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34.4:

Introdução às Plantas Com Sementes

JoVE 核
生物学
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JoVE 核 生物学
Introduction to Seed Plants

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O grupo mais bem-sucedido as plantas com sementes inclui quase 400.000 espécies. As próprias plantas com sementes são divididas em dois grupos. O primeiro sendo as gimnospermas, que são predominantemente coníferas, mas também inclui plantas como cicadáceas ou ginkgos.O segundo grupo são as angiospermas, que inclui mais de 90 por cento das espécies de plantas conhecidas, incluindo magnoliídeas e outras árvores floridas, todas as frutas, e plantas com flor. Como plantas com sementes, ambas gimnospermas e angiospermas compartilham vários recursos principais. Primeiro, os ciclos de vida delas são dominados pelo estágio de esporófito.Em segundo lugar, elas têm gametófitos microscópicos que formam gametas haploides incluindo gametas femininos chamados óvulos que são tipicamente alojados em estruturas como cones ou ovários para protegê-los e nutri-los. A contraparte masculina dos gametas chamados grãos de pólen são formados em estruturas separadas, e são facilmente dispersos por métodos ambientais como vento, ou animais, para esperançosamente encontrar e fertilizar os gametas femininos. Finalmente, uma vez fertilizados, estas estruturas agora diploides, formam sementes estruturas que contém alimento para a futura muda.Aqui, as diferenças entre as linhagens começam enquanto as sementes das gimnospermas são tipicamente alojadas em cones ou em escalas que são abertas no ar ou por animais para dispersão, as angiospermas podem produzir frutas ao redor ou anexadas às suas sementes. Frutas contêm uma ou mais sementes, e facilitam a dispersão de sementes. Por exemplo, os animais podem comer a fruta e depois sair da área, antes da passagem das sementes que frequentemente permanecem intactas.Alternativamente, as frutas podem ajudar as sementes a flutuar, voar ou engatar uma cavalgada em um animal até o destino final. Seja qual for o método de dispersão, quando as sementes alcançam seu ponto de germinação, outra classificação distingue as diferentes plantas com linhagem de sementes o número do cotilédone. Cotilédones são uma parte da semente que forma a folha embrionária ou folhas durante a germinação.As gimnospermas são conhecidas como multicotiledónea e possuem normalmente algo entre 8 a 20 ou mais, destas folhas embrionárias, que podem crescer em forma de espiral ao redor do caule embrionário. A maioria das angiospermas por outro lado tem um ou dois cotilédones, e são amplamente categorizadas como monocotiledónea ou eudicotiledóneas baseados nesse número, e essa diferença é vista diretamente na semente inicial. Exemplos de eudicotiledóneas incluem carvalhos e rosas, enquanto monocotiledóneas incluem gramíneas, orquídeas e milho.Além dos cotilédones, vários outros recursos distinguem monocotiledóneas de eudicotiledóneas. Por exemplo, o arranjo das raízes, que são tipicamente de raiz direta ou sistemas de raízes fibrosas, ou o tecido vascular nas hastes, ocorre em um arranjo de anel em eudicotiledóneas e está espalhado em monocotiledóneas. Além disso, as veias das folhas formam um estrutura semelhante a uma rede em eudicotiledóneas e um arranjo paralelo em monocotiledóneas e o desenvolvimento do órgão de flor ocorre em segmentos de quatro a cinco em eudicotiledóneas, versus três em monocotiledóneas.No geral, essas muitas e variadas adaptações das plantas com sementes permitiram que elas se tornassem a vegetação dominante na Terra.

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Introdução às Plantas Com Sementes

A maioria das plantas são plantas com sementes—caracterizadas por sementes, pólen, e gametófitos reduzidos. As plantas com sementes incluem gimnospérmicas e angiospérmicas.

As gimnospérmicas—cicadófitas, ginkgo biloba, gnetófitas e coníferas—normalmente formam cones. Os cones de pólen contêm gametófitos masculinos. Os cones dos óvulos contêm gametófitos fêmeas e formam sementes expostas quando fertilizados.

As angiospérmicas, o mais diverso e omnipresente grupo de plantas terrestres, formam flores e frutos. Como os cones das gimnospérmicas, as flores e os frutos das angiospérmicas permitem a reprodução sexual.

As flores facilitam a dispersão do pólen. As estruturas férteis das flores—estames e carpelos—contêm gametófitos masculinos e femininos, respectivamente. Os frutos facilitam a dispersão de sementes, muitas vezes formando-se depois de as flores libertarem pólen. À medida que as sementes se desenvolvem a partir dos óvulos fertilizados de uma flor, a parede do ovário engrossa, formando um fruto contendo sementes.

As angiospérmicas foram historicamente categorizadas como monocotiledóneas ou dicotiledóneas com base no seu número de cotilédones—ou folhas de sementes. No entanto, com base em evidências genéticas, a maioria das espécies classicamente consideradas dicotiledóneas são agora chamadas de eucotiledóneas. As leguminosas (por exemplo, feijões) e as árvores com flor mais conhecidas (por exemplo, carvalhos) são eucotiledóneas.

As outras dicotiledóneas antigas pertencem a uma de quatro pequenas linhagens. Três delas, Amborella, nenúfares e anis estrelado e os seus parentes, são considerados angiospérmicas basais devido à sua divergência precoce das angiospérmicas ancestrais. O quarto grupo—as magnoliídeas—contém milhares de espécies, incluindo magnólias.

Exemplos de monocotiledóneas incluem orquídeas, gramíneas, palmeiras, milho, arroz e trigo. Além do número de cotilédones, outras características distinguem monocotiledóneas de eucotiledóneas. As veias de folhas são tipicamente paralelas em monocotiledóneas e em forma de rede em eucotiledóneas. Nos caules, o tecido vascular é frequentemente disperso em monocotiledóneas e anelado em eucotiledóneas. Ao contrário das eucotiledóneas, as monocotiledóneas geralmente não têm uma raiz primária. Os grãos de pólen normalmente têm uma abertura em monocotiledóneas e três aberturas em eucotiledóneas. Por fim, os órgãos florais são frequentemente encontrados em múltiplos de três em monocotiledóneas e múltiplos de quatro ou cinco em eucotiledóneas.

Suggested Reading

Coen, Olivier, and Enrico Magnani. 2018. “Seed Coat Thickness in the Evolution of Angiosperms.” Cellular and Molecular Life Sciences 75 (14): 2509–18. [Source]

Linkies, Ada, Kai Graeber, Charles Knight, and Gerhard Leubner-Metzger. 2010. “The Evolution of Seeds.” New Phytologist 186 (4): 817–31. [Source]