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Teoria Celular

No século XIX, munidos das conclusões de seus antecessores, vários biologistas voltaram os interesses para a elaboração da chamada teoria celular. Nos anos de 1838 e 1839, dois cientistas alemães, o botânico Mathias Shleiden e o zoólogo Theodor Schawnn, estabeleceram definitivamente a teoria celular, a qual faz uma das grandes generalizações em Biologia, afirmando o seguinte:”Todos os seres vivos são formados por células”.

Em 1858, outro biologista alemão Rudolf Virchov lançou a ideia de que as células se originam de outras células pré-existentes.

Posteriormente, verificou-se que a célula forma um todo vivo e o seu interior é preenchido por um conteúdo denominado protoplasma; essa denominação foi dada por  Hertwig. O protoplasma era dividido em uma região central, o núcleo, e em uma porção mais periférica, o citoplasma, tudo envolvido pela membrana celular. Constatou-se, então, a complexidade da estrutura e composição química da célula, além de seu papel primordial como elemento morfofisiológico básico dos organismos vivos, responsável direto pelo seu bom ou mau funcionamento.

O avanço nas pesquisas celulares acabou mostrando as limitações do microscópio óptico para revelar maiores detalhes da intimidade celular. Com um poder de resolução de cerca de 1200 vezes,  esse tipo  de microscópio  não permite observações  criteriosas  das  estruturas citoplasmáticas que ocupam o interior das células.

No século XX, a invenção do microscópio eletrônico com um poder de resolução de até 600.000 vezes, juntamente com os avanços da Bioquímica, Biofísica, Imunologia, Fisiologia e Genética, contribuíram para um conhecimento bastante aprofundado de todos os processos celulares, bem como sua ultraestrutura e composição molecular.

Desse modo, não só o homem tem obtido êxito no combate a inúmeras doenças como também vem acumulando e interpretando informações para melhor compreender o fenômeno vida.

A teoria celular:

Uma das mais importantes generalizações da Biologia é a teoria que afirma:

Todos os organismos vivos são formados por células.

Tal generalização estende-se desde os organismos mais simples, como as bactérias ou amebas, até os ma complexos, como o homem ou uma frondosa árvore.

Os vírus são os únicos organismos que, embora vivos, não apresentam estrutura celular, sendo caracterizados dos como seres acelulares.

Todas as reações metabólicas de um organismo  ocorrem em nível celular.

Em qualquer organismo, as reações vitais sempre acontecem no interior das células. Assim, quando um atleta está correndo, toda a atividade muscular envolvida no processo tem lugar no interior da célula muscular.

As células se originam unicamente de células preexistentes.

Não existe geração espontânea de células. Por meio de processos de divisão celular, as células-mães produzem células-filhas, provocando a reprodução e o crescimento dos organismos.

As células são portadoras de material genético.

As células possuem DNA (ácido desoxirribonucleico), por meio do qual características específicas são transmitidas da célula-mãe à célula-filha.

Célula: A unidade fundamental da vida

A teoria celular afirma que todos os seres vivos são constituídos por células e produtos resultantes das atividades celulares. Portanto, a célula representa a unidade estrutural e funcional dos seres vivos, da mesma forma que o átomo é a unidade fundamental dos compostos químicos. Salvo raras exceções a célula realiza um ciclo no qual se alternam duas grandes fases: intérfase e mitose. A intérfase representa a fase de atividade funcional da célula, enquanto a mitose corresponde à fase de multiplicação. Durante a intérfase, em função de sua estrutura, a célula é classificada em eucariótica e procariótica.

Na célula eucariótica existem três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo.

Na célula procariota não existe um núcleo, sendo o mesmo substituído por um equivalente nuclear chamado nucleoide. Os vírus escapam a essa classificação por não apresentarem estrutura celular.

Células

Todos os seres vivos são feitos de estruturas microscópicas, conhecidas como células. A célula é a menor unidade estrutural de um ser vivo, capaz de existir de maneira independente e se reproduzir.

Foi descoberta em 1665 pelo inglês Robert Hooke. O cientista utilizou o termo célula para designar as pequenas cavidades de um pedaço de cortiça – tecido vegetal morto – observadas por ele com um microscópio. Os microscópios de maior resolução permitiram novos avanços no estudo das células: entre 1838 e 1839, o botânico Matthias J. Schleiden e o fisiologista Theodor Schwann concluem que tanto os animais quanto os vegetais são constituídos por células.

Alguns organismos, como as bactérias e amebas, são unicelulares, isto é, consistem apenas de uma única célula. Mas a maioria dos organismos, incluindo humanos, são feitos de bilhões de células, ou seja, são pluricelulares.

Quando as células se agrupam, formam os tecidos. O tecido pode ser definido como um conjunto de células semelhantes, adaptadas a uma determinada função. Há quatro tipos básicos de tecidos animais: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso.

Partes das células

Na maioria dos seres vivos, as células aparecem, de forma nítida, divididas em três partes:membrana plasmática, citoplasma e núcleo.

A membrana envolve e protege a célula, além de regular a entrada e saída de substâncias (permeabilidade seletiva).

No citoplasma, porção mais volumosa, ocorrem os organoides, estruturas com funções específicas, como é o caso de: retículo endoplasmático (transporte de substâncias), ribossomos (síntese de proteínas), complexo de golgi (secreção celular), lisossomos (digestão celular), mitocôndrias (produção de energia) e ainda várias outras.

O núcleo contém o material genético, representado pelo DNA, a partir do qual, direta ou indiretamente, acontecem todas as reações celulares.

Tipos de células

Quanto à estrutura celular, as células  podem ser classificadas em procarióticas e eucarióticas.

As células procarióticas (pro = antes; karyon = núcleo), presentes nos organismos simples, apresentam material genético no citoplasma. Essas células são formadas por membrana plasmática e citoplasma, o material genético fica concentrado na região chamada nucleoide. Os seres que possuem essas células, chamados procariontes, têm como representantes as bactérias, e as cianobactérias.

As células eucarióticas (eu = verdadeiro; karyon = núcleo) diferenciam-se por conterem um núcleo. Os eucariontes apresentam células constituídas por três partes fundamentais: membrana, citoplasma e núcleo, e compreendem a quase totalidade dos organismos.

A forma da célula

A forma da célula é extremamente variada e depende dos seguintes fatores: tensão superficial, viscosidade do citoplasma, ação mecânica das células vizinhas e adaptação funcional.

Tensão superficial

Células isoladas e imersas em meio líquido geralmente adquirem a forma esférica. O fato se deve às forças da tensão superficial que se exercem na membrana plasmática.

Viscosidade do citoplasma

É evidente que, quanto mais viscoso for o citoplas­ma, mais estável será a forma da célula.

Ação mecânica das células vizinhas

Quando as células estão agrupadas, formando tecidos, geralmente adquirem forma poliédrica, devido às pressões recíprocas.

Adaptação funcional

A forma da célula pode ser uma adaptação à função que ela exerce. Assim, os neurônios apresentam um longo prolongamento, chamado axônio, relacionado com a condução do estímulo nervoso. As células musculares são alongadas, adaptando-se às contrações dos músculos.

Já nas amebas, os processos de locomoção e nutrição são feitos com a emissão de pseudópodes, expansões que alteram continuamente a forma.

O tamanho da célula

Geralmente as células têm um tamanho inferior ao poder de resolução do olho humano, daí elas só terem sido observadas após a invenção do microscópio. De maneira geral, as células animais variam de 10 a 20 micrômetros, enquanto nos vegetais medem de 20 a 50 micrômetros.

O tamanho médio das bactérias varia de 2 a 5 micrômetros.

Existem células de grande tamanho, que podem ser vistas a olho nu. É o caso do óvulo humano, uma célula esférica com 200 micrômetros de diâmetro. Na célula nervosa o axônio atinge até 1 metro de comprimento. Acetabulária é uma alga unicelular que lembra um guarda-sol e chega a atingir 10 centímetros de comprimento.

Organelas Citoplasmáticas

O citoplasma é o interior celular e nele há compartimentos separados entre si por membranas, chamados orgânulos ou organelas.

As organelas citoplasmáticas encarregam-se da respiração, de fabricar ou armazenar substâncias etc. Veja a função de cada uma:

Ribossomos

Os ribossomos são organelas não membranosas encontradas tanto nas células procarióticas, como as bactérias, quanto nas eucarióticas, como nas células animais.

Podem ser encontradas livres no citoplasma ou associadas a outra organela, o retículo endoplasmático granuloso. Tem como função a síntese de proteínas.

Centríolos

Os centríolos, assim como os ribossomos, são organelas não membranosas, encontrados aos pares, nas células animais, geralmente próximo ao núcleo celular.

Constituídos por túbulos de proteínas, participa da formação de cílios e flagelos, além de ser fundamental no processo de divisão celular.

Os cílios e os flagelos são estruturas proteicas organizadas a partir dos centríolos; os cílios podem ser encontrados, por exemplo, na traqueia e auxiliam no transporte de muco e na eliminação de impurezas; os flagelos, encontrados nos espermatozoides, atuam na mobilidade da célula.

Ribossomos e centríolos.

Citoesqueleto

O citoesqueleto é encontrado nas células eucarióticas. Ele é formado por microfilamentos e microtúbulos de proteínas responsáveis pela organização interna e pelo formato da célula; também permite o deslocamento de substâncias e de organelas no espaço intracelular e participa dos movimentos celulares etc.

Retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático é formado por uma rede de canais interligados e distribuídos por toda a célula.

Presente nas células eucarióticas, atua no transporte de substâncias pelo citoplasma.

Pode ser de dois tipos: granuloso e não granuloso. Se possuir ribossomos aderidos à sua membrana, será denominado retículo endoplasmático granuloso; se não houver ribossomos aderidos, será denominado retículo endoplasmático não granuloso.

O retículo endoplasmático granuloso participa da síntese de proteínas, enquanto o retículo endoplasmático não granuloso participa da síntese de lipídios e da desintoxicação celular.

Retículo endoplasmático liso e rugoso.

Complexo golgiense

O complexo golgiense é constituído por membrana lipoproteica, formado por sáculos achatados, empilhados, localizados geralmente próximo ao núcleo das células eucarióticas.

Tem como principal função a secreção celular. Neste processo, recebe, transforma e libera substâncias no interior de vesículas que atuarão no próprio citoplasma ou no meio extracelular.

Complexo golgiense.

Lisossomos

Os lisossomos são organelas membranosas originadas do complexo golgiense.

Em seu interior, encontram-se enzimas digestivas, o que lhe confere, por exemplo, a função de digestão intracelular. A digestão intracelular pode ocorrer a partir de substâncias absorvidas pela célula nos processos de endocitose, no reaproveitamento de partículas ou na reciclagem de organelas velhas da própria célula.

Mitocôndrias

As mitocôndrias são organelas formadas por dupla membrana lipoproteica. Encontradas em grande número, tanto em células animais quanto em células vegetais, têm como função a liberação de energia para o metabolismo celular.

O principal processo de liberação de energia nas células é denominado respiração celular.  É semelhante ao processo de combustão que ocorre nos motores dos automóveis. Nos motores, o combustível reage com o comburente, no caso, o oxigênio, liberando energia, para gerar o movimento do motor, ou seja, o gás carbônico, que é liberado durante o processo. Nas células, o combustível é proveniente das moléculas orgânicas, principalmente a glicose.

Ao ser degradada na presença do oxigênio, a glicose libera energia e gás carbônico.

A energia é utilizada para as atividades celulares e o gás carbônico é eliminado na respiração.

As mitocôndrias são organelas que apresentam a capacidade de se autoduplicar e de controlar seu metabolismo, pois possuem material genético próprio.

Os cientistas atribuem esta capacidade à sua origem, a partir de bactérias primitivas que passaram a viver nas células eucarióticas.

Lisossomo e mitocôndria.

Cloroplastos

Os cloroplastos, assim como as mitocôndrias, possuem membrana lipoproteica e participam de processos energéticos. Presentes nas células vegetais, são responsáveis pela fotossíntese.

Esta organela utiliza gás carbônico e água, na presença de luz e de clorofila, e sintetiza carboidratos, principalmente glicose e oxigênio. Este processo é de fundamental importância para a vida na Terra, pois transforma a energia proveniente do Sol em energia química para as diversas atividades metabólicas dos seres vivos.

Os cientistas acreditam que os cloroplastos, em um passado remoto, foram cianobactérias primitivas.

Cloroplasto.

Vacúolos

Os vácuolos são estruturas típicas das células vegetais e ocupam a maior parte do volume celular. Têm como principal função armazenar água e outras substâncias, como pigmentos, sais minerais, aminoácidos, carboidratos, látex etc.

Participam de diferentes mecanismos que controlam a quantidade de água no interior da célula.

Parede celular

A parede celular é uma estrutura típica dos vegetais, das células bacterianas e dos fungos e tem como principal função dar proteção extra à membrana plasmática. Difere por sua constituição química: nas bactérias, a parede celular é composta por substâncias complexas, formadas por carboidratos e proteínas; nos vegetais, é composta por celulose, um carboidrato estrutural resistente; nos fungos, por quitina, um carboidrato nitrogenado.

Célula vegetal

Angiospermas

Também denominadas magnoliófitas, as angiospermas representam as plantas mais complexas e formam o maior grupo em número de espécies vegetais.

A palavra angiosperma deriva do grego aggeîon, vaso; e spérma, semente. Assim, as angiospermas são plantas que têm sementes protegidas pelo fruto.

Características gerais

As angiospermas, assim como as gimnospermas, são plantas espermatófitas, ou seja, plantas que desenvolvem sementes. Entretanto, nas angiospermas, as sementes estão protegidas no interior de estruturais especiais, os frutos. As sementes e os frutos são formados a partir das flores, após a ocorrência da fecundação.

Pelo fato de possuírem flores são chamadas de fanerógamas. Com uma grande diversidade de cores, formas e perfumes, as flores representam os órgãos de reprodução das angiospermas.

As angiospermas são plantas traqueófitas, isto é, possuem vasos condutores de seiva, tal como ocorre com pteridófitas e gimnospermas. Entre as angiospermas, há formas com porte herbáceo, como a maioria das gramíneas, e plantas com aspecto arborescente, como as grandes figueiras, seringueiras e os jequitibás.

Durante o crescimento e o desenvolvimento, as angiospermas permanecem a maior parte do tempo no estágio vegetativo, isto é, apresentam apenas folhas, caule e raízes e, em determinadas épocas, aparecem as flores, caracterizando o estágio.

Essas características permitiram às angiospermas atuais uma grande distribuição geográfica em todo o planeta.

Estrutura da flor

A flor representa o órgão de reprodução das plantas angiospermas. Apresentam grande diversidade de cores, tamanhos e formas, o que é muito importante para a atração de insetos, pássaros e morcegos, que atuam como agentes polinizadores. Outra importante característica de atração de agentes polinizadores é a presença de nectários, glândulas que produzem néctar para alimentar os polinizadores.

Com o desenvolvimento das flores, houve o aparecimento de uma estrutura denominada ovário, que, após a fecundação, transforma-se em fruto. Assim, as angiospermas passaram a ter uma excelente proteção às sementes.

Na organização geral das flores das angiospermas, encontram-se um pedúnculo, para dar sustentação, e um receptáculo onde se fixam os verticilos florais como cálice, corola, androceu e gineceu. O cálice e a corola são os verticilos de proteção e atração. O androceu e o gineceu são os verticilos de reprodução.

O cálice representa o conjunto de sépalas, folhas normalmente verdes que protegem os elementos florais. A corola representa o conjunto de pétalas, folhas coloridas e com muito odor que atraem os agentes polinizadores.

O androceu representa o sistema reprodutor masculino e é formado pela reunião de vários estames. Um estame apresenta uma haste, denominada filete, e uma região chamada antera, uma dilatação do filete onde se formam os grãos de pólen.

O gineceu representa o sistema reprodutor feminino e é formado pela reunião de pistilos ou carpelos. Um pistilo é composto por estigma, estilete e ovário. O estigma é um local de aderência dos grãos de pólen e pode apresentar diversas formas. O estilete é um tubo oco por onde cresce o tubo polínico. O ovário é uma dilatação da base do estilete onde se desenvolvem os óvulos.

Organização de uma flor de angiosperma apresentando androceu e gineceu

Nas angiospermas, as flores podem ser unissexuadas quando apresentam um único sistema reprodutor. Nesse caso, as flores podem ser masculinas, quando desenvolvem apenas o androceu, ou femininas, quando desenvolvem apenas o gineceu. Entretanto, a maioria das flores das angiospermas é hermafrodita, pois apresenta os dois sistemas reprodutores.

Classificação das angiospermas

Tradicionalmente, as angiospermas eram classificadas em dois grandes grupos: as monocotiledôneas e as dicotiledôneas. Essa classificação baseia-se em aspectos morfológicos e anatômicos das plantas, sendo o principal o número de cotilédones presentes no interior das sementes.

A classificação atual das angiospermas é uma reorganização dos grupos. As dicotiledôneas foram separadas em eudicotiledôneas e dicotiledôneas basais.

Monocotiledôneas

Podemos citar como exemplos dessas plantas a bananeira, o arrozeiro, a palmeira, o trigo, as gramíneas, entre outras.

Todas essas plantas apresentam um único cotilédone em sua semente; suas raízes são fasciculadas ou em cabeleira; suas folhas possuem nervuras paralelas e sem pecíolo; suas flores são definidas como trímeras (estruturas florais em número de três ou múltiplo de três); e apresentam os feixes vasculares no caule dispostos de forma desordenada.

Dicotiledôneas basais

São as plantas que apresentam características relativamente primitivas. Para alguns autores, essas dicotiledôneas basais podem ser plantas remanescentes do grupo que originou as atuais monocotiledôneas e eudicotiledôneas.

Atualmente, cerca de 3% das angiospermas atuais são classificadas como dicotiledôneas basais e, como exemplo, temos as magnólias.

Eudicotiledôneas

No grupo das plantas eudicotiledôneas, que são as angiospermas verdadeiramente dicotiledôneas, as plantas apresentam sementes com dois cotilédones; raízes axiais ou pivotantes; folhas com nervuras reticulares (em forma de rede); caule com feixes vasculares ordenados e flores tetrâmeras (4 pétalas, ou múltiplo) ou pentâmeras (5 pétalas, ou múltiplo).

Principais diferenças entre monocotiledôneas e eudicotiledôneas.

Reprodução das angiospermas

Microgametogênese e o gametófito masculino

Nas angiospermas, assim como nas gimnospermas, o gametófito masculino é o grão de pólen, a partir do qual se desenvolve o tubo polínico. Essa aquisição evolutiva foi importante para as espermatófitas (angiospermas e gimnospermas), pois, com o tubo polínico, a fecundação tornou-se independente da água do ambiente (sifonogamia).

Inicialmente, inúmeras células denominadas microsporócitos, diploides, passam por um processo de meiose espórica e originam quatro células haploides, denominadas micrósporos.

Posteriormente, o núcleo desses micrósporos duplica-se e a célula passa a ter dois núcleos. Um desses núcleos, chamado núcleo vegetativo, será responsável pelo desenvolvimento do tubo polínico. O outro núcleo, chamado núcleo germinativo, duplica-se formando dois núcleos espermáticos (gametas masculinos). Por formar os gametas masculinos, o grão de pólen é considerado, juntamente com o tubo polínico, o gametófito masculino nas angiospermas.

Desenvolvimento dos grãos de pólen e germinação do tubo polínico.

Megagametogênese e o gametófito feminino

Nas angiospermas e nas gimnospermas, o gametófito feminino é o saco embrionário, que se desenvolve no interior do óvulo. A diferença é que, nas angiospermas, o óvulo está contido no ovário. Protegido pelos tegumentos do óvulo está o megasporângio (ou nucelo), responsável por nutrir os megásporos em formação.

Quando a flor ainda é um botão floral, formam-se no interior do ovário um ou mais óvulos. Em cada óvulo, uma célula-mãe do megásporo, denominada megasporócito (2n), sofre meiose, gerando quatro esporos haploides, três dos quais se degeneram. O quarto se desenvolve no gametófito feminino, sendo conhecido como megásporo (n).

Esse megásporo cresce e sofre divisões mitóticas sucessivas, originando sete células e oito núcleos (a citocinese ocorre apenas após a terceira cariocinese), que correspondem ao gametófito feminino ou saco embrionário.

Desenvolvimento do óvulo de uma planta angiosperma.

Polinização

A polinização é o transporte do grão de pólen. Nas gimnospermas, o grão de pólen é muito leve, abundante e sempre transportado pelo vento (polinização anemófila). Nas angiospermas, o grão de pólen pode ser levado por vários agentes polinizadores, pois as flores apresentam atrativos.

Fecundação

A dupla fecundação das angiospermas ocorre no interior do saco embrionário, sendo que apenas o tubo polínico chega ao local da fecundação.

O processo inicia-se quando um grão de pólen, trazido por algum agente polinizador, chega ao estigma de uma flor. Lentamente, o grão de pólen começa a formar o tubo polínico pela ação do núcleo vegetativo até chegar à região da micrópila do óvulo. Quando o tubo polínico está completamente formado, o núcleo vegetativo desaparece.

Com o desenvolvimento do tubo polínico em curso, o núcleo germinativo sofre uma divisão mitótica (endomitose) e origina os dois núcleos espermáticos. Gradativamente, os núcleos espermáticos começam a percorrer toda a extensão do tubo polínico até chegar à região do saco embrionário.

No interior do saco embrionário, ocorrerá o processo da dupla fecundação. Na primeira fecundação, a oosfera (gameta feminino) se une ao primeiro núcleo espermático (gameta masculino) e origina o embrião (2n) da planta. Na segunda, os dois núcleos polares (femininos) se unem ao segundo núcleo espermático e originam o endosperma secundário (3n).

Ciclo de vida

No ciclo de vida das angiospermas, assim como no das briófitas, pteridófitas e gimnospermas, existe o fenômeno da metagênese ou alternância de gerações entre uma fase esporofítica e uma fase gametofítica.

Para esse grupo, a fase esporofítica é predominante, sendo a própria planta, que está organizada em raiz, caule e folhas. No esporófito das angiospermas, ocorre heterosporia, ou seja, produção de dois tipos de esporos: micrósporos e megásporos. A fase gametofítica é transitória, existindo apenas durante a floração da planta.

Depois da fecundação, ocorrem transformações importantes na estrutura das flores: a transformação do óvulo em semente, que protegerá o embrião, e o desenvolvimento da parede do ovário, que formará o fruto.

Etapas do ciclo de vida de uma planta angiosperma: 1 – meiose espórica; 2 – polinização; 3 – desenvolvimento do saco embrionário; 4 – desenvolvimento do tubo polínico; 5 – fecundação; 6 – germinação da semente.

As sementes

As sementes são formadas a partir dos óvulos, depois da fecundação. Uma semente é constituída por uma casca de proteção, que pode ser muito rígida ou não, por um material de reserva alimentar, o endosperma triploide, e pelo embrião.

O embrião apresenta um eixo que se desenvolve na planta propriamente dita. Esse eixo forma folhas modificadas, os cotilédones, cuja função principal é transferir as reservas da semente para o embrião. Algumas angiospermas possuem apenas um cotilédone, sendo chamadas monocotiledôneas, como o milho e o arroz; outras possuem dois cotilédones, recebendo o nome de eudicotiledôneas, como a mamona.

Organização interna do grão de milho (A) e da semente da mamona (B).

No caso das angiospermas, as sementes sempre estão protegidas por frutos, ao contrário das gimnospermas, que possuem sementes nuas ou desprotegidas de frutos.

A grande distribuição das angiospermas pelo planeta deve-se à sua capacidade de dispersão, por meio de suas sementes que, em muitos casos, podem ficar anos em estágio de dormência, sem germinarem.

A germinação das sementes está na dependência de vários fatores ambientais, como água, temperatura e o desgaste da casca, permitindo o desenvolvimento das primeiras raízes em direção ao solo e das folhas para a superfície.

Muitas sementes são usadas na alimentação humana e de animais. Em nossa alimentação, consumimos sementes quando ingerimos feijão, soja, amendoim, ervilha e assim por diante. Nos frutos, quando as sementes são únicas e muito duras, elas são chamadas de caroços, como no pêssego, na azeitona e no abacate.

Os frutos

Os frutos são estruturas exclusivas das angiospermas e garantem a essas plantas grande capacidade de dispersão, além de protegerem as sementes, e estas, o embrião.

O óvulo fecundado produz hormônio de crescimento, que atua na parede do ovário, determinando seu desenvolvimento em fruto.

Estrutura dos frutos

Na estrutura geral dos frutos, encontramos três camadas: o epicarpo, camada externa que pode ser lisa ou fibrosa e protege todo o fruto; o mesocarpo, camada mediana que pode conter muita reserva nutritiva e representa a polpa do fruto; e o endocarpo, que pode ser uma fina película ou ser muito resistente e está em contato direto com a semente.

O fruto propriamente dito, composto dessas três camadas, é denominado pericarpo; a ele soma-se a semente; o caroço é uma semente concrescida com o endocarpo duro, como na azeitona. Epicarpo e endocarpo geralmente correspondem à epiderme externa e interna do carpelo.

Por exemplo, no coco, o epicarpo é a casca externa; o mesocarpo, a porção fibrosa; o endocarpo é fibroso e associado à casca dura da semente, no interior da qual a parte branca e o líquido constituem o endosperma.

Estrutura do coco-da-baía.

Tipos de frutos

A diversidade de formas e cores dos frutos está relacionada aos mecanismos de dispersão deles, seja pela água, seja pelo vento ou por atrair animais que os comem, liberando suas sementes em locais muitas vezes distantes de onde foram ingeridos.

Se nos basearmos na suculência, podemos chamá-los de frutos carnosos ou frutos secos. Dos frutos carnosos utilizamos a sua polpa na alimentação e dos frutos secos utilizamos as suas sementes.

Entre os frutos carnosos, destacamos as bagas, que possuem um número muito grande de sementes, como o mamão, a laranja, o limão, a melancia, o melão, a goiaba etc. e as drupas, que apresentam uma única semente, como o abacate, a manga, o pêssego, a azeitona, a ameixa etc. Entre os frutos secos, destacamos os legumes (ou vagens), tais como o feijão, a soja e a ervilha; o cariopse, como o milho; a cápsula, como a mamona.

Quanto à capacidade de abertura, os frutos podem ser deiscentes, quando sofrem abertura natural para liberar as sementes, como ocorre na romã, no feijão e no algodão, ou indeiscentes, quando não se abrem naturalmente e a exposição das sementes é feita pelo apodrecimento do fruto, como a laranja, o abacate, a goiaba, entre outros.

Se a parte comestível originar-se a partir da parede do ovário, ele será um fruto verdadeiro, como o abacate, o limão, a laranja, a goiaba, entre outros. Porém, se a parte comestível for originada por uma estrutura que não seja o ovário, chamaremos de pseudofrutos, que são estruturas semelhantes a frutos. A maçã, a pera e o morango derivam do receptáculo floral. O caju se origina do pedúnculo floral e sua castanha é o fruto verdadeiro.

Um fruto pode ainda ser formado pela ação hormonal sobre a parede do ovário, sem mesmo ocorrer a fecundação. Nesse caso, o fruto é chamado partenocárpico e não possui semente, como a banana, o limão taiti e a laranja baiana.

Em muitos casos, encontramos uma reunião de frutos em cachos e em espigas, como uvas, milho ou, ainda, compactados, como o abacaxi. São chamados de infrutescências.

Gimnospermas

As gimnospermas são plantas terrestres que estão principalmente em zonas temperadas (frias), ocorrendo em pequeno número em climas tropicais.

Apresentam metagênese pouco nítida na qual o esporófito é o vegetal verde, complexo e duradouro, e o gametófito, um vegetal muito reduzido e dependente do esporóflto.

Formam flores e sementes, mas nunca produzem frutos. Daí o nome gimnosperma (gimnos = nu + sperma = semente).

Não dependem de água para a fecundação.

Organização do esporófito

As gimnospermas são vegetais lenhosos de aspecto arbustivo ou arbóreo, neste caso formando árvores de grandes dimensões, como ocorre com as sequoias e os pinheiros. Não existem formas herbáceas.

O esporófito possui raiz, caule, folha, produzindo flores e sementes.

As raízes geralmente são do tipo axial ou pivotante.

Os caules pertencem ao tipo tronco, crescem em espessura, por atividade dos meristemas secundários: felogênio e câmbio.

As folhas são reduzidas em forma de escamas; são perenes e adaptadas a ambientes secos (xerófilas). As características xerofíticas dessas plantas são induzidas pelo frio.

Organização dos gametófitos

Os gametófitos são dioicos, reduzidos em tamanho, tempo de vida e complexidade e dependentes do esporófito. Os gametófitos, na verdade, desenvolvem-se dentro dos óvulos produzidos nas inflorescências femininas.

O gametófito masculino é o tubo polínico ou micivpn5talo, responsável pela formação dos gametas masculinos. Em Cycadinae e Ginkgoinae os gametas são antemzoides. Nas Coniferae os gametas masculinos são as células espermáticas contidas no tubo polínico.

O gametófito masculino é o saco embrionário ou macroprótalo, contido no interior do óvulo, que forma arquegônios rudimentares e oosferas como gametas femininos.

Estruturas dos órgãos reprodutores e reprodução

Os estróbilos ou inflorescências são unissexuados; as plantas podem ser monoicas (pinheiro europeu) ou dioicas (pinheiro-do-paraná). As flores se reúnem em inflorescências masculinos (estróbilo ou cone macho) e em inflorescências femininas (estróbilo ou cone fêmea), que recebem o nome de pinhas.

Estróbilo macho: consta de um eixo em tomo do qual se inserem os microesporofilos formadores dos microesporângios (sacos polínicos), dentro dos quais encontramos os grãos de pólen (micrósporos). O grão de pólen é pluricelular e tem duas membranas, uma interna (intina) e outra externa (exina). A exina forma expansões cheias de ar (sacos aéreos). No interior do grão de pólen encontramos a célula geratriz, a vegetativa e as células acessórias.

A polinização é realizada exclusivamente pelo vento, fenômeno conhecido por anemofilia.

Estróbilo macho.

Estróbilo fêmea: consta de um eixo em tomo do qual se inserem os megaesporofilos (folhas cai-pelares), que se encarregam de produzir óvulos, em número variável.

Estróbilo fêmea.

Estrutura do óvulo: o óvulo é revestido por único integumento. Abaixo da micrópila situa-se a câmara polínica destinada a receber os grãos de pólen. O integumento reveste o megasporângio. Uma célula do megasporângio sofre meiose, dando quatro células haploides, das quais três degeneram e a que persiste (megásporo) divide-se por mitose e acaba por formar o megaprótalo (gametófito fêmea). Este forma arquegônios muito rudimentares e dentro deles aparecem oosferas.

Desenvolvimento do óvulo de gimnosperma.

Polinização: feita pelo vento (anemofilia), o grão de pólen é transportado até a câmara polínica, onde germina.

Formação do tubo polínico: as células acessórias envolvem as células do grão de pólen, formando a parede do tubo polínico. A célula geratriz divide-se, dando origem a dois núcleos espermáticos (gametas masculinos).

Formação do grão de pólen.

Formação do tubo polínico.

Fecundação: a presença de várias oosferas no óvulo permite a fecundação por vários núcleos espermáticos de vários tubos polínicos, formando vários zigotos, mas apenas um embrião se desenvolve. (Nas ginuiospermas é frequente a poliembrionia, mas dos vários embriões formados apenas um se desenvolve.) Após a fecundação, o tecido do megaprótalo (n) forma o endosperma primário, tecido cuja função é acumular reserva (o embrião das gimnospermas possui muitos cotilédones). O óvulo fecundado evolui e forma a semente, que não está protegida pelo fruto.

Organização geral de uma semente de gimnosperma.

Ciclo reprodutor de uma gimnosperma.

Classificação das gimnospermas

Quanto à classificação, as gimnospermas possuem quatro grupos com representantes atuais:

Cicadinae: Os vegetais deste grupo são dotados de um tronco não-ramificado, com folhas geralmente penadas no ápice; são dioicas. Exemplo: Cicas.

Ginkgoinae: Neste grupo, há um único representante atual: Ginkgo biloba, encontrado na China e no Japão.

Coniferae: E o grupo mais importante atualmente. Exemplos: Araucaria, Pinus, Cedrus, Sequola, Cupressus etc.

Gnetinae: Este grupo é representado por: Ephedra e Gneturn.

Importância das gimnospermas

As gimnospermas são muito utilizadas como plantas ornamentais em jardins residenciais e públicos. Algumas plantas do gênero CyCas (palmeirinhas-de-jardim) fornecem amido para a confecção do sagu).

Fornecem madeira para a construção e fabricação de móveis.

A madeira é utilizada na fabricação de papel.

A resina dos pinheiros é utilizada na fabricação de desinfetantes e na perfumaria.

O pinheiro Abies balsamea fornece o bálsamo-do-canadá, utilizado na preparação de lâminas nos laboratórios de análises.

Os pinheiros chamados cedros-do-líbano possuem madeira muito resistente que era utilizada na construção naval. O famoso templo de Salomão foi construído com madeiras desse pinheiro.

Alguns pinheiros como a araucária do sul do Brasil produzem sementes comestíveis, conhecida por pinhões.

Alguns pinheiros do gênero Pinus produzem a terebintina, utilizada como solvente na fabricação de tintas e vernizes, além de outras aplicações.

O âmbar é uma resina fóssil de coníferas.