Espermatófitas – As Gimnospermas

CONSIDERAÇÕES EVOLUTIVAS

Há mais de 350 milhões de anos surgiu, em alguns grupos de plantas vasculares uma estrutura nova: a semente. As plantas que apresentam sementes são denominadas de ESPERMATÓFITAS.   Segundo OLIVEIRA (2003), o registro paleontológico (fósseis) mostra que as primeiras plantas a apresentarem estruturas como sementes apareceram no Devoniano, há 350 milhões de anos, sendo que, daí para frente, começa a surgir outros tipos de sementes. Entre os primeiros grupos a apresentar sementes pode-se citar as Pteridospermae (pteridófitas semelhantes a uma samambaia gigante). 

As gimnospermas são plantas com sementes nuas. Estas plantas passaram a ocupar a maior parte dos espaços disponíveis e a competir vantajosamente com as outras plantas vasculares já existentes (as pteridófitas). Neste processo, foram pouco a pouco substituindo as florestas de pteridófitas arborescentes e passaram a dominar as paisagens terrestres. As gimnospermas se expandiram grandemente a partir do Permiano e dominaram a flora durante o Mesozóico.

O termo “semente nua” se refere a uma semente que não se encontra dentro de um ovário. Você viu na parte correspondente aos frutos, que estes representam o ovário desenvolvido, com uma ou mais sementes em seu interior. As gimnospermas são, portanto, plantas que ainda não apresentam frutos.

A IMPORTÂNCIA DA SEMENTE

A semente representa um considerável progresso evolutivo para a vida fora da água, no qual pode ser descrita popularmente como um “embrião pronto para viagem”, pois encerra um organismo já completo, com todas as suas partes elementares prontas para se desenvolver. O embrião fica em um estado dito dormente, pelo qual aguarda condições adequadas para iniciar seu desenvolvimento, protegido de tal forma que possa sobreviver às condições climáticas mais adversas, às quais não sobreviveria fora da semente. As reservas energéticas contidas na semente também permitem ao embrião crescer até um estágio em que consiga produzir seu próprio alimento por meio da fotossíntese.  

Assim, a semente “libertou” as plantas terrestres dos ambientes úmidos ribeirinhos e permitiu que as plantas conquistassem ambientes mais altos e secos. 

A semente apresenta, ainda, adaptações para que seja transportada para outros destinos e, assim, disseminar seus genes, seja por via aquática, aérea ou por intermédio de vários tipos de animais. Entre outras adaptações da semente, incluem-se defesas mecânicas ou químicas que lhes permitem minimizar a predação por parte de animais durante o processo de transporte ou disseminação.

A REPRODUÇÃO DAS GIMNOSPERMAS E A FORMAÇÃO DA SEMENTE

 Todas as espermatófitas, juntamente com as plantas vasculares sem sementes (pteridófitas), apresentam o corpo vegetativo constituído pelo esporófito. Na maturidade, certas partes do organismo vegetativo se tornam férteis, reprodutoras, e produzem esporos por meiose. Na maioria das gimnospermas, bem como em algumas pteridófitas, as estruturas portadoras de esporos (esporângios) ficam reunidas em ramos especiais, no qual formam CONES ou ESTRÓBILOS (Figura 1).

Fig. 1 – Estróbilo feminino (pinha) de uma espécie de Pinus, pinheiro exótico muito comum.

Os esporos são produzidos por meiose e dão origem, quando germinam, a gametófitos, que são relacionados à fase sexual do ciclo de vida por produzirem gametas masculinos e femininos.

Nas pteridófitas do gênero Selaginella, entre outras, já ocorre o fenômeno da heterosporia (formação de dois tipos de esporângios e, conseqüentemente, de dois tipos de esporos na meiose). Nessa planta, os primeiros estágios de desenvolvimento dos gametófitos ocorrem no interior dos esporos, de forma que os gametófitos são dependentes, para sua nutrição, de materiais armazenados nos esporos, que ainda são retidos nos esporângios.   As gimnospermas também são plantas heterosporadas, que produzem dois tipos de esporos, porém algumas diferenças ocorrem durante o processo reprodutivo, no qual resulta no surgimento de uma estrutura que não ocorria ainda nas pteridófitas: a semente.

 Os esporângios das coníferas (grupo que inclui os pinheiros), que usaremos como exemplo, formam-se sobre folhas modificadas, os esporofilos, que se dispõem densamente nos característicos Cones. Os cones masculinos são menores (Figura 2) e os femininos são maiores e mais complexos.

Figura 2 – Estróbilos masculinos de Pinus.

1)   Os megasporângios (onde são produzidos os megásporos) são envolvidos por camadas de células chamadas de Integumento. Esses megasporângios cobertos são denominados ÓVULOS.

2)    Cada óvulo consiste em um megasporângios envolto por um espesso tegumento que possui uma abertura (a micrópila), voltada para o eixo do estróbilo. Cada megasporângios contém uma única célula-mãe dos megásporos que, ao final, sofre meiose e dá origem a uma série linear de quatro megásporos. Contudo, apenas um desses megásporos se mantém, sendo denominado MEGÁSPORO FUNCIONAL, pois os três que estão mais próximos da micrópila logo se degeneram.

3)  O megásporo completa seu desenvolvimento no megasporângios, que forma um gametófito feminino maduro.

4)   No interior dos microsporângios são formados os micrósporos. Em seu desenvolvimento formam-se os chamados GRÃOS DE PÓLEN, que são gametófitos masculinos imaturos. Esses grãos são transferidos, por vários mecanismos, do microsporângio ao megasporângio (é a chamada POLINIZAÇÃO). É comum, nesse grupo, a ocorrência de Polinização pelo vento.

5)   O gametófito masculino, quando maduro, forma uma expansão chamada TUBO POLÍNICO, a partir do qual os anterozóides (gametas masculinos) são transferidos até a oosfera (gameta feminino).  

6)   A fecundação e o desenvolvimento do esporófito embrionário ocorrem no interior do gametófito feminino (dentro do megásporo e do megasporângio). Quando o embrião, dentro do gametófito feminino, se desenvolveu, o óvulo passa a ser chamado de SEMENTE.

SEMENTE Estrutura formada pela maturação do óvulo nas espermatófitas após a fecundação. Pode ainda ser considerada como o óvulo fecundado e desenvolvido em um embrião, formado pelo embrião propriamente dito, pela casca ou tegumento e por uma reserva nutritiva.

As gimnospermas, anteriormente, são vegetais cujo nome representa “plantas com sementes nuas”. Estas plantas apresentam desde representantes herbáceos (rasteiros), trepadeiras e arbustos a grandes árvores.   No Brasil, são encontrados alguns representantes de gimnospermas nativos, como Podocarpus, Ephedra, mas um deles é mais popularmente conhecido: a espécie Araucaria angustifolia, conhecida como pinheiro-do-Paraná.

 No resto do mundo, segundo PIQUE & BRITO (1996), as grandes florestas de pinheiros são encontradas em altas latitudes, margeando a Tundra Ártica; sobre as grandes cadeias montanhosas ou em encostas de colinas, até mesmo sujeitas aos períodos de seca, sendo que mais de 50% das florestas de pinheiros se encontram na Ásia.

  Apesar da classificação taxonômica do grupo ser ainda motivo de discussão na área acadêmica, podemos reconhecer quatro principais Filos dentro desse grupo:  Filo Cycadophyta; Filo Ginkgophyta; Filo Coniferophyta e Filo Gnetophyta.

FILO CYCADOPHYTA

Inclui plantas pertencentes ao gênero Cycas, as quais têm o aspecto de uma palmeira, podem alcançar 15 a 20 metros de altura, e possuem estruturas de reprodução bem características. As folhas são grandes, semelhantes a penas e duras, dispondo-se no topo da planta, como um espiral. Esses exemplares são de belo porte e têm sido muito utilizados na ornamentação de jardins residenciais e comerciais e de praças públicas em várias regiões.

 São plantas dióicas (isto é, têm sexos separados) e o exemplar masculino forma, na época de reprodução, um grande estróbilo no ápice da planta, em meio às folhas, com formato de abacaxi. Esse estróbilo é composto por folhas modificadas e neles são formados os grãos de pólen.  A planta feminina apresenta uma coroa no ápice do caule, constituída por folhas modificadas portando óvulos. É na planta feminina que se formam as sementes.

FILO GINKGOPHYTA

Esse filo inclui apenas uma única espécie vivente: a Ginkgo biloba. Acredita-se que essa espécie seja originária da China, tendo surgido há cerca de 150 milhões de anos (portanto, contemporânea dos dinossauros!).   Ginkgo biloba possui folhas bonitas, em formato de leque ou ventarola, chamadas de folhas flabeliformes e são árvores que podem atingir grandes proporções, e apresentam, também, sexos separados.  Nas plantas femininas, desenvolvem-se as sementes, carnosas. Tais sementes possuem um odor enjoativo e, caso entrem em contato com a pele, podem ocasionar lesões superficiais.  Essas plantas são consideradas árvores sagrada para os povos orientais, pois sobreviveu ao bombardeio que a cidade de Hiroshima sofreu durante a Segunda Guerra Mundial. Até hoje ela é plantada nos jardins japoneses e muito cultivada em todo o mundo. Acredita-se que se esta planta não tivesse sido cultivada tão amplamente, já poderia ter entrado em extinção.   Na atualidade, essa planta vem sendo muito popularizada pelos seus efeitos medicinais como coadjuvante no tratamento de doenças relacionadas à falta de vascularização cerebral; cefaléia; perda de memória; labirintite e até as alterações no vigor sexual.

FILO CONIFEROPHYTA

Nesse Filo estão as gimnospermas mais conhecidas e diversificadas, pois inclui os conhecidos pinheiros, além das famosas sequóias.   No Brasil, temos apenas três espécies de coníferas nativas: Araucaria angustifolia (pinheiro-do-Paraná), Podocarpus lamberti e Podocarpus sellowii, conhecidos como “pinheiro-do-brejo” ou “pinheiro-bravo”. 

 O pinheiro-do-Paraná é uma planta de belíssimo porte; com folhas pontiagudas. Sua exploração intensa, decorrente da importância econômica de sua madeira e de suas sementes carnosas (pinhões), fez com que suas reservas naturais fossem muito reduzidas em nosso país, com sério risco de extinção (Figuras1 e 2).

Fig. 1 – Pinheiro-do-Paraná – árvore adulta. Foto tirada no Parque Estadual da Cantareira, em São Paulo.

 Fig. 2 – Estróbilo masculino (esquerda, menor) e feminino (direita) da planta Araucaria angustifolia. Notar, na parte superior da foto, as folhas pontiagudas.

Muitos outros pinheiros como, por exemplo, espécies do gênero Pinus, são também encontradas em nosso país, especialmente ao longo das estradas de rodagem, mas não são nativos da mata brasileira; apenas foram muito cultivados por conta de projetos de reflorestamento feitos no passado.  Ainda nesse grupo estão inclusas as famosas sequóias: árvores gigantescas, que ocorrem nos Estados Unidos, as quais podem atingir 120 m de altura.

FILO GNETOPHYTA

 Nesse Filo são inclusas gimnospermas muito diferenciadas, até mesmo entre si. Apresenta plantas herbáceas, trepadeiras e arbustos de pequeno porte.  Três gêneros são representativos desse Filo: Welwitschia, Ephedra e Gnetum. O gênero Welwitschia ocorre apenas nos desertos da Namíbia, na África; Ephedra tem uma espécie que é nativa do sul do Brasil (dessa planta se extrai um princípio ativo usado no tratamento do enfizema pulmonar) e Gnetum, com algumas espécies na Amazônia.