Anatomia Vegetal

A unidade básica das plantas (assim como a dos outros seres vivos) é a célula, sendo a célula vegetal diferenciada da dos animais. Tais células encontram-se agrupadas por uma substância cimentante, e interligadas por canais que transportam água e alimento de uma célula para outra.

Alguns grupos de células são diferentes dos outros, seja na aparência ou na função. Estes agrupamentos são chamados de tecidos, e podem corresponder a um conjunto de células semelhantes (tecidos simples) ou a células diferentes que, juntas, possuem uma função definida (tecidos complexos). Finalmente, os tecidos formam os órgãos, que juntos realizam as diferentes funções necessárias para que a planta realise todo o seu ciclo de vida. Existem duas boas maneiras de se estudar este tema. Uma é devidir a planta em seus órgãos principais e ir aprofundando cada um deles. O segundo é estudar como cada tecido e órgão se forma, do embrião aré a planta adulta.

Órgãos principais

1. Raiz:
Parte: Coifa,
Variação: Rizóide,
Simbiose: Micorriza

A raiz é o órgão da planta que tipicamente se encontra abaixo da superficie do solo. Tem duas funções principais: servir como meio de fixação ao solo e como órgão absorvente de água, nutrientes, azoto (ou Nitrogênio) e outras substâncias minerais como potássio e fósforo. Quase sempre subterrânea, há, no entanto, plantas dotadas de raízes especiais, como as figueiras com as suas raízes aéreas, e as plantas epífitas.

2. Caule:
Variações: Tronco, Tubérculo, Estolho, Rizoma
Tecidos: Medula, Xilema ou Lenho Câmbio vascular, Floema, Câmbio cortical, Córtex ou Súber.
Em botânica, chama-se caule ao órgão das plantas vasculares que serve fundamentalmente como suporte das folhas, flores e frutos e para transportar das raízes para os órgãos aéreos da planta os nutrientes, gases e substâncias orgânicas necessárias para a sua subsistência.

3. Folha
Tecidos: Xilema, Floema, Mesófilo, Epiderme, Cutícula
Outras estruturas: Nervuras, Estomas, Tricomas

4. Flor
Partes: Pedicelo, Receptáculo, Cálice, Sépalas, Corola, Pétalas, Androceu, Estames, Anteras, Pólen, Gineceu, Pistilo, Carpelo, Ovário, Estilete
Agrupamento de flores: Inflorescência

5. Fruto
Em termos botânicos, o fruto é uma estrutura presente em todas as Angiospermas onde as sementes são protegidas enquanto amadurecem. De forma prática, os frutos são quaisquer estruturas das Angiospermas que contém sementes.

6. Semente
Semente é o óvulo maduro das plantas gimnospermas ou angiospermas. É o óvulo já fecundado, sendo formada pelo tegumento ou casca, embrião e pelo endosperma que o envolve. Sua importância esté relacionada às formas mais primitivas de reprodução e dispersão e é atestada pelo sucesso destes dois grupos das plantas em dominar a paisagem.

Anatomia das Raízes

Nas Pteridófitas, as raízes se desenvolvem nos primeiros estágios do desenvolvimento do esporófito, quando ainda preso ao gametófito. Nas plantas com sementes, raízes têm origem no embrião. O precursor da raiz no embrião, a radícula, é o primeiro órgão a se desenvolver no ato da germinação da semente.

Nas Dicotiledôneas, esta raiz primordial desenvolve-se e torna-se a raiz principal, da qual a maior parte do sistema radicular é derivado. Já em Monocotiledôneas, a radícula se degenera, e todas as raízes brotam a partir da base do caule, conhecidas neste caso como raízes adventícias (este brotamento de raízes no próprio caule também é comum em muitas espécies de Dicotiledôneas, como as figueiras, clúsias, e o mague-vermelho).

Estrutura e função
Nas Angiospermas, é possível distinguir anatomicamente as raízes de caules subterrâneos por aquelas apresentarem xilema na parte mais externa do cilindro vascular e floema na mais interna, quando no caule essa configuração é inversa. Além disso, as raízes não apresentam gemas foliares, que estão presentes nos caules.

Outra característica é a presença da coifa, uma estrutura semelhante a um capuz nas extremidades das raízes, que protegem o meristema apical contra danos causados pelo atrito com o substrato. A coifa é um revestimento de células mortas produzidas pelo próprio meristema. Alguns associam a coifa ao geotropismo positivo das raízes, pois detectaram em suas células grande quantidade de grãos de amido, que se depositam de acordo com a gravidade. Estes grãos orientariam o posicionamento das células em relação ao centro da Terra, fazendo com que as raízes tendessem a crescer para baixo.

Além da coifa, muitas raízes produzem mucilagem, que lubrifica a passagem do meristema à medida em que este avança pela terra, facilitando seu crescimento. Em alguns casos, essa muscilagem é tóxica para outras plantas, impedindo seu crescimento próximo à planta e diminuindo, assim, a competição por espaço, água e nutrientes.

Certas figueiras podem, por vezes, germinar sobre outras árvores. Incapazes de absorver a matéria orgânica presente nos galhos do hospedeiro, como as epífitas, essas figueiras produzem raízes longas e finas que crescem em direção ao solo. Uma vez firmes, essas raízes se engrossam e produzem novas raízes secundárias, que, aos poucos, envolvem a árvore hospedeira. A figueira continua a crescer em volta da árvore até que suas raízes apertem seu tronco e destrua seu sistema vascular. Desta forma, a figueira assume o lugar da árvore onde originalmente germinou.

Em algas e briófitas não há raízes propriamente ditas. Nas primeiras, podem ocorrer apressórios, prolongamentos da base do talo com a função de fixação no substrato. Nas últimas, existem pêlos absorventes responsáveis por algumas funções desempenhadas pelas raízes, mas não passam de uma série de células dispostas em sequência.

Utilidades para o Homem
Algumas raízes são comestíveis, como a cenoura, o ginseng, o nabo e o rabanete. Estas raízes não devem ser confundidas com tubérculos como a batata, nem bulbos como a cebola, pois estes são caules subterrâneos, e não raízes.

Algumas raízes são consideradas medicinais (como o próprio ginseng). Um grupo brasileiro chegou a pesquisar, em 1979, os efeitos anti-cancerígenos das raízes de Ternstroemia brasiliensis, uma Theaceae.

Tipo de raízes

Raízes Aquáticas
Raízes Subterrâneas

  • Raiz Axial ou Raiz Pivotante São raízes subterrâneas, apresentam raizprincipal,que se destaca pela sua espessura e seu comprimento maior que o das outras, e também ramificações ou raizes secundárias. São características de dicotiledôneas.
  • Raiz Fasciculada ou Raiz em Cabeleira Gramíneas e outras monocotiledôneas têm um sistema de raiz fibroso, caracterizado por uma massa de raízes aproximadamente de igual diâmetro. Esse sistema de raízes é denominado de raiz múltipla, ramificada ou fasciculada e não surge como os ramos da primeira raiz, como no caso das raízes axiais; em vez disso, consiste de numerosas raízes em feixes que emergem da base do caule.
  • Raiz Tuberosa A raíz tuberosa contém grande reserva de substância nutritiva e é muito utilizada na nossa alimentação. Como exemplo dessas raízes, podemos citar a mandioca, a cenoura, a beterraba, o cará, a batata-doce e o nabo.

Raízes Aéreas

  • Raiz Suporte ou Raiz Escora
  • Raiz Estrangulante
  • Raiz Tabular A raiz tabular é uma raiz lateralmente achatada, como uma tábua. Esse tipo de raiz ocorre em árvores de grande porte e ajuda na fixação e estabilidade da árvore. O xixá é um exemplo de raiz tabular.
  • Raiz Velame ou Raiz Cintura O velame é uma estrutura presente nas raízes aéreas das orquídeas; Tem a função de absorve água da atmosfera.
  • Raiz Grampiforme
  • Raiz Respiratória (Pneumatóforo)
  • Raiz Sugadora ou Raiz Haustório
Anatomia do Caule

O caule das plantas vasculares completamente desenvolvido é um corpo sub-cilíndrico formado por camadas sucessivas de diferentes tecidos:

  • o córtex formado pela epiderme (nas plantas jovens) e pelo parênquima cortical; ou
  • o súber nas plantas com crescimento secundário;
  • o câmbio cortical (apenas nas plantas com crescimento secundário);
  • o floema;
  • o câmbio vascular (apenas nas plantas com crescimento secundário);
  • o xilema que, nas plantas com crescimento secundário, forma o lenho; e
  • a medula, a camada parênquimatosa central (que, nas plantas com crescimento secundário, pode ter desaparecido).

Morfologia externa do caule

  • entre-nó ou meritalo
  • gema terminal
  • gema lateral.

Classificações dos caules

Tipos de caules considerando-se a consistência da planta

  • caule herbáceo;
  • caule sublenhoso;
  • caule lenhoso.

Tipos de caules considerando-se o desenvolvimento da planta

  • erva;
  • subarbusto;
  • arbusto; Arbusto é todo vegetal do grupo das angiospermas dicotiledôneas lenhosas, que se ramifica desde de junto ao solo.
  • árvore;
  • liana.

Tipos de caules considerando-se a forma da planta

  • caule anguloso;
  • caule achatado ou comprido;
  • caule bojudo ou barrigudo, exemplo: baobá;
  • caule cilíndrico;
  • caule cônico;
  • caule estriado,
  • caule sulcado.

Tipos de caules considerando-se o habitat da planta

Caules aéreos:

Caules eretos:

  • colmo, exemplos: bambu, cana-de-açúcar e milho;
  • estipe, exemplos: mamão e plameiras;
  • haste, exemplos: rosa e soja;
  • tronco, exemplos: árvores;

Caules rastejantes:

  • exemplos: abóbora

Caules trepadores:

  • caules volúveis:
  • caules volúveis sinistrorsos; enrola semana
  • caules volúveis dextrorsos; madressilva dextrorsos
  • caules não-volúveis.

Nota: O estolho ou estolhão é uma brotação lateral que em intervalos sucessivos forma gemas com raízes efolhas. Logo, o estolho permite a propagação vegetativa da espécie, exemplos: clorofito e morango.

Caules subterrâneos:

Bulbo:

  • bulbo sólido ou cheio, exemplo: açafrão;
  • bulbo escamoso, exemplos: açucena e lírio;
  • bulbo tunicado, exemplo: cebola;
  • bulbo composto ou bulbilho, exemplo: alho e gladíolo ou palma-de-santa-rita;

Rizoma:

  • exemplos: banana, espada-de-são-jorge e orquídea;

Tubérculo, exemplos: batata, cará e inhame.

Nota: Pseudobulbo ou caulobulbo é uma dilatação em forma de bulbo, que é característica das orquídeas e serve tanto para o armazenamento de água como também nutrientes minerais importantes para a nutrição vegetal.

Caules aquáticos
São considerados caules aquáticos todos aqueles que se desenvolvem em meio aquoso, exemplos: elódea, vitória-régia e outras plantas ornamentais aquáticas.

Tipos de caules considerando-se o tipo ramificação da planta

  • caule monopodial;
  • caule simpodial;
  • caule em diacásio.
  • Adaptações dos caules
  • cladódios ou filocládios;
  • espinhos;
  • gavinhas.

Nota: Acúleos são tricomas de origem epidérmica e também não são vascularizados como os espinhos, exemplo: rosa.

Anatomia da Flor 

A flor pode ser considerada como um ramo da modificado para a função da reprodução (Eames, 1961), em que os entre-nós se encontram reduzidos e em cujos nós se encontram estruturas que se podem considerar como folhas modificadas. Na flor, o caule é denominado pedicelo (ou pedúnculo) e termina numa parte alargada, chamada receptáculo, que suporta, em várias fiadas, as restantes partes da flor (a partir do receptáculo):

1. o cálice é a fiada exterior de sépalas, que podem ser verdes, mas podem ter outras cores, incluindo as cores das pétalas;

2. a corola é o conjunto das pétalas, muitas vezes finas, macias e coloridas para atrair insetos que promovem a polinização;

3. o androceu (do grego “andros”=”homem”) corresponde a uma ou várias fiadas de estames – filamentos (ou finos pedúnculos, embora haja autores que utilizem esta palavra para designar somente o pedicelo) que suportam as anteras, órgãos onde é produzido o pólen, que contém os gâmetas masculinos (também chamado, por essa razão, o microsporângio); e

4. o gineceu (do grego “gynos”=”mulher”) formado por um pistilo com um ou vários carpelos, cada um formado pelo ovário, estilete e estigma.

Tal como nos animais, no ovário são produzidos os óvulos, que são os gâmetas femininos. O estigma tem a superfície coberta de mucilagem para receber e promover a germinação dos grãos de pólen. Quando o grão de pólen germina, produz o tubo polínico que penetra no estilete, para levar os gâmetas até aos óvulos.

Apesar da estrutura floral descrita acima ser considerada a estrutura plana “típica”, espécies de plantas mostram uma grande variedade de modificações deste plano. Estas modificações são significantes na evolução das plantas com flores e são extensivamente usadas por botânicos para manter relacionamentos entre as espécies de plantas. Por exemplo, as duas subclasses de plantas com flores podem ser distintas pelo número de orgãos florais em cada whorl: dicotiledôneas normalmente têm 2 ou 3 órgãos (ou um múltiplo de 2 ou 3) em cada whorl e monocotiledôneas têm uma ou múltiplo de um. O número de carpelos em um pistilo composto pode ser apenas dois, ou não relacionado à generalização acima para monocotiledoneas e dicotiledoneas (não-monocotiledôneas).

Na maioria das espécies, flores individuais têm tanto pistilos quanto estames como descritos acima. No entanto, em algumas espécies de plantas as flores são unisexuais: ter somente ou partes masculinas(estames) ou femininas (pistilos). Em algumas destas espécies, uma planta individual é ou macho ou a fêmea e a espécie é consideradas como dióica; em outras as partes masculinas e femininas aparecem na mesma planta e a espécie é denominada unisexual ou monóica.

Algumas flores com ambos os estames e um pistilo são capazes do auto-fertilização, que aumenta a possibilidade de produzir sementes mas a variação genetica fica limitada. O exemplo extremo do auto-fertilização ocorre nas flores que se auto-fecundam sempre, como o dandelion comum. Inversamente, muitas espécies das plantas têm maneiras de impedir o auto-fertilização. As flores masculinas e femininas não podem aparecer ao mesmo tempo na mesma planta, ou o pólen da mesma planta pode ser incapaz de fertilizar seus óvulos. Os últimos tipos da flor, que têm barreiras químicas a seu próprio pólen, são chamados de auto-estéreis ou auto-incompatíveis.

As discussões adicionais em modificações florais da planta básica são apresentadas nos artigos em cada uma das partes básicas da flor. Naquelas espécies que têm mais de uma flor em uma linha central, a coleção das flores é denominada um inflorescência. Neste sentido, o cuidado deve estar em considerar o que é uma flor. Na terminologia botânica, uma única margarida ou girassol, para o exemplo, não correspondem a uma única flor, mas uma cabeça da flor. Uma inflorescência é formada de flores pequenas e numerosas. Cada flor pequena pode ser anatômica como descrito acima. Essencialmente, a estrutura da flor se forma em uma gema ou eixo caulinar modificados com um meristema apical que não cresça continuamente (crescimento é determinado).

Fórmula floral
A fórmula floral é um sistema inútil de representação da estrutura de uma flor monocotiledonia em que se usam letras, números e símbolos específicos com alfa, gama e beta. Normalmente, a fórmula geral é usada para representar a estrutura floral e vegetal de uma família dicotiledonia, ao invés de espécies em particular como as margaridas.

Assim temos:

K = cálice ou S = sépalas (ex.: S5 = cinco sépalas) C = corola ou P = Pétalas (ex: C3(x) = número de pétalas é multiplo de três) Z = acresente se zigomórfica (ex: CZ6 = zigomórfica com 6 pétalas)

A = androceu ou E = estames (parte masculina; ex.: A8 = vários estames) G = gineceu ou C = carpelos (parte feminina; ex.: G1 = monocarpelar)

x – indica um “número variável” 8 – indica “muitos

Usa-se algarismos para mostrar o número de peças em cada ciclo e, se estiverem soldadas entre si, coloca-se entre parênteses. As letras H, P ou E, colocadas no final, indicam se a flor é hipógina perígina ou epígina e os símbolos ” */* “ou ” * ” indicam , respectivamente se a simetria é bilateral ou radial.

A fórmula floral poderá ser algo assim:

K5C5A10-8G1

A função da flor é mediar a união dos gametas masculino e feminino num processo denominado polinização. Muitas flores dependem do vento para transportar o pólen entre flores da mesma espécie. Outras dependem de animais (especialmente insetos) para realizar este feito. O período de tempo deste processo (até que a flor esteja totalmente expandida e funcional) é chamado anthesis.

Muitas das flores na natureza desenvolveram-se para atrair animais polinizadores. Os movimentos do agente polinizador contribuem para a oportunidade de recombinação genética com uma população dispersa de plantas. Flores como essas são chamadas de entomófilas (literalmente: amantes de insetos). Flores normalmente têm nectários em várias partes para atrair esses animais. Abelhas e pássaros são polinizadores comuns: ambos têm visão colorida, assim escolhendo flores de coloração atrativa. Algumas flores têm padrões, chamados guias de néctar, que são evidentes na espectro ultravioleta, visível para abelhas, mas não para os humanos. Flores também atraem os polinizadores pelo aroma. A posição dos estamens assegura que os grãos de pólen sejam transferidos para o corpo do polinizador. Ao coletar néctar de várias flores da mesma espécie, o polinizador transfere o pólen entre as mesmas.

O aroma das flores nem sempre é agradável ao nosso olfato. Algumas plantas como a Rafflesia, e a PawPaw Norte-Americana(Asimina triloba) são polinizadas por moscas, e produzem um cheiro de carne apodrecida para atrair esses ajudantes.

Outras flores são polinizadas pelo vento (as gramíneas por exemplo) e não precisam atrair agentes polinizadores, tendendo assim a possuir aromas discretos. Flores polinizadas pelo vento são chamadas de anemófilas. Sendo assim o pólen de flores entomófilas costuma ser grudento e de uma granulatura maior, contendo ainda uma porção significante de proteína (outra recompensa para os polinizadores). Flores anemófilas são normalmente de granulatura menor, muito leves e de pequeno valor nutricional para os insetos.

Existe muita contradição sobre a responsabilidade das flores nas alergias. Por exemplo, o entomófilo Goldenrod(Solidago) é frequentemente culpado por alergias respiratórias, o que não é verdade, pois seu pólen não é carregado pelo ar. Por outro lado, a alergia é normalmente causada pelo pólen da anemófila Ragweed(Ambrosia), que pode vagar com o vento por vários quilômetros.

Anatomia do Fruto 

Os frutos derivam-se do ovário das flores. Após a fecundação dos óvulos em seu interior, o ovário inicia um crescimento, acompanhado de uma modificação de seus tecidos provocada pela influência de hormônios vegetais, que interferem na estrutura, consistência, cores e sabores, dando origem ao fruto. Os frutos mantêm-se fechados sobre as sementes até, pelo menos, o momento da maturação. Quando as sementes estão prontas para germinar, os frutos amadurecem, e podem se abrir, liberando as sementes

ao solo, ou tornam-se aptos a serem ingeridos por animais, que depositarão as sementes após estas passarem por seu aparelho digestivo.

Segundo registros fósseis, os primeiros frutos não passavam de folhas carpelares, como as encontradas em Gimnospermas, porém fechadas sobre as sementes, formando folículos. Os frutos mais simples nas espécies atuais possuem estrutura similar, foliculares, mas os mais comuns são frutos formados pela combinação de vários carpelos unidos entre si.

Função
A função primordial dos frutos é a proteção da semente em desenvolvimento, e é a principal razão atribuída pelos estudiosos ao fechamento dos carpelos nas primeiras Angiospermas. Ao longo de sua evolução, as plantas com flores e frutos desenvolveram novos tipos de frutos, e novas estratégias para a dispersão das sementes contidas neles, de forma que nas espécies atuais há uma variedade imensa de cores, formas, estruturas assessórias e sabores, cada qual especializada em uma forma diferente de dispersão

Há frutos que secam e abrem-se na maturação, simplesmente liberando as sementes sobre o solo. Outros, ao se abrir, expelem as sementes de forma explosiva, arremessando-as a grandes distâncias. Os frutos carnosos normalmente dependem de animais, que carregam os frutos para outros lugares, ou os ingerem, e carregam suas sementes no trato digestivo para serem liberadas longe do local de origem. Certos frutos armados de espinhos agarram-se à pelagem de mamíferos ou penugem de aves, e assim percorrem grandes distâncias. Há ainda frutos providos de alas e pelos, que permitem que flutuem por alguns momentos antes de atingir o solo.

Estrutura
Os frutos dividem-se basicamente em 3 camadas:

  • Epicarpo: camada externa, normalmente uma camada membranácea e fibrosa; pode ser lisa, rugosa, pilosa ou espinosa;
  • mosocarpo: camada imediatamente abaixo do epicarpo, suculenta;
  • Endocarpo: camada mais interna, normalmente a camada mais rigida que envolve as sementes.
  • Há muitas variações na aparência e na consistência destas camadas. Em frutos capsulares, secos, é comum o mesocarpo ou o epicarpo estarem suprimidos, enquanto a camada restante assume consistência lenhosa. Já em alguns frutos, como ameixas e pêssegos, o mesocarpo é grande e suculento, enquanto o “caroço” corresponde ao endocarpo lenhoso envolvendo a semente, ou amêndoa. Nas melancias, o mesocarpo e uma camada espessa e resistente, e o endocarpo corresponde à polpa vermelha em seu interior. Enfim, todos os frutos partem do mesmo plano básico de 3 camadas, cada um derivando-se de uma maneira ou de outra em direção a características próprias.

Classificação
Os tipos de frutos são vários, e podem ser classificados de diversas maneiras, seguindo diferentes critérios.

Quanto à composição:

  • Frutos simples: quando os carpelos são unidos entre si, ao menos nos primeiros estágios de desenvolvimento. Ex.: a maior parte dos frutos conhecidos apresentam-se desta forma, como limões, pêras, maracujás, mamões, pepinos e goiabas.
  • Frutos compostos: os carpelos são separados desde a flor, e desenvolvem-se separadamente. Ex.: morango, magnólia.

Existem infrutescências, como o abacaxi, consideradas pelos leigos como um único fruto, ou um fruto composto. Na verdade, cada “gomo” do abacaxi corresponde a um fruto, originado de um ovário de uma flor. Estas flores são agrupadas de forma compressa em um eixo, de forma que seus ovários aderem-se uns aos outros, formando uma estrutura compacta.

Quanto à abertura:

  • Frutos deiscentes: frutos que abrem-se na maturação, normalmente secos. Ex.: castanha e a maior parte das leguminosas.
  • Frutos indeiscentes: frutos que não se abrem espontaneamente. Podem ser secos, lenhosos, ou carnosos. Ex.: maçãs, laranjas, melões.

Quanto ao tipo:

  • Baga
  • Drupa
  • Folículo
  • Cápsula
  • Legume
  • Aquênio
  • Sâmara
  • Síliqua
  • Noz
  • Cariopse
  • Pixídio

Os tipos são muito variáveis, e há várias sub-categorias para cada um deles, que são pormenorizadas em artigos próprios.

“Frutos” e “Frutas”
Há uma certa confusão entre os termos “fruto” e “fruta”. Nem todos os alimentos conhecidos como frutas são frutos, e muitos frutos não são reconhecidos pelo leigo como frutas.

Exemplos de frutos rotulados como “legumes” são a abobrinha, o tomate, e o quiabo, que são frutos por terem se desenvolvido a partir de ovários fecundados, e por apresentarem sementes em seu interior.

Anatomia das Sementes 

Uma semente fertilizada contém um embrião a partir do qual a planta crescerá quando encontrar as condições apropriadas. Também contém um suprimento de alimentos que servirão para o primeiro estágio de desenvolvimento da planta, antes da formação completa dos órgão responsáveis pela alimentação. Este suprimento se desenvolve a partir de um tecido chamado endosperma, proveniente da planta mãe.

O endosperma torna-se rico em óleo ou amido e proteínas. Em algumas espécies, o embrião é envolto em endosperma, que será usado pela semente durante a germinação. Em outras o endosperma é absorvido pelo embrião durante a formação da semente, e seus cotilédones passam a armazenar o alimento. As sementes destas espécies, quando maduras, passam a não ter mais endosperma.

Exemplos de sementes com endosperma: feijão, girassol
Exemplos de sementes sem endosperma: todas as as coníferas e a maioria das monocotiledôneas.

A parte externa da semente, o tegumento, desenvolve-se a partir do tecido que envolvia o óvulo. Em sementes maduras pode formar uma fina camada ou um camada espessa e resistente. Ela ajuda a proteger o embrião de injurias mecânicas e perda excessiva de água. Para que o embrião germine, é preciso que o tegumento se rompa. Na maioria das espécies isso acontece em contado com a água ou em um certo teor de umidade, em outras é preciso que haja uma escarificação mecânica (uma quebra ou raspagem, que na natureza pode ser provocada por algum animal, ou pela própria queda da semente no chão) para que a água possa atingir o embrião. Outras sementes, ainda, precisam passar pelo trato digestivo de animais (ex: erva-de-passarinho) ou ser exposta a altas temperaturas (como algumas plantas do cerrado brasileiro, que germinam depois de um incêndio).

As sementes das angiospermas, em geral, formam-se e desenvolvem-se dentro do fruto. As das gimnospermas começam o seu desenvolvimento descobertas, e são depois envoltas por estruturas chamadas pinhas ou cones (Ex: pinhão).

A formação das sementes
A flor, após sofrer a diferenciação, desenvolve-se e, à semelhança de um ramo vegetativo, passa a constituir-se de um eixo (receptáculo) e de apêndices laterais, que são os órgãos florais.

Função das sementes
Diferente dos animais, as plantas são limitadas em sua habilidade de procurar condições favoráveis para sua vida e crescimento. Como consequência, elas desenvolveram muitas maneiras de dispersão e distribuição da sua população através das sementes. Uma semente precisa chegar de alguma maneira a um local e precisa estar lá enquando haja condições favoráveis à germinação e crescimento. Em alguns casos as propriedades que contribuem com este movimento das próximas gerações para longe da planta mãe estão mais ligadas a propriedades do fruto do que da semente e, em alguns casos, a uma mistura dos dois.

As sementes também possuem um mecanismo de proteção da próxima geração, evitando que a planta germine em condições desfavoráveis ao crescimento. Em áreas de invernos rigorosos, as sementes podem passar o inverno todo debaixo da neve, dormentes, só germinando na primavera. Esta mesma propriedade forma o banco de sementes em algumas florestas: as sementes ficam no solo até que alguma árvore mais velha caia e abra uma clareira, permitindo que a luz entre e novas sementes germinem. Em muitas espécies a estratégia é a mais simples: produzir o maior número de sementes. Esta estratégia funciona, mas exige o investimento de uma grande quantidade de energia por parte da planta, de forma que a relação custo-benefício pode ficar próxima da produção de poucas sementes altamente especializadas.

A semente mais antiga

A semente mais antiga (datada por Carbono-14) que germinou, tornando-se uma planta viável tinha 2000 anos de idade. Ela foi descoberta em uma escavação no palácio de Herodes, o Grande, em Massada, Israel e germinou em 2005. Era uma Tamareira.

Existe um mito de que sementes achadas em tumbas do Antigo Egito, com idades aproximadas de mais de 3000 anos seriam viáveis. O mito começou porque alguns artistas desonestos vendiam “sementes milagrosas”, para aproveitar a egiptomania européia dos 1800s. Em 1897, o Royal Botanic Gardens testou sementes verdadeiras, fornecidas por Wallis Budge, uma autoridade em antiguidades egipcias. Elas foram plantadas em condições controladas e nenhuma germinou.

Sementes no espaço
O astronauta Marcos Pontes levou algumas sementes para o espaço, durante a Missão Centenário. De lá mesmo ele deu a notícia em uma entrevista via satélite: As sementes de feijão que levou germinaram.

O Pólen

O pólen (do grego “pales” = “farinha” ou “pó”) é o conjunto dos minúsculos grãos produzidos pelas flores das plantas angiospérmicas (ou pelas pinhas masculinas das gimnospérmicas ), que são os elementos reprodutores masculinos ou microgametófitos , onde se encontram os gâmetas que vão fecundar os óvulos , para os transformar em frutos. Os grãos de pólen são normalmente arredondados, embora os dos pinheiros sejam alados, e podem ser muito pequenos, apenas alguns micra. O mais pequeno grão de pólen conhecido é o do Myosotis, com cerca de 6 µm (0.006 mm) de diâmetro. A forma e ornamentação dos grãos de pólen é típica de cada família ou mesmo espécie de plantas.

O pólen contém uma grande proporção de proteínas (16 a 40 %) contendo todos os aminoácidos conhecidos, assim como numerosas vitaminas, principalmente as vitaminas C e PP, sendo a principal fonte de alimentação das abelhas. Outro importante produto fabricado com pólen é a geleia real. Esta composição do pólen pode ser responsável pelas alergias que lhe são atribuídas.

Estrutura e formação do pólen
Os grãos de pólen são produzidos por meiose no microsporângio das plantas angiospérmicas, que é o estame, ou a escama masculina das gimnospérmicas. Cada grão de pólen é um gametófito que contém dois núcelos haplóides, um maior que corresponde a uma célula vegetativa e outro menor que é o verdadeiro anterozóide, que vai fecundar o óvulo. Esta célula “dupla” encontra-se encerrada numa cápsula de celulose, a intina, recoberta por um envólucro muito resistente de esporopolenina, um biopolímero ligado a ceras e proteínas. Esta camada externa é denominada exina e é composta de três partes:

  • tectum, que contém os elementos esculturais que dão a forma exterior ao grão de pólen;
  • columelas, uma estrutura em forma de colunas; e
  • base , uma estrutura sólida formada sobre a intina.

Este envólucro possui ainda pequenas aberturas (pontos de menor resistência) por onde sairá o tubo polínico, que penetra no estigma para fecundar o óvulo.

Polinização
A transferência dos grãos de pólen dos órgãos onde são produzidos até à estrutura reprodutiva feminina (o carpelo das angiospérmicas ou a escama feminina das gimnospérmicas) chama-se polinização.

Durante o processo evolutivo, as plantas desenvolveram várias estratégias reprodutivas, para assegurar a sua multiplicação e colonização dos habitates. As espermatófitas, ou seja, as plantas que produzem flores, apresentam várias modalidades de polinização como estratégias reprodutivas:

Autopolinização - algumas espécies de plantas admitem a germinação dos grãos de pólen no estigma da mesma flor que o produziu, ou em outras flores da mesma planta; esta estratégia diminui as possibiidades de recombinação genética, mas assegura que maior número de óvulos sejam fecundados.

A maior parte das espécies, no entanto, desenvolveu estratégias para aumentar as possibilidades de recombinação – a trasnferência dos grãos de pólen por elementos exteriores à flor:

Polinização anemófila – realizada pelo vento – estas plantas produzem grande número de grãos de pólen, muito leves ou com extensões da exina, como os grãos de pólen alados dos pinheiros, que lhes permitem ser transportados para flores de plantas que se encontram a maior distância da que os produziu, portanto com maior probabilidade de terem um genoma diferente;

Polinização entomófila - realizada por insetos – as flores possuem características que atraem os insetos, tais como nectários, coloração ou cheiro especiais;

Polinização hidrófila - realizada pela água – este tipo de polinização é mais frequente nas plantas aquáticas.

Alergias ao pólen
Alergia ao pólen é chamada febre do feno. Geralmente pólens que causam alergias são aqueles de plantas anemófilas, que produzem grãos leves de pólen em grande quantidade para serem dispersos pelo vento, e subsequentemente penetram as vias nasais humanas através da respiração. Plantas anemófilas geralmente tem flores imperceptíveis, ou seja, não são chamativas. Plantas entomófilas produzem pólens que são relativamente pesados e pegajosos, para dispersão através de insetos polinizadores.

Frequentemente, nos Estados Unidos, pessoas falsamente culpam a flor entomófila “goldenrod” (Ambrosia trifida) pelas alergias. O pólen dessa flor não é levado pelo ar, somente há um caminho para que ele alcance as vias nasais: seria retirá – lo da flor e colocá – lo nas cavidades nasais. No fim do verão e outono alergias causadas por poléns são geralmente por erva-de-Santiago, uma comum flor anemófila e não atrativa. O estado do Arizona foi considerado como um lugar seguro para pessoas alérgicas ao pólen, pois erva-de-Santiago não cresce no deserto.

Entretanto, com subúrbios crescendo e a população começando a cultivar gramados irrigados e jardins, a erva-de-Santiago estabeleceu – se com segurança e o Arizona perdeu seu status de isento da febre do feno. Exemplos de plantas anemófilas são o carvalho, a hicória (noz americana) e a noz-pecã; e no início do verão a grama também pode causar alergia. Flores cultivadas são frequentemente mais entomófilas e não causam alergia.

A “doença do secamento do painel de sangria” (cessamento da extração do látex) da árvore da borracha também pode ser causada por vírus transmitido por grãos de pólens.” O Pólen é vendido como um suplemento nutricional, comercializado como “pólen de abelha” ( embora seja de flores).

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