Quais características diferenciam as gimnospermas das pteridófitas?

Índice

Introdução

As gimnospermas são plantas vasculares que surgiram possivelmente a partir das pteridófitas. Sua principal característica é a presença de sementes, além da independência de água para reprodução. Suas sementes podem ser comumente chamadas de “sementes nuas” já que não estão dentro de um fruto. 

Geralmente ocupam locais mais frios ou temperados. Os representantes mais comuns das gimnospermas são os pinheiros, sequóias e araucárias.

As gimnospermas possuem certo valor comercial devido à extração madeireira, mas também são muito utilizadas como plantas ornamentais como os pinheiros domésticos.

São divididas em quatro grupos:conipherophyta, cycadophyta, ginkgophyta, e gnetophyta, sendo o mais comum o grupo das coníferas (conipherophyta), chamadas assim pelo formato de cone das suas estruturas reprodutivas.

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Grupos das gimnospermas

Atualmente as gimnospermas estão classificadas em quatro diferentes grupos: Coniferophyta, Cycadophyta, Gnetophyta e Ginkgophyta. 

Cycadophyta (as Cycas e Encephalartos)

As coníferas constituem o grupo mais importante e numeroso das gimnospermas atuais, apresentando cerca de 70 gêneros e 600 espécies. O nome “conífera” é devido a presença de sementes agrupadas em uma estrutura especializada denominada estróbilo, que em geral tem formato de cone.

No grupo das Cycas encontramos plantas que se assemelham a palmeiras, devido a presença de caule lenhoso único, não ramificado, com feixe de folhas no ápice. No entanto, diferente das palmeiras, as cycas apresentam crescimento secundário. É comum encontrar nódulos contendo cianobactérias fixadoras de azoto atmosférico nas raízes de algumas cicadófitas. 

Os representantes desse grupo são divididos em Cicadáceas, Zamiáceas e Estangiáceas. Eles são encontrados principalmente em regiões tropicais e subtropicais.

Conipherophyta (os pinheiros, araucárias, ciprestes e sequoias)

As espécies desse grupo são plantas arbóreas ou arbustos ramificados, e habitam regiões de clima temperado. Pode-se encontrar muitos exemplares em regiões desérticas ou alpinas. Em geral, tratam-se de plantas perenes, ou seja, não perdem as folhas em nenhuma estação do ano. Porém, algumas espécies do gênero Larix e Taxodium são caducas, ou seja, perdem as folhas em cada outono. 

Os representantes das coníferas são distribuídos em sete famílias, sendo as mais conhecidas as Pináceas, Araucariáceas, Cupressáceas, e Taxáceas. Alguns indivíduos podem apresentar alto valor econômico, como por exemplo: pinheiros, ciprestes, zimbros, cedros, larícios e araucárias. 

Araucaria heterophylla

Ginkgophyta (Gingko biloba)

Este grupo apresenta um único gênero (Ginkgo), e uma única espécie (Ginkgo biloba). Essa espécie é considerada um fóssil vivo, pois permanece praticamente imutável há pelo menos 150 milhões de anos. Os indivíduos desse gênero e espécie são árvores de folhas caducas e de crescimento lento. 

São plantas muito resistentes à poluição, por isso são muito utilizadas na arborização urbana. Naturalmente, desenvolvem-se em regiões temperadas.

Estudos apontam que o uso de extrato de Ginkgo biloba possa ter efeitos terapêuticos como auxiliar a evitar a perda de memória, combater ansiedade e depressão, e aumentar a libido.

Gingko biloba

Gnetophyta (plantas do gênero Gnetum)

As gnetófitas é um grupo de aproximadamente 70 espécies divididas entre os gêneros Gnetum, Ephedra e Welwitschia. Os representantes podem ser plantas arbóreas, arbustivas ou lianas lenhosas

Ephedra fragilis

Dentro das gimnospermas, as gnetófitas são as únicas que compartilham características das coníferas, como por exemplo a presença de estróbilos. Nas gnetófitas, os estróbilos apresentam estruturas muito similares às inflorescências das Angiospermas, o que as coloca em uma posição filogenética próxima desse grupo de vegetais. 

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Quais as principais características das gimnospermas?

A principal característica das plantas gimnospermas é sem dúvida a presença de sementes, cápsulas que nutrem o embrião até a germinação. Ainda que não sejam envolvidas pelos frutos como nas angiospermas, sendo chamadas de sementes nuas (gimnos = nu / sperma = semente), as sementes das gimnospermas também conferem segurança e proteção para o embrião.

Além disso, as gimnospermas apresentam um sistema de vasos condutores de seiva mais eficiente, o que contribuiu para o crescimento vegetal, fazendo das gimnospermas geralmente plantas de grande porte, com espécimes atingindo vários metros de altura.

Como é a reprodução das gimnospermas?

A forma de reprodução não depende de água para ocorrer, outra característica evolutiva importante desse grupo. As estruturas contendo os gametas masculinos são geralmente dispersadas pelo vento (Anemofilia) no processo de polinização e, dessa forma, encontram as estruturas femininas da espécie.

São geralmente dioicas (apresentando sexos separados, com plantas femininas e plantas masculinas), mas podem ser monoicas (plantas contendo estruturas reprodutivas de ambos os sexos). Produzem dois tipos de esporos (masculino e feminino), processo conhecido como heterosporia.

Não possuem flores nem frutos, mas estruturas foliares diferenciadas com funções reprodutivas (estróbilo). São seres eucariontes, traqueófitas, fotossintetizantes e pluricelulares.

Qual é o habitat das gimnospermas?

As gimnospermas são plantas encontradas em maior quantidade em locais de clima frio ou temperado. Porém, algumas espécies podem se desenvolver em regiões tropicais e subtropicais também. 

Qual a principal característica evolutiva das gimnospermas?

Sem dúvidas a principal característica evolutiva das gimnospermas é a presença de semente. Essa estrutura é responsável pela proteção do embrião contra a desidratação, pelo fornecimento de nutrientes no desenvolvimento inicial da planta, além da dispersão das espécies. 

Outra estrutura importante é a presença de tubo polínico. Por conta da presença dessa estrutura, a reprodução deixa de ser dependente da água e as espécies podem se desenvolver em regiões mais secas, conquistando o ambiente terrestre definitivamente. 

Qual a importância das gimnospermas?

Os individuos do grupo das gimnospermas surgem com uma novidade evolutiva, a semente, que possibilita o desenvolvimento e sucesso das espécies de maneira diferente nos grupos mais derivados, como briófitas e pteridófitas. 

Além da importância evolutiva desse grupo, alguns representantes são importantes comercialmente: seja para a produção de fármacos (como é o caso do Ginkgo biloba) ou então para a venda de madeira (como é o caso das araucárias e pinheiros)

Como é a estrutura das gimnospermas?

São compostas por raiz, caule e folhas, com as funções amplamente conhecidas dessas estruturas:

• Raiz: fixa o organismo, além de contribuir para a absorção de água e nutrientes presentes no solo.
• Caule: sustenta o vegetal e abriga os vasos condutores que transportam nutrientes e água para o restante do organismo, além de ser o local de onde brotam as folhas.
• Folhas: estruturas clorofiladas responsáveis pela fotossíntese e produção de matéria orgânica do vegetal.

Além dessas estruturas, as gimnospermas possuem estruturas reprodutivas (estróbilos) formadas a partir da diferenciação e modificação de estruturas foliares que não realizam fotossíntese.

As gimnospermas são plantas vasculares, por isso apresentam xilema e floema, e são fanerógamas, ou seja, apresentam sementes. 

As sementes das gimnospermas são envoltas por um revestimento rígido, e dentro encontramos o embrião envolto por uma substância de reserva. 

Estruturas reprodutivas das gimnospermas

Os estróbilos são estruturas também chamadas de cone (por isso a nomenclatura conífera para algumas gimnospermas) e são responsáveis pelos processos de reprodução desses vegetais.

Os estróbilos masculinos são chamados de microstróbilos e, no seu interior, estão os microsporângios, estruturas responsáveis pela produção de esporos, chamados de micrósporos.

Os estróbilos femininos são os megastróbilos. São maiores quando comparados aos microstróbilos e neles estão presentes os megasporângios, que produzem os esporos (megásporos). Os estróbilos femininos também são conhecidos popularmente como pinhas.

Estróbilo feminino (pinha) da espécie Picea abies

Como é a reprodução das gimnospermas?

As gimnospermas podem apresentar reprodução assexuada ou sexuada.

A reprodução assexuada envolve uma pequena formação de raiz, que é colocada para crescimento, gerando um novo organismo, geneticamente idêntico ao primeiro. Esse processo é conhecido como propagação vegetativa e é também observado em angiospermas.

A reprodução sexuada envolve a fecundação a partir da dispersão dos micrósporos pelo vento e encontro com as estruturas reprodutivas femininas.

Ciclo de vida das gimnospermas

O ciclo de vida das gimnospermas pode ser esquematicamente iniciado com um vegetal dioico adulto. Um pinheiro, por exemplo, que tem como fase dominante o esporófito (2n).

Em determinada época, com a maturação e preparo para a reprodução, algumas estruturas foliares modificadas dão origem aos estróbilos (2n), que podem ser masculinos (microstróbilos) ou femininos (megastróbilos) e são diploides.

No interior dos microstróbilos, ocorrem divisões meióticas nos microsporângios, originando os micrósporos haploides (n). Esses micrósporos originam os gametófitos masculinos (n), chamados de grãos de pólen, que são dispersados e liberados no ar.

O vento tem importante papel na reprodução, levando os grãos de pólen liberados até os megásporos (n) (estruturas reprodutivas femininas). Esse processo é chamado de polinização. Quando é realizada com auxílio do vento, é chamada de AnemofIlia.

Dentro dos megastróbilos (2n), divisões meióticas originam o gametófito feminino chamado megásporo (n), que permanece nos megasporângios, se desenvolvendo no interior da região conhecida como óvulo. A partir do gametófito feminino (n), pode surgir mais de um arquegônio, cada um diferenciando-se em oosfera (n). Dessa forma, em uma mesma estrutura reprodutiva, podem ser formados mais de um gameta feminino, mas mesmo que após várias oosferas sejam fecundadas, geralmente apenas uma se torna embrião.

Uma vez que um grão de pólen (n), por meio da polinização, encontra o megastróbilo, uma espécie de tubo, chamado tubo polínico, cresce a partir do grão de pólen até alcançar o óvulo (n). Através do tubo polínico, o gameta masculino presente no grão de pólen, chamado de núcleo espermático (n), é introduzido no óvulo. Dentro do óvulo, o núcleo espermático fecunda a oosfera (gameta feminino haploide -n-), formando um zigoto diploide (2n).

O zigoto se desenvolve até formar um embrião (2n), e toda a estrutura do óvulo também se desenvolve, formando a semente, que protege e nutre o embrião. Nos pinheiros, as sementes são chamadas de pinhões, que podem ser espalhados na natureza, podendo germinar e originar um novo indivíduo diploide (2n).

A figura abaixo mostra o ciclo de vida das gimnospermas com um pinheiro adulto (esporófito 2n), em que, dos seus microsporângios, surge o grão de pólen, que por meio do vento, pode ser levado até o gametófito feminino (megásporo), que quando fecundado, origina o óvulo, que se desenvolve até gerar um embrião, que é envolvido pela semente e, quando em contato com o solo, pode germinar.

Ciclo de vida das gimnospermas

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