As plantas com sementes Parte I: Gimnospermas

SLC0622 – Biologia III

2017

(gr. phanerós, aparente, visível; gamos, casamento) Apareceram há pelo menos 365 milhões de anos

Fanerógama → vegetal com “flor”

órgãos de reprodução nitidamente visíveis

também são conhecidas como espermatófitas

produzem sementes

Espermatófitas = gimnospermas + angiospermas

"Idade das Sementes" = maior avanço evolutivo vegetal

Qual a razão de tamanho sucesso?

1) As sementes têm estrutura multicelular. 2) As sementes contém um suprimento alimentar para

o embrião; 3) As sementes são protegidas por uma "capa"

resistente (tegumento).

Gimnospermas e Angiospermas

Todas possuem: ü tecidos vasculares; ü alternância de gerações; ü são heterosporadas:

produzem esporos masc. e fem. diferentes

micrósporos e megásporos (em microsporângio e em megasporângios)

AS GIMNOSPERMAS Gymnospermae = “semente nua”

~840 sp atuais distribuídas em 4 filos óvulos e sementes ficam expostos na superfície dos

esporófilos ou de estruturas análogas.

incluem: •  > em termos de volume: Sequóias gigantes •  > em altura: Sequoia sempervirens (Redwood) [Norte da

Califórnia ao Sul do Oregon - USA ], ~120m, 11m ∅ caule

•  > longevidade: Pinus longaeva ~5.000 anos; Sequoiadendrum giganteum: ~3000 anos.

Espécie mais velha vivente está em White Mountains of California, com 5.060 anos

Pinus longaeva

Sequoiadendron giganteum wood Natural History Museum of London

http://commons.wikimedia.org/wiki/

Sequoia sempervirens: as mais altas!

Aparecem na costa litorânea da Califórnia

Sequoiadendron: maior volume

Vantagens evolutivas das gimnospermas em relação às pteridófitas:

1. A água não é necessária para transportar o gameta masculino

O gametófito masculino imaturo (grão de pólen)

POLINIZAÇÃO

transporta-se para as proximidades do gametófito feminino

Vantagens evolutivas em relação às pteridófitas:

2. Após a polinização: gametófito masculino

tubo polínico

gametas masculinos chegam ao

arquegônio

Fecundação

Obs. Plantas com sementes não

formam anterídeos 1 asa

3 tubo polínico 4 núcleo do tubo

2 cél. geradora

Filo Coniferophyta

A classe mais significativa das gimnospermas atuais, (~630 espécies)

ü Plantas vasculares mais altas A reprodução é totalmente adaptada à vida

terrestre!

Filo Coniferophyta Família Pinaceae

Pinus Folhas aciculares Ciclo de vida de ~2 anos

Pinus, estróbilos masculinos

microsporângios

Pinus, estróbilos femininos em diferentes estágios

Cada megasporângio contém um único megasporócito que sofrerá meiose originando 4

megásporos, dos quais apenas um será funcional.

Pinus, estróbilos femininos

Nas plantas com sementes:

O gametófito fem. (megagametófito) é retido no megasporângio carnoso (NUCELO)

O megasporângio é envolvido por tegumentos:

megasporângio(2n) + megagametófito(n)+ tegumentos (2n)

ÓVULO

óvulo micrópila Integumentos Megasporângio Arquegônio (n)

Gametófito feminino (n)

2n

Alguns eventos que levaram a evolução do óvulo:

- Retenção dos megásporos no interior do megasporângio;

- Redução de megásporos (um único funcional)

- Formação do megagametófito no interior do megásporo, retido no megasporângio;

- Tegumento recobrindo o megasporângio (exceto a micrópila)

Após a fecundação: óvulo→semente (óvulo maduro) tegumentos→ testa da semente

A água não é mais necessária p/ o transporte

do gameta masculino

O gametófito masc. imaturo (grão de pólen) é transferido

POLINIZAÇÃO

Libe

raçã

o do

pól

en

Pinus

Polinização

Grãos de pólen

Coniferophyta Família Taxaceae

mais primitivas ü um óvulo solitário cresce num estróbilo

reduzido ü sementes isoladas envoltas por arilo ü Uma só ordem: Taxales

Taxus

masculino

feminino

Exploração do taxol

Retirada da casca de Taxus. Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Paclitaxel#/media/

Fórmula do quimioterápico Paclitaxel (taxol), originalmente

extraído da casca de Taxus baccata

Coniferophyta Família Cupressaceae

Fóssil comum dos períodos Terciário e Cretáceo, mas ainda vivente.

Metasequoia glyptostroboides

Coniferophyta Família

Araucariaceae

Araucaria,

Horto Florestal, Campos do Jordão, SP.

Filo Cycadophyta (cicas)

Encephalartos

Zamia

Cycadophyta (cicas) • Grupo vegetal muito importante no passado. • Remanescentes com aparência semelhante às

palmeiras atuais. • A reprodução é similar a Pinus, mas a estrutura da

semente e óvulo são mais primitivos. • São plantas dióicas e contrastam:

gametas móveis, estrutura de folha X

sementes, tubo polínico e gametófitos reduzidos.

Planta Feminina = megaesporófito

óvulos

esporófilo

esporófilo

óvulo

Cyca, cones masculinos

Filo Ginkgophyta

Ginkgo biloba

Plantas dióicas http://commons.wikimedia.org/wiki/

Ginkgo no outono

Filo Gnetophyta Diferentes das demais gimnospermas ... • Tem mais de um envoltório no óvulo • Presença de elementos de vaso no xilema e ausência

de arquegônios em Gnetum e Welwitschia • Canais resiníferos são ausentes.

Há 3 gêneros atuais apenas (~70sp): Ephedra, Gnetum e Welwitschia

Welwitschia

♂ ♀

Welwitschia mirabilis

Gnetum