A Estrutura e Funções das Flores

O Órgão Reprodutor Feminino: O Carpelo

As partes femininas de uma flor consistem num ovário, que contém um ou mais óvulos, um estilo e o estigma. O ovário está na base da flor.

Do ovário, estende-se uma estrutura tubular chamada estilo e no topo do estilo está uma superfície receptiva ao pólen chamada estigma.

O estigma pode assumir muitas formas diferentes, a maioria delas concebidas para ajudar a apanhar o pólen. Existem muitas variações sobre este tema estrutural básico.

Após a fertilização o óvulo torna-se a semente e o ovário o fruto.

O órgão reprodutor masculino: O estame

As partes masculinas de uma flor consistem em um ou mais estames. Cada estame é composto por anteras pareadas (sacos contendo pólen) sobre um filamento ou caule.

As anteras são as estruturas laranja/amarelo frequentemente vistas no centro de uma flor.

O pólen das anteras de uma flor é transferido para o estigma de outra, geralmente ou pelo vento, ou por animais, especialmente insectos.

Petals, Corolla, Sepals, Calyx

As estruturas reprodutivas nas plantas mais altas estão contidas dentro das flores. As flores têm mais de uma pétala, e as pétalas das flores são coletivamente chamadas de corolla. Um botão floral é protegido por estruturas verdes de folhas chamadas sépalas. Coletivamente, todas as sépalas formam o cálice.

A corola ou pétalas são frequentemente coloridas com marcas atraentes para os insetos. As flores também podem ser perfumadas. Por exemplo, a madressilva tem flores vistosas e atraentes que atraem os insectos durante o dia. No entanto, no escuro, o seu espectáculo colorido não é muito útil, e o seu cheiro inebriante ajuda a atrair traças que voam à noite.

Em plantas polinizadas por insectos, existem também normalmente néctares que secretam o néctar açucarado, localizados dentro da flor. Estes proporcionam um incentivo aos insetos para visitar as flores. Na busca do néctar, os insetos muitas vezes recebem grãos de pólen presos em seus corpos. Isto pode então pincelar no estigma da próxima flor visitada e desta forma as flores são polinizadas.
O receptáculo é o lugar no caule onde os órgãos florais se originam e se fixam.

Formação das células sexuais

As células sexuais da planta florida são chamadas de gametas. Existem tanto gâmetas masculinas quanto femininas, portanto a flor sofre reprodução sexual.

Formação de pólen: Desenvolvimento de um grão de pólen dentro do saco de pólen de uma antera:

Uma secção transversal da antera em desenvolvimento mostra quatro câmaras. Estas câmaras são chamadas sacos de pólen (ver ilustração superior). Cada saco polínico é preenchido com células contendo grandes núcleos. À medida que a antera cresce, cada uma destas células passa por duas divisões meióticas, formando um tétrade. Estas células são chamadas de microporos. Cada um destes micrósporos acaba por se tornar num grão de pólen. Cada saco polínico é encerrado por uma epiderme protectora e uma camada fibrosa. Dentro da camada fibrosa está o tétano. Este é um armazém de alimentos e irá fornecer energia para futuras divisões celulares.

Cada grão de pólen é rodeado por uma dura parede protectora chamada exine. Esta é uma cobertura resistente que permite que o grão de pólen sobreviva a condições adversas por longos períodos de tempo. O intino é outro revestimento protetor fino.

Primeiro, cada núcleo se divide por mitose para se tornar dois núcleos. Um é o núcleo do tubo. O outro é um núcleo generativo. A parede da célula se engrossa para proteger o grão de pólen em desenvolvimento. À medida que a antera amadurece, a parede entre os sacos polínicos emparelhados desaparece. Os sacos polínicos rebentam e os grãos de pólen maduros estão prontos para a dispersão.

Desenvolvimento do saco embrionário

Cada ovário contém um ou mais óvulos. A estrutura verde na parte superior do diagrama é o óvulo. Os integumentos são as 2 paredes do óvulo. Existe uma pequena abertura nas paredes chamada micropila. É aqui que o tubo polínico vai entrar. (Será discutido mais tarde.) O nucleo são células que fornecem nutrição para o crescimento do óvulo. O saco embrionário, também conhecido como megaspore, divide-se por meiose para formar 4 células haplóides. Três destas células degeneram-se e uma permanece. Apenas um megasporo sobrevive em cada óvulo. Isto torna-se o saco embrionário. O núcleo haplóide do megasporo sobrevivente sofre três divisões mitóticas. Oito núcleos haplóides estão agora presentes. Dentro da célula megasporo inchada, seis células haplóides e dois núcleos polares são formados. A estrutura inteira é chamada de saco embrionário. Uma das células perto da extremidade da micrópila do óvulo é o gameta feminino haplóide (óvulo).

O Carpelo Com um Saco de Embrião Maduro aparecerá como mostrado abaixo:

Polinização

Polinização é a transferência do pólen (gameta masculino) da antera para um estigma. Polinização cruzada: o pólen é transferido para o estigma de outra planta. Aumenta a variação genética, população mais resistente às mudanças ambientais.

Polinização: o pólen é transferido para o estigma da mesma flor ou de uma flor da mesma planta. Garante a reprodução se o agente polinizante estiver ausente ou não for eficiente.

Polinização pode ser realizada pelo vento ou por animais. Os insectos são os animais mais comuns que irão polinizar um carpel.

As relações mais sofisticadas entre plantas e insectos são geralmente as que envolvem abelhas. As abelhas recolhem pólen e néctar não só para si próprias, mas também para alimentar as suas crias. Por esta razão, as abelhas desenvolveram uma série de adaptações que as tornam particularmente boas portadoras de pólen. As abelhas têm pêlos especiais que são dispostos de forma a formar “cestos” de pólen nos seus fusos e na parte inferior do abdómen. Estas adaptações permitem-lhes recolher e transportar grandes volumes de pólen. As abelhas são polinizadores ideais porque visitam muitas flores enquanto carregam muito pólen, antes de voltar ao seu ninho. Assim, a hipótese de uma abelha transferir o pólen entre flores da mesma espécie é muito elevada.

Muitos insectos comem pólen. No processo de comer, eles ficam cobertos por ele. A polinização acontece quando o alimentador de pólen transfere o pólen para os receptores de pólen da mesma planta, ou outra planta da mesma espécie, pois o insecto procura mais pólen para comer.

Fertilização

Fertilização é a união dos gametas macho e fêmea para formar um zigoto. Como os gâmetas macho e fêmea são haplóides (n) quando os dois unem, o zigoto é diplóide (2n).

Fertilização começa quando um grão de pólen aterra no estigma. O grão de pólen então germina formando um tubo polínico. O núcleo do tubo controla o crescimento do tubo polínico. O tubo polínico é um exemplo de quimiotropismo, uma vez que está a crescer em direcção aos produtos químicos produzidos a partir do óvulo. O núcleo generativo percorre o tubo polínico. Ele sofre mitose, formando dois núcleos de gameta machos haplóides. O tubo polínico entra no óvulo por meio da micrópila. Os dois núcleos de gameta macho são libertados para o saco embrionário. O núcleo do tubo se desintegra.

Dupla fertilização

Desde que existam 2 núcleos de esperma que tenham alcançado o saco embrionário, ambos os núcleos se fundirão com gâmetas fêmeas. Um núcleo espermático funde-se com o óvulo para formar o zigoto (2n) enquanto o outro núcleo espermático funde-se com os 2 núcleos polares no saco embrionário para formar um núcleo endosperma (3n).

Formação da semente

O fertilizado torna-se a semente. Os integumentos tornam-se a parede da semente chamada testa. A micrópila fecha. O núcleo do endosperma leva à formação do endosperma triplóide, um tecido alimentar. O zigoto diplóide, por mitose, desenvolve-se em um embrião de planta. O embrião em desenvolvimento extrai alimento do endosperma. O embrião deixa de se desenvolver e adormece. O óvulo torna-se uma semente, que contém um embrião de planta dormente, reserva alimentar e a camada protectora chamada testa.

O embrião

O embrião é composto pela radícula ou futura raiz e pela ameixa ou rebento futuro. As células endosperma dividem-se muitas vezes e absorvem o nucleo. Esta é a nutrição (principalmente gorduras, óleos e amido) para o embrião.

Existem 2 tipos de sementes. Algumas são endospermativas enquanto outras são não endospermativas. Nas sementes endospermais a reserva alimentar é o endosperma, que está fora do embrião da planta. Exemplos deste tipo de semente são o milho e o trigo. As sementes não endospermais têm reserva alimentar dentro do(s) cotilédone(s) do embrião da planta. Isto ocorre em favas.

Monocots e Dicots

Monocots têm um cotilédone na semente enquanto que os dicots têm dois cotilédones. Os cotilédones são reservas alimentares para a planta jovem depois que ela germina do solo. Ela usa estas reservas alimentares até ser capaz de fazer o seu próprio alimento. Nas monocotiledôneas o alimento é absorvido do endosperma enquanto nos dicots o alimento é armazenado nos cotilédones.

Monocot:

Dicot:

Fruit Development

O ovário torna-se um fruto. A parede do ovário torna-se a parede da fruta chamada pericarpo. O fruto protege as sementes em desenvolvimento e desempenha um papel importante na dispersão das sementes. Este processo é controlado por auxinas produzidas pelas sementes. Uma vez que o fruto forma o resto das partes da flor morre e cai.

Fruit and Seed Dispersal

Dispersão de sementes é a dispersão da descendência longe um do outro e da planta mãe. Como resultado da dispersão há uma maior chance de sucesso, reduzindo a competição e a superlotação. A dispersão também permite a colonização de novos habitats adequados e, portanto, há uma maior chance de sobrevivência das espécies.

Métodos de dispersão de sementes:

Vento: As sementes de plantas dispersas pelo vento são sementes leves. Elas têm uma alta resistência ao ar para que possam ser levadas para longe da planta-mãe.

Dispersão de água:

Frutos que flutuam como os do nenúfar e do coqueiro são levados pela água. Os coqueiros podem viajar por milhares de quilómetros através dos mares e oceanos.

Os coqueiros originais nas Ilhas do Mar do Sul crescem a partir de frutos, que são transportados a partir do continente pelas correntes oceânicas.

Dispersão anímica:

Algumas plantas têm frutos suculentos que os animais gostam de comer.

O animal come os frutos mas apenas a parte suculenta é digerida.
Os caroços e as sementes passam pelo sistema digestivo do animal e são excretados para formar novas plantas. Isto pode estar muito longe da planta-mãe. As sementes de amora, cereja e maçã são dispersas desta forma.

As aves também gostam de comer frutos e ajudam a dispersar as sementes para outras áreas através dos seus excrementos.

Asistletoe tem frutos pegajosos que são atraentes para as aves. As sementes pegajosas aderem ao bico do pássaro. Depois esfregam os seus bicos na casca das árvores. As sementes pegajosas são deixadas na casca para crescerem em novas plantas de visco – o visco é uma planta parasita.

Os esquilos recolhem nozes como bolotas e enterram-nas para comida de inverno, mas muitas vezes esquecem onde as enterraram e estas crescem em novas árvores.

alguns frutos como o da planta da bardana têm sementes com ganchos. Estes apanham no pêlo dos animais e são levados para longe.

Self-Dispersal: Algumas plantas têm vagens que explodem quando maduras e disparam as sementes. Tremoços, tojo e giesta espalham as sementes desta forma. As plantas de ervilha e feijão também mantêm as suas sementes numa vagem. Quando as sementes estão maduras e a vagem secou, a vagem se abre e as ervilhas e feijões se dispersam.

Dormência

Dormência é um período de inatividade. Há muito pouca atividade celular e nenhum crescimento. Uma ou muitas das seguintes razões causam dormência:

Auxinas que inibem o crescimento – Inibidores de crescimento

O testa é impermeável à água e ao oxigénio – O testa irá eventualmente quebrar-se e permitir que a água e o oxigénio entrem na semente.

O testa pode ser muito duro para o embrião germinar.

Um Auxin (Regulador de Crescimento) pode estar ausente até que as condições ambientais adequadas se desenvolvam.

Germinação

O embrião germinará a partir da semente se as condições ambientais adequadas estiverem presentes. Quando isto ocorre o embrião retoma o seu crescimento.

Para que a germinação ocorra as seguintes condições devem estar presentes:
Água deve estar presente. Isto permite que a semente incha e as enzimas funcionem.
O oxigênio deve estar presente no solo.
A temperatura deve ser adequada para as espécies de plantas. As temperaturas adequadas são geralmente entre 5-30 graus Celsius dependendo da espécie.
O período de dormência deve ser completo.
Algumas sementes precisam de luz e outras de escuridão.

Eventos de germinação

Quando a germinação começa, a primeira coisa que acontece é que a água é absorvida pela semente através da micrópila e através do testa.

Enzimas no solo digerem agora os alimentos armazenados nas sementes:
Os óleos tornam-se ácidos gordos e glicerol
Amido torna-se glucose
Proteína torna-se aminoácidos
Estes alimentos são agora absorvidos pelo embrião.
A glicose e os aminoácidos fazem novas estruturas como as paredes celulares e as enzimas.
As gorduras e a glicose são usadas na respiração celular para produzir energia.
O alimento armazenado da semente está sendo usado à medida que o embrião cresce.
O radícula cresce maior e rompe através do testa. Ela torna-se as raízes da nova planta.
A plúmula cresce maior e emerge acima do solo.
Forma de folhas.

A germinação ocorre de forma diferente em plantas diferentes. Em algumas plantas o cotilédone permanece no subsolo enquanto em outras plantas o cotilédone emerge acima do solo. Os diagramas abaixo mostram estes 2 métodos de germinação.