Semente





Uma semente é uma planta embrionária encerrada em uma cobertura externa protetora. A formação da semente é parte do processo de reprodução em plantas de sementes, as espermatófitas , incluindo as plantas de gimnosperma e angiospermas .

As sementes são o produto do óvulo amadurecido , após a fertilização por pólen e algum crescimento dentro da planta mãe. O embrião é desenvolvido a partir do zigoto e do revestimento da semente dos tegumentos do óvulo.

As sementes têm sido um importante desenvolvimento na reprodução e no sucesso das plantas de gimnosperma e angiospermas, em relação às plantas mais primitivas, como samambaias , musgos e hepáticas , que não têm sementes e usam meios dependentes de água para se propagar. Plantas de sementes agora dominam nichos biológicos em terra, de florestas a pradarias, tanto em climas quentes quanto frios .

O termo "semente" também tem um significado geral que antecede o anterior - qualquer coisa que possa ser semeada , por exemplo , batatas "semente" , "sementes" de "sementes" de milho ou girassol . No caso das "sementes" de girassol e milho, o que é semeado é a semente encerrada numa casca  , enquanto a batata é um tubérculo .

Muitas estruturas comumente referidas como "sementes" são, na verdade, frutas secas . Plantas produzindo bagas são chamadas de baccate. Sementes de girassol são às vezes vendidas comercialmente enquanto ainda estão dentro da parede dura da fruta, que deve ser aberta para alcançar a semente. Diferentes grupos de plantas têm outras modificações, os chamados frutos de caroço (como o pêssego ) têm uma camada endurecida de frutos (o endocarpo) fundida e envolvente à semente real. Nozes são os frutos de uma só semente, casca dura de algumas plantas com uma semente indequente , como uma bolota ou avelã .

Produção de sementes 
As sementes são produzidas em vários grupos relacionados de plantas, e seu modo de produção distingue as angiospermas ("sementes fechadas") das gimnospermas ("sementes nuas"). Sementes de angiospérmicas são produzidas em uma estrutura dura ou carnosa chamada de fruta que envolve as sementes para proteção, a fim de garantir um crescimento saudável. Algumas frutas têm camadas de material duro e carnudo. Nas gimnospermas, nenhuma estrutura especial se desenvolve para envolver as sementes, que começam seu desenvolvimento "nuas" nas brácteas dos cones. No entanto, as sementes tornam-se cobertas pelas escamas do cone à medida que se desenvolvem em algumas espécies de coníferas .

A produção de sementes em populações de plantas naturais varia muito de ano para ano em resposta a variáveis ​​climáticas, insetos e doenças, e ciclos internos dentro das próprias plantas. Por um período de 20 anos, por exemplo, florestas compostas por pinheiros e pinheiros mansos produziram de 0 a quase 5 milhões de sementes sadias de pinus por hectare. Durante este período, foram avaliadas seis colheitas, cinco pobres e nove boas sementes, quando avaliadas a produção de mudas adequadas para a reprodução de florestas naturais.

Desenvolvimento 

As sementes de angiospérmicas (plantas com flores) consistem em três constituintes geneticamente distintos: (1) o embrião formado a partir do zigoto, (2) o endosperma, que é normalmente triplóide, (3) o revestimento da semente do tecido derivado do tecido materno do óvulo . Em angiospermas, o processo de desenvolvimento de sementes começa com dupla fertilização , que envolve a fusão de dois gametas masculinos com o óvulo e a célula central para formar o endosperma primário e o zigoto. Logo após a fertilização, o zigoto é praticamente inativo, mas o endosperma primário se divide rapidamente para formar o tecido do endosperma. Este tecido se torna o alimento que a planta jovem consumirá até que as raízes se desenvolvam após a germinação .

Ovule 

Após a fertilização, os óvulos se desenvolvem nas sementes. O óvulo é composto por vários componentes:

O funicle ( funiculo, funículos haste) ou semente que atribui o óvulo para a placenta e, consequentemente, a parede do ovário ou fruta, no pericarpo .
O nucelo , o remanescente do megasporângio e região principal do óvulo onde o megagametophyte se desenvolve.
A micrópole , um pequeno poro ou abertura no ápice do tegumento do óvulo onde o tubo polínico geralmente entra durante o processo de fertilização.
O chalaza , a base do óvulo oposto à micrópula, onde o tegumento e o nucelo se unem.
A forma dos óvulos, à medida que se desenvolvem, afeta frequentemente a forma final das sementes. As plantas geralmente produzem óvulos de quatro formas: a forma mais comum é chamada de anátropa , com uma forma curva. Óvulos ortotrópicos são retos com todas as partes do óvulo alinhadas em uma fileira longa produzindo uma semente não curada. Os óvulos de Campylotropous têm um megagametophyte curvado dando frequentemente à semente uma forma "C" apertada. O último formato do óvulo é chamado anfitrópico , onde o óvulo é parcialmente invertido e recuado 90 graus em seu pedúnculo (o funículo ou funículo ).

Na maioria das plantas com flores, a primeira divisão do zigoto é transversalmente orientada em relação ao eixo longo, e isso estabelece a polaridade do embrião. O polo superior ou calazalino torna-se a principal área de crescimento do embrião, enquanto o polo inferior ou micróptero produz o suspensor em forma de pedúnculo que se liga à micrópula. O suspensor absorve e fabrica nutrientes do endosperma que são usados ​​durante o crescimento do embrião.

Embrião

Os principais componentes do embrião são:

Os cotilédones , as folhas das sementes, aderem ao eixo embrionário. Pode haver um ( Monocotyledons ), ou dois ( Dicotyledons ). Os cotilédones também são a fonte de nutrientes nas dicotiledôneas não-endospermáticas, caso em que substituem o endosperma, e são espessas e coriáceas. Nas sementes endospermicas, os cotilédones são finos e papeis. As dicotiledôneas têm o ponto de fixação oposto no eixo.
O epicótilo , o eixo embrionário acima do ponto de fixação do (s) cotilédone (s).
A plumula , a ponta do epicótilo, e tem uma aparência de penas devido à presença de primórdios de folhas jovens no ápice, e se tornará a parte aérea após a germinação.
O hipocótilo , o eixo embrionário abaixo do ponto de fixação do (s) cotilédone (s), ligando o epicótilo e a radícula, sendo a zona de transição raiz-tronco.
A radícula , a ponta basal do hipocótilo, cresce na raiz primária.
Plantas monocotiledôneas têm duas estruturas adicionais na forma de bainhas. A plúmula é coberta com um coleóptilo que forma a primeira folha, enquanto a radícula é coberta por um coleorhiza que se conecta à raiz primária e raízes adventícias formadas pelos lados. Aqui o hipocótilo é um eixo rudimentar entre a radícula e a plúmula. As sementes de milho são construídas com essas estruturas; pericarpo, escutelo (cotilédone grande único) que absorve nutrientes do endosperma, plúmula, radícula, coleóptilo e coleorizo ​​- essas duas últimas estruturas são semelhantes a bainha e envolvem a plúmula e a radícula, atuando como cobertura protetora.

Casaco de sementes 
O óvulo em maturação sofre alterações marcantes nos tegumentos, geralmente uma redução e desorganização, mas ocasionalmente um espessamento. O revestimento da semente se forma a partir dos dois tegumentos ou camadas externas de células do óvulo, que derivam do tecido da planta-mãe, o tegumento interno forma o tegmen e as formas externas a testa . (As camadas de sementes de algumas plantas mononocotiledôneas, como as gramíneas, não são estruturas distintas, mas são fundidas com a parede da fruta para formar um pericarpo .) As testas de ambas as monocotiledôneas e dicotiledôneas são frequentemente marcadas com padrões e marcações texturizadas, ou têm asas ou tufos de cabelo. Quando o revestimento de sementes se forma a partir de apenas uma camada, é também chamado de testa, embora nem todas ashomóloga de uma espécie para a outra. O funículo abaixa (destaca no ponto fixo - zona de abscisão), a cicatriz formando uma depressão oval, o hilo . Os óvulos anátomos têm uma porção do funículo que é adnada (fundida ao revestimento da semente) e forma uma crista longitudinal, ou rafe , logo acima do hilo. Nos óvulos bitegmânicos (por exemplo, Gossypium descrito aqui), os tegumentos internos e externos contribuem para a formação do revestimento da semente. Com a maturação contínua, as células aumentam no tegumento externo. Enquanto a epiderme interna pode permanecer uma única camada, ela também pode se dividir para produzir duas a três camadas e acumula amido, e é chamada de camada incolor. Em contraste, a epiderme externa se torna tanífera. O tegumento interno pode consistir em oito a quinze camadas. (Kozlowski, 1972)

À medida que as células aumentam, e o amido é depositado nas camadas externas da zona pigmentada abaixo da epiderme externa, esta zona começa a lignificar, enquanto as células da epiderme externa aumentam radialmente e suas paredes engrossam, com o núcleo e o citoplasma comprimidos no exterior. camada. Estas células, que são mais largas na sua superfície interna, são chamadas de células paliçada . Na epiderme interna as células também aumentam radialmente com placa como espessamento das paredes. O tegumento interno maduro tem uma camada de paliçada, uma zona pigmentada com 15 a 20 camadas, enquanto a camada mais interna é conhecida como camada de franja. (Kozlowski, 1972)

Gimnospermas 

Nas gimnospermas, que não formam ovários, os óvulos e, portanto, as sementes são expostas. Esta é a base para a sua nomenclatura - plantas sem sementes nuas. Dois espermatozóides transferidos do pólen não desenvolvem a semente pela dupla fertilização, mas um núcleo do espermatozóide une-se ao núcleo do óvulo e o outro esperma não é usado.

 Às vezes, cada espermatozóide fertiliza um óvulo e um zigoto é abortado ou absorvido durante o desenvolvimento inicial. A semente é composta do embrião (o resultado da fertilização) e tecido da planta mãe, que também forma um cone ao redor da semente em plantas de coníferas, como pinheiros e abetos .

Forma e aparência 
Um grande número de termos é usado para descrever formas de sementes, muitas das quais são em grande parte autoexplicativas, como em forma de feijão (reniforme) - lembrando um rim, com extremidades lobadas em ambos os lados do hilo, quadrado ou oblongo - angular com todos lados mais ou menos iguais ou mais longos que largos, Triangular - três lados, mais largos abaixo do meio, Elíptico ou Ovato ou Obovado - arredondado em ambas as extremidades, ou em forma de ovo (ovado ou obovado, mais largo em uma extremidade), sendo arredondado mas simétrico o meio ou mais largo abaixo do meio ou mais largo acima do meio.

Outros termos menos óbvios incluem discóide (parecido com um disco ou placa, tendo espessura e faces paralelas e com uma margem arredondada), elipsóide , globosa ( esférica ) ou subglobosa (Inflada, mas menos que esférica), lenticular , oblonga , ovóide , reniforme e setoride . Estriadoas sementes são listradas com linhas longitudinais ou paralelas. As cores mais comuns são marrom e preto, outras cores são raras. A superfície varia de altamente polida a consideravelmente áspera. A superfície pode ter vários apêndices (ver camada de sementes). Um revestimento de sementes com a consistência da cortiça é referido como suberose . Outros termos incluem crustáceo (duro, fino ou frágil).

Estrutura 

Uma semente típica inclui duas partes básicas:

um embrião ;
um casaco de sementes.
Além disso, o endosperma forma um suprimento de nutrientes para o embrião na maioria das monocotiledôneas e nas dicotiledôneas endospermáticas.

Tipos de sementes 
Considera-se que as sementes ocorrem em muitos tipos estruturalmente diferentes (Martin, 1946).  Estes são baseados em vários critérios, dos quais o dominante é a razão entre o tamanho do embrião e a semente. Isso reflete o grau em que os cotilédones em desenvolvimento absorvem os nutrientes do endosperma e, assim, o obliteram.

Seis tipos ocorrem entre as monocotiledôneas, dez nas dicotiledôneas e duas nas gimnospermas (lineares e espatuladas).  Esta classificação é baseada em três características: morfologia do embrião, quantidade de endosperma e posição do embrião em relação ao endosperma.

Embrião 
Nas sementes endospermicas, existem duas regiões distintas dentro do revestimento da semente, um endosperma superior e maior e um embrião menor menor. O embrião é o óvulo fertilizado, uma planta imatura da qual uma nova planta crescerá em condições adequadas. O embrião possui um cotilédone ou folha de sementes em monocotiledôneas , dois cotilédones em quase todas as dicotiledôneas e dois ou mais em gimnospermas. No fruto de grãos (cariopses) a monocotiledônea única é em forma de escudo e, portanto, chamado de escutelo. O escutelo é pressionado de perto contra o endosperma, do qual ele absorve comida, e passa para as partes em crescimento. Os descritores de embriões incluem pequenos, retos, curvados, curvados e enrolados.

Armazenamento de nutrientes 
Dentro da semente, geralmente há um estoque de nutrientes para a muda que crescerá a partir do embrião. A forma da nutrição armazenada varia dependendo do tipo de planta. Nas angiospermas, o alimento armazenado começa como um tecido chamado endosperma , que é derivado da planta mãe e do pólen via dupla fertilização . Geralmente é triplóide e é rica em óleo ou amido e proteína . Em gimnospermas, como as coníferas , o tecido de armazenamento de alimentos (também chamado de endosperma) faz parte do gametófito feminino, um tecido haplóide . O endosperma é cercado pelocamada de aleurona (endosperma periférico), preenchida com grãos de aleurona proteináceos.

Originalmente, por analogia com o óvulo animal , a camada externa do nucelo ( perisperma ) era referida como albúmen e a camada interna do endosperma como vitelo. Embora enganoso, o termo começou a ser aplicado a toda a matéria nutriente. Esta terminologia persiste em referir-se a sementes endospermicas como "albuminosas". A natureza desse material é usada tanto na descrição quanto na classificação de sementes, além da relação entre o embrião e o tamanho do endosperma. O endosperma pode ser considerado farináceo (ou farinhento) no qual as células são preenchidas com amido , como por exemplo grãos de cereais , ou não (não farináceos). O endosperma também pode ser referido como "carnoso" ou "cartilaginoso" com células moles mais espessas, comococo , mas também pode ser oleosa como em Ricinus (óleo de mamona), Croton e Poppy . O endosperma é chamado de "córnea" quando as paredes das células são mais grossas, como data e café , ou "ruminadas" se malhada, como noz-moscada , palmeiras e anonáceas .

Na maioria das monocotiledôneas (como gramíneas e palmeiras ) e em algumas dicotiledôneas ( endospermicas ou albuminosas ) (como a mamona ), o embrião é incorporado ao endosperma (e ao nucelo), que a plântula utilizará após a germinação . Nas dicotiledóneas não endospérmicas, o endosperma é absorvido pelo embrião à medida que este cresce dentro da semente em desenvolvimento, e os cotilédones do embrião enchem-se de alimento armazenado. Na maturidade, as sementes destas espécies não têm endosperma e são também referidas como sementes exalbuminosas . As sementes exalbuminosas incluem as leguminosas (como feijão eervilhas ), árvores como o carvalho e nogueira , legumes como abóbora e rabanete e girassóis . Segundo Bewley e Black (1978), o armazenamento da castanha-do-brasil é em hipocótilo, sendo este local de armazenamento incomum entre as sementes.  Todas as sementes de gimnosperma são albuminosas.

Casaco de sementes 
O revestimento da semente se desenvolve a partir do tecido materno, os tegumentos , originalmente em torno do óvulo. O caroço da semente madura pode ser uma camada fina de papel (por exemplo, amendoim ) ou algo mais substancial (por exemplo, grosso e duro em gafanhoto e coco de mel ), ou carnudo como na sarcotesta de romã . O revestimento da semente ajuda a proteger o embrião contra ferimentos mecânicos, predadores e ressecamento. Dependendo do seu desenvolvimento, o revestimento da semente é bitegumentado ou unitegm. As sementes bitegãs formam uma testa a partir do tegumento externo e um tegmen do tegumento interno, enquanto as sementes unitegmicas possuem apenas um tegumento. Geralmente partes da testa ou tegmen formam uma camada mecânica protetora dura. A camada mecânica pode impedir a penetração e a germinação da água. Entre as barreiras pode estar a presença de esclereídeos lignificados .

O tegumento externo tem um número de camadas, geralmente entre quatro e oito, organizadas em três camadas: (a) epiderme externa, (b) zona pigmentada externa de duas a cinco camadas contendo tanino e amido, e (c) epiderme interna. O endotegma é derivado da epiderme interna do tegumento interno, o exotegmen da superfície externa do tegumento interno. A endotesta é derivada da epiderme interna do tegumento externo, e a camada externa da testa, a partir da superfície externa do tegumento externo, é denominada exotesta.. Se a exotesta também é a camada mecânica, isso é chamado de semente exotestal, mas se a camada mecânica é o endotegmen, então a semente é endotestal. A exotesta pode consistir em uma ou mais fileiras de células que são alongadas e semelhantes a paliçada (por exemplo, Fabaceae ), portanto, 'palisade exotesta'.

Além das três partes básicas de sementes, algumas sementes têm um apêndice, um arilo , um excremento carnoso do funículo ( funículo ) (como no teixo e noz - moscada ) ou um apêndice oleoso, um elaiosoma (como no Corydalis ), ou pêlos (tricomas). No último exemplo, estes cabelos são a fonte do algodão de colheita têxtil . Outros apêndices de sementes incluem a rafe (uma crista), asas, carúnculas (um exuberante crescimento esponjoso do tegumento externo nas proximidades da micrópole), espinhos ou tubérculos.

Uma cicatriz também pode permanecer no revestimento da semente, chamado de hilo , onde a semente foi fixada na parede do ovário pelo funículo. Logo abaixo, há um pequeno poro, representando a micrópole do óvulo.

Tamanho e sementes 

As sementes são muito diversas em tamanho. As sementes de orquídea parecidas com poeira são as menores, com cerca de um milhão de sementes por grama; são muitas vezes sementes embrionárias com embriões imaturos e sem reservas de energia significativas. Orquídeas e alguns outros grupos de plantas são mycoheterotrophs que dependem de fungos micorrízicos para nutrição durante a germinação e o crescimento inicial da plântula. Algumas mudas de orquídeas terrestres, na verdade, passam os primeiros anos de suas vidas tirando energia dos fungos e não produzem folhas verdes.  Com mais de 20 kg, a maior semente é o coco de mer. Plantas que produzem sementes menores podem gerar muito mais sementes por flor, enquanto plantas com sementes maiores investem mais recursos nessas sementes e normalmente produzem menos sementes. As sementes pequenas são mais rápidas de amadurecer e podem ser dispersadas mais cedo, por isso as plantas que florescem frequentemente têm sementes pequenas. Muitas plantas anuais produzem grandes quantidades de sementes menores; Isso ajuda a garantir que pelo menos alguns acabem em um lugar favorável para o crescimento. Perenes herbáceas e plantas lenhosas geralmente têm sementes maiores; eles podem produzir sementes por muitos anos, e sementes maiores têm mais reservas de energia para germinação e crescimento de plântulas e produzem plântulas maiores e mais estabelecidas após a germinação.

Funções 
Sementes servem várias funções para as plantas que as produzem. Entre essas funções, destacam-se a nutrição do embrião , a dispersão para um novo local e a dormência durante condições desfavoráveis. As sementes são fundamentalmente meios de reprodução, e a maioria das sementes é o produto da reprodução sexuada, que produz uma remistura do material genético e da variabilidade fenotípica em que a seleção natural atua.

Nutrição de embriões 
As sementes protegem e nutrem o embrião ou a planta jovem. Eles costumam dar a uma muda um início mais rápido do que a esporulação de um esporo, devido às maiores reservas de alimento na semente e à multicelularidade do embrião fechado.

Dispersão 

Ao contrário dos animais, as plantas são limitadas em sua capacidade de buscar condições favoráveis ​​para a vida e o crescimento. Como resultado, as plantas desenvolveram muitas maneiras de dispersar seus descendentes dispersando suas sementes (veja também reprodução vegetativa ). Uma semente deve de alguma forma "chegar" a um local e estar lá em um momento favorável para a germinação e crescimento. Quando os frutos se abrem e liberam suas sementes de maneira regular, é chamado dehiscente , que muitas vezes é distintivo para grupos relacionados de plantas; Estes frutos incluem cápsulas, folículos, leguminosas, silicatos e siliques. Quando as frutas não abrem e liberam suas sementes de forma regular, elas são chamadas de indeiscentes, que incluem os frutos, aquênios, cariopses, nozes, samaras e utrículos.

Pelo vento (anemocoria) 

Algumas sementes (por exemplo, pinheiro ) têm uma asa que ajuda na dispersão do vento.
As sementes de orquídeas são transportadas eficientemente pelo vento.
Algumas sementes (por exemplo , serralha , álamo ) têm pêlos que ajudam na dispersão do vento.
Outras sementes são envolvidas em estruturas de frutas que auxiliam na dispersão do vento de maneiras semelhantes:

Os aquênios- leão têm pêlos.
Os samaras de bordo têm duas asas.
Pela água (hidrocoria)
Algumas plantas, como Mucuna e Dioclea , produzem sementes flutuantes, chamadas sementes do mar, ou sementes flutuantes, porque flutuam em rios para os oceanos e se banham nas praias.
Por animais (zoocoria)
Sementes ( rebarbas ) com farpas ou ganchos (por exemplo , acena , bardana , doca ) que se prendem a pêlos ou penas de animais, e depois caem mais tarde.
Sementes com uma cobertura carnuda (por exemplo , maçã , cereja , zimbro ) são comidas por animais ( aves , mamíferos , répteis , peixes ) que então dispersam essas sementes em seus excrementos .
As sementes ( nozes ) são recursos alimentares armazenáveis ​​a longo prazo atraentes para os animais (por exemplo , bolotas , avelã , nogueira ); as sementes são armazenadas a alguma distância da planta mãe, e alguns escapam de ser comidos se o animal os esquece.
Myrmecochory é a dispersão de sementes por formigas . Formigas forrageiras dispersam sementes que possuem apêndices chamados elaiosomes (por exemplo, bloodroot , trilliums , acacias e muitas espécies de Proteaceae ). Elaiosomes são estruturas macias e carnudas que contêm nutrientes para os animais que as comem. As formigas levam essas sementes de volta ao seu ninho, onde os elaiosomes são comidos. O restante da semente, que é difícil e não comestível para as formigas, então germina dentro do ninho ou em um local de remoção onde a semente foi descartada pelas formigas.  Esta relação de dispersão é um exemplo de mutualismo, uma vez que as plantas dependem das formigas para dispersar as sementes, enquanto as formigas dependem das sementes das plantas como alimento. Como resultado, uma queda no número de um parceiro pode reduzir o sucesso do outro. Na África do Sul , a formiga argentina ( Linepithema humile ) invadiu e deslocou espécies de formigas nativas. Diferentemente das espécies de formigas nativas, as formigas argentinas não coletam as sementes de Mimetes cucullatus ou comem os elaiosomes. Nas áreas onde essas formigas invadiram, o número de mudas de Mimetes caiu.

Dormência

A dormência das sementes tem duas funções principais: a primeira é a sincronização da germinação com as condições ótimas de sobrevivência da plântula resultante; o segundo está espalhando a germinação de um lote de sementes ao longo do tempo, de modo que uma catástrofe (por exemplo, geadas tardias, seca, herbivoria ) não resulta na morte de todos os descendentes de uma planta ( cobertura de risco ).  A dormência de sementes é definida como uma semente que não germina sob condições ambientais ótimas para a germinação, normalmente quando o ambiente está em uma temperatura adequada com a umidade adequada do solo. Esta verdadeira dormência ou dormência inata é, portanto, causada por condições dentro da semente que impedem a germinação. Assim, a dormência é um estado da semente, não do ambiente.  A dormência induzida, dormência forçada ou quiescência de sementes ocorre quando uma semente não consegue germinar porque as condições ambientais externas são inadequadas para a germinação, principalmente em resposta a condições que são muito escuras ou claras, muito frias ou quentes, ou muito secas.

A dormência de sementes não é o mesmo que a persistência de sementes no solo ou na planta, embora em publicações científicas a dormência e a persistência sejam frequentemente confundidas ou usadas como sinônimos.

Muitas vezes, a dormência das sementes é dividida em quatro categorias principais: exógena; endógeno; combinacional; e secundário. Um sistema mais recente distingue cinco classes: a dormência morfológica, fisiológica, morfofisiológica, física e combinacional.

A dormência exógena é causada por condições fora do embrião, incluindo:

A dormência física ou as sementes duras ocorrem quando as sementes são impermeáveis à água. Na quebra de dormência, uma estrutura especializada, a 'lacuna de água', é interrompida em resposta a sinais ambientais, especialmente a temperatura, para que a água possa entrar na semente e a germinação possa ocorrer. Famílias de plantas onde a dormência física ocorre incluem Anacardiaceae , Cannaceae , Convulvulaceae , Fabaceae e Malvaceae .
A dormência química considera espécies que não possuem dormência fisiológica, mas onde uma substância química previne a germinação. Este produto químico pode ser lixiviado da semente pela água da chuva ou neve derretida ou ser desativado de alguma forma. A lixiviação de inibidores químicos da semente pela água da chuva é frequentemente citada como uma importante causa de liberação de dormência em sementes de plantas do deserto, mas há poucas evidências para apoiar essa afirmação.
A dormência endógena é causada por condições dentro do próprio embrião, incluindo:

Na dormência morfológica , a germinação é impedida devido às características morfológicas do embrião. Em algumas espécies, o embrião é apenas uma massa de células quando as sementes são dispersas; não é diferenciado. Antes que a germinação possa ocorrer, tanto a diferenciação quanto o crescimento do embrião devem ocorrer. Em outras espécies, o embrião é diferenciado, mas não completamente desenvolvido (subdesenvolvido) na dispersão, e o crescimento embrionário até um comprimento específico da espécie é necessário antes que a germinação possa ocorrer. Exemplos de famílias de plantas onde a dormência morfológica ocorre são Apiaceae , Cycadaceae , Liliaceae , Magnoliaceae e Ranunculaceae .
A dormência morfofisiológica inclui sementes com embriões subdesenvolvidos e também componentes fisiológicos para a dormência. Estas sementes, portanto, requerem tratamentos de quebra de dormência, bem como um período de tempo para desenvolver embriões totalmente crescidos. Famílias de plantas onde ocorre dormência morfofisiológica incluem Apiaceae , Aquifoliaceae , Liliaceae , Magnoliaceae , Papaveraceae e Ranunculaceae . Algumas plantas com dormência morfofisiológica, como Asarum ou Trilliumespécies, têm vários tipos de dormência, um afeta o crescimento radicular (raiz), enquanto o outro afeta o crescimento da plumula (broto). Os termos "dormência dupla" e "sementes de dois anos" são usados ​​para espécies cujas sementes precisam de dois anos para completar a germinação ou pelo menos dois invernos e um verão. A dormência da radícula (raiz das plântulas) é quebrada durante o primeiro inverno após a dispersão, enquanto a dormência do broto da brotação é quebrada durante o segundo inverno.
A dormência fisiológica significa que o embrião, devido a causas fisiológicas, não pode gerar energia suficiente para romper a camada de sementes, o endosperma ou outras estruturas de cobertura. A dormência é geralmente interrompida em condições de clima frio úmido, quente úmido ou quente e seco. O ácido abscísico é geralmente o inibidor de crescimento em sementes, e sua produção pode ser afetada pela luz.
A secagem , em algumas plantas, incluindo várias gramíneas e aquelas de regiões sazonalmente áridas, é necessária antes que germinem. As sementes são liberadas, mas precisam ter um teor de umidade menor antes que a germinação possa começar. Se as sementes permanecerem úmidas após a dispersão, a germinação pode ser retardada por muitos meses ou mesmo anos. Muitas plantas herbáceas de zonas de clima temperado apresentam dormência fisiológica que desaparece com a secagem das sementes. Outras espécies irão germinar após a dispersão apenas em faixas de temperatura muito estreitas, mas à medida que as sementes secam, elas são capazes de germinar em uma faixa de temperatura mais ampla.
Em sementes com dormência combinacional , o revestimento de sementes ou frutos é impermeável à água e o embrião tem dormência fisiológica. Dependendo da espécie, a dormência física pode ser quebrada antes ou depois da quebra da dormência fisiológica.
A dormência secundária * é causada por condições após a semente ter sido dispersada e ocorre em algumas sementes quando a semente não-originária é exposta a condições que não são favoráveis ​​à germinação, muitas vezes altas temperaturas. Os mecanismos de dormência secundária ainda não são totalmente compreendidos, mas podem envolver a perda de sensibilidade em receptores na membrana plasmática.
Os seguintes tipos de dormência de sementes não envolvem a dormência de sementes, estritamente falando, já que a falta de germinação é evitada pelo ambiente, não pelas características da própria semente (ver Germinação ):

Fotodormancia ou sensibilidade à luz afeta a germinação de algumas sementes. Essas sementes fotoblásticas precisam de um período de escuridão ou luz para germinar. Em espécies com camadas finas de sementes, a luz pode penetrar no embrião adormecido. A presença de luz ou a ausência de luz pode desencadear o processo de germinação, inibindo a germinação em algumas sementes enterradas muito profundamente ou em outras não enterradas no solo.
A termodormimidade é a sensibilidade da semente ao calor ou ao frio. Algumas sementes, incluindo joaninha e amaranto, germinam apenas em altas temperaturas (30 ° C ou 86 ° F); muitas plantas que têm sementes que germinam no início até meados do verão têm termodormancia, então germinam somente quando a temperatura do solo está quente. Outras sementes precisam de solos frios para germinar, enquanto outras, como o aipo, são inibidas quando as temperaturas do solo estão muito quentes. Frequentemente, os requisitos de termodormancia desaparecem à medida que a semente envelhece ou seca.
Nem todas as sementes passam por um período de dormência. Sementes de alguns manguezais são vivíparos; eles começam a germinar enquanto ainda estão ligados ao pai. A raiz grande e pesada permite que a semente penetre no solo quando cai. Muitas sementes de plantas de jardim germinarão prontamente assim que tiverem água e estiverem suficientemente quentes; embora seus ancestrais selvagens possam ter tido dormência, essas plantas cultivadas não o possuem. Após muitas gerações de pressão seletiva de criadores de plantas e jardineiros, a dormência foi selecionada.

Para os anuários , as sementes são uma forma de as espécies sobreviverem às estações secas ou frias. Plantas efêmeras são geralmente anuais que podem ir de semente a semente em apenas seis semanas.

Persistência e sementes bancos 

Germinação 

A germinação de sementes é um processo pelo qual um embrião de sementes se desenvolve em uma muda. Envolve a reativação das vias metabólicas que levam ao crescimento e o surgimento da radícula ou raiz da semente e plúmula ou brotação. O surgimento da plântula acima da superfície do solo é a próxima fase do crescimento da planta e é chamado de estabelecimento de plântulas.

Três condições fundamentais devem existir antes que a germinação possa ocorrer. (1) O embrião deve estar vivo, chamado viabilidade de semente. (2) Qualquer requisito de dormência que impeça a germinação deve ser superado. (3) Devem existir as condições ambientais adequadas para a germinação.

Viabilidade de sementes é a capacidade do embrião para germinar e é afetado por um número de condições diferentes. Algumas plantas não produzem sementes que têm embriões funcionais completos, ou a semente pode não ter nenhum embrião, muitas vezes chamada de sementes vazias. Predadores e patógenos podem danificar ou matar a semente enquanto ainda está na fruta ou depois de ser dispersa. Condições ambientais como inundação ou calor podem matar a semente antes ou durante a germinação. A idade da semente afeta sua saúde e capacidade de germinação: desde que a semente tenha um embrião vivo, com o tempo as células morrem e não podem ser substituídas. Algumas sementes podem viver por um longo tempo antes da germinação, enquanto outras podem sobreviver por um curto período após a dispersão antes de morrerem.

O vigor da semente é uma medida da qualidade da semente e envolve a viabilidade da semente, a porcentagem de germinação, a taxa de germinação e a resistência das plântulas produzidas.

A porcentagem de germinação é simplesmente a proporção de sementes que germinam de todas as sementes sujeitas às condições corretas de crescimento. A taxa de germinação é o tempo que leva para as sementes germinarem. As porcentagens e taxas de germinação são afetadas pela viabilidade das sementes, dormência e efeitos ambientais que afetam a semente e a plântula. Na agricultura e qualidade da horticultura, as sementes apresentam alta viabilidade, medida pela porcentagem de germinação mais a taxa de germinação. Isto é dado como um percentual de germinação ao longo de um certo período de tempo, 90% de germinação em 20 dias, por exemplo. 'Dormancy' é coberto acima; muitas plantas produzem sementes com diferentes graus de dormência, e diferentes sementes da mesma fruta podem ter diferentes graus de dormência. É possível ter sementes sem dormência se forem dispersas imediatamente e não secarem (se as sementes secarem, entrarão em dormência fisiológica). Há grande variação entre as plantas e uma semente dormente ainda é uma semente viável, embora a taxa de germinação possa ser muito baixa.

Condições ambientais que afetam a germinação de sementes incluem; água, oxigênio, temperatura e luz.

Três fases distintas de germinação de sementes ocorrem: embebição da água; fase de atraso; e emergência radicular .

Para que o revestimento da semente se parta, o embrião deve absorver (absorver a água), o que faz com que ele inche, dividindo o revestimento da semente. No entanto, a natureza do revestimento da semente determina a rapidez com que a água pode penetrar e subsequentemente iniciar a germinação . A taxa de embebição depende da permeabilidade do tegumento da semente, da quantidade de água no ambiente e da área de contato que a semente tem com a fonte de água. Para algumas sementes, absorver demasiada água muito rapidamente pode matar a semente. Para algumas sementes, uma vez que a água é embebida, o processo de germinação não pode ser interrompido e a secagem torna-se fatal. Outras sementes podem absorver e perder água algumas vezes sem causar efeitos nocivos, mas a secagem pode causar dormência secundária.

Reparação de danos no DNA 
Durante a dormência das sementes , frequentemente associada a ambientes imprevisíveis e estressantes, o dano ao DNA se acumula à medida que as sementes envelhecem.  Em sementes de centeio , a redução da integridade do DNA devido a danos está associada à perda de viabilidade de sementes durante o armazenamento. Após a germinação, sementes de Vicia faba sofrem reparo de DNA .  Uma DNA ligase vegetal que está envolvida no reparo de quebras de fita simples e dupla durante a germinação de sementes é um importante determinante da longevidade das sementes.Além disso, em Arabidopsissementes, as actividades das enzimas de reparação de ADN Poly ADP ribose polimerases (PARP) são provavelmente necessárias para uma germinação bem sucedida.  Assim, os danos ao DNA que se acumulam durante a dormência parecem ser um problema para a sobrevivência das sementes, e o reparo enzimático dos danos do DNA durante a germinação parece ser importante para a viabilidade das sementes.

Induzindo a germinação 
Várias estratégias diferentes são usadas por jardineiros e horticultores para quebrar a dormência das sementes .

A escarificação permite que a água e os gases penetrem na semente; Ele inclui métodos para romper fisicamente os casacos de sementes duras ou amolecê-los por produtos químicos, como imersão em água quente ou furos na semente com um alfinete ou esfregá-los na lixa ou rachar com uma prensa ou martelo. Às vezes, as frutas são colhidas enquanto as sementes ainda são imaturas e a camada de sementes não é totalmente desenvolvida e semeada imediatamente antes que a camada de sementes se torne impermeável. Em condições naturais, os casacos de sementes são desgastados por roedores mastigando a semente, as sementes esfregando-se contra as rochas (as sementes são movidas pelo vento ou pelas correntes de água), submetendo-se ao congelamento e degelo das águas superficiais ou passando pelo trato digestivo de um animal. Neste último caso, o revestimento da semente protege a semente da digestão, enquanto muitas vezes enfraquecendo o revestimento de sementes de tal forma que o embrião está pronto para brotar quando é depositado, juntamente com um pouco de matéria fecal que atua como fertilizante, longe da planta-mãe. Microrganismos são frequentemente eficazes em quebrar casacos de sementes duras e às vezes são usados ​​por pessoas como tratamento; as sementes são armazenadas em meio arenoso úmido e quente por vários meses sob condições não estéreis.

A estratificação , também chamada de resfriamento úmido, quebra a dormência fisiológica e envolve a adição de umidade às sementes, de modo que elas absorvam água, e elas são então submetidas a um período de refrigeração úmida para amadurecer o embrião. Semear no final do verão e no outono e permitir a hibernação em condições frescas é uma maneira eficaz de estratificar as sementes; algumas sementes respondem mais favoravelmente a períodos de temperaturas oscilantes que fazem parte do ambiente natural.

A lixiviação ou a imersão em água remove inibidores químicos em algumas sementes que impedem a germinação. Chuva e neve derretida naturalmente realizam essa tarefa. Para as sementes plantadas nos jardins, a água corrente é melhor - se for mergulhada em um recipiente, bastam 12 a 24 horas de imersão. A imersão por mais tempo, especialmente em água estagnada, pode resultar em falta de oxigênio e morte da semente. Sementes com camadas duras de sementes podem ser embebidas em água quente para abrir as camadas de células impermeáveis ​​que impedem a entrada de água.

Outros métodos utilizados para auxiliar na germinação de sementes que têm dormência incluem pré-aquecimento, pré-secagem, alternância diária de temperatura, exposição à luz, nitrato de potássio, uso de reguladores de crescimento, como giberelinas, citocininas, etileno, tioureia, hipoclorito de sódio e outras.  Algumas sementes germinam melhor após um incêndio. Para algumas sementes, o fogo racha as sementes duras, enquanto em outras, a dormência química é quebrada em reação à presença de fumaça. A fumaça líquida é freqüentemente usada por jardineiros para auxiliar na germinação dessas espécies.

Sementes estéreis 
As sementes podem ser estéreis por alguns motivos: podem ter sido irradiadas, não polinizadas, células que sobreviveram à expectativa ou criadas para esse fim.

Evolução e origem das sementes
A origem das plantas de sementes é um problema que ainda permanece sem solução. No entanto, mais e mais dados tendem a colocar essa origem no meio do Devoniano . A descrição, em 2004, do proto-semente Runcaria heinzelinii na Givetian da Bélgica é uma indicação de que a origem antiga da semente-plantas. Assim como as samambaias modernas, a maioria das plantas terrestres antes dessa época reproduzia-se enviando esporos para o ar, que aterrissavam e se transformavam em plantas inteiramente novas.

As primeiras sementes "verdadeiras" são descritas a partir do Devoniano Superior, que é provavelmente o teatro de sua verdadeira primeira radiação evolutiva. Com esta radiação veio uma evolução do tamanho da semente , forma, dispersão e, eventualmente, a radiação de gimnospermas e angiospermas e monocotiledôneas e dicotiledôneas . As plantas de sementes tornaram-se progressivamente um dos principais elementos de quase todos os ecossistemas.

Importância econômica 

Mercado de sementes
Nos Estados Unidos, os agricultores gastaram US $ 22 bilhões em sementes em 2018, um aumento de 35% desde 2010. DowDuPont e Monsanto respondem por 72 por cento das vendas de milho e soja nos EUA com preço médio de uma embalagem de sementes de milho transgênico US $ 270

Sementes comestíveis 
Mais informações: Lista de sementes comestíveis
Muitas sementes são comestíveis e a maioria das calorias humanas vem de sementes,especialmente de cereais , legumes e nozes . As sementes também fornecem a maioria dos óleos de cozinha , muitas bebidas e especiarias e alguns importantes aditivos alimentares . Em sementes diferentes, o embrião de semente ou o endosperma dominam e fornecem a maioria dos nutrientes . As proteínas de armazenamento do embrião e endosperma diferem em seu conteúdo de aminoácidos e propriedades físicas. Por exemplo, o glútende trigo, importante no fornecimento da propriedade elástica à massa de pão é estritamente uma proteína de endosperma.

As sementes são usadas para propagar muitas culturas, como cereais, leguminosas, árvores florestais , gramados e pastagens . Particularmente nos países em desenvolvimento, uma grande dificuldade enfrentada é a inadequação dos canais de comercialização para levar a semente aos agricultores pobres.  Assim, o uso de sementes retidas por agricultores permanece bastante comum.

As sementes também são comidas por animais ( predação de sementes ), e também são alimentadas ao gado ou fornecidas como alpiste .

Veneno e segurança alimentar
Enquanto algumas sementes são comestíveis, outras são nocivas, venenosas ou mortais. Plantas e sementes freqüentemente contêm compostos químicos para desencorajar herbívoros e predadores de sementes . Em alguns casos, esses compostos simplesmente têm um gosto ruim (como na mostarda ), mas outros compostos são tóxicos ou se transformam em compostos tóxicos dentro do sistema digestivo . As crianças, sendo menores que os adultos, são mais suscetíveis ao envenenamento por plantas e sementes.

Um veneno mortal, ricina , vem das sementes da mamona . As doses letais relatadas são de duas a oito sementes, embora apenas algumas mortes tenham sido relatadas quando a mamona foi ingerida pelos animais.

Além disso, sementes contendo amígdala  - maçã , damasco , amêndoa amarga , pêssego , ameixa , cereja , marmelo e outros - quando consumidas em quantidade suficiente, podem causar intoxicação por cianeto . Outras sementes que contêm venenos incluem annona , algodão , pinha , datura , durião cru , corrente de ouro , castanha-da-índia , larkspur , locoweed, lichia , nectarina , rambutan , ervilha de rosário , sour sour , maçã de açúcar , wisteria e teixo . As sementes da estricnina também são venenosas, contendo o veneno estricnina .

As sementes de muitas leguminosas, incluindo o feijão comum ( Phaseolus vulgaris ), contêm proteínas chamadas lectinas, que podem causar desconforto gástrico se o feijão for ingerido sem cozinhar . O feijão comum e muitos outros, incluindo a soja , também contêm inibidores de tripsina que interferem na ação da enzima digestiva tripsina . Os processos normais de cozimento degradam as lectinas e os inibidores de tripsina em formas inofensivas.

Por favor, veja a categoria toxinas vegetais para outros artigos relevantes.

Outros usos 
Fibra de algodão cresce ligada a sementes de plantas de algodão . Outras fibras de sementes são de sumaúma e serralha .

Muitos óleos não alimentares importantes são extraídos das sementes. Óleo de linhaça é usado em tintas. O óleo de jojoba e crambe é semelhante ao óleo de baleia .

As sementes são a fonte de alguns medicamentos, incluindo o óleo de mamona , o óleo da árvore do chá e o medicamento contra o câncer chamado Laetrile .

Muitas sementes foram usadas como contas em colares e rosários, incluindo as lágrimas de Job , Chinaberry , rosário e mamona . No entanto, os últimos três também são venenosos.

Outros usos de sementes incluem:

Sementes usadas uma vez como pesos para saldos .
Sementes utilizadas como brinquedos por crianças, como para o jogo Conkers .
Resina de sementes de Clusia rosea usadas para calafetar barcos.
Nematicida de sementes de serralha .
Farinha de caroço de algodão usada como ração animal e fertilizante .

Registros de sementes 

A mais antiga semente viável de carbono-14- datada que se transformou em uma planta era uma semente de tamareira da Judéia com cerca de 2.000 anos de idade, recuperada de escavações no palácio de Herodes, o Grande , em Massada, em Israel . Foi germinado em 2005.  (Uma regeneração relatada de Silene stenophylla (campion de folhas estreitas) de material preservado por 31.800 anos no permafrost siberiano foi obtida usando tecido de frutas, não sementes.  )
A maior semente é produzida pelo coco de mer , ou "coqueiro duplo", Lodoicea maldivica . A fruta inteira pode pesar até 23 quilos e geralmente contém uma única semente.
As menores sementes são produzidas por orquídeas epífitas . Eles têm apenas 85 micrômetros de comprimento e pesam 0,81 microgramas. Eles não têm endosperma e contêm embriões subdesenvolvidos.
As primeiras sementes fósseis têm cerca de 365 milhões de anos do Devoniano tardio da Virgínia Ocidental . As sementes são preservadas de óvulos imaturos da planta Elkinsia polymorpha .
Na religião
O livro do Gênesis no Antigo Testamento começa com uma explicação de como todas as formas de plantas começaram:

E disse Deus : Produza a terra erva, a erva que produz semente e o fruto, que dará fruto segundo a sua espécie, cuja semente está em si, sobre a terra; e assim foi. E a terra produziu erva e erva, produzindo semente conforme a sua espécie, e a árvore, dando fruto, cuja semente estava em si, segundo a sua espécie; e viu Deus que isso era bom. E a tarde e a manhã foram o terceiro dia.

O Alcorão fala de germinação de sementes assim:

É Allah Que faz com que o grão de semente e a pedra de data se dividam e brotem. Ele faz com que os vivos saiam dos mortos, e Ele é o único a fazer com que os mortos saiam dos vivos. Isso é Alá: então, como vocês estão iludidos da verdade?

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