Espermatófitos ou fanerógamas: características, classificação, evolução

Espermatófitos ou fanerógamas: características, classificação, evolução

As espermatofitas ou plantas com flores, também conhecidas como “plantas com sementes”, são uma grande linhagem monofilética de plantas pertencentes ao grupo das lignofitas (plantas lenhosas) e classificadas tanto pelas angiospermas (plantas com flores) quanto pelas gimnospermas ( coníferas e similares).

Os espermatófitos formam um grupo separado das lignófitas, graças à característica compartilhada do desenvolvimento de sementes, que é descrita nos livros didáticos como uma “novidade evolutiva” para o grupo.

A palavra “espermatophyte” significa literalmente “plantas com sementes”, uma vez que vem das palavras gregas ” esperma” , que significa semente, e “fiton” , que significa planta.

Os espermatófitos são um dos organismos mais importantes da Terra, pois as angiospermas e as gimnospermas são dois grupos extremamente abundantes e essenciais para a operação de praticamente todos os ecossistemas terrestres.

Se você pensa rápido, as plantas com sementes são provavelmente o grupo mais familiar para a maioria das pessoas, não apenas do ponto de vista nutricional (já que óleos, amidos e proteínas são obtidos das sementes de muitas plantas), mas também do ponto de vista da paisagem.

As gigantes sequóias da Califórnia, as grandes e exuberantes árvores da floresta amazônica, os lírios e as rosas, o arroz, a aveia, o milho, o trigo e a cevada, entre milhares de outros, são espermatófitos.

Características dos espermatófitos

– A principal característica dos espermatófitos ou fanerógamas é a produção de sementes após a polinização, ou seja, como um produto resultante da fusão de duas células sexuais.

– Eles são organismos fotossintéticos, isto é, eles têm cloroplastos que contêm clorofila, para que eles possam converter a energia da luz do sol raios em energia química utilizável.

– O corpo desses vegetais é dividido em raízes, caules e folhas.

– Alguns espermatófitos, angiospermas produzem flores e a partir dessas flores se originam os frutos, que são os que contêm as sementes.

– As gimnospermas não produzem flores, mas possuem estruturas especializadas no suporte de sementes.

– A maioria dos espermatófitos possui tecido vascular bem desenvolvido, constituído por tecido xilema e traqueídeos.

– Eles são amplamente distribuídos pela biosfera, portanto ocupam centenas de habitats diferentes.

– Eles podem ter tecidos com crescimento secundário ou não.

Habitat

As plantas com flores (angiospermas) crescem em praticamente qualquer região habitável da terra (exceto florestas de coníferas) e podem até dominar alguns ecossistemas aquáticos. Portanto, eles são capazes de habitar:

– desertos

– planícies

– Serranías

– Oceanos, mares e rios

Da mesma forma, as gimnospermas, outras plantas de sementes, também apresentam grande plasticidade em relação ao habitat que podem ocupar, embora sejam mais restritas a ambientes terrestres e não aquáticos.

Classificação e taxonomia

As plantas de semente pertencem à divisão de Spermatophyta. As samambaias com “pteridospermas”, gimnospermas e angiospermas são agrupadas nesta divisão.

As samambaias com sementes são um grupo formado principalmente por plantas fósseis, razão pela qual os espermatófitos são frequentemente considerados gimnospermas e angiospermas.

Gimnospermas

A palavra “gimnosperma” significa “plantas com sementes nuas” ( gimnos , que significa “nu” e esperma , que significa “semente”).

Dependendo do estudo em análise, esse grupo de plantas é um grupo “não natural”, uma vez que seus membros são de origem parafilética, o que significa que nem todos eles têm o mesmo ancestral comum; ou é um grupo monofilético, irmão de angiospermas.

– Os membros do grupo se reúnem nesta divisão porque compartilham a característica comum (apomorfia) de não produzir flores.

– Além disso, essas plantas possuem estruturas conhecidas como “cones”, algumas femininas e outras masculinas.

– As sementes não são encapsuladas dentro da parede de uma fruta após a fertilização.

– Rolaram folhas em forma de agulha e abundantes em cera.

As gimnospermas são divididas nas seguintes linhagens:

Cycadophyta , a linhagem considerada a mais basal

Ginkgophyta

Coniferophyta , coníferas

Gnetophyta ou Gnetales, às vezes classificados no grupo de coníferas

Angiospermas

Por outro lado, as plantas com flores são um grupo monofilético comprovado, considerado um grupo irmão das gimnospermas. Eles são de longe o grupo de plantas mais abundante, diversificado e bem-sucedido de todos, compreendendo hoje mais de 95% de todas as espécies de plantas vivas.

São também uma das plantas mais importantes para o sistema econômico mundial, pois não são apenas exploradas para a produção de alimentos, mas também para a extração de vários tipos de matéria- prima.

– Todas as angiospermas têm flores, geralmente bissexuais (ambos os sexos na mesma flor).

– Suas sementes são encapsuladas em um ovário, que se transforma em fruto.

– Eles geralmente exibem fertilização dupla.

As angiospermas compreendem um grupo extremamente abundante e diversificado, cuja classificação é objeto de estudo de muitos especialistas na área, portanto existem algumas discrepâncias entre uma classificação e outra. No entanto, entre os mais aceitos é que este grupo inclui clades:

Amborellales

ou ninfas

Austrobaileyales

Magnolidas

ou Laural

o Magnoliales

ou Canellales

o Piperals

ou monocotiledôneas

  • Petrosaviales
  • Acorales
  • Alismatales
  • Asparagales
  • Godcoreal
  • Liliales
  • Pandanales

o Commelinids

  • Arecales
  • Commelinales
  • Zingiberales
  • Poales

o Eudicotiledôneas

  • Buxales
  • Trochodendrales
  • Ranunculales
  • Proteales
  • Berberidopsidales
  • Dilleniales
  • Gunnerales
  • Caryophyllales
  • Santalales
  • Saxifragales
  • Rosid
  • Vital
  • Crossossomatals
  • Geranials
  • Myrtales
  • Zygophyllales
  • Celastral
  • Cucurbitais
  • Fabales
  • Fagales
  • Malpighiales
  • Oxalidales
  • Roseiras
  • Huerteales
  • Brassicales
  • Malva
  • Sapindales
  • Asterids
  • Cornales
  • Ericales
  • Garryales
  • Gentianales
  • Lamiales
  • Solanales
  • Apial
  • Aquifoliales
  • Asterales
  • Dipsacales

Reprodução e ciclo de vida

O ciclo de vida dos espermatófitos é conhecido como “esporádico”, onde o esporófito predomina e as sementes são produzidas, e o gametófito, diferentemente de outros grupos de plantas, é reduzido dentro do óvulo ou do grão de pólen.

Alternância de gerações

A partir disso, entende-se que todas as plantas de sementes têm alternância de gerações, uma gametofítica e outra esporofítica, mas o gametófito só se desenvolve quando as plantas atingem a fase adulta ou reprodutiva.

Os esporófitos são aqueles que carregam as estruturas especializadas onde os gametófitos feminino e masculino são produzidos. Os microsporângios produzem grãos de pólen (masculino) e os megásporângios produzem megásporos ou óvulos (feminino).

Em alguns casos, o megasporangium e o microsporangium são encontrados em diferentes indivíduos ou estruturas (gimnospermas), mas, em geral, na maioria das plantas, ambos são encontrados na mesma estrutura conhecida como flor (angiospermas).

As flores

Uma flor é uma estrutura especializada para reprodução e emerge do caule como uma “extensão” do corpo da planta.

O megásporângio contido nas flores possui um “recipiente” (o ovário) que funciona para receber os grãos de pólen, produzidos pelo microsporângio (da mesma flor ou de flores diferentes).

Os ovos dentro do ovário têm todos os nutrientes necessários para apoiar o desenvolvimento do embrião, a semente e a fruta, um processo que ocorre após a polinização e a fertilização do ovo por um grão de pólen.

As sementes assim produzidas podem ser dispersas por diferentes meios e, uma vez germinadas, formam um novo esporófito que pode repetir o ciclo de vida.

Exemplos de espécies de espermatófitos

Os espermatófitos são plantas extremamente diversas, com ciclos de vida, formas, tamanhos e estilos de vida muito diferentes.

A esse grupo pertencem todas as plantas com flores que conhecemos, praticamente todas as plantas que consumimos como alimento e as árvores grandes e majestosas que formam as florestas e selvas que sustentam a vida dos animais.

– A maçã, típica da estação do outono em muitos países sazonais, pertence à espécie Malus domestica , faz parte da divisão Magnoliophyta e da ordem Rosales.

Pinus mugo é uma espécie de pinheiro arbusto que cresce nos Alpes e da qual são extraídos alguns compostos com propriedades expectorantes, anti-asmáticas e desinfetantes.

– O pão que o homem consome diariamente é feito com farinha produzida a partir das sementes do trigo, uma espécie de angiosperma pertencente ao gênero Triticum e que se chama Triticum aestivum .

Evolução dos espermatófitos

A evolução das plantas de sementes está intimamente relacionada à evolução de duas estruturas: sementes e grãos de pólen.

– Evolução das sementes

A evolução das sementes é um processo que ocorreu em várias etapas, mas a sequência exata da mesma não é conhecida e duas ou mais podem ter ocorrido ao mesmo tempo. Abaixo estão os “passos” da evolução das sementes, como sugerem alguns autores:

1-heterosporia

O termo refere-se à formação de dois tipos de esporos haplóides (com metade da carga cromossômica que a planta que os originou) dentro de dois esporângios diferentes

– Megóporos: grandes e pequenos, produzidos pela meiose em uma estrutura conhecida como megásporangio. Cada megásporo se desenvolve dentro do gametófito feminino, no qual os arqueônios são encontrados.

– Microsporos: os produtos meióticos do microsporângio. Os micrósporos se originam do gametófito masculino, no qual os antherídios são encontrados.

É considerado um dos “passos” essenciais durante a evolução dos espermatófitos, uma vez que a condição ancestral consistia em homosporia, ou seja, a produção de um único tipo de esporos (esporos iguais).

2-Endosporia

Além da formação de dois tipos diferentes de esporos, os espermatófitos desenvolveram outra condição conhecida como endosporia, que é o desenvolvimento completo do gametófito feminino dentro da parede original dos esporos.

A condição ancestral é conhecida como “exosporia” e tem a ver com a germinação do esporo e seu crescimento como um gametófito externo.

3-Redução do número de megásporos

As plantas de semente são caracterizadas pela produção de um único megásporo, uma característica que se acredita ter evoluído de duas maneiras.

Inicialmente, eles precisavam ter a capacidade de reduzir o número de células que sofrem de meiose dentro do megásporangio para uma; É importante comentar que cada uma dessas células é conhecida como célula-tronco de megásporócito ou megásporo.

Após a meiose, um único megassporócito diplóide dá origem a 4 megásporos haplóides. Três desses megásporos “abortam”, deixando um único megásporo funcional, que aumenta de tamanho, que se correlaciona com o aumento de tamanho e recursos nutricionais no megásporângio.

4-Retenção do megásporo

Uma das condições ou características ancestrais dos espermatófitos é que o megásporo é liberado do megásporângio, que mudou nesse grupo, pois nessas plantas o megásporo, uma vez produzido, é retido no megásporângio.

Essa nova “aquisição” evolutiva foi acompanhada, por sua vez, por uma redução na espessura da parede celular do megásporo.

5-Evolução do tegumento

Muitos autores consideram esse um dos últimos eventos ocorridos durante a evolução das plantas de sementes. É a “cobertura” do megásporângio por um tecido especial chamado tegumento, que o circunda quase completamente, com a expressão da extremidade distal.

O tegumento cresce a partir da base do megasporângio, que pode ser referido em muitos textos como nucela.

Registros fósseis mostram que o tegumento evoluiu pela primeira vez como dois lobos separados, no entanto, todas as plantas com sementes atualmente existentes têm um tegumento que consiste em uma cobertura contínua que circunda o núcleo, exceto o micrópilo, que é o extremo. distal.

O micrópilo é o local de entrada dos grãos de pólen ou do tubo de pólen durante a fertilização do megásporo, por isso participa ativamente desse processo.

– Evolução dos grãos de pólen

A evolução das sementes foi diretamente acompanhada pela evolução dos grãos de pólen, mas o que é um grão de pólen?

Um grão de pólen é um gametófito endospórico masculino imaturo. As endosporia nessas estruturas evoluíram de maneira semelhante ao que ocorreu nas sementes, pois envolvia o desenvolvimento do gametófito masculino dentro das paredes dos esporos.

Eles são imaturos porque, quando são liberados, ainda não estão totalmente diferenciados.

Ao contrário de outros tipos de plantas e, como discutido anteriormente, os grãos de pólen são muito diferentes dos megásporos. Estes são gametófitos masculinos extremamente pequenos, que consistem em poucas células.

Quando liberados do microsporângio, os grãos de pólen devem ser transportados para o micrópilo do óvulo, para que a fertilização ocorra. A natureza ancestral da polinização era anemófila (polinização pelo vento).

Uma vez em contato com o ovo, o gametófito masculino completa seu desenvolvimento dividindo-se por mitose e se diferenciando. A partir disso, cresce um tubo de pólen exosporico (fora do esporo), que funciona como um órgão para a absorção de nutrientes ao redor do tecido esporofítico.

Tubo de pólen

Todas as plantas de semente que existem hoje possuem gametófitos masculinos capazes de formar um tubo de pólen logo após entrar em contato com o tecido do megásporo (a nucela). A formação do tubo de pólen é conhecida como sifonogamia.

Além de funcionar como um órgão de absorção de alimentos, o tubo de pólen funciona para fornecer espermatozóides ao “óvulo” do óvulo.

Referências

  1. Merriam Webster. (nd). Espermatófito. No dicionário Merriam-Webster.com. Recuperado em 7 de abril de 2020, de merriam-webster.com
  2. Nabors, MW (2004). Introdução à botânica (no. 580 N117i). Pearson.
  3. Simpson, MG (2019). Sistema sistemático. Imprensa acadêmica.
  4. Raven, PH, Evert, RF e Eichhorn, SE (2005). Biologia das plantas. Macmillan.
  5. Westoby, M. & Rice, B. (1982). Evolução das plantas de semente e aptidão inclusiva dos tecidos vegetais. Evolução, 36 (4), 713-724.

Deixe um comentário

Este site usa cookies para lhe proporcionar a melhor experiência de usuário. política de cookies, clique no link para obter mais informações.

ACEPTAR
Aviso de cookies