Desenvolvimento das plantas

1. FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA CURSO DE AGRONOMIA Professora : Joseanny Cardoso da Silva Pereira Disciplina : Fisiologia Vegetal Aplicada I Desenvolvimento (Crescimento, diferenciação e morfogênese)

2. O que é desenvolvimento ? Expansão celular Elaboração de materiais da parede É a sequência de eventos ontogenéticos, envolvendo diferenciação e crescimento, resultando em mudanças na função e na morfologia.

3. D esenvolvimento Ovo ou zigoto Desenvolvimento Indivíduo adulto Diferenciação Crescimento Morfogênese Mudanças qualitativas Estruturais Funcionais Mudanças quantitativas + = Emergência e formação de órgãos e seu arranjo no espaço Células diferentes com funções diferentes

4. Eventos do desenvolvimento Germinação Divisão celular Expansão celular Transição de meristemas vegetativos, apicais e axilares Ramificação Formação de raízes e gemas adventícias Florescimento, polinização, fertilização e frutificação Dormência Senescência Morte Resulta em crescimento Resulta em órgãos reprodutivos

5. Ciclo do desenvolvimento

6. As fases 1ª: vegetativa ou juvenil Inicia-se com a germinação da semente indo até a planta adulta vegetativa 2ª: adulta reprodutiva Inicia-se a partir da indução floral, resultando na floração e formação dos frutos e sementes

7. Fase de transição Período de ajuste fisiológico Fase adulta Fase adulta reprodutiva Fase de transição Essa transição para o florescimento envolve alterações profundas no seu padrão de diferenciação celular e morfogênese nos meristemas apicais da copa.

8. Ajuste fisiológico Mudanças nas concentrações hormonais internas Normalmente em resposta a algum estímulo externo Células dos tecidos meristemáticos Interpreta Céluasdostecidosmeristem Induzindo-as a diferenciarem para a função reprodutiva

9. Fase de transição A transição da fase juvenil para adulta é muitas vezes acompanhada por mudanças nas características vegetativas. Acacia heterophylla

10. Fase de transição Acacia heterophylla

11. Fase adulta reprodutiva Determinadas espécies podem ter todas ou quase todas as suas gemas vegetativas diferenciando-se simultaneamente em gemas reprodutivas . Em outras espécies essa diferenciação é gradual! Plantas anuais Plantas de crescimento indeterminado

12. Fase adulta reprodutiva Espécies perenes Quando entram no período reprodutivo P roduzem frutos Novas gemas vegetativas devem ser formadas Darem origem a novas gemas reprodutivas Essas espécies recebem estímulo para florescer em determinada época do ano e todas as gemas vegetativas, potencialmente preparadas para florescer, vão florescer e produzir frutos.

13. Fase adulta reprodutiva Outro grupo são aquelas espécies que produzem inflorescência ao longo do ano. Sempre possuem gemas vegetativas, reprodutivas e frutos.

14. Fase vegetativa ou juvenil Período em que as plantas são capazes de crescimento exponencial no tamanho A planta desenvolve formas morfológicas

15. Crescimento em altura Fase vegetativa ou juvenil Restrito ao meristema apical Tecidos e órgãos juvenis que são formados primeiro localizam-se na base da parte aérea da planta Fase juvenil tem duração variável dependendo da espécie de planta 20-30 dias 60-70 dias 2-4 anos 2 anos 5-8 anos 5-15 anos 25-30 anos

16. Fase vegetativa ou juvenil A juvenilidade é caracterizada pelo rápido crescimento vegetativo e tem a função biológica de permitir que a planta tenha um bom desenvolvimento vegetativo suficiente para assegurar a função reprodutiva. Como saber se a planta passou do período juvenil para o período reprodutivo? A planta passa a ter capacidade para formar estruturas reprodutivas! Só que a expressão da competência depende de sinais específicos. Ou seja: ausência de florescimento não é indicador seguro de juvenilidade .

17. Fase vegetativa ou juvenil Baixa intensidade luminosa Prolonga o período juvenil R etorno à condição de juvenilidade , de plantas já maduras Densidade média de inflorescências ( inflorescências m -2 ) de gramíneas cultivadas sob três níveis de sombreamento Castro e Carvalho, 2000

18. Fase reprodutiva : Indução floral Fatores internos Fatores externos Nutrição Açúcares Hormônios Fotoperíodo Temperatura Umidade

19. Duração do tempo de luz ao longo do dia Fotoperíodo PDC PDL v v

20. RS SC PR SP MS MT GO MG RJ TO PA AM BA RO AC AP RR MA RS – Semitardia MG - Superprecoce RS – Muito Tardia MG – Ciclo Médio Classificação dentro de cada faixa de adaptação superprecoce , precoce, semiprecoce , médio, semitardio e tardio. Aumenta o ciclo!

21. Fotoperíodo Plantas neutras

22. Embriogênese 03/09/2013 É o processo que inicia o desenvolvimento vegetal. Início: união do gameta com a oosfera formando uma célula única denominada zigoto.

23. Vamos entender o processo de fecundação 03/09/2013 Ainda na antera, o grão de pólen sofre mitose não seguida de citocinese Célula com 2 núcleos Núcleo germinativo Grão de pólen imaturo Grão de pólen maduro

24. 03/09/2013

25. 03/09/2013 O zigoto sofre sucessivas divisões a té formar o embrião

26. 03/09/2013 A embriogênese estabelece as características essenciais da planta madura A embriogênese forma um corpo rudimentar Eixo embrionário Um ou dois cotilédones

27. 03/09/2013 A embriogênese estabelece as características essenciais da planta madura Padrões básicos do desenvolvimento persistem e podem ser identificados na planta adulta 1. Padrão apical-basal do desenvolvimento axial 2. Padrão radial de tecidos encontrados na partes aéreas e raízes

28. Padrão apical-basal e radial Padrão apical: tecidos e órgãos são ordenados de forma precisa ao longo de um eixo linear. Padrão radial: organização dos tecidos em um padrão preciso no interior dos órgãos vegetais.

29. A embriogênese também estabelece os meristemas primários Maioria das estruturas que compõem a planta adulta é gerada após a embriogênese . Essas estruturas são formadas por meio da atividade meristemática Os meristemas tornam-se ativos após a germinação! Início da formação dos órgãos e tecidos do adulto.

30. O que é crescimento ? É o aumento irreversível de tamanho acompanhado por uma combinação de divisão e expansão celular A divisão celular, por si só, não é crescimento, pois ela pode ocorrer sem que se observe aumento global no tamanho do órgão onde ela ocorre Por outro lado, expansão celular, por si só, constitui-se em crescimento

31. Como acontece o crescimento na célula ? Divisão celular: mitose e citocinese Expansão celular Diferenciação celular

32. O que é diferenciação ? Diferenciação : é um termo qualitativo, que reflete um processo de especialização celular. 03/09/2013 A diferenciação ocorre quando uma célula em divisão produz duas novas células que serão destinadas a assumir diferentes características anatômicas e diferentes funções.

33. Diferenciação Estádios iniciais de desenvolvimento da plântula: divisão do zigoto produz células que produzirão as raízes e outras que darão origem à parte aérea. 03/09/2013 Células não especializadas de parênquima se diferenciam e produzem vasos do xilema e elementos crivados do floema, cada tipo com sua morfologia distinta e funções especializadas.

34. Diferenciação poderá ser estimulada a funcionar como uma célula meristemática 03/09/2013 Uma célula madura Desdiferenciação

35. Aspectos físicos do crescimento celular 03/09/2013 O crescimento do organismo reflete o crescimento de suas células individuais Aumento irreversível Se a maioria do volume da célula é ocupado por água, pode-se admitir que para uma célula aumentar seu volume ela precisa absorver água.

36. O crescimento não ocorre na planta como um todo ! 03/09/2013 Populações de células pequenas e isodiamétricas com características embrionárias. O crescimento das plantas é concentrado em regiões de divisão celular conhecidas como MERISTEMAS .

37. Outra definição : 03/09/2013 Após a divisão celular algumas células permanecem como células meristemáticas e outras se expandem (zona de alongamento) e produzem o crescimento do órgão. Regiões localizadas de divisão celular → tecidos embrionários que permanecem no corpo adulto do vegetal com células que não passaram pelo processo de diferenciação (especialização celular). Praticamente, todas as divisões nucleares (mitoses) e todas as divisões celulares (citocineses) ocorrem nas regiões meristemáticas.

38. Os meristemas são classificados : 03/09/2013 De acordo com a posição no corpo vegetal: apicais ou laterais De acordo com a origem: primários ou secundários

39. Vamos entender o que são os meristemas primários 03/09/2013 A fase do desenvolvimento vegetal que dá origem aos novos órgãos e a forma básica da planta R esulta da atividade dos meristemas apicais É denominada crescimento primário as células diferenciam-se em tipos especializados após terem se alongado A divisão celular é seguida pela progressiva expansão celular

40. E os meristemas secundários ? Originam o crescimento secundário, que só ocorre após o crescimento primário! Envolve dois meristemas laterais: Câmbio vascular Crescimento primário Floema Cerne C âmbio vascular Felogênio

41. Crescimento secundário 03/09/2013

42. Então … 03/09/2013 Meristema primário: responsável pelo crescimento longitudinal Meristema apical do caule Meristema apical da raiz

43. E o meristema secundário … 03/09/2013 Meristema secundário: responsável pelo crescimento latitudinal Meristema lateral

44. Vamos novamente ! 03/09/2013 Meristemas apicais: encontrados nos ápices e ramificações (meristemas axilares e das raízes laterais) de caules e raízes – PRODUZEM O CRESCIMENTO EM EXTENSÃO .

45. 03/09/2013 Meristemas l aterais: s ituados paralelamente ao eixo do órgão em que se encontram – PRODUZEM O CRESCIMENTO EM DIÂMETRO. Vamos novamente !

46. 03/09/2013 Meristemas Intercalares: e ncontrados entre tecidos maduros ou diferenciados (por exemplo , acima do nó no colmo e na base da folha de milho) – PRODUZEM O CRESCIMENTO EM EXTENSÃO. Esse eu não falei …

47. Nem todas as plantas possuem crescimento secundário ! 03/09/2013

48. A lgumas possuem crescimento secundário , mas nem parece … 03/09/2013 Crescimento secundário do caule é reduzido.

49. Now you! Meristema em uma planta é:   um conjunto de células mortas diferenciadas que dão origem aos tecidos que sustentam as plantas lenhosas. a proteção da parte apical das raízes, que preserva as células em reprodução. um tecido vivo com multiplicação intensa de células que dão origem a novos tecidos necessários para o crescimento de uma planta. um tecido de circulação da seiva elaborada a partir das folhas, encarregado de suprir os órgãos de nutrientes.  

50. Now you! 02) (UFRS) O tecido responsável pelo crescimento em espessura dos vegetais é o: meristema primário. meristema secundário. colênquima. parênquima. esclerênquima.

51. Como as raízes crescem ? 03/09/2013 As raízes crescem e se desenvolvem a partir de sua extremidade distal Existem 4 zonas de desenvolvimento: Coifa Zona meristemática Zona de alongamento Zona de maturação

52. Como as raízes crescem ? 03/09/2013 Coifa: protege o meristema apical da lesão mecânica. Zona de maturação Zona de alongamento Zona meristemática Coifa Zona meristemática: local de rápida divisão celular. As células produzidas pela divisão neste meristema desenvolvem-se em epiderme, córtex, endoderme, periciclo, floema e xilema (corpo primário). Zona de alongamento: ocorre a formação da endoderme, com as estrias de Caspary .

53. Como as raízes crescem ? 03/09/2013 Zona de maturação: local onde os pelos radiculares desenvolvem-se, os quais são extensões das células da epiderme da raiz. Zona de maturação Zona de alongamento Zona meristemática Coifa

54. O meristema da raiz não produz apêndices laterais ! Elas originam-se a partir do periciclo em regiões maduras da raiz e crescem atravessando o córtex e a epiderme. Divisões celulares no periciclo estabelecem meristemas secundários que crescem através do córtex e da epiderme.

55. Como as folhas crescem ? 1º passo: consiste na divisão de uma das três camadas externas de células próximas à superfície do ápice caulinar.

56. Como as folhas crescem ? Um pequeno número de células das camadas L1 e L2 dividem-se mais rapidamente do que as vizinhas e produzem uma projeção.

57. Como as folhas crescem ? Divisões periclinais, seguidas do crescimento das células filhas, produzem uma protuberância que é o primórdio foliar, enquanto que as divisões anticlinais aumenta a área superficial do primórdio.

58. Como as folhas crescem ? Enquanto a folha em desenvolvimento cresce, os tecidos e células diferenciam-se. Células derivadas da camada: L1: epiderme (célula epidérmicas, tricomas , células-guarda) L2: células fotossintetizantes do mesófilo L3: elementos vasculares e células da bainha vascular

59. Como as folhas crescem ? O primórdio foliar não se desenvolve ao acaso em torno do ápice da parte aérea. A sincronização e o padrão com os quais os primórdios se formam são determinados geneticamente! Existem 5 tipos de filotaxia

60. Algumas características de crescimento das plantas Estruturas com crescimento determinado: crescem até certo tamanho e então param de crescer

61. Algumas características de crescimento das plantas Estruturas com crescimento indeterminado: crescem pelas atividades dos meristemas apicais, que são persistentes.

62. Como pode existir crescimento indeterminado se todos os seres vivos morrem ? Quando uma estrutura indeterminada passa da fase vegetativa para a reprodutiva, ela torna-se determinada. Os tipos de crescimento determinado e indeterminado também são aplicados às plantas inteiras . Aplicação de outros termos: Espécies monocárpicas florescem somente uma vez e morrem; Espécies policárpicas florescem mais de uma vez antes de morrer

63. Espécies monocárpicas e policárpicas A maioria das espécies monocárpicas apresentam ciclos de vida relativamente curtos (são anuais ou bianuais). No final do ciclo elas florescem, produzem sementes para a sua perpetuação e, em seguida, senescem ( Ex : milho). No entanto, plantas da espécie Agave americana podem existir por uma década ou mais antes de florescer uma vez e morrer.

64. Espécies monocárpicas e policárpicas As espécies policárpicas , perenes por definição, não convertem todos os seus meristemas vegetativos em estruturas reprodutivas de crescimento determinado.

65. Outros tipos de crescimento Muitas espécies que vivem em climas frios (regiões de clima temperados) ou secos (cerrado brasileiro e caatinga nordestina) perdem a sua folhagem durante a estação desfavorável ao crescimento, porém mantém gemas dormentes que se desenvolverão na estação favorável.

66. Outros tipos de crescimento É interessante notar, que algumas espécies anuais, como o feijão-de-corda ( Vigna unguiculata ), podem continuar crescendo vegetativamente, mesmo após o florescimento . Plantas de crescimento determinado produzem um certo número de folhas, florescem e, então, morrem. Um exemplo típico é o milho ( Zea mays L .).

67. 03/09/2013 Acabou ?