Em formação

14.4: Plantas Semente - Angiospermas - Biologia


Desde seu início humilde e ainda obscuro durante o início do período Jurássico (202-145,5 MYA), as angiospermas, ou plantas com flores, evoluíram com sucesso para dominar a maioria dos ecossistemas terrestres. As angiospermas incluem um número impressionante de gêneros e espécies; com mais de 260.000 espécies, a divisão só perde para os insetos em termos de diversificação (Figura 14.4.1).

O sucesso da angiosperma é o resultado de duas novas estruturas que garantem o sucesso reprodutivo: flores e frutos. As flores permitiram que as plantas formassem relações evolutivas cooperativas com animais, em particular insetos, para dispersar seu pólen para gametófitos femininos de uma forma altamente direcionada. Os frutos protegem o embrião em desenvolvimento e atuam como um agente de dispersão. Diferentes estruturas nas frutas refletem as estratégias de dispersão que auxiliam no espalhamento das sementes.

Flores

As flores são folhas modificadas ou esporófilos organizados em torno de um caule central. Embora variem muito na aparência, todas as flores contêm as mesmas estruturas: sépalas, pétalas, pistilos e estames. Um verticilo de sépalas (o cálice) está localizado na base do pedúnculo, ou caule, e envolve o botão floral antes que ele se abra. Sépalas geralmente são órgãos fotossintéticos, embora haja algumas exceções. Por exemplo, a corola em lírios e tulipas consiste em três sépalas e três pétalas que parecem virtualmente idênticas - isso levou os botânicos a cunhar a palavra tépala. As pétalas (coletivamente a corola) estão localizadas dentro do verticilo das sépalas e geralmente exibem cores vivas para atrair os polinizadores. As flores polinizadas pelo vento são geralmente pequenas e opacas. Os órgãos sexuais estão localizados no centro da flor.

Conforme ilustrado na Figura 14.4.2, o estigma, o estilete e o ovário constituem o órgão feminino, o carpelo ou pistilo, também conhecido como gineceu. Um gineceu pode conter um ou mais carpelos em uma única flor. Os megásporos e os gametófitos femininos são produzidos e protegidos pelos tecidos espessos do carpelo. Uma estrutura longa e fina chamada de estilete vai do estigma pegajoso, onde o pólen é depositado, até o ovário encerrado no carpelo. O ovário abriga um ou mais óvulos que se desenvolverão cada um em uma semente após a fertilização. Os órgãos reprodutores masculinos, o androceu ou estames, circundam o carpelo central. Os estames são compostos por um caule fino denominado filamento e uma estrutura semelhante a um saco, a antera, na qual os micrósporos são produzidos por meiose e se desenvolvem em grãos de pólen. O filamento suporta a antera.

Fruta

A semente se forma em um ovário, que aumenta à medida que as sementes crescem. À medida que a semente se desenvolve, as paredes do ovário também se tornam mais espessas e formam o fruto. Na botânica, uma fruta é um ovário fertilizado e totalmente desenvolvido e amadurecido. Muitos alimentos comumente chamados de vegetais são, na verdade, frutas. Berinjelas, abobrinhas, vagens e pimentões são tecnicamente frutas porque contêm sementes e são derivados do tecido espesso do ovário. Bolotas e teclas de bordo alado, cujo nome científico é sâmara, também são frutas.

A fruta madura pode ser descrita como carnuda ou seca. Frutas carnais incluem as conhecidas frutas vermelhas, pêssegos, maçãs, uvas e tomates. Arroz, trigo e nozes são exemplos de frutas secas. Outra distinção é que nem todas as frutas são derivadas do ovário. Algumas frutas são derivadas de ovários separados em uma única flor, como a framboesa. Outras frutas, como o abacaxi, se formam a partir de cachos de flores. Além disso, algumas frutas, como melancia e laranja, têm casca. Independentemente de como são formados, os frutos são um agente de dispersão. A variedade de formas e características refletem o modo de dispersão. Os frutos leves e secos das árvores e dentes-de-leão são carregados pelo vento. Os cocos flutuantes são transportados por água. Algumas frutas são coloridas, perfumadas, doces e nutritivas para atrair herbívoros, que comem as frutas e dispersam as sementes duras não digeridas em suas fezes. Outras frutas têm brocas e ganchos que se agarram aos pelos e pegam carona nos animais.

O ciclo de vida de uma angiosperma

A fase adulta, ou esporófita, é a fase principal do ciclo de vida de uma angiosperma. Como as gimnospermas, as angiospermas são heterosporosas. Eles produzem micrósporos, que se desenvolvem em grãos de pólen (gametófitos masculinos), e megásporos, que formam um óvulo contendo os gametófitos femininos. Dentro dos microsporângios das anteras (Figura 14.4.3), os microsporócitos masculinos se dividem por meiose, gerando micrósporos haplóides que sofrem mitose e dão origem aos grãos de pólen. Cada grão de pólen contém duas células: uma célula geradora que se dividirá em dois espermatozoides e uma segunda célula que se tornará a célula do tubo polínico.

CONEXÃO DE ARTE

Se uma flor não tivesse megasporângio, que tipo de gameta ela não seria capaz de formar? Se faltasse um microsporângio, que tipo de gameta não se formaria?

Nos óvulos, o gametófito feminino é produzido quando um megasporócito sofre meiose para produzir quatro megásporos haplóides. Um deles é maior do que os outros e sofre mitose para formar o gametófito feminino ou saco embrionário. Três divisões mitóticas produzem oito núcleos em sete células. O ovo e duas células movem-se para uma extremidade do saco embrionário (gametófito) e três células movem-se para a outra extremidade. Dois dos núcleos permanecem em uma única célula e se fundem para formar um 2n núcleo; esta célula se move para o centro do saco embrionário.

Quando um grão de pólen atinge o estigma, um tubo polínico se estende do grão, cresce pelo estilete e entra por uma abertura nos tegumentos do óvulo. As duas células espermáticas são depositadas no saco embrionário.

O que ocorre a seguir é chamado de evento de fertilização dupla (Figura 14.4.4) e é exclusivo das angiospermas. Um espermatozóide e o óvulo se combinam, formando um zigoto diplóide - o futuro embrião. O outro espermatozóide se funde com o núcleo diplóide no centro do saco embrionário, formando uma célula triplóide que se desenvolverá no endosperma: um tecido que serve como reserva alimentar. O zigoto se desenvolve em um embrião com uma radícula, ou pequena raiz, e um ou dois órgãos semelhantes a folhas chamados cotilédones. As reservas de alimento semente são armazenadas fora do embrião, e os cotilédones servem como condutos para transmitir as reservas alimentares quebradas ao embrião em desenvolvimento. A semente é constituída por uma camada endurecida de tegumentos que formam a pelagem, o endosperma com reservas alimentares e, no centro, o embrião bem protegido.

A maioria das flores carrega estames e carpelos; no entanto, algumas espécies se autopolinizam. Estas são conhecidas como flores "perfeitas" porque contêm os dois tipos de órgãos sexuais (Figura 14.4.2. Barreiras bioquímicas e anatômicas para a autopolinização promovem a polinização cruzada. A autopolinização é uma forma grave de endogamia e pode aumentar o número de defeitos genéticos na prole.

Uma planta pode ter flores perfeitas e, portanto, ter ambos os gêneros em cada flor; ou pode ter flores imperfeitas de ambos os tipos em uma planta (Figura 14.4.5). Em cada caso, essas espécies são chamadas de plantas monóicas, que significa "uma casa". Alguns botânicos referem-se a plantas com flores perfeitas simplesmente como hermafroditas. Algumas plantas são dióicas, significando “duas casas”, e têm flores masculinas e femininas (“flores imperfeitas”) em plantas diferentes. Nessas espécies, a polinização cruzada ocorre o tempo todo.

Diversidade de Angiospermas

Angiospermas são classificados em uma única divisão, o Anthophyta. As angiospermas modernas parecem ser um grupo monofilético, o que significa que se originam de um único ancestral. As plantas com flores são divididas em dois grupos principais, de acordo com a estrutura dos cotilédones, os grãos de pólen e outras características: monocotiledôneas, que incluem gramíneas e lírios, e eudicotiledôneas ou dicotiledôneas, um grupo polifilético. Angiospermas basais são um grupo de plantas que se acredita terem se ramificado antes da separação em monocotiledôneas e eudicotiledôneas porque exibem características de ambos os grupos. Eles são categorizados separadamente em muitos esquemas de classificação e correspondem a um agrupamento conhecido como Magnoliidae. O grupo Magnoliidae é composto por árvores de magnólia, loureiros, nenúfares e a família da pimenta.

Angiospermas basais

Os Magnoliidae são representados pelas magnólias: árvores altas que carregam flores grandes e perfumadas com muitas partes, e são consideradas arcaicas (Figura 14.4.6d) As árvores de louro produzem folhas perfumadas e pequenas flores imperceptíveis. Os Laurales são pequenas árvores e arbustos que crescem principalmente em climas mais quentes. Plantas familiares neste grupo incluem louro, canela, arbusto de especiarias (Figurauma) e o abacateiro. As Nymphaeales são compostas pelos nenúfares, lótus (Figura 14.4.6c), e plantas semelhantes. Todas as espécies de Nymphaeales prosperam em biomas de água doce e têm folhas que flutuam na superfície da água ou crescem debaixo d'água. Os nenúfares são particularmente apreciados pelos jardineiros e enfeitam lagos e piscinas desde a antiguidade. Os Piperales são um grupo de ervas, arbustos e pequenas árvores que crescem em climas tropicais. Eles têm pequenas flores sem pétalas que estão bem organizadas em longos espinhos. Muitas espécies são fontes de fragrâncias ou especiarias apreciadas; por exemplo, as bagas de Piper nigrum (Figura 14.4.6b) são a pimenta-do-reino familiar que é usada para dar sabor a muitos pratos.

Monocots

As plantas do grupo monocotiledônea têm um único cotilédone na muda e também compartilham outras características anatômicas. As veias correm paralelas ao comprimento das folhas e as partes das flores são organizadas em uma simetria de três ou seis. O pólen das primeiras angiospermas era monossulcado (contendo um único sulco ou poro na camada externa). Esse recurso ainda é visto nas monocotiledôneas modernas. O tecido lenhoso verdadeiro raramente é encontrado em monocotiledôneas, e o tecido vascular do caule não é organizado em nenhum padrão particular. O sistema radicular é principalmente adventício (posicionado de maneira incomum) sem nenhuma raiz principal principal. As monocotiledôneas incluem plantas conhecidas como os lírios verdadeiros (não confundir com os lírios d'água), orquídeas, gramíneas e palmeiras. Muitas safras importantes, como arroz e outros cereais (Figura 14.4.7uma), milho, cana-de-açúcar e frutas tropicais, incluindo banana e abacaxi, pertencem às monocotiledôneas.

Eudicots

Eudicotiledôneas, ou dicotiledôneas verdadeiras, são caracterizadas pela presença de dois cotilédones. As veias formam uma rede em folhas. As partes das flores vêm em quatro, cinco ou muitos verticilos. O tecido vascular forma um anel na haste. (Nas monocotiledôneas, o tecido vascular está espalhado no caule.) Os eudicotiledôneas podem ser herbáceos (como dentes-de-leão ou violetas) ou produzir tecidos lenhosos. A maioria dos eudicotes produz pólen trissulcado ou triporado, com três sulcos ou poros. O sistema radicular é geralmente ancorado por uma raiz principal desenvolvida a partir da radícula embrionária. Eudicots compreendem dois terços de todas as plantas com flores. Muitas espécies parecem exibir características que pertencem a qualquer um dos grupos; portanto, a classificação de uma planta como monocotiledônea ou eudicotiledônea nem sempre é claramente evidente (Tabela 14.4.1).

Tabela 14.4.1: Comparação das características estruturais de monocotiledôneas e eudicot
CaracterísticaMonocotEudicot
Cotilédone1Dois
Veias nas folhasParaleloRede (ramificada)
Tecido vascularEspalhadoOrganizado em padrão de anel
RaízesRede de raízes adventíciasRaiz com muitas raízes laterais
PólenMonossulcadoTrisulcate
Partes de floresTrês ou múltiplos de trêsQuatro, cinco, múltiplos de quatro ou cinco e espirais

CONCEITO EM AÇÃO

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Resumo da Seção

Angiospermas são a forma dominante de vida vegetal na maioria dos ecossistemas terrestres, compreendendo cerca de 90 por cento de todas as espécies de plantas. A maioria das plantas cultivadas e ornamentais são angiospermas. Seu sucesso resulta, em parte, de duas estruturas inovadoras: a flor e a fruta. As flores são derivadas evolutivamente de folhas modificadas. As principais partes de uma flor são as sépalas e pétalas, que protegem as partes reprodutivas: os estames e os carpelos. Os estames produzem os gametas masculinos, que são grãos de pólen. Os carpelos contêm os gametas femininos, que são os óvulos dentro dos ovários. As paredes do ovário engrossam após a fertilização, amadurecendo em frutos que podem facilitar a dispersão das sementes.

Os ciclos de vida das angiospermas são dominados pelo estágio de esporófito. A fertilização dupla é um evento exclusivo das angiospermas. As plantas com flores são divididas em dois grupos principais - as monocotiledôneas e eudicotiledôneas - de acordo com o número de cotilédones nas mudas. Angiospermas basais pertencem a uma linhagem mais antiga do que monocotiledôneas e eudicotiledôneas.

Art Connections

Figura 14.4.3 Se uma flor não tivesse um megasporângio, que tipo de gameta ela não seria capaz de formar? Se faltasse um microsporângio, que tipo de gameta não se formaria?

Sem um megasporângio, um ovo não se formaria; sem um microsporângio, o pólen não se formaria.

Múltipla escolha

Os grãos de pólen se desenvolvem em que estrutura?

A. a antera
B. o estigma
C. o filamento
D. o carpelo

UMA

O milho se desenvolve a partir de uma muda com um único cotilédone, exibe nervuras paralelas nas folhas e produz pólen monossulcado. É mais provável:

A. uma gimnosperma
B. uma monocotiledônea
C. um eudicote
D. uma angiosperma basal

B

Resposta livre

Cycads são consideradas espécies ameaçadas de extinção e seu comércio é severamente restrito. Os funcionários da alfândega detêm suspeitos de contrabandistas, que afirmam que as plantas em sua posse são palmeiras e não cicadáceas. Como um botânico distinguiria entre os dois tipos de plantas?

A semelhança entre cicadáceas e palmeiras é apenas superficial. Cycads são gimnospermas e não produzem flores ou frutos. Ao contrário das palmas, as cicadáceas produzem cones; cones femininos grandes que produzem sementes nuas e cones masculinos menores em plantas separadas.

Quais são as duas estruturas que permitem que as angiospermas sejam a forma dominante de vida vegetal na maioria dos ecossistemas terrestres?

As angiospermas são bem-sucedidas por causa de flores e frutas. Essas estruturas protegem a reprodução da variabilidade do ambiente.

Glossário

antera
uma estrutura semelhante a um saco na ponta do estame em que os grãos de pólen são produzidos
Anthophyta
a divisão a que pertencem as angiospermas
angiospermas basais
um grupo de plantas que provavelmente se ramificou antes da separação de monocotiledôneas e eudicotiledôneas
cálice
o verticilo de sépalas
carpelo
a parte reprodutiva feminina de uma flor que consiste no estigma, estilete e ovário
corola
a coleção de pétalas
cotilédone
uma (monocotiledônea) ou duas (dicotiledôneas) folhas primitivas presentes em uma semente
dicot
um grupo de angiospermas cujos embriões possuem dois cotilédones; também conhecido como eudicot
eudicotes
um grupo de angiospermas cujos embriões possuem dois cotilédones; também conhecido como dicot
filamento
o caule fino que liga a antera à base da flor
gineceu
o grupo de estruturas que constituem o órgão reprodutor feminino; também chamado de pistilo
herbáceo
descreve uma planta sem tecido lenhoso
monocotiledônea
um grupo relacionado de angiospermas que produzem embriões com um cotilédone e pólen com uma única crista
ovário
a câmara que contém e protege o óvulo ou megasporângio feminino
pétala
um interior de folha modificado para a sépala; pétalas coloridas atraem polinizador animal
pistilo
o grupo de estruturas que constituem o órgão reprodutor feminino; também chamado de carpelo
sépala
uma folha modificada que envolve o botão; estrutura mais externa de uma flor
estame
o grupo de estruturas que contém os órgãos reprodutores masculinos
estigma
estrutura superior do carpelo onde o pólen é depositado

Flores

As flores são folhas modificadas, ou esporófilos, organizadas em torno de um caule central. Embora variem muito na aparência, todas as flores contêm as mesmas estruturas: sépalas, pétalas, carpelos e estames. O pedúnculo prende a flor à planta. Um verticilo de sépalas (chamados coletivamente de cálice) está localizado na base do pedúnculo e envolve o botão floral fechado. Sépalas geralmente são órgãos fotossintéticos, embora haja algumas exceções. Por exemplo, a corola em lírios e tulipas consiste em três sépalas e três pétalas que parecem virtualmente idênticas. Pétalas, coletivamente o corola, estão localizados dentro do verticilo das sépalas e geralmente exibem cores vivas para atrair polinizadores. As flores polinizadas pelo vento são geralmente pequenas, emplumadas e visualmente imperceptíveis. Sépalas e pétalas juntas formam o perianto. Os órgãos sexuais (carpelos e estames) estão localizados no centro da flor.

Conforme ilustrado na Figura 2, estilos, estigmas e óvulos constituem o órgão feminino: o gineceu ou carpelo. A estrutura da flor é muito diversa e os carpelos podem ser singulares, múltiplos ou fundidos. Vários carpelos fundidos compreendem um pistilo. Os megásporos e os gametófitos femininos são produzidos e protegidos pelos tecidos espessos do carpelo. Uma estrutura longa e fina chamada de estilo leva do pegajoso estigma, onde o pólen é depositado, para o ovário, incluído no carpelo. O ovário abriga um ou mais óvulos, cada um dos quais se desenvolverá em uma semente após a fertilização. Os órgãos reprodutivos masculinos, o estames (chamados coletivamente de androceu), circundam o carpelo central. Os estames são compostos por uma haste fina chamada de filamento e uma estrutura semelhante a um saco chamada antera. O filamento suporta o antera, onde os micrósporos são produzidos por meiose e se desenvolvem em grãos de pólen.

Figura 2. Esta imagem mostra a estrutura de uma flor perfeita. Flores perfeitas produzem órgãos florais masculinos e femininos. A flor mostrada possui apenas um carpelo, mas algumas flores apresentam um cacho de carpelos. Juntos, todos os carpelos constituem o gineceu. (crédito: modificação da obra de Mariana Ruiz Villareal)


Origem das Angiospermas Primitivas

Foi no período jurássico quando as angiospermas apareceram pela primeira vez no globo. No início do Cretáceo, as angiospermas estavam confinadas a áreas situadas entre as latitudes 45 ° N e 45 ° S. A flora angiospérmica foi substituindo gradativamente a vegetação sem floração do Jurássico e na parte norte do globo as angiospérmicas se estabeleceram apenas no final do período Cretáceo.

Teslenko provou que nenhuma angioperma existia na Sibéria antes do final do Cretáceo e que as angiospermas migraram do sul para a Sibéria. Teslenko observou que as angiospermas não se originaram na parte norte de Angaria ou na antiga terra de Angara.

No século atual, muitos trabalhadores sugeriram uma origem tropical das angiospermas. Hallier presumiu que esse grupo de plantas se originou em um continente no sul do Oceano Pacífico. Mas nenhum continente jamais existiu.

No entanto, outros trabalhadores, por exemplo Diels Golenkin, Bailey, Axelrod, A.C. Smith, Thorne, etc., todos concordaram que o berço das angiospermas estava situado no Pacífico Sul, ou parte ocidental do Pacífico S. É uma vasta área que se estende de Assam, no oeste, Austrália e Ilhas Fiji. no leste, incluindo Burma, S. China, Japão.

Malásia, Nova Zelândia, Nova Caledônia, etc. As evidências fósseis não indicam o centro exato de origem, mas estabeleceram o fato de que as angispermas surgiram no cinturão tropical e se espalharam para áreas de latitudes mais altas.

Nesta ampla área, ou seja, S.W. Na Bacia do Pacífico, as angiospermas primitivas são encontradas em abundância. Muitas famílias primitivas estão confinadas nesta área e representantes primitivos de muitas outras famílias podem ser encontrados aqui.

Croizat destaca que a Malásia é uma das zonas fitogeográficas mais importantes do mundo e todos os cinco continentes podem ser facilmente alcançados a partir de seus limites. É, no entanto, um facto bem conhecido que o S.E. continental A Ásia esteve conectada ao arquipélago malaio por um longo tempo, as montanhas formando um elo prolongado.

As terras altas da área de Burma-Yunnan estendiam-se até a Antártica, passando pela Malásia, Nova Caledônia, N.E. Austrália, Tasmânia, etc. No Jurássico e no início do Cretáceo, essas terras altas serviam como rota migratória da Malásia para a Austrália e a Antártica.

Van Steenis apresentou a hipótese de que existia uma conexão de ponte terrestre entre S.E. Austrália, Tasmânia, Nova Zelândia, Patagônia e o continente Antártico. Mas Smith, Zimmerman, Axelrod são da opinião de que não existia nenhuma conexão de terra contínua, embora houvesse uma cadeia insular e servisse como trampolim para a migração de plantas.

As terras baixas nas regiões tropicais eram muito úmidas ao longo do ano e eram inadequadas para suportar a vegetação angiospérmica. Axelrod sugeriu, portanto, que as angiospermas se originaram não nas terras baixas, mas nas montanhas, nas mais diversas e variáveis ​​condições ambientais.

Desde o início, eles desenvolveram um alto grau de adaptabilidade às variações da umidade atmosférica e do solo. As rápidas diferenciações ecológicas e morfológicas começaram nos primeiros estágios de sua evolução e, à medida que migraram ao longo de diferentes caminhos geográficos e ecológicos, sofreram ainda mais transformações no caminho.

Krassnov considerou que a flora temperada se originou de plantas tropicais que migraram para o norte e se mostraram resistentes ao clima temperado. A periodicidade de crescimento em plantas temperadas é um atributo que já se desenvolveu nos trópicos.

Tanto Axelrod quanto Holttum disseram que o hábito decíduo se desenvolveu em plantas nos trópicos e permitiu que essas árvores se propagassem do cinturão equatorial para regiões com marcadas estações alternadas.

Dos discursos acima, infere-se que as Angiospermas se originaram nas montanhas de S.W. Bacia do Pacífico situada entre as ilhas de Assam e Fiji, e de cuja área se espalharam para outros países tropicais e em curso de evolução deram origem a plantas capazes de sobreviver em vários tipos de solo e clima.

Eles se espalharam por via terrestre e cruzaram a barreira do oceano por cadeias insulares que existiam no período Cretáceo e antes. As primeiras angiospermas primitivas deram origem a diferentes tipos de plantas tropicais, bem como temperadas e alpinas. Assim, descobrimos que a flora tropical extremamente rica da América é bastante pobre em angiospermas primitivas, enquanto a flora da África tropical possui tais angiospermas.


Gimnospermas

Gimnospermas, que significa “sementes nuas”, são um grupo diversificado de plantas com sementes e são parafiléticas. Os grupos parafiléticos são aqueles em que nem todos os membros são descendentes de um único ancestral comum. Suas características incluem sementes nuas, gametas femininos e masculinos separados, polinização pelo vento e traqueídeos (que transportam água e solutos no sistema vascular).

As sementes de gimnosperma não são encerradas em um ovário, mas sim expostas em cones ou folhas modificadas. Os esporófilos são folhas especializadas que produzem esporângios. O termo estróbilo (plural = strobili) descreve um arranjo compacto de esporofilos ao redor de um caule central, como visto em cones. Algumas sementes são envolvidas por tecidos esporófitos após a maturação. A camada de tecido esporófito que envolve o megasporângio e, posteriormente, o embrião, é chamada de tegumento.

As gimnospermas eram o filo dominante na era Mesozóica. Eles estão adaptados para viver onde a água doce é escassa durante parte do ano, ou no solo pobre em nitrogênio de um pântano. Portanto, eles ainda são o filo proeminente no bioma de coníferas ou taiga, onde as coníferas perenes têm uma vantagem seletiva em climas frios e secos. As coníferas perenes continuam com baixos níveis de fotossíntese durante os meses frios e estão prontas para aproveitar os primeiros dias de sol da primavera. Uma desvantagem é que as coníferas são mais suscetíveis do que as árvores decíduas a infestações porque as coníferas não perdem suas folhas de uma vez. Eles não podem, portanto, se livrar dos parasitas e recomeçar com um novo suprimento de folhas na primavera.

O ciclo de vida de uma gimnosperma envolve alternância de gerações, com um esporófito dominante no qual reside o gametófito feminino e gametófitos reduzidos. Todas as gimnospermas são heterosporosas. Os órgãos reprodutivos masculinos e femininos podem se formar em cones ou estróbilos. Os esporângios masculinos e femininos são produzidos na mesma planta, descritos como monóico ("Uma casa" ou bissexual), ou em plantas separadas, referidas como dióico (“Duas casas” ou unissexuais) plantas. O ciclo de vida de uma conífera servirá como nosso exemplo de reprodução nas gimnospermas.

Ciclo de vida de uma conífera

Os pinheiros são coníferas (com cones) e carregam esporófilos masculinos e femininos no mesmo esporófito maduro. Portanto, são plantas monóicas. Como todas as gimnospermas, os pinheiros são heterosporosos e geram dois tipos diferentes de esporos: micrósporos masculinos e megásporos femininos. Nos cones masculinos, ou cones estaminados, o microsporócitos dar origem a grãos de pólen por meiose. Na primavera, grandes quantidades de pólen amarelo são liberadas e carregadas pelo vento. Alguns gametófitos pousarão em um cone feminino. A polinização é definida como o início do crescimento do tubo polínico. O tubo polínico se desenvolve lentamente e a célula geradora no grão de pólen se divide em duas células espermáticas haplóides por mitose. Na fertilização, uma das células espermáticas finalmente unirá seu núcleo haplóide com o núcleo haplóide de um óvulo haplóide.

Cones femininos, ou ovular cones, contém dois óvulos por escama. Uma célula-mãe de megásporo, ou megásporócito, sofre meiose em cada óvulo. Três das quatro células se decompõem, apenas uma única célula sobrevivente se desenvolverá em um gametófito multicelular feminino, que envolve a arquegônia (um arquegônio é um órgão reprodutivo que contém um único ovo grande). Após a fertilização, o ovo diplóide dará origem ao embrião, que é envolvido por uma camada de semente de tecido da planta-mãe. A fertilização e o desenvolvimento da semente são um processo longo nos pinheiros: pode demorar até dois anos após a polinização. A semente formada contém três gerações de tecidos: o tegumento que se origina do tecido esporófito, o gametófito que fornecerá os nutrientes e o próprio embrião.

A Figura 7 ilustra o ciclo de vida de uma conífera. O esporófito (2n) fase é a fase mais longa na vida de uma gimnosperma. Os gametófitos (1n) —Microsporos e megásporos — são reduzidos em tamanho. Pode levar mais de um ano entre a polinização e a fertilização, enquanto o tubo polínico cresce em direção ao megasporócito (2n), que sofre meiose em megásporos. Os megásporos irão amadurecer em ovos (1n).

Figura 7. Esta imagem mostra o ciclo de vida de uma conífera. O pólen dos cones masculinos se espalha para os ramos superiores, onde fertiliza os cones femininos.

Pergunta Prática

Em que estágio o zigoto diplóide se forma?

  1. quando o cone feminino começa a brotar da árvore
  2. na fertilização
  3. quando as sementes caem da árvore
  4. quando o tubo polínico começa a crescer

Assista a este vídeo para conhecer o processo de produção de sementes em gimnospermas.


Diversidade de gimnospermas

As gimnospermas modernas são classificadas em quatro filos. Coniferophyta, Cycadophyta e Ginkgophyta são semelhantes em sua produção de câmbio secundário (células que geram o sistema vascular do tronco ou caule e são parcialmente especializadas para o transporte de água) e seu padrão de desenvolvimento de sementes. No entanto, os três filos não estão intimamente relacionados filogeneticamente entre si. As Gnetophyta são consideradas o grupo mais próximo das angiospermas porque produzem o verdadeiro tecido do xilema.

Coníferas (Coniferophyta)

Coníferas são o filo dominante de gimnospermas, com a maior variedade de espécies (Figura 8). A maioria são árvores tipicamente altas que geralmente apresentam folhas semelhantes a escamas ou agulhas. A evaporação da água das folhas é reduzida por sua forma delgada e cutícula espessa. A neve desliza facilmente das folhas em forma de agulha, mantendo a carga leve e diminuindo a quebra de galhos. As adaptações ao clima frio e seco explicam a predominância de coníferas em grandes altitudes e em climas frios. As coníferas incluem árvores perenes conhecidas, como pinheiros, abetos, abetos, cedros, sequóias e teixos. Algumas espécies são caducas e perdem as folhas no outono. O larício europeu e o tamarack são exemplos de coníferas decíduas (Figura 8c). Muitas árvores coníferas são colhidas para polpa de papel e madeira. A madeira das coníferas é mais primitiva do que a madeira das angiospérmicas, ela contém traqueídeos, mas não contém elementos de vaso e, portanto, é chamada de "madeira macia".

Figura 8. As coníferas são a forma dominante de vegetação em ambientes frios ou áridos e em grandes altitudes. Aqui estão os (a) abetos perenes Picea sp., (b) zimbro Juniperus sp., (c) sequóia Sequoia Semervirens, que é uma gimnosperma decídua, e (d) o tamarack Larix larcinia. Observe as folhas amarelas do tamarack. (crédito a: modificação da obra de Rosendahl crédito b: modificação da obra de Alan Levine crédito c: modificação da obra de Wendy McCormic crédito d: modificação da obra de Micky Zlimen)

Cycads

Figura 9. Este Encephalartos ferox cicadácea tem cones grandes e folhas largas, semelhantes a samambaias. (crédito: Wendy Cutler)

Cycads prosperam em climas amenos e costumam ser confundidos com palmeiras devido ao formato de suas folhas grandes e compostas. As cicadáceas apresentam cones grandes (Figura 9) e podem ser polinizadas por besouros em vez de pelo vento: incomum para uma gimnosperma. Eles dominaram a paisagem durante a era dos dinossauros no Mesozóico, mas apenas uma centena de espécies persistiram até os tempos modernos. Eles estão em risco de extinção e várias espécies são protegidas por convenções internacionais. Devido à sua forma atraente, são frequentemente utilizadas como plantas ornamentais em jardins nos trópicos e subtropicais.

Gingkophytes

A única espécie sobrevivente do gingkophytes grupo é o Gingko biloba (Figura 10). Suas folhas em forma de leque - únicas entre as plantas com sementes porque apresentam um padrão de veias dicotômicas - ficam amarelas no outono e caem da árvore. Durante séculos, G. bilobafoi cultivado por monges budistas chineses em mosteiros, o que garantiu sua preservação. É plantado em espaços públicos porque é excepcionalmente resistente à poluição. Os órgãos masculinos e femininos são produzidos em plantas separadas. Normalmente, os jardineiros plantam apenas árvores masculinas porque as sementes produzidas pela planta feminina têm um cheiro desagradável de manteiga rançosa.

Figura 10. Esta placa do livro Flora Japonica, Sectio Prima (Tafelband) de 1870 retrata as folhas e frutos de Gingko biloba, desenhado por Philipp Franz von Siebold e Joseph Gerhard Zuccarini.

Gnetófitas

Gnetófitas são os mais próximos em relação às angiospermas modernas e incluem três gêneros diferentes de plantas: Efedra, Gnetum, e Welwitschia (Figura 11). Como as angiospermas, eles têm folhas largas. Nas zonas tropicais e subtropicais, os gnetófitos são vinhas ou pequenos arbustos. Efedra ocorre em áreas secas da costa oeste dos Estados Unidos e do México. EfedraAs folhas pequenas e semelhantes a escamas são a fonte do composto efedrina, que é usado na medicina como um descongestionante potente. Como a efedrina é semelhante às anfetaminas, tanto na estrutura química quanto nos efeitos neurológicos, seu uso é restrito a medicamentos prescritos. Como as angiospermas, mas diferente de outras gimnospermas, todos os gnetófitos possuem elementos de vasos em seu xilema.

Figura 11. (a) Ephedra viridis, conhecido pelo nome comum de chá mórmon, é cultivado na costa oeste dos Estados Unidos e no México. (b)Gnetum gnemon cresce na Malásia. (c) O grande Welwitschia mirabilis pode ser encontrado no deserto da Namíbia. (crédito a: modificação da obra pelo USDA crédito b: modificação da obra por Malcolm Manners crédito c: modificação da obra por Derek Keats)

Assista a este vídeo que descreve a incrível estranheza de Welwitschia.



Características basais de angiospermas

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As primeiras plantas a aparecer na face da Terra foram as gimnospermas. Diz-se que deram origem a plantas com flores há cerca de 245 a 202 milhões de anos. As primeiras plantas com flores que se desviam das angiospermas iniciais são chamadas de angiospermas basais. Investigando o passado evolutivo das angiospermas basais, encontramos poucos grupos que se ramificam, antes que os verdadeiros & # 8216dicotais & # 8217 apareçam.

As angiospermas basais consistiam em Ambroella, Nymphaeales, e Austrobaileyales. Essas plantas com flores eram chamadas Paleodicots que não pertencia aos eudicotais ou monocotiledôneas. As características basais mostram que eles tinham estames laminares achatados com grandes filamentos. Eles também tinham várias tépalas, carpelos separados e folhas dispostas em espiral.


Angiospermas

* Ao contrário das gimnospermas em que os óvulos estão nus, nas angiospermas ou plantas com flores, os grãos de pólen e os óvulos são desenvolvidos em estruturas especializadas chamadas flores.

* Nas angiospermas, as sementes são envolvidas por frutos.

* As angiospermas são um grupo excepcionalmente grande de plantas que ocorrem em uma ampla variedade de habitats. Eles variam em tamanho de Wolfia minúsculo, quase microscópico a árvores altas de eucalipto (mais de 100 metros).

* Eles nos fornecem alimentos, forragem, combustível, medicamentos e vários outros produtos comercialmente importantes.

* Eles são divididos em duas classes: as dicotiledôneas e as monocotiledôneas.

* As dicotiledôneas são caracterizadas por apresentarem dois cotilédones em suas sementes, enquanto os monocolilédones possuem apenas um.

* Os órgãos sexuais masculinos em uma flor são o estame. Cada estame consiste em um

filamento do credor com uma antera na ponta. As anteras, após a meiose, produzem grãos de pólen. Os órgãos sexuais femininos em uma flor são o pistilo ou carpelo. O pistilo consiste em um ovário que envolve um a vários óvulos. Dentro dos óvulos estão presentes gametófitos femininos altamente reduzidos, denominados sacos embrionários. A formação do embrião-saco é precedida pela meiose. Portanto, cada uma das células de um saco embrionário é haplóide. Cada saco embrionário possui um aparato de óvulo de três células, um óvulo e duas sinérgidas, três células antípodas e dois núcleos polares. Os núcleos polares eventualmente se fundem para produzir um núcleo secundário diplóide.

* Os grãos de pólen, após a dispersão das anteras, são transportados pelo vento ou por várias outras agências para o estigma de um pistilo. Isso é denominado como polinização.

* Os grãos de pólen germinam no estigma e os tubos polínicos resultantes crescem através dos tecidos do estigma e estilete e alcançam o óvulo. Os tubos polínicos entram no saco embrionário, onde dois gametas masculinos são liberados. Um dos gametas masculinos se funde com o óvulo para formar um zigoto (singamia). O outro gameta masculino se funde com o núcleo secundário diplóide para produzir o núcleo triplóide do endosperma primário (PEN). Por causa do envolvimento de duas fusões, esse evento é denominado fertilização dupla, um evento exclusivo das angiospermas. O zigoto se desenvolve em um embrião (com um ou dois cotilédones) e o PEN se transforma em endosperma que fornece nutrição para o embrião em desenvolvimento. As sinérgidas e antípodais degeneram após a fertilização. Durante esses eventos, os óvulos se transformam em sementes e os ovários se transformam em frutos,

Fig: Ciclo de vida de uma angiosperma

* O menor angiosperma é Wolffia. O corpo da planta de Wolffia consiste em um pequeno caule achatado e verde oval (filoclato) com algumas raízes pequenas. As plantas têm cerca de 1 mm de diâmetro e são encontradas flutuando livremente em habitats aquáticos como lagoas, etc.

* O mais alto angiosperma é eucalipto. Suas árvores podem atingir alturas de até 100 metros ou mais.

* As plantas de Angiospermas são divididas em dois grupos principais - como - Dicotiledôneas e Monocotiledôneas.

(1) Dicotiledôneas: Eles são mostrados seguindo características distintas.

(i) Buscar raízes encontradas nos membros deste grupo.

(ii) As folhas em membros desta classe apresentam venação reticulada (semelhante a rede).

(iii) As flores são tetrâmeras ou pentâmeras com quatro ou cinco membros nos vários verticilos florais, respectivamente.

(iv) Os feixes vasculares dispostos em anel, numerados de 2 a 6, abertos e com câmbio.

(v) As sementes de dicotiledôneas são - com dois cotilédones como o nome indica.

(2) Monocotiledôneas: Eles são mostrados a seguir características distintas:

(i) Raízes adventícias encontradas nos membros deste grupo.

(ii) As folhas são simples 'com veias paralelas.

(iii) As flores são trimerosas com três membros em cada verticilo floral.

(iv) The vascular bundles scattered in the ground tissue, many in number, closed and without cambium.

(v) The seeds of monocotyledons are with one cotyledons as the name indicate. e.g., Cereals, bamboos, sugarcane, palms, banana, lilies and orchids

Depending upon' the" habit of plants,' the angiosperms belong to following categories:

(1) Herb: These are small, soft, non-woody plants without persistent parts above ground. The height of plants usually reaches upto 1 m. The plants may be annual (Brassica), biennial (Sugar beet) or perennial (Canna). The perennial herbs usually possess underground rhizomes which form the new aerial shoots every year. The plants of banana are perennial herbs.

(2) Shrubs: These are woody plants of relatively low height (1-4 m). They typically branch at or near the base and do not have a main trunk, e.g., Rose .. They are mostly perennial.

(3) Trees: These are perennial woody plants with one main trunk. The trunk mayor may not be branched. These are of the following types:


Significance to humans

Angiosperms are as important to humans as they are to other animals. Angiosperms serve as the major source of food—either directly or indirectly through consumption by herbivores—and, as mentioned above, they are a primary source of consumer goods, such as building materials, textile fibres, spices and herbs, and pharmaceuticals.

Among the most important food plants on a global scale are cereals from the grass family (Poaceae) potatoes, tomatoes, eggplant, and chili peppers from the potato family (Solanaceae) legumes or beans (Fabaceae) pumpkins, melons, and gourds from the squash family (Cucurbitaceae) broccoli, cabbage, cauliflower, radish, and other vegetables from the mustard family (Brassicaceae) and almonds, apples, apricots, cherries, loquats, peaches, pears, raspberries, and strawberries from the rose family (Rosaceae). Members of many angiosperm families are used for food on a local level, such as ullucu (Ullucus tuberosus Basellaceae) in the Andes and cassava (Manihot esculenta Euphorbiaceae) throughout the tropics. Tropical angiosperm trees are an important source of timber in the tropics and throughout the world.

The flowering plants have a number of uses as food, specifically as grains, sugars, vegetables, fruits, oils, nuts, and spices. In addition, plants and their products serve a number of other needs, such as dyes, fibres, timber, fuel, medicines, and ornamentals. Many plants serve more than one function. For example, the seeds of the kapok fruit (Ceiba pentandra Malvaceae) yield a water-repellent fibre used in sound and thermal insulation and an edible oil used in cooking, lubricants, and soap the oil cake is rich in protein and is fed to livestock and the soft, light wood is used to make furniture and boats.

The angiospermous plant converts the energy of the sun into starch, the energy-rich storage form of sugar, and reserves it in the endosperm of the seed for the time when the seedling germinates and grows. Among the most economically important grains throughout the world are corn (Zea mays), wheat (Triticum), arroz (Oryza), barley (Hordeum), oats (Avena), sorgo (Sorghum), and rye (Secale), all members of the grass family, Poaceae.

Corn provides food for humans and domesticated animals, and its derivatives (e.g., cornstarch and corn oil) are used in making cosmetics, adhesives, varnishes, paints, soaps, and linoleum. Among the many cultivars of Zea mays, dent corn, variety indentat, is a widely used feed type in the United States. Wheat, barley, and rye are all members of the same tribe (Triticeae) within the family Poaceae. Wheat is among the oldest of the cultivated food crops. Barley is used for human consumption, livestock feed, and malting. Rye is usually used as a livestock feed, but can be used in baking and distilling liquor. Rice is a semiaquatic annual grass and is one of the major cereal crops of the world.

Vegetables constitute perhaps the greatest diversity of form and nutritional content and are grown for one or more of their parts—the flowers, shoots, or leaves or the underground parts, such as tuberous roots, bulbs, rhizomes, corms, and tubers.

The globe, or French, artichoke (Cynara Scolymus Asteraceae) is an immature flower bud and receptacle overlaid by bracts. Asparagus (Asparagus officinalis Asparagaceae) is a perennial plant cultivated for its succulent green cladodes that arise from underground stems called crowns.

The mustard family ( Brassicaceae) contains a number of important vegetables—broccoli, Brussels sprouts, cabbage, cauliflower, collards, kale, and kohlrabi—all members of Brassica oleraceae and comprising a group of vegetables called the cole crops, a term that probably reflects the fact that they are principally stem plants. The flower heads and stalks of broccoli and cauliflower are eaten, the two plants differing in that the white head of the cauliflower consists of malformed (hypertrophied) flowers that form in dense clusters. Brussels sprouts continually form many small heads in the axils of the leaves throughout the growing season. The cabbage head is a large terminal bud.

The edible portion of celery (Apium graveolens Apiaceae) is the petiole (leaf stalk) that arises from a compact stem. Rhubarb (Rheum rhabarbarum Polygonaceae) is a leafy plant also grown for its leaf petioles.

Parsley (Petroselinum crispum Apiaceae), spinach (Spinacia oleracea Amaranthaceae), and Swiss chard (Beta vulgaris, variety cicla Amaranthaceae) are cultivated for their leaves, and the leek (Allium porrum Amaryllidaceae), a close relative of the onion, is cultivated for its leaf bases.

Root crops are grown for their fleshy subterranean storage bodies: tuberous roots, bulbs, rhizomes, corms, and tubers. The potato is a tuber found in Solanaceae, the potato family. Other important root crops include the carrot (Daucus carota Apiaceae), beet (Beta vulgaris Amaranthaceae), and sweet potato (Ipomoea batatas Convolvulaceae), as well as the radish (Raphanus sativus), turnip (Brassica rapa, variety rapa), and rutabaga (B. napus, variety napobrassica) of the mustard family (Brassicaceae).

Bulb crops are underground leafy scales attached to short compressed stems food is stored in the leaves rather than the roots, causing them to enlarge into bulbs. Onions and garlic (Allium cepa e A. sativum, respectively Amaryllidaceae) are the most obvious examples of the bulb vegetable.

Many plants classified popularly as vegetables are in actuality fruits because they develop from the reproductive structures of the plant. O gênero Cucurbita (Cucurbitaceae) includes the pumpkins, squashes, and gourds, of which C. moschata (winter squash, or crookneck pumpkin), C. pepo (summer squash, or marrow), and C. mixta (the pumpkin, or mixta squash) are some of the common types. The cucumber (Cucumis sativus Cucurbitaceae) produces a fruit that develops from a branching vine. Okra (Abelmoschus esculentus Malvaceae) is a warm-weather crop that produces small fruit pods. Breadfruit (Artocarpus altilis Moraceae), a plant native to the Pacific Islands, is a staple crop, providing a rich source of calcium and starch.

The common bean (Phaseolus vulgaris), including the French, or kidney, bean, the string bean, and the navy bean, is the edible fleshy pod containing the bean seeds. It provides a good source of protein. Lima beans (P. lunatus) probably originated in Central America and are now found in the United States, the lowland tropics, and Africa. The garden, or English, pea (Pisum sativum Fabaceae) is an annual cool-weather plant cultivated for its edible green seed or pod. The pea is found throughout most temperate and tropical regions.

The family Solanaceae contains a number of important fruit vegetables— eggplants (aubergines), peppers, and tomatoes—all herbaceous plants, which are perennial in the tropics and annual in temperate zones. The pepper (Capsicum) includes the sweet, or bell, pepper (which is green when immature but red or yellow when ripe), and the red, or chili, pepper. Pepper plants are cultivated for their fruits, some of which are extremely pungent because of the presence of capsaicin found in the septa, in the placenta, and, to a lesser extent, in the seeds, but not in the wall, of the fruit. The tomato (Solanum lycopersicum), native to South America, was at one time wrongly reported to bear poisonous fruits. The fruit is a fleshy berry invested with many small seeds.

Plants cultivated for their fruits are found in temperate, tropical, or subtropical regions. Temperate plants are generally deciduous and either tolerate or require a cool period for growth. Apples (Malus) and pears (Pyrus) are important pome fruits of the family Rosaceae. Some well-known stone fruits of the family include the peaches and nectarines (Prunus persica), plums (P. domestica), and cherries (P. avium) Other temperate fruits grown on bushes, vines, or low plants include grapes (Vitis Vitaceae) and strawberries (Fragaria Rosaceae), as well as blueberries (Vaccinium) and cranberries (V. macrocarpon), both from Ericaceae.

Tropical fruits tend to be grown on evergreen plants and can survive temperatures only above freezing. Subtropical plants are either deciduous or tropical and are not as susceptible to temperatures slightly below freezing. Citrino (Rutaceae), avocados (Persea americana Lauraceae), olives (Olea Oleaceae), dates (Phoenix dactylifera Arecaceae), figs (Ficus Moraceae), pineapples (Ananas comosus Bromeliaceae), bananas (musa Muscaceae), and papayas (Carica Caricaceae) are tropical and subtropical plants.

Commercially important plants cultivated for the nuts and hard seeds they produce are almonds (Prunus dulcis Rosaceae), walnuts (Juglans Juglandaceae), pecans (Carya illinoinensis Juglandaceae), macadamias (Macadamia Proteaceae), and hazelnuts (Corylus Betulaceae).

Sugarcane (Saccharum officinurum Poaceae) and sugar beet (Beta vulgaris Amaranthaceae) are rich sources of natural sugar.

Peanuts (Arachis) and soybeans (Glicina), both members of Fabaceae, the legume family, produce edible seeds that are important for their rich supply of protein or oil. Other plants rich in oil and important economically are the castor bean (Ricinus Euphorbiaceae), coconut (Cocos nucifera Arecaceae), flax (Linum usitatissimum Linaceae), olives, oil palm (Elaeis guineensis Arecaceae), sesame (Sesamum Pedaliaceae), and sunflowers (Helianthus Asteraceae).

As noted earlier, some plants produce toxic secondary compounds for protection. Some of the secondary compounds produced by angiosperms are not toxic, however in fact, many are found in herbs and spices—for example, cloves, the dried flower buds of Syzygium aromaticum (Myrtaceae). The use of herbs and spices in cooking predates recorded history. Herbs are usually leaves or young shoots of nonwoody plants, although bay leaves and a few other leaves from woody plants are also considered herbs. Spices are the highly flavoured, aromatic parts of plants that are usually high in essential oil content. Spices are derived from roots, rhizomes, bark, seeds, fruits, and flower parts. The search for spices and alternative shipping routes for spices played a major role in world exploration in the 13th to 15th century. Many beverages are also derived from angiosperms these include coffee (Coffea arabica Rubiaceae), tea (Camellia sinensis Theaceae), many soft drinks (e.g., root beer from the roots of Sassafras albidum Lauraceae), and most alcoholic beverages (e.g., beer and whiskey from cereal grains and wine from grapes).

The angiosperms provide valuable pharmaceuticals. With the exception of antibiotics, almost all medicinals either are derived directly from compounds produced by angiosperms or, if synthesized, were originally discovered in angiosperms. This includes some vitamins (e.g., vitamin C, originally extracted from fruits) aspirin, originally from the bark of willows (Salix Salicaceae) narcotics (e.g., opium and its derivatives from the opium poppy, Papaver somniferum Papaveraceae) and quinine from Cinchona (Rubiaceae) bark. Some angiosperm compounds that are highly toxic to humans have proved to be effective in the treatment of certain forms of cancer, such as acute leukemia ( vincristine from the Madagascar periwinkle, Catharanthus roseus Apocynaceae), and of heart problems ( digitalis from foxglove, Digitalis purpurea Plantaginaceae). Muscle relaxants derived from curare ( Strychnos toxifera Loganiaceae) are used during open-heart surgery.

The contribution of the angiosperms to biodiversity and habitat is so extremely important that human life is totally dependent on it. A significant loss of angiosperms would reduce the variety of food sources and oxygen supply in a habitat and drastically alter the amount and distribution of the world’s precipitation. Many sources of food and medicine doubtless remain to be discovered in this group of vascular plants.


Art Connection

Angiosperm life cycle. The life cycle of an angiosperm is shown. Anthers and carpels are structures that shelter the actual gametophytes: the pollen grain and embryo sac. Double fertilization is a process unique to angiosperms. (credit: modification of work by Mariana Ruiz Villareal)

Question: If a flower lacked a megasporangium, what type of gamete would not form? If the flower lacked a microsporangium, what type of gamete would not form?

The ovule, sheltered within the ovary of the carpel, contains the megasporangium protected by two layers of integuments and the ovary wall. Within each megasporangium, a diploid megasporocyte undergoes meiosis, generating four haploid megaspores—three small and one large. Only the large megaspore survives it divides mitotically three times to produce eight nuclei distributed among the seven cells of the female gametophyte or embryo sac. Three of these cells are located at each pole of the embryo sac. The three cells at one pole become the egg and two sinergidas. The three cells at the opposite pole become antipodal cells. The center cell contains the remaining two nuclei (polar nuclei). This cell will eventually produce the endosperm of the seed. The mature embryo sac then contains one egg cell, two synergids or “helper” cells, three antipodal cells (which eventually degenerate), and a central cell with two polar nuclei. When a pollen grain reaches the stigma, a pollen tube extends from the grain, grows down the style, and enters through the micropyle: an opening in the integuments of the ovule. The two sperm are deposited in the embryo sac.

A double fertilization event then occurs. One sperm and the egg combine, forming a diploid zygote—the future embryo. The other sperm fuses with the polar nuclei, forming a triploid cell that will develop into the endosperma—the tissue that serves as a food reserve for the developing embryo. The zygote develops into an embryo with a radicle, or small root, and one (monocot) or two (dicot) leaf-like organs called cotyledons. This difference in the number of embryonic leaves is the basis for the two major groups of angiosperms: the monocots e a eudicots. Seed food reserves are stored outside the embryo, in the form of complex carbohydrates, lipids, or proteins. o cotyledons serve as conduits to transmit the broken-down food reserves from their storage site inside the seed to the developing embryo. The seed consists of a toughened layer of integuments forming the coat, the endosperm with food reserves, and at the center, the well-protected embryo.

Most angiosperms have perfect flowers, which means that each flower carries both stamens and carpels (Figure). In monoecious plants, male (staminate) and female (pistillate) flowers are separate, but carried on the same plant. Sweetgums (Liquidambar spp.) and beeches (Betula spp. are monoecious (Figure). In dioecious plants, male and female flowers are found on separate plants. Willows (Salix spp.) and poplars (Populus spp.) are dioecious. In spite of the predominance of perfect flowers, only a few species of angiosperms self-pollinate. Both anatomical and environmental barriers promote cross-pollination mediated by a physical agent (wind or water), or an animal, such as an insect or bird. Cross-pollination increases genetic diversity in a species.

Beech inflorescences. The female inflorescence is at the upper left. The male inflorescence is at the lower right. (credit: Stephen J. Baskauf, 2002. http://bioimages.vanderbilt.edu/baskauf/10593. Morphbank :: Biological Imaging (http://www.morphbank.net/, 29 June 2017). Florida State University, Department of Scientific Computing, Tallahassee, FL 32306-4026 USA)


A Bit of Plant History.

Let’s say you’ve been transported back in time to the “Cretaceous Period.” If you went out walking, you would see mosses, ferns, needle-covered trees, and even some of the first flowers popping up. Flash forward 40 million years and BAM! – flowers are EVERYWHERE and the needle-covered gymnosperms that once covered the land aren’t the most common sight anymore. Instead, we have the big, leafy relatives of our flowering plants: trees that look more like Oaks or Maples.

This is an example of a simple evolutionary tree. Click for more information.

Okay, I know that 40 million years sounds like a very long time, but it often takes 100s of millions of years for life on earth to change noticeably. For angiosperms, it took less than 50 million years to kick gymnosperms off their prickly throne and become one of the most common forms of life around.


Resumo da Seção

Angiosperms are the dominant form of plant life in most terrestrial ecosystems, comprising about 90 percent of all plant species. Most crops and ornamental plants are angiosperms. Their success comes from two innovative structures that protect reproduction from variability in the environment: the flower and the fruit. Flowers were derived from modified leaves their color and fragrance encourages species-specific pollination. The main parts of a flower are the sepals and petals, which protect the reproductive parts: the stamens and the carpels. The stamens produce the male gametes in pollen grains. The carpels contain the female gametes (the eggs inside the ovules), which are within the ovary of a carpel. The walls of the ovary thicken after fertilization, ripening into fruit that ensures dispersal by wind, water, or animals.

The angiosperm life cycle is dominated by the sporophyte stage. Double fertilization is an event unique to angiosperms. One sperm in the pollen fertilizes the egg, forming a diploid zygote, while the other combines with the two polar nuclei, forming a triploid cell that develops into a food storage tissue called the endosperm. Flowering plants are divided into two main groups, the monocots and eudicots, according to the number of cotyledons in the seedlings. Basal angiosperms belong to an older lineage than monocots and eudicots.


Assista o vídeo: #17 Rośliny okrytonasienne - budowa, charakterystyka, cykl rozwojowy matura biologia rozszerzona (Dezembro 2021).