Gimnospermas e angiospermas - Uma história de sucesso vegetal

Uma das maiores inovações que sugiram no decorrer da evolução das plantas vasculares foi a semente. Essa estrutura protege e alimenta o embrião dos vegetais, justamente nos estágios mais delicados da germinação. Por isso, as gimnospermas e angiospermas (também chamadas de fanerógamas), têm vantagem sobre os grupos de vegetais que se reproduzem por meio de  esporos. A prova disso é que existe um número muito superior de espécies vegetais produtoras de sementes do que de plantas fazem uso de esporos para se propagar.

As angiospermas são as plantas que apresentam o maior sucesso evolutivo nos dias atuais -- se compararmos o número de espécie de angiospermas e gimnospermas, poderemos notar que o primeiro grupo de plantas conta com cerca de 235 mil espécies viventes contra 720 espécies do segundo grupo. Isso significa que as angiospermas sofreram inúmeras mutações gênicas para poderem se adaptar aos mais variados tipos de ambiente.

Contudo, para melhor compreender esse grupo de plantas, é preciso voltar no tempo e analisar como viviam suas ancestrais. Por volta de 360 milhões de anos atrás, no final do Período Devoniano e início do Carbonífero, o movimento das placas tectônicas promoveu sérias mudanças no clima da Terra: o clima quente e úmido, tornou-se muito frio e seco. Além disso, o nível do mar sofreu redução entre 100 e 200 metros. Nesse contexto, as plantas ancestrais das gimnospermas e angiospermas, as progimnospermas iniciaram sua jornada evolutiva.

A ancestralidade das progimnospermas com as fanerógamas atuais  se comprova pela presença de uma estrutura chamada câmbio vascular bifacial – em outras palavras, um tecido que produz xilema e floema secundário. Esse é um detalhe interessante, porque o câmbio vascular bifacial só existe nas plantas produtoras de sementes, ou seja, gimnospermas e angiospermas.

Semente nua

Por meio das gimnospermas, pela primeira vez na história evolutiva das plantas, aparecem a semente e a flor. As flores desses vegetais são chamadas de estróbilos ou pinhas e são polinizadas pelo vento. Por serem mais primitivas que as angiospermas, as flores das gimnospermas não liberam a ferramenta necessária para atrair polinizadores -- o perfume.  A palavra "gimnosperma" significa "semente nua" e essa denominação se deve ao fato dos óvulos e sementes ficarem expostos sobre as superfícies dos esporófilos, ou seja, sem a proteção do fruto, como ocorre com as angiospermas. 

Esse grupo de vegetais foi o primeiro a conquistar, de forma definitiva, o ambiente terrestre pois a fecundação não depende mais da água para acontecer e, ainda, o embrião fica protegido contra a desidratação em uma "capa" que também contém nutrientes para o seu desenvolvimento -- tudo isso é a semente. Por isso, as gimnospermas são consideradas os "répteis" do Reino Plantae. Muitas vezes, os nomes das estruturas das plantas assusta, num primeiro momento, mas não é complicado se os termos técnicos forem "traduzidos" para a linguagem do cotidiano: por exemplo, as gimnospermas e angiospermas são espermatófias ou seja, produtoras de sementes. Também, quando se fala sobre plantas vasculares, significa que elas possuem raiz, caule e folhas.

Grupos de Gimnospermas

As gimnospermas se dividem em quatro grupos: Cycadophyta (cicadáceas), Ginkgophyta (ginkgos), Coniferophyta (coníferas) e Gnetophyta (gnetófitas).

As coníferas são o grupo mais numeroso e de maior distribuição geográfica, dentre as gimnospermas: são cerca de 50 gêneros e 550 espécies. Nesse grupo, está a árvore mais alta do mundo, a sequóia (Sequoia sempervirens), que pode atingir mais de 117 metros de altura e seu tronco chega aos 11 metros de diâmetro

Os pinheiros são as gimnospermas mais comuns, com mais ou menos 90 espécies e, assim como as outras coníferas, suas folhas são adaptadas a ambientes áridos. Mas as peculiaridades das "arvores de natal" não para por aí: muitas espécies produzem sementes aladas, para que o vento as carregue por grandes distâncias e, algumas espécies como o Pinus contorta, desenvolveram estróbilos que só liberam as sementes quando expostos a altas temperaturas -- após um incêndio em um bosque desses pinheiros, as árvores ficam queimadas, mas seus estróbilos se abrem, liberam as sementes e a espécie se restabelece (isso em condições naturais, sem a interferência humana).

Ciclo de vida das Gimnospermas

O ciclo de vida de todos os vegetais é chamado haplodiplobionte, pois apresenta uma fase haplóide (n) e uma fase diplóide (2n). O ciclo de vida do Pinheiro do Paraná, também conhecido por araucária, é exemplo clássico do ciclo de vida das gimnospermas e, acontece da seguinte maneira: As células-mãe dos grãos de pólen (microsporócito) dividem-se por meiose e, cada estrutura dessa produz quatro micrósporos haplóides (n). Os micrósporos transformam-se em grãos de pólen que, são liberados e carregados pelo vento. Então, quando o gameta masculino atinge o óvulo, inicia-se a germinação e a formação do tubo polínico.

Mais ou menos depois de 30 dias, o megasporócito sofre mitose e nasce uma estrutura chamada megagametófito, que, por sua vez, origina os arquegônios. Após 15 meses, o tubo polínico atinge a oosfera e ocorre a fecundação -- forma-se, então, o zigoto que vai se transformar em embrião. Quando a semente está madura, o embrião já possui estruturas precursoras da raíz, caule e folhas -- então,  a semente cai no solo para germinar.

Segue abaixo um esquema simplificado desse ciclo:

Angiospermas

A maioria das plantas que conhecemos são angiospermas, que pertencem à divisão Antophyta das gimnospermas. Essas plantas correspondem a pelo menos 230 mil espécies, ou seja, são o maior grupo de seres fotossintetizantes. Do eucalipto, com mais de 100 metros, até plantinhas com 1 mm de comprimento, as angiospermas literalmente são campeãs em diversidade de vida vegetal na Terra.

As angiospermas se dividem em duas classes: monocotiledôneas (como a cana-de-açúcar) e dicotiledôneas (como o feijão). Para saber a qual desses grupos uma planta pertence, deve-se reparar nas características da folha: se ela tiver uma nervura no meio, dividindo-a em duas partes, como as folhas de uma roseira, ela será dicotiledônea e, se não apresentar essa característica, será monocotiledônea. Abaixo, o quadro ilustra as principais diferenças entre essas duas classes de angiospermas:

Apesar das angiospermas compartilharem com as gimnospermas aspectos reprodutivos básicos, elas diferem em muitas características. Por exemplo, a flor apresenta carpelos e, nas sementes, o alimento  fica armazenado em uma estrutura chamada endosperma.

As flores das angiospermas produzem néctar, substância nutritiva que atrai animais polinizadores, ou seja, que levam o pólen de uma planta para outra e, assim, ocorre a união dos gametas. Então, forma-se o embrião que fica protegido dentro de uma semente -- e ela fica envolta no fruto, característica especial desse grupo de vegetais.

Algumas angiospermas desenvolveram interdependência com determinadas espécies de animais, ou seja, apenas uma espécie de animal pode disseminar a planta. Um bom exemplo disso é a relação do lobo-guará com a lobeira: essa planta só germina se suas sementes passarem pelo trato digestório do maior canídeo sul americano.

Todos os aspectos atrativos das flores, como o aroma e as cores são artifícios criados pelas angiospermas para atrair animais polinizadores, como morcegos, abelhas, aves, etc. Essas adaptações são uma grande vantagem de sobrevivência em relação aos outros grupos vegetais. Para se ter uma idéia, só as abelhas formam um batalhão de 20 mil espécies de polinizadores.

A Flor

As flores, de maneira geral, são formadas pelas seguintes estruturas:

Pêndulo: Eixo de sustentação;

Receptáculo: Dilatação do pêndulo;

Cálice: Conjunto de sépalas com a função de proteger o botão floral;

Corola: Conjunto de pétalas;

Androceu: estames, que formam o sistema reprodutor masculino;

Ginenceu: Sistema reprodutor feminino (pistilo)

Filete: estrutura que sustenta a antera.

Antera: abriga os sacos polínicos (onde se formam os micrósporos). Após sofrer mitose, cada micrósporo se transforma em um grão de pólen.

Abaixo, você pode conferir o desenho esquemático de uma flor:

Os esporófilos femininos de uma angiosperma são os carpelos e, cada um é formado pelo estigma, estilete e ovário. A reprodução desse grupo de vegetais apresenta três etapas básicas: polinização, germinação do grão de pólen, e fertilização. Depois que ela acontece, o óvulo se transforma na semente e o ovário no fruto.

O esquema abaixo, ilustra o ciclo reprodutivo de uma angiosperma:

O quadro abaixo resume as principais diferenças entre as Gimnospermas e Angiospermas: