outros tipos de tecido, e uma parte menor fica restrita às extre- midades da raiz e do caule, garantindo, assim, que o vegetal cresça no sentido do comprimento (crescimento longitudinal). O meristema dessa região apresenta três camadas que originam a epiderme, a cas- ca e a medula da planta. Enquanto a plan- ta cresce em comprimento, dizemos que ela possui estrutura primária. Nas plantas lenhosas (árvores e arbus- tos) encontramos no interior do caule e da raiz outro meristema, o meristema secun- 28 2929 dário, que é responsável pelo crescimen- to da planta em espessura (crescimento transversal). Esse tipo de crescimento co- meça a ocorrer cerca de um ou dois anos após a germinação. O meristema secun- dário é encontrado na casca ou córtex e no câmbio (cilindro central dos caules e raízes). As células meristemáticas não são es- pecializadas, mas contêm elementospara a edificação das células diferenciadas. Os meristemas originam tecidos primários, através de divisões anticlinais e pericli- nais de células denominadas iniciais. As novas células são chamadas de derivadas. Possuem somente parede primária, muitos vacúolos, plastídios não diferen- ciados (proplastídios) tendo como função o crescimento e cicatrização de injúrias. Nas extremidades dos caules e raízes e de suas ramificações encontramos os me- ristemas apicais, que promovem o cresci- mento vertical da planta. As células pos- suem citoplasma denso, núcleo grande e forma aproximadamente isodiamétrica. Dos meristemas apicais, originam os seguintes tecidos primários: protoderme – camada mais externa do conjunto que irá originar a epiderme; procâmbio – origina os tecidos vas- culares a parte do câmbio; meristema fundamental – origina parênquima, colênquima e esclerênqui- ma. Os meristemas laterais ocorrem em plantas com crescimento secundário, isto é, com crescimento em espessura. Esse crescimento ocorre por adição de tecidos vasculares ao corpo primário da planta. O câmbio e o felogênio são conhecidos como meristemas laterais, devido à posição que ocupam (paralela aos lados do caule e raiz). Portanto, o câmbio e o felogênio for- mam o corpo secundário da planta. O câmbio vascular instala-se entre os tecidos vasculares primários, produzindo os tecidos vasculares secundários. Quan- do em atividade, são células altamente vacuoladas, com núcleo pequeno. A por- ção diferenciada a partir do procâmbio formará os elementos de condução (xile- ma e floema). Existe uma parte do câmbio diferenciada a partir de um outro meris- tema, chamado periciclo, que produzirá raios parenquimáticos. Felogênio é o meristema lateral que origina a periderme, um tecido secundá- rio que substitui a epiderme em muitas dicotiledôneas e gimnospermas lenhosas. Pode ser observado em cortes transver- sais, como uma faixa mais ou menos con- tínua e suas células iniciais são retangula- res. Vale lembrar que o periciclo é o tecido primário que origina o felogênio e a par- te do câmbio (câmbio interfascicular, em frente aos polos de protoxilema) que ori- gina os raios parenquimáticos (presentes entre o xilema). O parênquima é um tecido com ligação entre as células vizinhas através de plas- modesmos se especializou a partir da evo- lução da necessidade da divisão do traba- lho. Nas Gimnospermas adultas as células acumulam substâncias fenólicas e reali- zam secreção. Nas Angiospermas, ocor- rem também células contendo mucilagem, 30 31 pigmentos, etc. O parênquima forma-se a partir da diferenciação de células do me- ristema fundamental (ápice de caule e raiz). Nos tecidos condutores (xilema e floema) pode se originar no corpo primá- rio ou secundário da planta. Dentre suas características fundamen- tais temos: paredes primárias, delgadas, constituídas por celulose, hemicelulose e substâncias pécticas, nas quais se encon- tram pontoações primárias com plasmo- desmos, mostrando que os protoplasmas de células contíguas se comunicam. Suas células frequentemente são arredonda- das e isodiamétricas e há espaços interce- lulares. As células são capazes de retomar a atividade meristemática, diferenciando- -se novamente em outros tipos de células e podendo originar, inclusive, uma planta inteira. É encontrado em todos os órgãos da planta, formando um tecido contínuo (ex.: córtex e medula de caule, córtex de raiz, mesofilo da folha). Tipos de parênquima: parênquima de preenchimento – células isodiamétricas, espaços intercelu- lares (meatos) pequenos. Encontrado no córtex e medula do caule e no córtex da raiz; parênquima clorofiliano ou clorên- quima – sua função é converter energia luminosa em energia química. Possui célu- las cilíndricas, para favorecer a superfície de contato; o vacúolo é grande e empurra os numerosos cloroplastos que formam uma camada uniforme junto à parede, facilitando a absorção de gás carbônico. Em ambientes sem problemas de falta de água, os espaços celulares são grandes. Esse tecido é encontrado no mesofilo fo- liar, constituindo o parênquima paliçádico ou o lacunoso. Ocorre também em caules jovens e outros órgãos fotossintetizan- tes; parênquima de reserva ou arma- zenador – os plastos das células acumu- lam amido (amiloplastos), proteínas (pro- teínoplastos) ou lípidios (elaioplastos). Ex.: batata (Solanum tuberosum) – acú- mulo de amido. Aqui, costuma haver o de- saparecimento dos vacúolos e de muitas organelas, para dar lugar às substâncias de reserva. As plantas suculentas, como bromeliáceas e cactáceas geralmente acumulam água. Nesse caso, surge o pa- rênquima aquífero onde as células são re- lativamente grandes, com um conspícuo vacúolo, envolvido por uma fina camada de citoplasma; aerênquima – parênquima com grandes espaços intercelulares, que têm a função de facilitar a circulação de gases e a flutuação. Ocorre principalmente no me- sofilo, raízes, caules e pecíolos de plantas aquáticas. Pode ter células isodiamétri- cas, retangulares ou braciformes; parênquima de transporte – for- mado por células de transferência, que apresentam protusões da parede, volta- das para o interior; a membrana plasmá- tica acompanha a parede, aumentando a área e facilitando o transporte de grande quantidade de material a uma curta dis- tância. O colênquima origina-se do meriste- ma fundamental. Possui plasticidade (o que possibilita o crescimento do órgão ou tecido até atingir a maturidade) e espes- samento das paredes primárias, além de capacidade de divisão. Ocorre em órgãos 30 31 jovens, sendo usualmente periférico no caule. Nas folhas, ocorre no pecíolo, na nervura central ou na borda do limbo. Nas raízes raramente são encontrados. Suas características são: células vivas com formato variável e parede primária bem espessada, de maneira desigual e composta por celulose, substâncias pécti- cas e água. O espessamento das paredes geralmente se inicia nos cantos da célula. Como o parênquima, o colênquima é capaz de retomar a atividade meristemática. Suas células podem ainda conter cloro- plastos. O esclerênquima acontece na maturi- dade da planta quando a elasticidade tor- na-se mais importante que a plasticidade, pois assim a parede pode ser deformada por tensão ou pressão, reassumindo sua forma em condições normais. Assim, ven- to, passagem de animais, etc., não cau- sam deformações definitivas nas plantas. Além dessa característica, o esclerênqui- ma forma uma camada protetora ao re- dor do caule, sementes e frutos imaturos, evitando que animais e insetos se alimen- tem deles, pois a lignina não é facilmente digerida. Ocorrem em faixas ou calotas ao redor dos tecidos vasculares e também em tecidos parenquimáticos, como na me- dula, caule e pecíolo de algumas plantas. Oferece sustentação e proteção. Possui células com protoplastos mortos na maturidade, parede secundária lignifi- cada (a lignina é uma substância amorfa, formada pela polimerização de vários ál- coois e confere maior rigidez à parede). A forma das células é muito variável. São tipos de esclerênquima: esclereídes ou esclerócitos – célu- las curtas, espessadas, com numerosas pontoações. O tecido formado é muito rígido. A textura pétrea da pera é devida à presença de inúmeros esclerócitos iso- diamétricos na polpa; fibras – células longas, com extremi- dades afiladas, lume reduzido e paredes secundárias espessas. Servem como ele- mento de sustentação nas partes vege- tais que não mais se alongam. Podem se originar do pró-câmbio, sendo chamadas fibras do floema ou xilema primários ou do câmbio, sendo denominadas fibras do xilema ou floema secundários; além disso, células do parênquima cortical, mesofi- lo e epiderme podem originar fibras. Em Linum, por exemplo, as fibras se originam no floema e são a fonte do linho. As fibras do cânhamo (Cannabis sativa) se desen- volvem entre células de floema e também a partir do câmbio.Admite-se que, tanto nas fibras quanto nas esclereídes, após o completo desenvolvimento de suas pare- des secundárias, o protoplasto, não mais funcional, seja eliminado. Epiderme e Súber são tecidos perma- nentes, de revestimento, proteção e ab- sorção. Todo o corpo dos vegetais superiores é revestido por uma camada protetora sim- ples de células, a epiderme. Nas plantas terrestres, a epiderme das partes aére- as é coberta por um lipídio impermeável, a cutina, que evita a perda excessiva de água pela planta; pode haver também uma cera, impedindo a transpiração excessiva. Essas substâncias, porém, dificultam a passagem de CO2 e O2. A entrada e a saída desses gases são garantidas por aberturas que existem na 32 33 epiderme, os estômatos. Além de permi- tir as trocas de gases, facilitando a fotos- síntese e a respiração, essas aberturas podem se fechar sempre que a perda de água ameaça a vida da planta. Aparecem com frequência na epider- me, diversos tipos de pelos que são pro- longamentos das células da epiderme. É o caso dos pelos da raiz, importantes na ab- sorção da água do ambiente; e dos pelos da urtiga, que contêm um líquido urtican- te que funciona como defesa. O aspecto aveludado de certas folhas e pétalas de flores é devido à presença de pequeninas projeções da epiderme, as papilas, que também impedem a transpiração excessi- va. Os acúleos são projeções pontiagudas da epiderme. São encontrados nos caules das roseiras. Nas regiões velhas de caules e raízes surge uma camada de tecido protetor, for- mado por células mortas e revestidas por uma substância impermeável, a suberina. É com esse tecido, chamado súber, que se fabrica a cortiça. As lenticelas são abertu- ras existentes no súber que permitem o arejamento da planta. Os tecidos condu- tores da seiva são o Xilema e o Floema. A água e os sais minerais absorvidos pela raiz (seiva bruta, inorgânica ou mine- ral) são conduzidos para as folhas onde, pelo processo da fotossíntese, são trans- formados nas substâncias orgânicas que formam o corpo do vegetal (seiva elabo- rada ou orgânica). A condução da seiva bruta até as folhas é feita por um conjunto de células alon- gadas que formam os vasos lenhosos da planta. Nos vegetais mais simples, como as pte- ridófitas (samambaias) e gimnospermas (pinheiros), os vasos são formados por células mortas sem citoplasma e núcleo. Essas células formam os vasos fechados que apresentam regiões sem lignina, de- nominadas pontuações, que permitem a passagem da seiva de uma célula a outra do vaso. Nas angiospermas as células se unem mais intimamente o que resulta no desa- parecimento completo da parede de celu- lose entre as duas células. Forma-se as- sim um longo tubo chamado vaso aberto ou traqueia, por onde a seiva circula mais facilmente. Esses vasos formam o tecido condutor da seiva bruta que é chamado de xilema ou lenho. As substâncias orgânicas fabricadas pelas folhas (seiva elaborada ou orgânica) são levadas para toda a planta através dos vasos liberianos, formados por células vi- vas sem núcleo, com membranas de celu- lose mais espessas. Na parede de contato entre duas célu- las há pequenos furos ou crivos atraves- sados por pontes de citoplasma; daí a de- nominação de vasos crivados. Esses vasos formam o tecido condutor da seiva elaborada que é chamado de flo- ema ou líber. O câmbio produz novos elementos do xilema e do floema à medida que a plan- ta cresce em espessura. Os vasos condu- tores de seiva formam um feixe contínuo de canais que vão da raiz às folhas. A dis- posição dos vasos na raiz é diferente da disposição dos vasos no caule. Nas raízes, o xilema e o floema estão dispostos al- ternadamente em uma região central. No caule das dicotiledôneas, os vasos estão 32 33 ao redor da medula, o xilema situado mais internamente e o floema situado mais externamente. Nas monocotiledôneas o xilema e o floema estão espalhados por todo o caule. Temos ainda os tecidos secretores, os quais são diversos produtos finais do me- tabolismo das plantas que ficam arma- zenados em células ou agrupamentos de células espalhados pelo vegetal e embora esses produtos não atuem mais direta- mente no metabolismo, eles ainda podem ser úteis à planta. O néctar, uma substância doce e per- fumada produzida nas flores serve para atrair os insetos e as aves responsáveis pelo transporte do grão do pólen, reali- zando a polinização e fecundação. Esta substância é produzida pelos nectários. Outras substâncias são produzidas por pelos glandulares ou secretores, como os da urtiga que fabricam um líquido cáusti- co; e os das plantas insetívoras que fabri- cam substâncias digestivas. Alguns grupos de células formam bol- sas oleíferas em cujo interior ficam acu- muladas substâncias de natureza lipídica (caules, folhas e frutos). Às vezes não é fácil determinar se um produto é ou não útil à planta, o que torna difícil classificá-lo como excreção ou se- creção. É o caso do látex, substância leito- sa que circula dentro dos vasos lactíferos (seringueira), e das resinas que circulam dentro dos vasos resiníferos (pinheiros). Nas plantas de clima úmido, em que a saída de vapor de água pelos estômatos é difícil ou insuficiente, encontramos nas bordas das folhas pequenas aberturas, os hidatódios, que eliminam água na forma líquida. Esse fenômeno, chamado guta- ção, pode ser considerado como excre- ção, uma vez que o excesso de água não desempenha qualquer função na planta (MORAES, 2010). 34 3534 UNIDADE 6 – Germinação, Dormência 6.1 Germinação Germinação é o processo inicial do cres- cimento de uma planta a partir de um corpo em estado de vida latente, que pode ser uma semente ou um esporo ou de um animal, pro- tista ou bactéria a partir de uma forma trans- formada. A germinação consiste na retomada do processo de desenvolvimento do embrião e consequente saída da plântula do interior da semente. As sementes que são capazes de germi- nar absorvem a água da chuva e se incham. A isto se chama a embebição. Depois de alguns dias, a nova raiz (posteriormente o novo cau- le) perfura o envoltório da semente. Uma ou duas folhas embrionárias arredondadas e espessas são visíveis quase desde o início. Aqui estamos falamos de cotilédones. Estes já existiam na semente; contêm todas as re- servas de alimento necessárias para o cres- cimento da planta. A germinação do pólen começa com um alargamento deste pela absorção da água da superfície do estigma. Os vacúolos turgen- tes empurram o intine (membrana interna do grão de pólen, que é delgada, hialina e rica em pectina) e o citoplasma até à abertura do grão de pólen. Este é o princípio do cresci- mento do tubo polínico. Quando o tubo polínico aumenta, o cito- plasma e os 2 núcleos encontram-se confi- nados na sua extremidade, deixando o nú- cleo gametogênico ligeiramente por detrás do núcleo vegetativo. Os fenômenos da elongação celular se encontram limitados à extremidade do tubo. Este atravessa o estilo sem penetrar nunca nas células. As células do tecido de condução atuam como carris para o tubo polínico. Existem duas categorias de germinação: numa, os cotilédones são levantados pelo crescimento do caule; noutra, estes ficam na terra. No final da germinação, o murchar dos cotilédones indica que cumpriram o seu papel. As verdadeiras folhas se desenvolvem sobre o caule e tomam o relevo no trabalho de alimentar a planta graças à fotossíntese. São características da germinação: a) o alimento para a plântula crescer e desenvolver-se é, na primeira fase da ger- minação, retirado das reservas contidas na própria semente; b) esgotadas as reservas alimentares da semente, a plântula, nesta segunda fase da germinação, já possui pelos radiculares e pa- rênquima clorofiliano nas folhas, de tal sorte, que já pode retirar do solo água e princípios minerais e transformá-los em matérias orgâ- nicas. A germinação pode ser epígea ou hipó- gea. No primeiro caso,os cotilédones saem da semente e se elevam acima do solo, ex.: feijão, mamona. No caso de ser hipógea os cotilédones permanecem sob a terra, ex.: milho, ervilha. O feijão é um exemplo clássico de germina- ção epígea. A semente começa a amolecer- -se e intumescer-se, em virtude da hidrata- ção, o que provoca a ruptura do tegumento; a radícula exterioriza-se em direção geotró- pica positiva; o caulículo expõe-se num geo- tropismo negativo, elevando os cotilédones acima do solo; aparecem, na raiz jovem, pe- 34 3535 los absorventes e radicelas, permanecendo a raiz principal axial, típica das Dicotyledone- ae; a gêmula desenvolve-se, dando as folhas permanentes; a radícula transforma-se em raiz; o caulículo, em hipocotilédone, a seguir, na base do caule; os cotilédones, após se- rem consumidas as reservas, atrofiam-se e caem; a gêmula dá origem ao epicótilo e ao caule propriamente dito com folhas. Na germinação hipógea, como é o caso do milho, a semente começa a amolecer-se e intumescer-se, por causa da hidratação, o que provoca a ruptura do tegumento; a radícula perfura a coleorriza e, aprofundan- do-se no solo; cobre-se de pelos absorven- tes; após um pequeno período funcional, atrofia-se, sendo substituída por novas e definitivas raízes que irão formar as raízes fasciculadas, típicas das Monocotyledone- ae; há o alongamento do epicótilo, acima da inserção do cotilédone, de modo que este permanece soterrado; a coleóptila desen- volve-se em direção à luz, para cima, dei- xando, posteriormente, as primeiras folhas aparecerem. Fonte: Vidal e Vidal (1992) 36 37 6.2 Dormência Quando uma semente, logo que se des- prende da planta-mãe, está apta e não apresenta nenhuma restrição intrínseca ou extrínseca à germinação é classificada como sendo uma semente quiescente, mas quando encontra alguma barreira a esta germinação, mesmo em condições favorá- veis, são consideradas dormentes e podem necessitar de algum tratamento especial para germinar. Para Bewley e Black (1994), a dormência é um fenômeno intrínseco da semente, fun- cionando como mecanismo natural de resis- tência a fatores adversos do meio, podendo manifestar-se de três formas: dormência imposta pelo tegumento, dormência em- brionária e dormência devido ao desequilí- brio entre substâncias promotoras e inibi- doras da germinação. Na natureza é um recurso usado pelas plantas produtoras de sementes para per- petuação de suas espécies, já que o fenô- meno da dormência impede que todas as sementes germinem na mesma época, au- mentando sua chance de sobrevivência e diminuindo o risco de extinção da espécie (CARVALHO; NAKAGAWA, 1983). Segundo Kerbauy (2004), a dormên- cia é geralmente classificada como: primária ou inata – quando já se en- contra instalada na semente ao final da ma- turação, ainda na planta-mãe; secundária ou induzida – quando ocorre em sementes maduras, instalan- do-se após o desligamento da semente da planta-mãe. Surge quando a semente en- contra uma situação de estresse ambiental, como, por exemplo, baixos níveis de oxigê- nio, temperaturas extremas, baixos poten- ciais hídricos, teores elevados de CO2 ou luz rica em vermelho extremo. Assim, uma se- mente quiescente pode se tornar dormen- te, e vice-versa, dependendo, respectiva- mente, de fatores ambientais de indução e “quebra” de dormência. Principais causas de dormência das sementes: tegumento impermeável – as se- mentes com estas características, são cha- mados de sementes com casca dura, por não conseguirem absorver água e/ou oxi- gênio; embrião fisiologicamente imaturo ou rudimentar – no processo de maturi- dade da semente o embrião não está to- talmente formado, sendo necessário dar condições favoráveis para o seu desenvol- vimento; substâncias inibidoras – são subs- tâncias existentes nos sementes que po- dem impedir a sua germinação; embrião dormente – o próprio em- brião se encontra em estado de dormência, geralmente, nesse caso a dormência é su- perada com choque térmico ou luz; combinação de causas – necessa- riamente as sementes não apresentam somente um tipo de dormência, podendo haver na mesma espécie mais de uma causa de dormência. Para Kerbauy (2004), existem os se- guintes tipos de dormência: a) embrionária ou endógena – quan- do os fatores de restrição da germinação estão associados ao próprio embrião, po- dendo envolver desde o desenvolvimen- 36 37 to incompleto (dormência morfológica) ou a presença de inibidores, como o ABA e a cumarina (dormência fisiológica); b) extraembrionária ou exógena – quando associada aos tecidos adjacentes ao embrião ou à semente (endosperma, tegumento, endocarpo, pericarpo, brácte- as etc.), envolvendo diversos mecanismos, tais como impermeabilidade (dormência fí- sica), inibidores (dormência química) ou res- trição mecânica (dormência mecânica). Para se quebrar a dormência, a semente deve sofrer a ação de um fator ambiental e/ou metabólico (fatores externos e inter- nos). Souza (2009) apresenta alguns mé- todos de superação de dormência apresentados a seguir: 1) agentes mecânicos – consiste da re- moção total ou parcial do revestimento pro- tetor, para facilitar a entrada de água (em- bebição), trocas gasosas, entrada de luz, à saída de inibidores endógenos ou, impedir o fornecimento de inibidores para o embrião. Feito através da impactação, escarificação mecânica e escarificação química; Escarificação química – é um método químico, feito geralmente com ácidos (sulfúrico, clorídrico, etc.), que possibilita às sementes executar trocas com o meio, água e/ou gases. Escarificação mecânica – é a abrasão das sementes sobre uma su- perfície áspera (lixa, piso áspero, etc.). É utilizado para facilitar a absorção de água pela semente. 2) temperatura – quebra da dormência através da exposição a baixas e altas tem- peraturas, este efeito é chamado de estra- tificação. É feito com alternância de tem- peraturas variando em aproximadamente 20ºC, em períodos de 8 a 12 horas; 3) lixiviação – compreende o efeito físi- co da água como agente de lavagem (lixivia- ção) de inibidores de crescimento presen- tes nas sementes, permitindo a remoção da dormência. É utilizado em sementes que apresentam impermeabilidade do tegu- mento e consiste em imersão das sementes em água na temperatura de 76 a 100ºC, com um tempo de tratamento específico para cada espécie (VIEIRA, FERNANDES, 1997); 4) luz – alguns comprimentos de ondas da luz produzem efeitos na germinação de algumas sementes. A luz é absorvida por um pigmento denominado fitocromo, que, dependendo do comprimento de onda da luz que ele absorve converte-se em duas formas, fitocromo vermelho (Fv) sendo a forma inativa, e fitocromo vermelho extre- mo (Fve) a forma ativa que induz a germina- ção na maior parte das sementes. Semen- tes fotoblásticas positivas, na presença de comprimento de onda de 660 nanômetros convertem Fv à Fve e a germinação ocorre na presença de luz. Quando da conversão de Fve à Fv no comprimento de onda de 730 nanômetros, a germinação ocorre no escu- ro e a semente é denominada fotoblástica negativa; 5) agentes químicos e reguladores de crescimento – utilização de agentes quí- micos como, ácidos para romper a testa ou tegumento duro da semente, ou ainda, hi- poclorito de sódio, ácido nítrico, nitrato de potássio, etanol e água oxigenada. E como reguladores de crescimento as giberelinas, citocininas e o etileno são os mais relaciona- dos à quebra de dormência. 38 3938 Vale lembrar: Cerca de dois terços das espécies arbóre- as, possuem algum tipo de dormência, cujo fenômeno é comum tanto em espécies de clima temperado (regiões frias), quanto em plantas de clima tropical e subtropical (re- giões quentes). O fenômeno de dormência em sementes advém de uma adaptação da espécie às condições ambientais que ela se reproduz, podendo ser de muita ou pou- ca umidade, incidência direta de luz, baixa temperatura, entre outros. É, portanto, um
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