Botânica

1. Introdução

 

Botânica é o ramo da biologia que estuda as plantas.

Acredita-se que as plantas tenham surgido a partir de um grupo ancestral de algas verdes, pois existem várias características que as aproximam, como:

1. Presença de parede celular composta principalmente de celulose

2. Existência de clorofilas a e b nos cloroplastos.

Na passagem evolutiva das algas verdes para as plantas surgiram algumas características que se mantiveram por seleção natural, pois se revelaram muito adaptativas à vida no ambiente terrestre, possibilitando a expansão das plantas nesse ambiente. Duas dessas características são:

1. Camada de células estéreis envolvendo e protegendo os gametângios (estruturas formadoras de gametas); o gametângio masculino chama-se anterídio e o feminino, arquegônio; esta camada não existe nos gametângios das algas.

2. Retenção do zigoto e dos estágios iniciais de desenvolvimento embrionário dentro do arquegônio, conferindo grande proteção ao embrião.

O cladograma a seguir esquematiza resumidamente alguns passos da evolução das plantas:

Cladograma

Tradicionalmente, as plantas tem sido divididas em dois grandes grupos:

1. Criptógramas – Plantas que têm estruturas reprodutoras pouco evidentes, como os musgos e samambaias.

2. Fanerógamas – Plantas que possuem estruturas reprodutoras bem visíveis. Todas desenvolvem sementes e por isso também são chamadas de espermatófitas. São exemplos de fanerógamas os pinheiros, as mangueiras, as roseiras e os coqueiros.

As Criptógramas são divididas em dois grupos:

_Briófitas – Criptógramas que não apresentam xilema e floema, tecidos verdadeiros e especializados, respectivamente, para o transporte de seiva bruta (água e sais minerais) e elaborada (água e substâncias orgânicas derivadas da fotossíntese); são plantas de pequeno porte, como os musgos e hepáticas.

_Pteridófitas – Criptógramas que tem xilema e floema, como as samambaias e avencas.

As fanerógamas são divididas em dois grupos:

_Gimnospermas: têm sementes, mas não formam frutos.

_Angiospermas: Têm sementes, e formam frutos.

2.Briófitas

 

As briófitas são plantas primitivas que não produzem flores, frutos e sementes e também não produzem tecidos vasculares. Por esse motivo são chamadas plantas avasculares ou não-traqueófitas. A ausência do tecido condutor é a grande responsável pelo porte pequeno desses vegetais.

As briófitas são terrestres de ambientes úmidos, sombreados e quentes; algumas espécies vivem em água doce e não ocorrem no mar. No Brasil, um dos ambientes mais favoráveis para o crescimento dessa vegetação é a Mata Atlântica.

Nesses vegetais encontra-se uma nítida alternância de gerações em que o gametófito representa o vegetal verde, complexo e duradouro, enquanto o esporófito é um vegetal simples, transitório e dependente do garnetófito feminino.

Os gametófitos produzem os órgãos reprodutores (gametângios) representados pelos arquegônios e anterídios. Esses gametângios diferem daqueles produzidos pelas algas porque apresentam uma epiderme estéril de revestimento e proteção dos gametas.

Os gametângios femininos são denominados arque- gênios. São estruturas muito pequenas, têm a forma de uma garrafinha, sendo a região do gargalo chamada colo e a região do bojo, ventre.

O colo é preenchido por uma fileira de células colares e o ventre possui duas células: ventral e oosfera. Durante o amadurecimento do arquegônio, as células colares e ventral transformam-se em substâncias mucilaginosas, restando, no interior do ventre, a oosfera (gameta feminino).

Os gametângios masculinos são denominados anterídios. São órgãos claviformes ou esféricos. Externamente, observa-se a epiderme, que envolve e protege um tecido formado por células diminutas, os andrócitos. Cada andrócito sofre uma metamorfose, originando uma célula espiralada e biflagelada denominada anterozóide (gameta masculino).

Para a fecundação, é indispensável a presença de água da chuva. Os anterídios liquefazem a sua epiderme, pondo em liberdade os anterozóides, que nadam, na água, com auxílio dos flagelos. Os anterozóides são atraídos para o arquegônio graças às substâncias químicas produzidas pelo órgão reprodutor feminino, sendo o fenômeno conhecido  por quimiotactismo. Um anterozóide une-se, no ventre do arquegônio, com a oosfera, originando a célulaovo ou zigoto. Ocorrida a fecundação, o zigoto desenvolve- se sobre o gametófito feminino, formando o esporófito. Este geralmente possui uma haste (seta), que suporta no ápice uma região dilatada conhecida por cápsula (esporângio). No interior da cápsula ocorre meiose para a formação dos esporos. Os esporos são todos iguais, motivo pelo qual essas plantas são isosporadas.

Nos musgos, a germinação dos esporos leva à formação de filamentos verdes, ramificados, com septos inclinados, denominados protonemas. Os protonemas formam espécies de “gemas”, que crescem para a formação de gametófitos. Cada protonema é capaz de produzir muitos gametófitos.

Nas hepáticas, o gametófito pode reproduzir-se assexuadamente, formando propágulos. Estes representam espécies de brotos, formados no interior de umas chamadas conceptáculos. Cada propágulo é capaz de dar origem a um novo gametófito.

Quanto à classificação, as briófitas podem ser subdivididas em três grupos: Musci, Hepaticae e Anthocerotae.

Musci (musgos)

Os representantes desse grupo são os musgos, os vegetais mais conhecidos entre todas as briófitas. A planta conhecida por musgo é o gametófito organizado em rizóides, caule e folhas. Os maiores musgos chegam a atingir 20cm de comprimento, como ocorre com os musgos do gênero Polytrichum. Os musgos sempre ocorrem em grupos, que cobrem o solo, rochas, muros etc. Muitas espécies resistem ao dessecamento temporário e outras ainda suportam longos períodos de seca.

Aspecto do gametófito e do esporófito de um musgo

O ciclo de vida de um musgo, obedece o seguinte esquema:

Hepaticae (hepáticas)

As hepáticas são vegetais que vivem em ambientes de muita umidade ou em água doce. O gametófito é taloso, prostrado e provido de rizóides na face interior. Um dos gêneros mais conhecidos é o Marchantia.

As plantas do gênero Marchantia vivem em solo ou rochas úmidas. O talo é lobado e ramificado dicotomicamente, apresentando estômatos primitivos na superfície superior. Os talos formam conceptáculos onde se desenvolvem os propágulos encarregados da reprodução assexuada do gametófito. Os arquegônios e anterídios formam-se em ramos especiais chamados, respectivamente, de arquegonióforos e anteridióforos.

Os arquegonióforos são facilmente reconhecidos porque produzem um chapéu provido de expansões que lembram dedos da mão. Os anteridióforos formam chapéus pouco recortados. Os esporófitos aparecem pendurados no chapéu feminino e podem ser divididos em pé, seta ou haste e cápsula. A cápsula produz, por meiose, esporos iguais.

Anthocerotae (antóceros)

São plantas do gênero Anthoceros. O gametófito é taloso prostrado contra o solo úmido, onde se fixa através de rizóides.

3. Pteridófitas

 

Cavalinha, pteridófita do gênero Equisetum.

Samambaias, avencas, xaxins e cavalinhas são alguns dos exemplos mais conhecidos de plantas do grupo das pteridófitas. A palavra pteridófita vem do grego pteridon, que significa ‘feto’; mais phyton, ‘planta’. Observe como as folhas em brotamento apresentam uma forma que lembra a posição de um feto humano no útero materno. Antes da invenção das esponjas de aço e de outros produtos, pteridófitas como a “cavalinha”, cujo aspecto lembra a cauda de um cavalo e tem folhas muito ásperas, foram muito utilizadas como instrumento de limpeza. No Brasil, os brotos da samambaia-das-roças ou feto-águia, conhecido como alimento na forma de guisados.

Atualmente, a importância das pteridófitas para o interesse humano restringe-se, principalmente, ao seu valor ornamental. É comum casas e jardins serem embelezados com samambaias e avencas, entre outros exemplos.

Ao longo da história evolutiva da Terra, as pteridófitas foram os primeiros vegetais a apresentar um sistema de vasos condutores de nutrientes.

Isso possibilitou um transporte mais rápido de água pelo corpo vegetal e favoreceu o surgimento de plantas de porte elevado. Além disso, os vasos condutores representam uma das aquisições que contribuíram para a adaptação dessas plantas a ambientes terrestres.

O corpo das pteridófitas possui raiz, caule e folha. O caule das atuais pteridófitas é em geral subterrâneo, com desenvolvimento horizontal. Mas, em algumas pteridófitas, como os xaxins, o caule é aéreo. Em geral, cada folha dessas plantas divide-se em muitas partes menores chamadas folíolos.

A maioria das pteridófitas é terrestre e, como as briófitas, vivem preferencialmente em locais úmidos e sombreados.

Reprodução nas Pteridófitas

Da mesma maneira que as briófitas, as pteridófitas se reproduzem num ciclo que apresenta uma fase sexuada e outra assexuada.

Soros nas folhas de samabaia

Para descrever a reprodução nas pteridófitas, vamos tomar como exemplo uma samambaia comumente cultivada (Polypodium vulgare).

A samambaia é uma planta assexuada produtora de esporos. Por isso, ela representa a fase chamada esporófito

Em certas épocas, na superfície inferior das folhas das samambaias formam-se pontinhos escuros chamados soros. O surgimento dos soros indica que as samambaias estão em época de reprodução – em cada soro são produzidos inúmeros esporos.

Quando os esporos amadurecem, os soros se abrem. Então os esporos caem no solo úmido; cada esporo pode germinar e originar um protalo, aquela plantinha em forma de coração mostrada no esquema abaixo.

O protalo é uma planta sexuada, produtora de gametas; por isso, ele representa a fase chamada de gametófito.

Ciclo reprodutivo das samambaias

O protalo das samambaias contém estruturas onde se formam anterozoides e oosferas. No interior do protalo existe água em quantidade suficiente para que o anterozoide se desloque em meio líquido e “nade” em direção à oosfera, fecundado-a. Surge então o zigoto, que se desenvolve e forma o embrião.

O embrião, por sua vez, se desenvolve e forma uma nova samambaia, isto é, um novo esporófito. Quando adulta, as samambaias formam soros, iniciando novo ciclo de reprodução.

Como você pode perceber, tanto as briófitas como as pteridófitas dependem da água para a fecundação. Mas nas briófitas, o gametófito é a fase duradoura e os esporófitos, a fase passageira. Nas pteridófitas ocorre o contrário: o gametófito é passageiro – morre após a produção de gametas e a ocorrência da fecundação – e o esporófito é duradouro, pois se mantém vivo após a produção de esporos.

4.Gimnospermas

 

Araucárias, tipo de conífera

As gimnospermas (do grego Gymnos: ‘nu’; esperma: ‘semente’) são plantas terrestres que vivem, preferencialmente, em ambientes de clima frio ou temperado. Nesse grupo incluem-se plantas como pinheiros, as sequóias e os ciprestes.

As gimnospermas possuem raízes, caule e folhas. Possuem também ramos reprodutivos com folhas modificadas chamadas estróbilos. Em muitas gimnospermas, como os pinheiros e as sequóias, os estróbilos são bem desenvolvidos e conhecidos comocones – o que lhes confere a classificação no grupo das coníferas.

Há produção de sementes: elas se originam nos estróbilos femininos. No entanto, as gimnospermas não produzem frutos. Suas sementes são “nuas”, ou seja, não ficam encerradas em frutos.

Reprodução nas Gimnospermas

Usando o pinheiro-do-paraná como exemplo, os sexos são separados: a que possui estróbilos masculinos não possuem estróbilos femininos e vice-versa. Em outras gimnospermas, os dois tipos de estróbilos podem ocorrer numa mesma planta.

Cones ou estróbilos

O estróbilo masculino produz pequenos esporos chamados grãos de pólen. O estróbilo feminino produz estruturas denominadas óvulos. No interior de um óvulo maduro surge um grande esporo.

Quando um estróbilo masculino se abre e libera grande quantidade de grãos de pólen, esses grãos se espalham no ambiente e podem ser levados pelo vento até o estróbilo feminino. Então, um grão de pólen pode formar uma espécie de tubo, o tubo polínico, onde se origina o núcleo espermático, que é o gameta masculino. O tubo polínico cresce até alcançar o óvulo, no qual introduz o núcleo espermático.

No interior do óvulo, o grande esporo que ele abriga se desenvolve e forma uma estrutura que guarda a oosfera, o gameta feminino. Uma vez no interior do óvulo, o núcleo espermático fecunda a oosfera, formando o zigoto.

Este, por sua vez, se desenvolve, originando um embrião. À medida que o embrião se forma, o óvulo se transforma em semente, estrutura que contém e protege o embrião.

Nos pinheiros, as sementes são chamadas pinhões. Uma vez formados os pinhões, o cone feminino passa a ser chamado pinha. Se espalhadas na natureza por algum agente disseminador, as sementes podem germinar. Ao germinar, cada semente origina uma nova planta.

A semente pode ser entendida como uma espécie de “fortaleza biológica”, que abriga e protege o embrião contra desidratação, calor, frio e ação de certos parasitas. Além disso, as sementes armazenam reservas nutritivas, que alimentam o embrião e garantem o seu desenvolvimento até que as primeiras folhas sejam formadas. A partir daí, a nova planta fabrica seu próprio alimento pela fotossíntese.

5. Angiospermas

Atualmente são conhecidas cerca de 350 mil espécies de plantas – desse total, mais de 250 mil são angiospermas.

As angiospermas produzem raiz, caule, folha, flor, semente e fruto. Considerando essas estruturas, em relação às gimnospermas, as angiospermas apresentam duas “novidades”: as flores e os frutos.

Flor do maracujá

As flores podem ser vistosas tanto pelo colorido quanto pela forma; muitas vezes também exalam odor agradável e produzem um líquido açucarado – o néctar – que serve de alimento para as abelhas e outros animais. Há também flores que não têm peças coloridas, não são perfumadas e nem produzem néctar.

Os frutos contêm e protegem as sementes e auxiliam na dispersão na natureza.

Fruto do Maracujá

Muitas vezes eles são coloridos, suculentos e atraem animais diversos, que os utiliza como alimento. As sementes engolidas pelos animais costumam atravessar o tubo digestivo intactas e são eliminadas no ambiente com as fezes, em geral em locais distantes da planta-mãe, pelo vento, por exemplo. Isso favorece a espécie na conquista de novos territórios.

Os dois grandes grupos de angiospermas

As angiospermas foram subdivididas em duas classes: as monocotiledôneas e as dicotiledôneas.

São exemplos de angiospermas monocotiledôneas: capim, cana-de-açúcar, milho, arroz, trigo, aveias, cevada, bambu, centeio, lírio, alho, cebola, banana, bromélias e orquídeas.

São exemplos de angiospermas dicotiledôneas: feijão, amendoim, soja, ervilha, lentilha, grão-de-bico, pau-brasil, ipê, peroba, mogno, cerejeira, abacateiro, acerola, roseira, morango, pereira, macieira, algodoeiro, café, jenipapo, girassol e margarida.

Essas duas classes possuem várias diferenças morfológicas, as quais, as principais, podem ser observadas no quadro abaixo:

Reprodução nas Angiospermas