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0 Advendo Zacarias Anabela António David Eleutério João Essumaila Ali Reprodução Sexuada nas Plantas (Licenciatura em Ensino de Química, com Habilitações em Ensino de Biologia) Universidade Rovuma Nampula 2020 1 Advendo Zacarias Anabela António David Eleutério João Essumaila Ali Reprodução Sexuada nas Plantas Seminário de Carácter Avaliativo Referente a Cadeira de Botânica Geral a Ser Apresentado na Faculdade de Ciências Naturais, Matemática e Estatísticas, Orientado Pela Docente: MSc. Gizela Guibunda Jossamo Universidade Rovuma Nampula 2020 2 Índice Introdução ........................................................................................................................................ 3 1. Reprodução Sexuada nas Plantas ................................................................................................. 4 Tipos de Gâmetas ............................................................................................................................. 5 1.1. Reprodução das Briófitas .......................................................................................................... 5 1.2. Reprodução das Pteridófitas ..................................................................................................... 6 1.3. Reprodução das Gimnospermas ................................................................................................ 8 1.4. Reprodução Sexuada de Angiospermas .................................................................................... 9 1.4.1. Polinização e Fecundação ...................................................................................................... 9 1.5. Vantagens da reprodução sexuada nas plantas ....................................................................... 11 1.6. Desvantagem da Reprodução Sexuada ................................................................................... 11 2. Conclusão ................................................................................................................................... 12 Bibliografia .................................................................................................................................... 13 3 Introdução Uma etapa fundamental para garantir a perpetuação das diferentes espécies de plantas existentes na Terra é a reprodução. As plantas possuem duas formas de reprodução: a sexuada e a assexuada. A reprodução sexuada envolve a recombinação genética e a união de dois gâmetas, o que garante a variabilidade genética na espécie. Já a reprodução assexuada é quando partes de uma mesma planta originam outro indivíduo idêntico entre si, formando o que se chama de clone. A reprodução sexuada efectua-se quando ocorre uma transferência dos grãos de pólen para o sistema reprodutor das plantas, ocorrendo a polinização. Os agentes responsáveis pelo transporte dos grãos de pólen são tanto abióticos como bióticos. A reprodução sexuada está relacionada com a meiose e a fecundação. A reprodução sexuada proporciona uma grande variabilidade de características na descendência. 4 1. Reprodução Sexuada nas Plantas Reprodução é capacidade de produzir novos indivíduos é uma das características básicas dos seres vivos. Os órgãos reprodutores ou as estruturas onde se produzem os gâmetas, nas plantas, são designados por gametângios, e como tal, existem gametângios femininos e masculinos. Os gametângios masculinos são designados por estames e os gametângios femininos são designados por carpelos. Os estames são constituídos por anteras e filetes e os carpelos são constituídos por o estigma, o estilete e os ovários. As anteras são constituídas por tubos polínicos que produzem os gâmetas masculinos – os grãos de pólen; Os ovários produzem os gâmetas femininos – os óvulos. A reprodução sexuada efectua-se quando ocorre uma transferência dos grãos de pólen para o sistema reprodutor das plantas (mais propriamente no estigma), ocorrendo a polinização. A polinização pode ser directa ou cruzada. A polinização é directa, se se verificar que os grãos de pólen caem sobre o estigma da própria planta. (isto só é possível em plantas hermafroditas, que possuem os dois gametângios); A polinização é cruzada quando se verifica que os grãos de pólen caem sobre o estigma de outras plantas. Os agentes responsáveis pelo transporte dos grãos de pólen são tanto abióticos (factores ambientais) como bióticos (seres vivos). A reprodução sexuada envolve a fusão de dois gâmetas (masculino e feminino), processo que se denomina por fecundação. Os gâmetas são células haplóides que se formam nas gónadas por meiose. Quando se dá a fecundação, também ocorre outro fenómeno - a cariogamia – que consiste na fusão dos núcleos dos dois gâmetas. Depois que estes processos ocorrerem, forma-se o ovo ou zigoto que, por mitoses sucessivas, vai originar um novo indivíduo. A reprodução sexuada está relacionada com a meiose e a fecundação. Por meiose, o número diplóide de cromossomas é reduzido à metade (n – haplóide), e pela fecundação restabelece-se o número 2n (diplóide) típico da espécie (RAVEN, et. all., 2007). 5 Nas plantas, este tipo de reprodução está relacionado com o fenómeno de alternância de gerações, ou seja, ao longo do seu ciclo de vida, a planta passa por uma fase haplóide, denominada de gametófito (n), que se alterna com a geração diplóide, conhecida como esporófita (2n). A produção de gâmetas está localizada no gametófito, onde o gâmeta masculino se une ao gâmeta feminino para formar o zigoto, que dará origem ao esporófito. Através da meiose, o esporófito produz os esporos, que irão originar novos gametófitos, completando o ciclo. Detalhes na alternância de gerações contribui para definir os principais grupos de plantas (BOSCHILIA, 2006). Tipos de Gâmetas Os gâmetas são células haplóides, ou seja, têm apenas um conjunto de cromossomas. Os órgãos onde são produzidos os gâmetas chamam-se gametângios. Os gâmetas podem ser classificados de acordo com a morfologia e comportamento: Isogamia: gâmetas iguais nas formas e nos comportamentos geralmente flagelados, que são libertados para o meio, onde ocorre a fecundação; Anisogamia: gâmetas morfologicamente diferentes, sendo o feminino maior, em que ambos são libertados para o meio, existindo fecundação externa; Heterogamia: os gâmetas são iguais no comportamento e diferentes na forma; Oogamia: os gâmetas são diferentes na forma e no comportamento. Caso particular da anisogamia ocorre quando o gâmeta feminino é tão grande que se torna imóvel, enquanto o masculino é pequeno e móvel. Neste caso a fecundação é interna, no interior do gametângio feminino (RAVEN, et. all., 2007). 1.1. Reprodução das Briófitas Nas briófitas, a geração dominante é a gametófita. Ao germinarem no solo, os esporos produzem os gametófitos, que geralmente apresentam arquegónios (local de produção dos gametas femininos) e anterídios (local de produção dos gametas masculinos) na região apical. O gâmeta feminino é denominado oosfera, já os anterozóides são os gâmetas masculinos flagelados. Os gâmetas são gerados por mitose e são haplóides, assim como os gametófitos. Após eventos de chuva ou garoa, pode acontecer a fecundação. 6 A gota de água que atinge o ápice do gametófito masculino lança os anterozóides para fora da planta e, ao caírem sobre o gametófito feminino, nadam até a oosfera, ocorrendo a fecundação e originando o zigoto. Os esporos são formadospor meiose em uma estrutura conhecida como cápsula. Com a abertura da cápsula ocorre a libertação dos esporos, que germinam ao caírem no solo, originando o gametófito. Este cresce e amadurece, reiniciando o ciclo de vida dos musgos (CARVALHO, 2019) Fig. 1. Ciclo reprodutivo de um musgo fonte: (LOPES, 2004). 1.2. Reprodução das Pteridófitas A maioria das espécies de pteridófitas, ao atingir a maturidade sexual, desenvolve estruturas chamada soros, localizados na face inferior de suas folhas. Nos soros ficam abrigados os esporângios, dentro dos quais há células que sofrem meiose e originam esporos. Ao cair sobre um local húmido, um esporo se desenvolve em uma plantinha haplóide, achatada e em forma de coração (cordiforme), denominada prótalo. O prótalo é um gametófito hermafrodita que apresenta estruturas reprodutivas masculinas, os anterídios, e femininas, os arquegónios. Nos anterídios formam-se os anterozóides, e em cada arquegónio forma-se uma oosfera. 7 Fig. 2. Estrutura de um Prótalo (AMABIS & MARTHO, 2009, p. 119). Quando maduros, os anterídios libertam os anterozóides. Com ajuda de água, eles nadam sobre a superfície humedecida do prótalo até ao arquegónio, onde um deles fecunda a oosfera. O zigoto se desenvolve no interior do arquegónio, originando uma plantinha diplóide, o esporófito. Fig. 3. Ciclo reprodutivo de uma pteridófita (Samambaia) (Idem, p. 119). 8 1.3. Reprodução das Gimnospermas Na maioria das gimnospermas, os gâmetas são produzidos no interior de estróbilos ou pinhas. O estróbilo masculino forma os grãos de pólen e o feminino forma os óvulos. As sementes das gimnospermas são produzidas quando um gametófito masculino (haplóide) imaturo, protegido pelo grão de pólen é transportado pelo vento e atinge o gametófito feminino, um óvulo. Lentamente, o gametófito masculino inicia seu amadurecimento, formando o tubo polínico e realizando uma divisão que dá origem a uma célula estéril e uma célula gametogénica. Em seguida, a célula gametogénica divide-se, produzindo dois gâmetas masculinos. Especialmente entre os Pinus, 15 meses após o gametófito masculino ter penetrado no óvulo, o tubo polínico contendo os dois gâmetas, alcança a oosfera e um deles funde-se a ela, promovendo sua fertilização. Após esse evento, o outro gâmeta masculino é degenerado (BOSCHILIA, 2006). Com a fecundação, o óvulo amadurece e transforma-se em uma semente ou pinhão. As sementes da maioria das gimnospermas apresentam além do embrião, substâncias nutritivas e tegumento. Figure 4. Ciclo reprodutivo de uma Gimnosperma (Pinheiro) (AMABIS & MARTHO, 2009, p. 136) 9 1.4. Reprodução Sexuada de Angiospermas Nas angiospermas os elementos relacionados com reprodução sexuada encontram-se reunidos nas flores. As flores completas são formadas por pedicelo ou pedúnculo e um receptáculo, onde se inserem os verticilos florais (LOPES, 2004, p. 223). O gametófito (n) é extremamente reduzido, com a vida transitória e dependente do esporófito. O gametófito representa uma pequena etapa no processo da reprodução (formação da semente). O grão de pólen armazena no seu interior um núcleo vegetativo e um núcleo reprodutivo (ambos haplóides). O óvulo é o megasporângio – apresenta em seu interior a célula-mãe do megásporo (2N). Esta sofre meiose e origina quatro células: três degeneram e apenas uma torna-se funcional. A célula funcional cresce e seu núcleo haplóide sofre três mitoses sucessivas, originando oito núcleos haplóides. Três delas localizam-se próximo a uma abertura do óvulo denominada micrópila. Uma fica no centro e é a oosfera (gameta feminino); as outras duas posicionam-se uma de cada lado da oosfera e recebem o nome de sinérgides. No lado oposto à micrópila do óvulo ficam três outras, denominadas antípodas. E, na região central do óvulo, ficam as duas restantes, denominadas núcleos polares. A parte interna do óvulo, que armazena os oito núcleos haplóides, recebe o nome de saco embrionário, constituindo o gametófito feminino das angiospermas (BOSCHILIA, 2006). 1.4.1. Polinização e Fecundação Polinização: consiste no transporte do grão de pólen da antera do androceu ao estigma do gineceu. A polinização pode ser natural ou artificial. A polinização entre flores diferentes pode ocorrer por vários agentes polinizadores, tais como: Vento: anemofilia; Insectos: entomofilia; Pássaros: ornitofilia; Água: hidrofilia; Morcego: quiropterofilia; Homem: (antropofilia), que é a polinização artificial (BOSCHILIA, 2006). 10 Após a polinização, inicia-se a germinação do grão de pólen: forma-se o tubo polínico, que leva até o gametófito feminino duas células espermáticas. Uma delas une-se à oosfera, formando o zigoto, que por várias divisões mitóticas, dá origem ao embrião. A outra une-se a dois núcleos n do gametófito feminino (núcleos polares), formando um núcleo 3n, que dará origem a um tecido nutritivo chamado endosperma. Fala-se então, em dupla fecundação, uma característica exclusiva das angiospermas. Com o desenvolvimento do embrião, os tecidos do óvulo tornam-se desidratados e impermeáveis, e a estrutura toda passa a ser denominada semente. Assim, a semente nada mais é que óvulo desenvolvido após a fecundação. Ao germinar, a semente dá origem à planta jovem, que por sua vez origina a planta adulta (LOPES, 2004). Figure 5 Ciclo reprodutivo de uma Angiosperma (AMABIS & MARTHO, 2009, p. 141) 11 1.5. Vantagens da Reprodução Sexuada nas Plantas A reprodução sexuada proporciona uma grande variabilidade de características na descendência o que permite as espécies não só mais capacidade de sobrevivência, no caso de haver mudanças de ambiente mais como também permite evolução das espécies para novas formas. De realçar que as espécies sexuadas são mais variáveis, logo um mínimo de tipos genéticos de uma mesma população podem adaptar-se as diferentes condições flutuantes provendo uma chances maior para a continuação da população. Em geral, as espécies sexuadas são melhores adaptadas a ambientes novos e sob influência de mudanças brutas (CARVALHO, 2019). 1.6. Desvantagem da Reprodução Sexuada A reproducao sexuada é um processo lento com enorme dispêndio de energia tanto na formação de esporos como no processo que desencadeiam a fecundação. A outra desvantagem da reprodução sexuada é que ocorre a diluição das características parentais entre os descendentes que acarretará uma perda de homogeneidade. Contudo, há chances de que, nesta diluição, ameaças parasitárias ou no próprio material genético dos progenitores seja superada (BOSCHILIA, 2006). 12 2. Conclusão Em jeito de desfecho do presente trabalho, percebe-se que apesar das vantagens da reprodução sexuada, existe algumas desvantagens deste processo de processo de reprodução A desvantagem da reprodução sexuada, é que ocorrerá "diluição" das características parentais entre os descendentes que acarretará uma perda de homogeneidade. Percebe-se também que a meiose permite que o número de cromossomas se mantenha após a fecundação. 13 Bibliografia AMABIS, J. M., & MARTHO, G. R. Biologia dos Organismo: A diversidade dos Seres Vivos., São Paulo: Moderna., 2009. BOSCHILIA, C. Biologia: Teoria e Prática. São Paulo: Rideel. 2006. CARVALHO, C. P. Infoescola. Obtido em 20 de 03 de 2020, de Infoescola.br: https://www.infoescola.com/biologia/reproducao-das-plantas/ 14 de 07 de 2019. LOPES, S. BIO: Volume Único (1 ed.). São Paulo: Saraiva, 2004. RAVEN, P., et. all. Biologia Vegetal. 7ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 830 p S.E. 2007. https://www.infoescola.com/biologia/reproducao-das-plantas/
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