Biologia para Majors II
Descreverar plantas que se reproduzem assexuadamente
Muitas plantas reproduzem-se assexuadamente, bem como sexualmente. Na reprodução assexuada, parte da planta-mãe é utilizada para gerar uma nova planta. Enxertia, estratificação e micropropagação são alguns métodos utilizados para a reprodução assexuada artificial. A nova planta é geneticamente idêntica à planta-mãe da qual a planta-mãe foi extraída. As plantas de reprodução assexuada prosperam bem em ambientes estáveis.
Objectivos de aprendizagem
- Descrever as características das plantas que se reproduzem assexualmente
- Discutir os mecanismos, vantagens, e desvantagens da reprodução assexual natural e artificial
li>Discutir a vida das plantas
Plantas assexuais
Muitas plantas são capazes de se propagarem utilizando a reprodução assexual. Este método não requer o investimento necessário para produzir uma flor, atrair polinizadores, ou encontrar um meio de dispersão de sementes. A reprodução assexuada produz plantas que são geneticamente idênticas à planta-mãe porque não há mistura de gâmetas masculinas e femininas. Tradicionalmente, estas plantas sobrevivem bem em condições ambientais estáveis quando comparadas com as plantas produzidas a partir da reprodução sexual, porque transportam genes idênticos aos dos seus pais.
Muitos tipos diferentes de raízes exibem reprodução assexuada Figura 1. O cormo é utilizado pelo gladíolo e pelo alho. Os bolbos, tais como um bolbo escamoso em lírios e um bolbo sintonizado em narcisos, são outros exemplos comuns. Uma batata é um tubérculo de caule, enquanto que a pastinaca se propaga a partir de uma raiz axial. O gengibre e a íris produzem rizomas, enquanto a hera utiliza uma raiz adventícia (uma raiz proveniente de uma parte da planta que não seja a raiz principal ou primária), e a planta do morango tem um estolho, que também é chamado runner.
Figure 1. Diferentes tipos de caules permitem uma reprodução assexuada. (a) O cormo de uma planta de alho parece semelhante a (b) um bolbo de tulipa, mas o cormo é tecido sólido, enquanto que o bolbo é constituído por camadas de folhas modificadas que rodeiam um caule subterrâneo. Tanto os estolhos como os bolbos podem auto-propagar-se, dando origem a novas plantas. c) O gengibre forma massas de caules chamadas rizomas que podem dar origem a múltiplas plantas. (d) As plantas de batata formam tubérculos de caules carnudos. Cada olho no tubérculo do caule pode dar origem a uma nova planta. (e) As plantas de morangueiro formam estolões: caules que crescem à superfície do solo ou logo abaixo do solo e podem dar origem a novas plantas. (crédito a: modificação do trabalho por Dwight Sipler; crédito c: modificação do trabalho por Albert Cahalan, USDA ARS; crédito d: modificação do trabalho por Richard North; crédito e: modificação do trabalho por Julie Magro)
algumas plantas podem produzir sementes sem fertilização. Ou o óvulo ou parte do ovário, que é de natureza diplóide, dá origem a uma nova semente. Este método de reprodução é conhecido como apomixis.
Uma vantagem da reprodução assexuada é que a planta resultante atingirá a maturidade mais rapidamente. Uma vez que a nova planta nasce de uma planta adulta ou de partes de planta, será também mais resistente do que uma plântula. A reprodução assexuada pode ter lugar por meios naturais ou artificiais (assistida por humanos).
Métodos naturais de reprodução assexuada
Métodos naturais de reprodução assexuada incluem estratégias que as plantas desenvolveram para se auto-propagarem. Muitas plantas como o gengibre, a cebola, o gladíolo, e a dália – continuam a crescer a partir de botões que estão presentes na superfície do caule. Em algumas plantas, tais como a batata-doce, raízes adventícias ou corredores podem dar origem a novas plantas (Figura 2). Em Bryophyllum e kalanchoe, as folhas têm pequenos botões nas suas margens. Quando estes são descolados da planta, crescem em plantas independentes; ou, podem começar a crescer em plantas independentes se a folha tocar o solo. Algumas plantas podem ser propagadas apenas através de estacas.
Figure 2. Um estolho, ou corredor, é um caule que corre ao longo do solo. Nos nós, forma raízes adventícias e botões que crescem para uma nova planta.
Métodos artificiais de Reprodução assexuada
Estes métodos são frequentemente utilizados para dar origem a novas, e por vezes inovadoras, plantas. Incluem enxertia, corte, estratificação, e micropropagação.
Artonagem
Figure 3. A enxertia é um método artificial de reprodução assexuada utilizado para produzir plantas combinando características favoráveis do caule com características favoráveis da raiz. O caule da planta a enxertar é conhecido como o enxerto, e a raiz chama-se stock.
Grafting tem sido usado há muito tempo para produzir novas variedades de rosas, espécies cítricas, e outras plantas. Na enxertia, são utilizadas duas espécies vegetais; parte do caule da planta desejável é enxertada numa planta enraizada chamada stock. A parte que é enxertada ou ligada é chamada o enxerto. Ambas são cortadas num ângulo oblíquo (qualquer ângulo que não seja um ângulo recto), colocadas em contacto estreito uma com a outra, e são depois mantidas juntas Figura 3. A aproximação destas duas superfícies é extremamente importante, porque estas manterão a planta unida. Os sistemas vasculares das duas plantas crescem e fundem-se, formando um enxerto. Após um período de tempo, o enxerto começa a produzir rebentos, e eventualmente começa a dar flores e frutos. A enxertia é amplamente utilizada na viticultura (viticultura) e na indústria dos citrinos. As plantas capazes de produzir uma determinada variedade de fruto são raladas em porta-enxertos com resistência específica a doenças.
Corte
Plantas como o coleus e a planta-dinheiro são propagadas através de estacas de caule, onde uma porção do caule contendo nós e entrenós é colocada em solo húmido e deixada radicular. Em algumas espécies, os caules podem começar a produzir uma raiz, mesmo quando colocados apenas em água. Por exemplo, as folhas da violeta africana radicarão se forem mantidas em água sem perturbações durante várias semanas.
Layering
Figure 4. Em camadas, uma parte do caule é enterrada de modo a formar uma nova planta.
Layering é um método em que um caule ligado à planta é dobrado e coberto com terra. Os caules jovens que podem ser dobrados facilmente sem qualquer lesão são preferidos. Jasmim e buganvília (flor de papel) podem ser propagados desta forma Figura 4.
Em algumas plantas, é utilizada uma forma modificada de estratificação conhecida como estratificação por ar. Uma parte da casca ou da cobertura exterior do caule é removida e coberta com musgo, que é depois colada. Alguns jardineiros também aplicam a hormona de enraizamento. Após algum tempo, surgirão raízes, e esta porção da planta pode ser removida e transplantada para um vaso separado.
Micropropagação
Micropropagação (também chamada cultura de tecidos vegetais) é um método de propagação de um grande número de plantas a partir de uma única planta num curto espaço de tempo em condições laboratoriais (Figura 5). Este método permite a propagação de espécies raras e ameaçadas de extinção que podem ser difíceis de cultivar em condições naturais, são economicamente importantes, ou são procuradas como plantas sem doenças.
Figure 5. A micropropagação é utilizada para a propagação de plantas em condições estéreis. (crédito: Nikhilesh Sanyal)
Para iniciar o cultivo de tecido vegetal, uma parte da planta como um caule, folha, embrião, antera, ou semente pode ser utilizada. O material vegetal é completamente esterilizado utilizando uma combinação de tratamentos químicos padronizados para essa espécie. Em condições estéreis, o material vegetal é colocado num meio de cultura de tecidos vegetais que contém todos os minerais, vitaminas, e hormonas requeridas pela planta. A parte vegetal dá frequentemente origem a uma massa indiferenciada conhecida como calo, a partir da qual as plantas individuais começam a crescer após um período de tempo. Estas podem ser separadas e são primeiro cultivadas em condições de estufa antes de serem movidas para condições de campo.
Períodos de vida da planta
Figure 6. O pinheiro de cerdas, mostrado aqui na Floresta de Pinheiros de Bristlecone Antiga, nas Montanhas Brancas da Califórnia Oriental, é conhecido por viver há 4.500 anos. (crédito: Rick Goldwaser)
O período de tempo desde o início do desenvolvimento até à morte de uma planta chama-se o seu período de vida. O ciclo de vida, por outro lado, é a sequência de fases pelas quais uma planta passa desde a germinação da semente até à produção da semente da planta madura. Algumas plantas, como as anuais, precisam apenas de algumas semanas para crescer, produzir sementes e morrer. Outras plantas, tais como o pinheiro bravo, vivem durante milhares de anos. Alguns pinheiros de cerdas têm uma idade documentada de 4.500 anos (figura 6). Mesmo quando algumas partes de uma planta, tais como regiões contendo tecido meristemático – a área de crescimento activo da planta constituída por células indiferenciadas capazes de divisão celular – continuam a crescer, algumas partes sofrem a morte celular programada (apoptose). A cortiça encontrada nos caules, e o tecido condutor de água do xilema, por exemplo, são compostos por células mortas.
As espécies de plantas que completam o seu ciclo de vida numa estação são conhecidas como anuais, um exemplo das quais é a Arabidopsis, ou agrião de orelhas de rato. Bienais como as cenouras completam o seu ciclo de vida em duas estações. Na primeira estação bienal, a planta tem uma fase vegetativa, enquanto que na estação seguinte, completa a sua fase reprodutiva. Os cultivadores comerciais colhem as raízes da cenoura após o primeiro ano de crescimento, e não permitem que as plantas floresçam. As perenes, como a magnólia, completam o seu ciclo de vida em dois anos ou mais.
p>Noutra classificação baseada na frequência de floração, as plantas monocarpicais florescem apenas uma vez durante a sua vida; exemplos incluem o bambu e a yucca. Durante o período vegetativo do seu ciclo de vida (que pode atingir 120 anos em algumas espécies de bambu), estas plantas podem reproduzir-se assexuadamente e acumular uma grande quantidade de material alimentar que será necessário durante a sua floração única e fixação da semente após a fertilização. Logo após a floração, estas plantas morrem. As plantas policarpicais formam flores muitas vezes durante a sua vida. As árvores de fruto, tais como a macieira e a laranjeira, são policarpicais; florescem todos os anos. Outras espécies policarpicais, tais como as perenes, florescem várias vezes durante a sua vida, mas não todos os anos. Por este meio, a planta não requer que todos os seus nutrientes sejam canalizados para a floração todos os anos.
Como é o caso de todos os organismos vivos, a genética e as condições ambientais têm um papel a desempenhar na determinação do tempo de vida de uma planta. Susceptibilidade a doenças, alterações das condições ambientais, seca, frio e competição por nutrientes são alguns dos factores que determinam a sobrevivência de uma planta. As plantas continuam a crescer, apesar da presença de tecido morto, como a cortiça. Partes individuais das plantas, tais como flores e folhas, têm diferentes taxas de sobrevivência. Em muitas árvores, as folhas mais velhas tornam-se amarelas e acabam por cair da árvore. A queda das folhas é desencadeada por factores tais como uma diminuição da eficiência fotossintética, devido ao sombreamento pelas folhas superiores, ou por danos oxidativos resultantes de reacções fotossintéticas. Os componentes da peça a ser vertida são reciclados pela planta para utilização noutros processos, tais como o desenvolvimento de sementes e o armazenamento. Este processo é conhecido como reciclagem de nutrientes.
O envelhecimento de uma planta e todos os processos associados é conhecido como senescência, que é marcada por várias alterações bioquímicas complexas. Uma das características da senescência é a decomposição dos cloroplastos, que é caracterizada pelo amarelecimento das folhas. Os cloroplastos contêm componentes de máquinas fotossintéticas, tais como membranas e proteínas. Os cloroplastos também contêm ADN. As proteínas, lípidos e ácidos nucleicos são decompostos por enzimas específicas em moléculas menores e recuperados pela planta para apoiar o crescimento de outros tecidos vegetais.
As complexas vias de reciclagem de nutrientes dentro de uma planta não são bem compreendidas. Sabe-se que as hormonas desempenham um papel na senescência. Aplicações de citocininas e etileno atrasam ou previnem a senescência; em contraste, o ácido abscísico causa o início prematuro da senescência.
Cheque a sua compreensão
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