3 0 Gimnospermas

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MORFOLOGIA E SISTEMÁTICA DE 
GIMNOSPERMAS 
Prof. Rafael Trevisan 
BOT 5120 – Morfologia e Sistemática Vegetal 
Plantas com sementes são as mais derivadas traqueófitas: 
Gimnospermas (sementes nuas) 
Angiospermas (plantas com flores) 
 
Grande inovações evolutivas: 
•Evolução da semente 
•Redução na geração gametofítica (o gametófito é dependente nutricionalmente 
do esporófito) 
Plantas com semente são hererosporadas; 
 
Após a fecundação o zigoto se desenvolve até o estágio 
embrionário quando o crescimento cessa (dentro da 
semente). 
 
A semente contém tecidos de três gerações: 
1. Os tegumentos da semente são da planta mãe 
(esporófito diplóide) 
2. Restos do gametófito feminino 
3. O embrião (esporófito jovem) 
 
A produção de sementes é a maior razão do sucesso 
evolutivo das plantas com sementes! 
Espermatófitas: plantas com sementes 
 Uma das inovações mais importantes 
durante a evolução das plantas vasculares 
foi a SEMENTE 
fator responsável pela dominação das plantas com sementes na flora atual, 
uma vez que a semente amplia a capacidade de sobrevivência da espécie. 
proteção e nutrição do embrião nos estágios iniciais 
Plantas vasculares com sementes = ESPERMATÓFITAS 
GIMNOSPERMAS 
ANGIOSPERMAS 
Espermatófitas: plantas com sementes 
milho 
feijão 
araucária 
dispersão 
Longo tempo de evolução 
permite grandes divergências 
morfológicas; 
 
Muitas linhagens extintas 
durante a evolução o que 
dificulta entender as tendências 
morfológicas no grupo; 
 
Registros fósseis podem facilitar 
esse entendimento; 
 
Gimnospermas constituem o 
grupo irmão das Angiospermas. 
Gimnospermas 
Gimnospermas 
• Ainda há controvérsias quanto a monofilia 
de Gimnospermas; 
•Cerca 14 famílias, 75-80 gêneros e 720-
900 espécies. 
• Constituem a vegetação dominante em 
muitas regiões frias do hemisfério norte 
(Taiga, também conhecida por floresta de 
coníferas, ou ainda floresta boreal) 
Gimnospermas 
GIMNOSPERMAS “ sementes nuas” sem dobramento do carpelo 
nu semente sem ovário = sem fruto 
 comumente apresentam canais resiníferos; 
 estruturas reprodutivas em formato de estróbilos; 
(Judd et al. 2009) 
Características 
Angiospermas 
Pólen bissacado 
Fibras (A-D), traqueídes (E-F) e 
elementos de vaso (G-K) 
•São lenhosas – árvores, arbustos ou 
lianas; 
• Apresentam xilema constituído por 
traqueídes (exceto Gnetales); 
• Apresentam reprodução lenta, pode levar 
até um ano entre a polinização e a 
fertilização, e a maturação das sementes 
pode levar até 3 anos; 
•A polinização é pelo vento na grande 
maioria (exceto Cycadophyta e algumas 
Gnetophyta) 
• Raramente apresentam poliplóides; 
Gimnospermas 
Características 
 Folhas grandes, pinadas ou pequenas, simples, cilíndricas, curtas ou longas, 
escamiformes, geralmente com disposição espiralada; 
 
 Folhas inseridas por todo o caule ou reunidas em ramos curtos chamados 
braquiblastos; 
 
 Mega ou microsporófilos reunidos em densas estruturas unissexuais produzidas 
na mesma planta (plantas monóicas) ou em plantas diferentes (dióicas); 
 As Gimnospermas possuem raízes, caule, folhas, mega/microsporófilos e 
sementes, mas não produzem frutos; 
 Fanerógamas de óvulos nus, desprovidas de um perianto (cálice e corola) e 
de ovário por não haver enrolamento dos megasporófilos (carpelos) durante o seu 
desenvolvimento; 
Gimnospermas Características 
Esporófilos reunidos em estruturas chamadas de estróbilos. 
ESTRÓBILOS ♂ ( amentos ou amentilhos): estrutura onde 
cada microsporófilo é uma folha modificada fértil que contém 
os esporos masculinos (em microsporângios); 
ESTRÓBILOS ♀ (cones): estrutura onde cada megasporófilo 
é uma folha modificada fértil que contém os esporos femininos 
(em megasporângios); 
Gimnospermas 
Estróbilo ♀, cone ou pinha 
Estróbilo ♂: mais frágeis 
e liberam o pólen 
Diferentes gerações nas Embriófitas 
Amarelo: gametófito 
Azul: esporófito 
espermatófitas 
“briófitas” 
“pteridófitas” 
Angiospermas Gimnospermas Comparação 
* Desenvolvimento do óvulo (=rudimento seminal) 
Ciclo de vida das Gimnospermas 
GUERRA, MP. ; STEINER, NEUSA ; NODARI, RO. ; MANTOVANI, A. ; SANTOS, K L dos . Araucaria Evolution, ontogenesis and genetic 
diversity. In: Barbieri, R. L.; Stumpf, E.R.T.. (Org.). (Org.). Origin and evolution of cultivated plants. 1ed ed.Brasilia: , 2012, v. , p. 151-186. 
Divisão: Cycadophyta: 300 spp., 11 gêneros e 3 famílias; 
 
Divisão: Ginkgophyta: uma espécie, Ginkgo biloba; 
 
Divisão: Coniferophyta: 525 spp, 67 gêneros, 7 famílias; 
 
Divisão: Gnetophyta: 76 spp, 3 gêneros, 3 famílias. 
 
 
No Brasil ocorrem de forma nativa os gêneros: 
 
Zamia (Zamiaceae), Araucaria (Araucariaceae), Podocarpus e Retrophyllum 
(Podocarpaceae), Ephedra (Ephedraceae) e Gnetum (Gnetaceae) 
Gimnospermas: Classificação 
CYCADOPHYTA 
Inclui três famílias: Cycadaceae, Stangeriaceae e Zamiaceae 
As cicas apresentam características primitivas como gametas ♂ ciliados, 
móveis; 
Este grupo apareceu há pelo menos 320 ma, durante o período Carbonífero e 
foram abundantes na Era Mesozóica – “Era das Cycadales e dos Dinossauros” 
Anterozóide de Zamia 
 Muitas das espécies estão ameaçadas de extinção; 
 Plantas grandes, lembram as palmeiras; 
 Folhas pinadas, verticiladas; 
 Caule não ramificado; 
 Ausência de canais resiníferos; 
 Plantas dióicas; 
 Polinização é entomófila (besouros); 
 Apresentam raízes coralóides associadas com cianobactérias fixadoras de N; 
 Possuem toxinas muito fortes produzidas pelas cianobactérias (compostos 
carcinogênicos e neurotóxicos); 
CYCADOPHYTA 
Família Cycadaceae 
Cycadophyta 
Distribuição: Magadascar, África, Sudeste da Ásia, Malásia, Austrália e 
Polinésia 
 Gên/Spp: família monogenérica: Cycas com cerca de 90 spp. 
No Brasil: 2 spp. cultivadas, C. revoluta e C. circinalis. 
CYCADACEAE 
 Folhas compostas; 
 Prefoliação circinada (enrolada); 
 Folíolo com nervura principal 
bem marcada; 
 Semente com sarcotesta carnosa e 
colorida (amarela, laranja a 
avermelhada); 
 Traqueídes; 
 Freqüentemente tóxicas; 
 Megasporófilos não reunidos em 
cones; 
 Plantas dióicas; 
Cycas revoluta 
“sagu-de-jardim, palma-de-ramos” 
Ilha de Java (Indonésia) 
Planta feminina 
Cycas revoluta 
(não forma estróbilo) 
M
e
g
a
s
p
o
ró
fi
lo
 
megasporângios 
= 
sementes 
Planta masculina – Cycas revoluta 
Planta masculina – Cycas circinalis Cycas circinalis 
Família Zamiaceae 
Cycadophyta 
Distribuição: América tropical, África subsaariana e Austrália 
 Gên/Spp: 10/200 spp. Zamia é o gênero mais representativo com cerca 
de 50 espécies distribuídas no continente americano. 
No Brasil: ocorrem 4 spp. de Zamia na região Amazônica. Ameaçadas 
de extinção. 
ZAMIACEAE 
 Folhas compostas; 
 Prefoliação reta; 
 Folíolos muito duros sem nervura principal 
bem marcada; 
 Semente com sarcotesta carnosa e colorida 
(vermelha ou laranja) e uma parte mais rígida 
internamente; 
 Esporófilos masculinos e femininos 
reunidos em estróbilos; 
 Plantas dióicas; 
 
 
 Do óvulo sai uma gota de polinização (atrair 
os coleópteros para a polinização); 
 Megasporófilos biovulados; 
sementes 
Estróbilo feminino Estróbilo masculino 
Megasporófilo 
biovulado 
Microsporófilo 
Zamia pumila 
(única nativa dos EUA) 
Zamia amazonum (Amazônia) 
Zamia ulei (Amazônia) 
Zamia lecointei (Amazônia) 
Importância ornamental 
Zamia furfuracea 
“araruta-da-flórida” 
Encephalartos ferox – “sagu-de-espinho” 
Família Ginkgoaceae 
Ginkgophyta 
Distribuição: China, Coréia ou Japão 
 Ginkgo biloba L.: única espécie sobrevivente do gênero (fóssil vivo) 
No Brasil: ocorre como planta cultivada em praças e jardins botânicos. 
Gênero com registros fósseis do Triássico tardio (200 m.a.), mas com 
grande diversificação no Jurássico (120 m.a.) 
 Plantasdióicas, de ca. 30m alt.; 
Folhas flabeliformes, com nervação 
dicotômica, em braquiblastos; 
Caules bem desenvolvidos com 
entrenós longos e curtos; 
Semente com sarcotesta carnosa com 
cheiro de manteiga rançosa (ác. butírico); 
 Compostos que favorecem os impulsos 
nervosos; 
 2 a 4 óvulos por megasporófilo; 
 Traqueídes; sem canais de resina; 
 Polinização anemófila; 
 Árvores caducifólias; 
Gameta masculino é móvel; 
GINKGOACEAE 
Microsporófilos 
Megasporófilos 
Ginkgo biloba 
CONIFEROPHYTA (=PINOPHYTA) 
 As coníferas são o grupo mais importante do grupo das Gimnospermas, 
ecológica e economicamente; 
 
 Levam este nome por causa das estruturas reprodutivas chamadas CONES; 
 
 São datadas do Carbonífero (300 ma); 
 
 São características de regiões frias, como as florestas da América do Norte e 
Ásia (Floresta boreal ou Taiga); 
 
 Muitas espécies são usadas como ornamental, na produção de papel, 
construção, móveis, extração de resina); 
As coníferas compreendem 7 famílias, dentre elas: 
Pinaceae 
Araucariaceae 
Podocarpaceae 
Cupressaceae 
Taxaceae 
60-65 gêneros 600 espécies; 
Estruturas reprodutivas em forma de cone; 
Plantas monóicas ou dióicas; 
 Folhas escamiformes, lanceoladas a aciculares; 
Traqueídes; 
 geralmente “sempre verdes”; 
Ramos verticilados; 
Crescimento monopodial; 
Apresentam rudimentos seminais com gota de polinização; 
Araucariaceae e Podocarpaceae: representantes nativos BR 
Coniferophyta 
Família Pinaceae 
Distribuição: Nativas do Hemisfério Norte: América do Norte, Ásia, África 
e são amplamente cultivadas no Hemisfério Sul. 
 Gên/Spp: 10 gêneros e 220 espécies; Pinus é o maior gênero (100 
spp.); 
No Brasil: é cultivado o gênero Pinus para produção de madeira; 
PINACEAE 
 Plantas monóicas; 
 Folhas aciculares espiraladas ou 
arranjadas em feixes/fascículos – braquiblastos; 
 Estróbilo ♂: amentilho ou amento 
 Estróbilo ♀ : cone ou pinha 
braquiblasto 
 Os estróbilos ♂ e ♀ encontram-se na mesma planta; 
 Canais resiníferos nas folhas e caules; 
 Esporófilos de simetria bilateral arranjados espiraladamente; 
 Brácteas e megasporófilo livres; 
 Cones femininos amadurecem em 2 ou 3 anos; 
 2 rudimentos por megasporófilo, com micrópila voltada para o eixo do cone; 
 Poucos arquegônios por rudimento; 
 Sementes aladas; 
 
É a família mais importante das coníferas ecológica e economicamente 
Pinus taeda – pinheiro-americano 
estróbilos de Pinus taeda 
Pinus taeda 
Cedrus libani 
“cedro-do-Líbano” 
ARAUCARIACEAE 
 Plantas dióicas (Araucaria) ou monóicas; 
 Megastróbilo (♀) é formado por escamas seminais e brácteas que se soldam 
e recobrem o óvulo formando o PINHÃO; 
Rudimento único por escama (=megasporófilo); 
Semente amadurecem em 2-3 anos; 
 Folhas simples, inteiras, agudas (Araucaria); 
Hemisfério Sul: Ásia, Austrália, Nova Zelândia, América do Sul (florestas tropicais 
e subtropicais e também em regiões temperadas) 
 3 gêneros e 32 espécies; 
 
 Araucaria (18 spp.) é o único gênero com 
representantes nativos na flora brasileira; 
 Muito resinosas; 
 Estróbilos ♂ com muitos microesporófilos, cada um com 6-20 esporângios; 
Araucaria angustifolia – pinheiro-brasileiro, pinheiro-do-Paraná 
A. Schneider 
Araucaria angustifolia 
Venda do pinhão diretamente 
ao consumidor 
Uso culinário em pratos típicos: “entrevero” ou pinhão cozinho com sal 
Araucaria araucana (Chile) 
PODOCARPACEAE 
 Plantas dióicas; 
 Resinosas; 
 Folhas simples, lanceoladas em espiral; 
 Estróbilo ♂: amentilhos numerosos, com 2 esporângios em cada esporófilo; 
 Estrutura ♀ : isoladas ou aos pares ou em grupos de 3; 
Escamas (megaesporófilo) com 1 rudimento, modificadas em uma estrutura 
suculenta – epimácio; 
Nativa do Hemisfério Sul 
 
 17 gêneros e cerca de 170 spp. 
 
 No Brasil temos representantes nativos de Podocarpus e Retrophyllum 
Podocarpus lambertii Klotzsch, P. sellowii Klotzsch e Retrophyllum piresii 
(Silba) C.N. Page 
Podocarpus macrophyllus 
Podocarpus matudae 
epimácio 
Podocarpus costalis 
♂ 
♀ 
semente 
A. Schneider 
Podocarpus lambertii 
CUPRESSACEAE 
 Plantas monóicas ou dióicas (Juniperus); 
 Folhas escamiformes, simples, oposta ou alternas distribuídas por todo o caule; 
 Estróbilo ♂: amentilhos; 2-10 microsporângios na face abaxial da escama; 
 Estróbilo ♀ : estróblio com ráquis ou eixo encurtado e os macrosporófilos 
alaragados e achatados; 1-20 rudimentos na face adaxial da escama; 
 Sementes geralmente 2-aladas; 
 Árvores e arbustos, com folhas aromáticas; 
Família cosmopolita 
 
 29-32 gêneros com aproximadamente 130 espécies; 
 
 Juniperus (ca. 68 spp.); Cupressus (14 spp.); Thuja (5); Sequoia (1), 
Sequoiadendron (1) 
Estróbilos femininos 
Estróbilos masculinos 
Cupressus sempervirens 
(cipreste) 
Sequoiadendron giganteum 
megastróbilo 
Cupressus lusitanica (cipreste-mexicano) 
Juniperus communis (zimbro) 
Thuja occidentalis 
(tuia) 
GNETOPHYTA 
 Grupo muito importante pois apresenta características de Gimnospermas 
 (sementes nuas) e de Angiospermas (elementos de vaso e dupla fecundação); 
alguns pesquisadores consideram 
grupo irmão das Angiospermas 
não homólogos 
outras linhas refutam esta teoria 
Importante: apresentam rudimentos seminais com dois integumentos 
Desenvolvimento do megagametófito 
Gnetophyta 
•O desenvolvimento de elementos de vaso, a dupla fecundação e a presença 
de duplo integumento em Gnetophyta apresentam ontogenia diferente daquela 
encontrada nas Angiospermas; 
 
•Gnetum e Welwitschia não apresentam formação de arquegônio. 
 
•O processo de fecundação em Gnetophyta é mais rápido do que em outras 
Gimnospermas, podendo ocorrer em poucas horas. 
 
•A dupla fecundação em Gnetophyta não forma tecido triplóide. Na verdade não 
resulta em uma produção celular expressiva. 
 
•Nas sementes de Gimnospermas o tecido que armazena energia é haplóide e 
não triplóide como acontece em Angiospermas. 
Características 
Gnetophyta 
EPHEDRACEAE 
 Arbustos, podendo ser trepadoras; 
 Folhas opostas, 2 reduzidas à escamas; 
Ephedra tweediana – nativa no Brasil 
 Caule articulado, sulcado e fotossintetizante; 
 Plantas dióicas; 
 Algumas apresentam microsporófilos sobre um pedúnculo, lembrando ESTAME; 
 2 rudimento por estróbilo feminino (raro 1); 
 Com gota de polinização 
Familia monogenérica, distribuída em regiões temperadas de todo o globo, com 
exceção da Austrália. 
 
 Ephedra: 45 spp. 
R. Lüdtke Ephedra tweediana 
Ephedra tweediana 
GNETACEAE 
 Família monogenérica: Gnetum com 30 spp., basicamente tropicais; 
 Árvores e trepadeiras (lianas), geralmente dióicas; 
 Folhas desenvolvidas, grandes e coriáceas com nervação reticulada; 
 Microsporangióforos geralmente com dois microsporângios; 
Megasporófilos com um único óvulo; 
Sementes com sarcotesta carnosa e colorida. 
Gnetum leyboldii 
Gnetum no Brasil 
Gnetum gnemon 
feminino masculino 
Exemplo: 
WELWITSCHIACEAE 
 Família monogenérica e monoespecífica, originária da África; 
Welwitschia mirabilis (tumboa) – deserto da Namíbia e Angola 
 Planta dióica; 
 Duas folhas opostas e cotiledonares; 
 Pode viver 2000 anos; 
 maior parte do caule é subterrâneo; 
Welwitschia mirabilis 
Estróbilos femininos 
Welwitschia mirabilis 
Estróbilos masculinos Indivíduo jovem 
Indivíduo jovem 
Welwitschia mirabilis