Gimnospermas

As gimnospermas são plantas com sementes, porém não são capazes de formar frutos. A palavra gimnosperma significa gymnos=nu + sperma=semente. Ou seja, a semente das gimnospermas não tem um fruto para envolvêla. E isto se deve ao fato de que o óvulo é exposto. Não há a presença de ovário, motivo pelo qual é impossível haver a formação de fruto, por definição. As gimnospermas são fanerógamas, ou seja, têm estruturas reprodutivas visíveis. Essas estruturas, chamadas de estróbilos ou cones, são umas conjuntas de flores num mesmo ramo, as inflorescências.

CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

Pertencem a este grupo vegetal as sequóias, as coníferas como os pinheiros, e também as araucárias, além de outras.
As gimnospermas são mais abundantes no hemisfério norte, em países de clima temperado, não sendo muito comuns em países de clima predominantemente tropical como o Brasil.
Entretanto, a araucária, ou pinheirodoparaná é nativa no Brasil e compõe um ecossistema característico do sul do país, a Mata de Araucárias. A araucária produz os pinhões, que servem de alimento a papagaios e outros animais na natureza, além de ser comida típica das festas juninas. No entanto, atualmente esta é uma espécie ameaçada de extinção.
As gimnospermas possuem raízes, caule, folhas, flores e sementes, mas não produzem frutos. O nome gimnosperma significa "semente (sperma) nua (gimno)".
Fanerógamas de óvulos nus, desprovidas de um perianto (cálice e corola) e de ovário por não haver enrolamento dos macrosporófilos durante o seu desenvolvimento.
As flores (em conjuntos, por isto chamados estróbilos) são formadas apenas de microsporófilos (folhas modificadas que originarão esporos que ao germinarem originarão estruturas masculinas) ou estames reunidos em inflorescências ou estróbilos e de macrosporófilos (folhas modificadas que originarão esporos que ao germinarem originarão estruturas femininas) ou carpelos, também em geral agrupados entre si, mas nunca microsporófilos e macrosporófilos no mesmo estróbilo. Os esporângios femininos localizamse nos cones, freqüentemente recobertos por escamas endurecidas (carpelos). As escamas encaixamse perfeitamente umas nas outras e só se abrem depois da fecundação, para liberar a semente. Cones são estróbilos com as flores femininas.
Os esporângios masculinos encontramse nos órgãos chamados cones masculinos, amentos ou amentilhos, bastante semelhantes às pinhas, mas com escamas menos duras e menores (estames).
Os estróbilos masculinos são estruturas muito mais frágeis, que se abrem para liberar os grãos de pólen. Ocorrida a fecundação originamse pinhas que são conjuntos de sementes popularmente denominadas pinhões. Nas Coníferas, os gametas desnudos situamse acima de escamas consideradas como as folhas modificadas da flor, formando cones. Os cones masculinos são amarelos, formados por numerosos escamas, com bolsas cheias de pólen, os cones femininos são verdosos formados por escamas nas quais existem óvulos descobertos.
Em sua maturação os cones masculinos ou amentos liberam ao vento milhões de grãos de pólen, que transportados pelo vento caem nos cones femininos, fecundando aos óvulos. Fecundado, o cone feminino fechase formando a pinha, no interior da qual se encontram os pinhões, produto dos óvulos fecundados. Ao final de um ano, aproximadamente, a pinha abrese e deixa cair os pinhões que se dispersam ao vento até caírem num lugar propício para sua germinação.
No pinheiro do Paraná (Araucaria angustifolia) os esporófilos masculinos e femininos encontramse em indivíduos separados e os estróbilos são diferentes entre si .

Pinus Sylvestris

As gimnospermas, assim com as pteridófitas e as angiospermas, são plantas traqueófitas, possuindo raiz, caule e folhas característicos. As gimnospermas são as primeiras plantas a produzirem sementes, porém não produzem frutos.

As gimnospermas possuem estruturas denominadas estróbilos, ramos modificados, com folhas férteis.

Abundantes em regiões temperadas, as gimnospermas chegam a formar vegetações como as taigas no hemisfério Norte e a mata araucária no Sul do Brasil. A mata de auracária, que ocorria desde o Paraná até o Rio Grande do Sul, está atualmente muito reduzida em função , principalmente, da exploração da madeira do pinheiro-do-paraná, planta predominante nessa mata cuja espécie é Araucaria angustifolia.

Os pinheiros como o pinheiro-do-paraná, são as gimnospermas mais conhecidas. O pinheiro do gênero Pirus, que é nativo da Europa e dos Estados Unidos, foi introduzido com sucesso no Brasil e se adaptou bem na região sul, onde o clima é mais frio que nas regiões Norte e Nordeste.

As gimnospermas podem apresentar plantas de grande porte, como as sequóias que ocorrem na Califórnia (Estados Unidos). Essa plantas chegam a atingir 120 metros de altura e seus troncos podem chegar a ter diâmetro de 12 metros. Estima-se que as sequóias atuais tenham aproximadamente 4000 anos de idade.

As gimnospermas são usualmente distribuídas em quatro classes: conepherophyta, cycadophyta, gnetophyta e ginkgophyta. A mais conhecida é a conipherophyta, coníferas representadas pelos pinheiros, ciprestes e cedros. As cycadophytas lembram pequenas palmeiras. As gnetophyta são representadas pelos gêneros gnetum, ephedra e welwitschia. As ginkgophytas possuem um único repreentante: a ginkgo-biloba.

Exemplo de ciclo de vida em gimnosperma

As estruturas envolvidas na reprodução das gimnospermas são os estróbilos, ramos terminais modificados, que possuem folhas férteis, onde são formados os esporos.

Nas gimnospermas existem dois tipos de esporos: os pequenos, denominados micrósporos, e os grandes, denominados macrósporos. Os micrósporos são produzidos por microsporângios reunidos nos estróbilos masculinos ou microstróbilos e os megásporos pelos megasporângios reunidos nos estróbilos femininos ou megastróbilos.

Os micrósporos, ainda no interior dos microsporângios, iniciam a formação do gametófito masculino. Este permanece dentro da parede do esporo (desenvolvimento endospórico) sendo formado por duas células: a célula do tubo ou vegetativa e a célula geradora. A parede do micrósporo desenvolve duas projeções laterais em forma de asa. O micrósporo assim modificado passa a se chamdo de grão de pólen.

Grão de pólen

Estrutura derivada de um micrósporo. Possui externamente duas expansões laterais em forma de asa, desenvolvidas a partir da parede do micrósporo. Em seu interior está o gametófito masculino, imaturo, formado por duas células haplóides: a célula do tubo ou vegetativa e a célula geradora.

Nos megastróbilos, desenvolvem-se os megasporângios, cada um deles revestido por tegumentos. Cada megasporângio revestido por tegumentos recebe o nome de óvulo. Em gimnospermas, por tanto, o óvulo não é o gameta feminino, e sim o megasporângio revestido por tegumentos.

Óvulo de gimnospermas

Um megasporângio revestido por tegumentos. Não é o gameta feminino.

No tegumento de cada óvulo existe um orifício denominado micrópila. Em cada megasporângio ocorre meiose em uma célula denominada célula mãe de esporo, que originará quatro células haplóides. Destas, três degeneram e apenas uma passa a ser o megásporo funcional (n).

Em determinadas épocas do ano ocorre a polinização: os grãos de pólen são liberados e, em função de suas projeções laterais, facilmente transportados pelo vento; alguns deles podem pessar através da micrópia do óvulo, atigindo uma pequena cavidade do ápice do megasporângio, denominada câmara polínica, geralmente contendo líquido secretado pelo óvulo.

As gimnospermas são as primeiras plantas terrestres a se tornarem independentes da água para sua reprodução.

Após a polinização, o megásporo funcional sofre várias divisões mitóticas, dando origem a um gametófito feminino, onde se diferenciam dois ou três arquegônios, na região próxima à micrópila. Em cada arquegônio diferencia-se apenas um gameta feminino: a oosfera.

Enquanto isso, o grão do pólen localizado na câmara polínica, inicia sua germinação. A célula do tubo desenvolve-se, dando origem a uma estrutura longa denominada tubo polínico. Essa estrutura perfura os tecidos do megasporângio até atingir o arquegônio. A célula geradora então se divide, originando dois núcleos espermáticos que se dirigem para o tubo polínico. Esses núcleosespermáticos são os gametas masculinos das gimnospermas. Um deles fecunda a oosfera, gerando um zigoto diplóide; o outro sofre degeneração. Comumente as oosferas de todos arquegônios são fecundadas, cada uma delas por núcleos espermáticos de grãos de pólen distintos. Todos os zigotos começam a se transformar em embriões (poliembrionia), mas, em geral apenas um deles se desenvolve.

O embrião (2n) permanece no interior do gametófito feminino (n), que acumula substâncias nutritivas, dando origem a um tecido nutritivo haplóide denominado endosperma. Enquanto isso, os tegumentos endurecem passando a formar uma estrutura deniminada casca ou tegumento. Ao conjunto de casca megasporângio, endosperma e embrião dá-se o nome de semente. Esta permanece presa ao estróbilo até amadurecer, quando então de desprende e cai sobre o solo. Encontrando condições adequadas, inicia a germinação, originando um novo indivíduo diplóide, o esporófito, que reiniciará o ciclo.

Os megastróbilos são em geral globosos, grandes, e comumente denominados pinhas. Estas, após a fecundação formam várias sementes contendo um embrião em seu interior. São as sementes comestíveis conhecidas por pinhão.

Comparando as sementes de gimnospermas com as de angiospermas verifica-se que ambas apresentam:

• casca ou tegumento da semente, originada da diferenciação dos tegumentos do óvulo e que, portoanto é 2 n
• megasporângio reduzido (2n)
• tecido nutritivo denominado endosperma

A diferença que se verifica é que o tecido nutritivo ou endosperma, nas gimnospermas é um tecido haplóide que correspode ao gametófito feminino. Nas angiospermas, o endosperma é um tecido triplóide, que se forma após a fecundação e não corresponde ao gametófito feminino. E um tecido nutritivo especial. O endosperma das gimnospermas é também chamado de endosperma primário (n) e o das angiospermas, de endosperma secundário (3n), pois este se forma após a fecundação.

As gimnospermas foram as primeiras plantas que não dependiam mais de ambientes úmidos para se reproduzirem, já que desenvolveram o pólen, estrutura que abriga o gameta masculino e pode ser transportado pelo ar. Desenvolveram também as sementes, porém, elas ficam expostas, sem a proteção de um fruto.

Possuem raiz, caule e folhas, com uma estruturas reprodutivas conhecidas como estróbilos, que são unissexuados (separados entre masculino ou feminino), que abrigam apenas ginosporângios ou androsporângios (gametas femininos e masculinos, respectivamente).

Nos estróbilos existem varias folhas modificadas, chamadas de escamas. As escamas são as estruturas que formam os grãos de polen e os gametas femininos.

As estruturas masculinas e as femininas coexistem na mesma planta, mas em lugares diferentes. As masculinas ficam sempre embaixo, e as femininas em cima, para evitar a auto-fecundação, possibilitando melhor variabilidade genética.
Os pólen é transportado pelo vento. Quando atinge as escamas dos estróbilos femininos, ocorre a fecundação, dando origem ao zigoto.
O zigoto permanece alojado no interior de uma semente. Quando estão maduras, as sementes se desprendem, caem ao solo e germinam

Exemplos de gimnospermas são plantas como os pinheiros, sequóias, araucárias e ciiprestes. Vivem, em geral, em ambientes frios ou temperados.

Existem 800 espécies viventes de gimnospermas hoje em dia, sendo, na sua maioria, as coníferas, e são divididas em 3 subdivisões: cycadicae, pinicae e gneticae.