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CURSO TÉCNICO EM FARMÁCIA BIOLOGIA E FARMACOBOTANICA REPRODUÇÃO SEXUADA E ASSEXUADA DOS VEGETAIS - REINO PLANTAE Reprodução das Gimnospermas e Angiospermas SÃO PAULO MAIO/2017 Sumário 1. Introdução .......................................................................................................... 3 2. Reino Vegetal (Plantae) .................................................................................... 4 3. Gimnospermas ................................................................................................... 5 3.1 Reprodução das Gimnospermas ................................................................... 6 4. Angiospermas ..................................................................................................... 8 4.1 Classificação das Angiospermas .................................................................. 9 4.2 Reprodução das Angiospermas .................................................................. 10 4.3 Reprodução das Angiospermas Assexuada ............................................... 11 4.4 Reprodução das Angiospermas Sexuada .................................................... 13 5. Conclusão ......................................................................................................... 16 6. Bibliografia ....................................................................................................... 17 3 1. Introdução Na Biologia existem cinco reinos, são eles: Reino Animal, Reino Protista, Reino Vegetal (Plantae), Reino Monera e Reino dos Fungos (Fungi), porém será abordado na pesquisa o Reino Vegetal (Plantae). No Reino Vegetal (Plantae) são estudadas as plantas que tiveram origem no meio aquático e evidências comprovam que elas foram originadas de um grupo de algas pluricelulares (Algas Verdes/ Algas Vermelhas e Algas Pardas). Veja figura abaixo. Este reino engloba as plantas que não produzem sementes e flores que são as Criptógamas e as que produzem sementes, flores e frutos que são as Fanerógamas. Figura referente à evolução do Reino Vegetal/Plantae ao meio terrestre. 4 2. Reino Vegetal (Plantae) Conforme comentado na introdução o Reino Vegetal (Plantae) estuda as plantas que são classificadas em grupos. As Criptógamas (sem sementes/flores) e são dividas em 3 grupos: Talófitas (algas pluricelulares), Briótifas e Pteridófitas. As Fanerógamas (com sementes/flores/frutos) e são dividas em 2 grupos: Gimnospermas e as Angiospermas. É possível ver na figura abaixo com a evolução do Reino Vegetal (Plantae) e exemplo de planta referente a cada classificação dentro do grupo Na pesquisa será abordada a reprodução sexuada e assexuada da Gimnosperma e Angiosperma. Plantas que possuem sementes nuas, isto é, não ficam encerradas em frutos para fecundação e plantas onde a flor contém o óvulo para a fecundação. 5 3. Gimnospermas Quando falamos de gimnospermas ou haplodiplobionte no qual pertence ao grupo das coníferas o mais conhecido são os pinheiros. No pinheiro do Paraná (araucária angustifólia) usaremos como modelo para explicarmos a reprodução das gimnospermas. O grupo das Gimnospermas pode ser dividido em quatro filos, que são as Coniferophytas, mais conhecidas como coníferas, as Cycadophytas, que são as cicas, as Gnetophytas, popularmente conhecidas como gnetóficas, e as Ginkgophytas, que são as gincófitas. As plantas da família das gimnospermas possuem ramos reprodutivos que são chamados de estróbilos. Os estróbilos podem ser femininos ou masculinos e em algumas espécies apresenta os dois sexos juntos e em outras os sexos são separados, sendo assim, a que possui estróbilo masculino não possuem estróbilos femininos e vice versa. Veja figura abaixo. Figura: Pinheiro-do-paraná ou araucária. 6 3.1. Reprodução nas Gimnospermas Nas plantas Gimnospermas a reprodução se caracteriza por possuir o gametófito feminino imerso na estrutura do óvulo, que se encontra nos estróbilos ou cones (feminino ou masculino), conforme já explicado. No cone feminino existem esporângios no qual chamamos de óvulos que produzem megásporos e em cada óvulo existe apenas uma célula mãe de megásporo, diploide que se divide através da meiose originando quatro células: três pequenas que degeneram e a outra maior que se diferenciará no megasporo funcional. O megasporo não é liberado do óvulo para o meio, no qual é germinado dentro do próprio óvulo que se divide em diversas vezes por mitose e dando origem ao gametófito feminino que também pode ser chamado de megaprotalo, que amadurece e surgem os arquegônios e em cada uma oosfera (gameta feminino). Os estróbilos masculinos produzem os micrósporos por meio da meiose e inúmeros micrósporos se desenvolve no interior do saco polínico e cada micrósporo origina um gametófito masculino que chamamos também de grão de pólen (ou gametófito masculino jovem). O romper dos sacos polínicos libera inúmeros grãos de pólen, leves e dotados de duas expansões laterais, aladas, e são carregados pelo vento no qual podem atingir os óvulos que se encontra nos estróbilos femininos. O processo de transporte do grão de pólen representa os gametófitos masculinos, no qual acontece da seguinte forma: as diversas lojas de pólen racham em uma poeira de grãos é liberada e o vento tem o papel importante de espalha-los e leva-los de forma aleatória até os cones femininos, onde se encontra os óvulos prontos e contendo gametófitos femininos, por esse motivo chamamos de grão de pólen (polinização). Cada grão de pólen adere-se ao orifício existente no óvulo e durante cerca de um ano esse micropalato se desenvolve pelo interior do óvulo. Na parte interior do tubo polínico existem dois núcleos gaméticos que fecunda a oosfera e gera-se o zigoto (outro núcleo gamético degenera). Divide-se repetidamente por mitose o zigoto, acaba originando um embrião, que mergulha no tecido materno chamado gametófito feminino. Após ocorrer a fecundação e também formação do embrião o óvulo é convertido em semente, que possui uma estrutura de três componentes: a casa (integumento) um embrião e um tecido materno haploide, que passa a ser denominado endosperma. 7 Neste endosperma primário, acumulam-se substâncias de reservas no qual serão utilizadas pelo embrião durante a germinação e a dispersão das sementes ocorre de forma natural, sendo levada através do vento. Veja abaixo figura da reprodução. Resumindo, para se formar as sementes de gimnospermas é necessário: • O desenvolvimento de óvulos nos cones femininos • O desenvolvimento de grãos de pólen nos cones masculinos • Transporte de grãos de pólen (polinização) do local em que são produzidos até onde estão os óvulos. Interessante que na araucária a mesma história se repete, o que se difere são os sexos separados isto é, existe o pinheiro masculino (produtor de grãos de pólen) e o pinheiro feminino (produtor de óvulos). 8 Veja abaixo a figura com o ciclo resumido da reprodução. 4. Angiospermas A palavra angiosperma vem do grego angeios, que significa 'bolsa', e sperma, 'semente'. Essas plantas representam o grupo mais variado em número de espécies entre os componentes do Reino Vegetal (Plantae). As angiospermas são plantas da família das Fanerógamas e são as plantas mais complexas e diversas deste reino. Elas produzem raiz, caule, folha, flor, semente e fruto. Considerando essas estruturas, é possível perceber que, em relação às gimnospermas, as angiospermas apresentam duas "novidades": as flores e os frutos. Como o exemplo da flore o fruto do maracujá na figura abaixo. 9 E abaixo se pode ver a estrutura de uma planta da família das angiospermas. Estas plantas têm extrema importância na produção de matéria orgânica, bem como na alimentação e nas indústrias farmacêutica, têxtil e madeireira. 4.1. Classificação das Angiospermas As angiospermas são classificadas em: Monocotiledôneas e Dicotiledôneas. Monocotiledôneas: são plantas cuja principal característica é a manifestação de apenas um cotilédone compondo a semente. Essas plantas possuem flores trímeras que são compostas por três elementos (3 pétalas, 3 sépalas e 3 estames) ou múltiplos, os frutos têm três lojas (ou múltiplos), sua raiz é fasciculada, ou seja, em formato de cabeleira, a estrutura interna do caule é marcada pela presença de feixes vasculares espalhados e as folhas possuem nervuras que formam feixes paralelos e são chamados de paralelinérveas. Exemplos: ervilha, cebola, grama. Dicotiledôneas: são plantas que possuem dois ou mais cotilédones envolvidos pela semente e estão associados com a nutrição do embrião. Essas plantas possuem raízes pivotantes (raiz com eixo principal), as flores podem ser tetrâmeras (quatro) ou pentâmeras (cinco) pétalas e sépalas, os frutos possuem 4 ou 5 lojas (múltiplos), a estrutura interna do caule é composta por feixes vasculares, distribuídos ao redor de um cilindro central e suas folhas são reticuladas (nervura das folhas em rede). Exemplos: louro, abacateiro, canela, magnólia. 10 A figura abaixo mostra a diferença entre as monocotiledôneas e as dicotiledôneas. 4.2. Reprodução das Angiospermas As angiospermas são plantas que têm a capacidade de se reproduzir sexuada e assexuadamente e o seu aparelho de reprodução é a flor, sendo que elas podem ser unissexuadas (tendo 1 órgão reprodutor, como o masculino ou feminino) ou hermafroditas ( tendo 2 órgãos reprodutores em uma única flor). Na flor temos a parte masculina que é o conjunto dos estames. Os estames são folhas modificadas, ou esporofilos, pois sustentam esporângios. São constituídas por um filete que é corresponde ao pecíolo da folha e pela antera que corresponde ao limbo da folha. E parte feminina da flor, é o conjunto de carpelos. Cada carpelo, ou esporofilo feminino, é constituído por uma zona alargada oca inferior designada ovário, dado que contém óvulos. Após a fecundação, as paredes do ovário formam o fruto. O carpelo prolonga-se por uma zona estreita, o estilete, e termina numa zona alargada que recebe os grãos de pólen, 11 designada estigma. Geralmente o estigma é mais alto que as anteras, de modo a dificultar a autopolinização. Podemos ver abaixo a figura de uma flor hermafrodita e as partes de sua estrutura. Pendulo: Eixo de sustentação Receptáculo: Dilatação do pendulo Cálice: Formado pelo conjunto de sépalas (proteção) e tem a função de proteger o botão floral (fase em que a flor ainda não se abriu). Corola: Formado pelo conjunto de pétalas, que podem apresentar várias cores, tem função de atrair os agentes polinizadores Androceu: Formado pelos estames, que constituem o sistema reprodutor masculino Gineceu: Formado pelo pistilo ou carpelo, que constitui o sistema reprodutor feminino. 4.3. Reprodução das Angiospermas Assexuada Nas plantas angiospermas chamamos de propagação vegetativa a reprodução assexuada. Esta propagação vegetativa é utilizada para meios comercial pelos seres humanos. A partir das gemas ou dos botões vegetativos dos caules e das folhas das angiospermas, podemos originar novas plantas, como é o caso do caule tipo estolho (presente no morangueiro e na grama), que origina novos pés de planta. Quando esses caules se quebram, espontânea ou propositalmente, as plantas ficam independentes, o que constitui uma forma de reprodução assexuada. 12 A partir desse princípio, são utilizadas por agricultores algumas técnicas de propagação vegetativa que não ocorrem espontaneamente na natureza. Citaremos algumas delas. Estaquia: é uma técnica em que pedaços de ramos que contêm gemas, são enterrados em solo úmido. A parte que foi enterrada na terra irá germina, dando origem a outra planta nova. Veja exemplo do método na figura abaixo. Mergulhia: nessa técnica, uma parte da planta é dobrada e enterrada ao solo. Quando a parte que estava enterrada já estiver com as raízes grandes o suficiente para manter a nova planta, esse ramo é cortado da planta original. Veja a figura abaixo. Alporquia: é uma variação da mergulhia. Nessa técnica, é feito um corte parcial no ramo e esse corte é envolvido com terra úmida, que é mantida presa por um pedaço de plástico ou tecido. O corte feito na planta, em contato com a terra úmida, desenvolverá raízes, dando origem à outra planta. 13 Veja exemplo do método na figura abaixo. Enxertia: é uma técnica muito antiga e muito utilizada em árvores frutíferas, sendo, depois da estaquia, uma das técnicas mais utilizadas para a propagação de vegetais. Nessa técnica, uma parte da planta que se quer propagar, chamada de cavaleiro ou enxerto, deverá ser implantada em outra planta que já está enraizada e que é chamada de cavalo ou porta-enxerto. Veja exemplo do método na figura abaixo. Outro método atual é a alteração do material genético de plantas para o interesse comercial por meio de técnicas especiais que integram a chamada Engenharia genética ou tecnologia do DNA recombinante. Nesses casos, introduzem-se nas células das plantas trechos da molécula de DNA de outros organismos, como bactérias. Esses trechos são incorporados ao DNA da planta, que fica alterada geneticamente: são as plantas transgênicas. 4.4. Reprodução das Angiospermas Sexuada As estruturas que participam da reprodução sexuada das angiospermas são as flores que são formadas por um pedúnculo e um receptáculo onde se inserem os verticilos florais e são 14 eles: o cálice (formado pelas sépalas) e a corola (formada pelas pétalas) e os dois verticilos férteis, o androceu (formado pelos estames) e o gineceu (formado pelos carpelos). O androceu ou verticilo “masculino” é formado pelos estames (microsporófilos), folhas modificadas que produzem os microsporângios ou sacos polínicos que são encarregados de produzir os micrósporos, produtos imediatos da meiose; estes por sua vez são transformados em grãos de pólen que contém o microgametófito (gametófito masculino no seu interior). O gineceu é a parte “feminina” da flor e é formado pelos pistilos (unidade do gineceu) que por sua vez é formado por folhas profundamente modificadas, os carpelos (megasporófilos) que produzem os óvulos (megasporângios), que contêm os megásporos. Veja figura abaixo. Assim no interior dos microsporângios encontram-se as células-mãe de micrósporos (2n). O núcleo de cada micrósporo sofre mitose e forma um núcleo vegetativo e outro reprodutivo e nesta fase, torna-se o grão de pólen (gametófito masculino). E no interior dos óvulos ou megasporângios encontra-se a célula-mãe de megáporo (2n). Esta célula-mãe sofre meiose dando origem a quatro megásporos haplóides. Destas, três sofrem divisões nucleares nas quais surgem os gametófitos femininos chamados de saco embrionário. Quando as estruturas multicelulares (gametófitos) que são originadas a partir das fases haplóide (n) e diploides (2n) encontram-se maduros o processo reprodutivo depende de algumas etapas. A etapa inicial é a polinização que é o transporte de grãos de pólen de uma flor para outra, ou para o seu próprio estigma. Existem alguns tipos de polinização como: a Anemofilia (ocorre através do vento), a Entomofilia (através de insetos), a Ornitofilia (através das aves) e a Quiropterofilia (através de morcegos). 15 E é através deste processo que as flores se reproduzem quando ocorre oencontro do grão de pólen com a parte feminina de uma flor (gineceu). Quando o pólen chega ao estigma, inicia a formação do tubo polínico, que cresce em direção à micrópila do óvulo. O tubo polínico possui os núcleos vegetativo e reprodutivo. O primeiro orienta o crescimento do tubo e depois degenera; e o segundo se divide formando outros dois núcleos espermáticos. Quando inicia a fertilização, o núcleo vegetativo já foi degenerado e os espermáticos adentram o óvulo. Um núcleo (n) fertiliza a oosfera (n) e forma um zigoto. O segundo núcleo fusiona-se com os núcleos polares e forma o endosperma (3n). O endosperma será responsável por nutrir o embrião. O óvulo desenvolve-se e forma a semente e o ovário transforma-se no fruto que, quando disperso e em condições favoráveis permite o desenvolvimento do embrião e o surgimento de uma nova planta. Veja na figura abaixo o processo. 16 5 – Conclusão Identificamos que o Reino Vegetal (Plantae) é de extrema importância para os seres humanos, animais e tudo que tem vida quando o assunto é a respeito de reprodução. Na Gimnosperma e Angiosperma a forma de reprodução é diferenciada, pois em relação à gimnosperma a fecundação se dá por meio da polinização, ocasionada através do vento que transporta o grão de pólen até o óvulo, onde possui um tubo polínico que conduz o núcleo espermático até a fecundação da oosfera, assim o zigoto é formado e após este processo dividindo-se por meio de mitose e é gerado o embrião que ao desenvolver-se, gera um novo esporófito com uma radícula, caulículo e gêmulas. Assim podemos citar que a reprodução da Gimnosperma é essencial no dia a dia do ser humano, como por exemplo, a utilização de madeiras para fabricação de móveis, a semente do pinhão que é alimento e dentre varias outras utilidades. Em relação à Angiosperma temos o processo de reprodução assexuada e sexuada. O processo de reprodução assexuada das angiospermas colabora muito com o interesse comercial devido ser possível utilizar alguns métodos como: a Estaquia, Alporquia, Mergulhia, Enxertia e também o método mais atual que é o da alteração do material genético (plantas transgênicas). A reprodução assexuada que é conhecida como propagação vegetativa e muito utilizada pelos agricultores que auxilia na padronização do plantio, colaborando assim na qualidade do alimento a ser adquirido pelo consumidor. Na sexuada entendemos que o processo torna-se mais complexo, pois ocorre a meiose e a mitose. Esta reprodução acontece pela polinização que pode ocorrer através do vento, dos insetos, das aves e animais noturnos. Entendemos que a flor é o aparelho principal na reprodução, por ter toda a estrutura para que ocorra a fecundação e a germinação de uma nova planta. As plantas das angiospermas tem um papel importante devido à utilização em vários setores como: Indústria Farmacêutica (perfumes, remédios, cosméticos, dermacosméticos, etc), Indústria Alimentícia (legumes, frutas, verduras e outros), Indústria Têxtil (algodão, linho, etc), Indústria Madeireira ( ipê, imbuia, etc) e muitos outros. Sendo assim, concluímos a Gimnospermas e Angiospermas são plantas essenciais para o planeta terra e os seres. 17 6- Bibliografia Livro UZUNIAN, A., & BIRNER, E. (2002). Biologia 2. São Paulo: Ed. HARBRA, volume 1, pg 450 a 516 Sites Fonte: Sou de biológicas, 18/04/2017 http://soudebiologicas.blogspot.com.br/2016/03/resumo-reino-plantae.html Fonte: Só Biologia, 18 e 20/04/2017 http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos4/angiospermas.php http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos4/biogimnospermas.php Fonte: Biologia resumo para vestibular, 18/04/2017 http://biologia.resumoparavestibular.com.br/search?q=angiospermas Fonte: Flores Cultura Mix, 20/04/2017 http://flores.culturamix.com/informacoes/monocotiledoneas-e-dicotiledoneas Fonte: Alunos Online, 20/04/2017 http://alunosonline.uol.com.br/biologia/reproducao-assexuada-nas-angiospermas.html Fonte: Portal São Francisco, 20/04/2017 http://www.portalsaofrancisco.com.br/biologia/angiospermas Fonte: Linkedin ANGIOSPERMAS Prof. Msc. Luiz Alessandro da Silva, 20/04/2017 https://www.slideshare.net/luizalessandro75/aula-10-angiospermaspptx Fonte: Linkedin ANGIOSPERMAS Prof. Jocimar Araújo, 20/04/2017 https://www.slideshare.net/JocimarAraujo2/reproduo-sexuada-e-assexuada Fonte: Busca Escolar , 22/04/2017 http://www.buscaescolar.com/biologia/reino-plantae/6/ http://soudebiologicas.blogspot.com.br/2016/03/resumo-reino-plantae.html http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos4/angiospermas.php http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos4/biogimnospermas.php http://biologia.resumoparavestibular.com.br/search?q=angiospermas http://flores.culturamix.com/informacoes/monocotiledoneas-e-dicotiledoneas http://alunosonline.uol.com.br/biologia/reproducao-assexuada-nas-angiospermas.html http://www.portalsaofrancisco.com.br/biologia/angiospermas https://www.slideshare.net/luizalessandro75/aula-10-angiospermaspptx https://www.slideshare.net/JocimarAraujo2/reproduo-sexuada-e-assexuada http://www.buscaescolar.com/biologia/reino-plantae/6/