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Morfologia de Sementes

MORFOLOGIA DE SEMENTES

     A unidade de propagação sexuada, também denominada de dissemínulo, propágulo, unidade de dispersão ou diásporo, deve conter essencialmente um embrião, podendo ser constituída por uma semente (semente verdadeira) ou conter alguma parte de fruto associada, como a cariopse, espigueta, antécio fértil (cariopse envolta pelas glumelas, lema e pálea), antécio fértil ligado a um antécio estéril, aquênio, carpídio, cremocarpo, drupa, esquizocarpo, glomérulo, mericarpo, núcula, nuculânio, sâmara e samarídio.

     A semente verdadeira é originada do processo de fecundação, desenvolvimento e amadurecimento do óvulo, sendo, portanto, o óvulo maduro fecundado.

     As sementes das Angiospermas são formadas basicamente pelo tegumento e embrião (cotilédone(s) + eixo embrionário), e um terceiro componente denominado endosperma, às vezes ausente. Nas Gymnospermae, como não ocorre dupla fecundação, o tecido que persiste como tecido de nutrição do embrião é o próprio ginófito, embora muitos autores o denominem de endosperma primário (porque já existia no óvulo antes da fecundação), diferenciando-se do endosperma secundário resultante da fecundação dupla das angiospermas.

No entanto, do ponto de vista funcional, as sementes são constituídas por casca (cobertura protetora), tecido de reserva (endospermático ou cotiledonar, ou perispermático) e tecido meristemático (eixo embrionário), cada parte apresentando funções específicas.

Saiba mais sobre morfologia do processo germinativo.

COBERTURA PROTETORA

É a estrutura externa, que delimita a semente e pode ser constituída apenas pelo tegumento ou conter também o pericarpo.

  1. a) Tegumento

O tegumento é uma cobertura constituída por camadas celulares originárias dos de integumentos, da calaza, de tecidos da rafe, e algumas vezes também de camadas da nucela que pode ser incluída na camada mais interna. Por ser originário de tecidos do óvulo, apresenta as características genéticas da planta mãe. O tegumento é constituído em geral de duas camadas a testa e o tégmen:

TESTA

É o tegumento externo da semente, quando o óvulo tem originalmente dois integumentos (primina e secundina). O têrmo só pode ser usado como sinônimo de tegumento quando a semente apresenta uma única camada (tégmen ausente) e portanto se originou da primina do óvulo.

TÉGME ou TÉGMEN

É o tegumento interno da semente, quando o óvulo tem originalmente dois integumentos (primina ou intina – in e secundina ou exina – ex). A testa e o tégmen nem sempre estão bem diferenciados; às vezes aparece um só tegumento, em outras ocasiões este falta ou perde a sua individualidade e ainda podem ocorrer mais de dois tegumentos.

 Em uma semente bitegumentada estão presentes a testa e o tégmen, enquanto em sementes unitegumentadas considera-se que existe apenas a testa e em alguns casos extremos, as sementes são ategumentadas. Nas sementes de Leguminosae o tegumento interno desaparece ou é freqüentemente amassado durante a ontogênese, não contribuindo para a formação do tegumento na semente madura, ao passo que o externo se diferencia em diversas camadas (Esau 1974, Corner 1976).

Durante a maturação da semente, o tegumento de muitas espécies sofre uma serie de alterações estruturais variáveis. Variações na estrutura do tegumento dependem de caracteres específicos do óvulo, especialmente quanto ao número e espessura dos tegumentos e arranjo do tecido vascular, e das modificações sofridas pelo tegumento durante o desenvolvimento e maturação da semente. A variabilidade anatômica dos tegumentos tem sido utilizada taxonomicamente para distinguir diferentes gêneros e espécies.

Vários fenômenos podem ocorrer, tais como: variação na intensidade de destruição celular; variação no grau de esclerificação e de distribuição das células mecânicas; variação na distribuição de corantes e de outras substâncias orgânicas; variação na diferenciação de tricomas; fatores que fazem com que o tegumento se torne áspero ou liso, duro ou macio, colorido de uma ou várias cores, piloso ou glabro, híspido ou viloso, com asas, espinhos ou resinas etc. As sementes podem ainda estar protegidas por cutículas que se originam do óvulo e formam uma membrana contínua, só interrompida na região hilar.

Os tipos de apêndices ou a presença de outras estruturas ou marcas, encontrados no tegumento podem ser de grande importância na identificação das sementes. Algumas vezes eles têm origem nos tecidos da testa, em outras, no tégmen ou tecidos mais profundos. Nas leguminosas, as células epidérmicas diferenciam-se em macroesclerideos; em Gossypium (Malvaceae) transformam-se em pêlos; em Linum (Linaceae) as membranas epidérmicas são muito higroscópicas e tornam-se mucilaginosas em contato com a água. Certas sementes apresentam a testa ou a sua parte mais externa carnosa, sendo esta denominada sarcotesta, como a da romanzeira e a do mamoneiro. A sarcotesta está relacionada com a dispersão da semente por animais.

            PERICARPO

O pericarpo é originário da parede do ovário maduro. É formado por três camadas: epicarpo, mesocarpo e endocarpo (Figura 1). O epicarpo ou exocarpo é a camada mais externa e corresponde a epiderme externa ou inferior da folha carpelar. Mesocarpo é a camada mediana e corresponde ao mesofílo carpelar e é, em geral, à parte mais desenvolvida do fruto; pode ser fibroso, farináceo, carnoso e comestível ou não. Endocarpo é a camada interna e corresponde a epiderme interna ou superior da folha carpelar; cuja textura pode ser dura, lenhosa ou óssea.

Figura 1: Coco-da-Bahia (seção longitudinal). Fonte: Brasil (2009).

Em alguns casos, ele se desenvolve intimamente ligado ao tegumento, sendo impossível identificar qualquer ponto delimitante, como no caso das cariopses, aquênio, carpídio, cremocarpo, drupa, glomérulo, mericarpo, núcula, nuculânio, sâmara e samarídio. Nesses casos é mais conveniente tratar a unidade propagativa por diásporo ao invés de semente.

 

            TECIDO DE RESERVA

O eixo embrionário depende de uma fonte de energia e de substâncias orgânicas para a elaboração de novas paredes celulares, citoplasma e núcleos, desde o início da germinação até que a plântula se torne autotrófica, ou seja, capaz de sintetizar matérias orgânicas pelo processo de fotossíntese. Essa fonte é o tecido de reserva que atua como reservatório e como fornecedor de compostos orgânicos em forma simples, para que possa ser utilizados pelo eixo embrionário

            Localização das reservas

As reservas da semente podem localizar-se nos cotilédones, endosperma, ou no perisperma.

  1. A) Cotilédones

Os cotilédones originam-se do próprio zigoto, fazem parte do embrião e corresponde a primeira estrutura semelhante à folha (protófilo) ou o primeiro par de folhas embrionárias, das Angiospermas e Gimnospermas. O(s) cotilédone(s), ao contrário do eixo embrionário, não têm capacidade de crescimento, e podem apresentar função(ões) de: reserva de nutrientes; síntese (fotossíntese) ou ainda como haustório.

Em muitas espécies, o embrião desenvolve-se bastante, absorvendo todo o endosperma, e acumulando substâncias de reserva nos cotilédones. Como não apresentam endosperma, as sementes destas espécies são chamadas exalbuminosas, como exemplo as leguminosas (Figura 2). Nestes casos, os cotilédones apresentam-se volumosos e carnosos e não se parecem com folhas verdadeiras. Podem ser epígeos ou hipógeos. Os hipógeos permanecem embaixo do solo por semanas ou meses, enquanto o resto da plântula continua o seu desenvolvimento. Os epígeos emergem aderido ao hipocotilo e tornam-se esverdeados e podem fotossintetizar, mas são cotiledones de reserva, exemplo feijão.

 

Figura 2: Semente exalbuminosa de Phaseoulus vulgaris. Legenda: pin – ponto de inserção dos cotilédones, epi – epicótilo, pl – plúmula, hr – eixo hipocótilo-radícula, co – cotilédone(s), teg – tegumento. Fonte: Brasil (2009).

Os cotilédones de algumas espécies podem tornar-se os primeiros órgãos fotossintetizadores da plântula. Nesse caso, os cotilédones são finos, de tamanho médio a grande e se parecem com as folhas verdadeiras (Figura 3). Tais cotilédones sempre emergem acima do solo e se tornam verdes, sendo denominados cotilédones produtores. Este tipo de germinação é denominada epígea fanerocotiledonar.

Figura 3: Sementes de abóbora, pepino, melancia e melão: A– vista exerna; B– vista interna. Fonte: Brasil (2009).

Podem também exercer a função haustorial, que se manifesta durante o processo germinativo, realizando o transporte de reservas alimentícias da semente para a plântula em desenvolvimento, como nas criptocotiledonares. Nas Monocotiledôneas a porção haustorial do cotilédone é denominada de escutelo. Essa porção permanece no interior do tegumento durante a germinação da semente, funcionando como um órgão que absorve os nutrientes armazenados no tecido de reserva e os leva para a plântula.

Os cotilédones podem ser em número de:

  • um– folha rudimentar das Monocotiledôneas; pode ser verde e em forma de folha (como no gênero Allium – Alliaceae) ou pode ser modificado e permanecer total ou parcialmente dentro da semente (como no gênero Asparagus (Asparagaceae) e em Poaceae =Gramineae); na cariopse de Poaceae é uma estrutura em forma de escudo (escutelo – esc), é também denominado de cotilédone haustorial, pois absorve os nutrientes armazenados no tecido de reserva e os leva para a plântula.
  • dois– nas Dicotiledôneas; nas plântulas com germinação epígea são verdes e semelhantes a folhas expandidas, dependendo das espécies variam em forma e tamanho; enquanto nas plântulas com germinação hipógea são hemisféricas, carnosas e permanecem no interior da semente e no solo;
  • três– podem ocorrer ocasionalmente em alguns gêneros como em Dianthus (Caryophyllaceae) e algumas espécies de Coníferas;
  • muitos– nas Gimnospermas os cotilédones podem ser de 2 a 15, conforme a espécie e em Pinus variam de 4 a 15.

Em alguns casos, apesar do grande desenvolvimento dos cotilédones, pode permanecer nas sementes maduras, remanescentes do endosperma, como exemplo em sementes de alface (Figura 4).

Figura 4: Semente de alface com cotiledone desenvolvido e residuo de endosperma. Fonte: Popinigis (1985).

           

  1. B) Endosperma

O mesmo que albume ou albúmen e corresponde ao tecido nutritivo (triplóide) resultante da dupla fecundação que ocorre nas Angiospermas. Nas Gymnospermae, como não ocorre dupla fecundação, o tecido que persiste como tecido de nutrição do embrião é o próprio ginófito, embora muitos autores o denominem de endosperma primário (porque já existia no óvulo antes da fecundação), diferenciando-se do endosperma secundário resultante da fecundação dupla das angiospermas.

O endosperma pode ser parcial ou completa-mente absorvido pelo embrião em desenvolvimento ou pode permanecer até que a semente germine. As sementes maduras desprovidas de endosperma são denominadas exalbuminosas (Figura 2, 3 e 5 B), e aquela com endosperma são chamadas albuminosas. Na maioria das sementes albuminosas, o embrião é pequeno em relação ao endosperma e é por este circundado (Figura 1 e 5 A).

Pode não estar presente na semente madura (como em espécies de orquídeas, Eucalyptus, em pau-Brasil – Caesalpinia echinata Lam., em pau-ferro – Caesalpinia ferrea Mart. ex Tul., em jacarandá – Dalbergia nigra (Vell.) Allemão ex Benth., em leucena – Leucaena leucocephala (Lam.) De Wit, em cássia – Cassia fistula L. e em louro – Cordia trichotoma (Vell.) Arrab. ex Steud.) ou estar reduzido a uma fina película, como nas Brassicaceae (=Cruciferae – Figura 4); pode rodear parcial ou totalmente o embrião (como em erva-mate – Ilex paraguaiensis A. St.-Hil.).; pode permanecer líquido como em Cocos nucifera L..

Figura 5: Vista interna de: A- semente de cebola, B- Sementes de couve, rabanete e repolho. Legenda: teg- tegumento; co- cotilédones; en- endosperma. Fonte: Brasil (2009).

Quanto a textura o endosperma pode ser farinhoso, carnoso, gelatinoso, córneo ou crasso.

Em sementes de Annonaceae, de Diospyros (Ebenaceae), Virola (Myristicaceae), nas núculas de Antigonon, Coccoloba e Triplaris surinamensis Cham. (Polygonaceae) e Cissus (Vitaceae), é observado o endosperma ruminado (Figura 6), que se caracteriza pelas invaginações (ruminações) transversais do tegumento para o interior (centro) do tecido nutritivo; ou quando o endosperma se desenvolve no centro da semente, da micrópila para a chalaza, e se expande no tecido nucelar, entre as ruminações do tegumento (BARROSO et al., 1999).

Figura 6: Endosperma ruminado e invaginações do tégmen de Triplaris surinamensis. Fonte: Brasil (2009).

            Perisperma

É o tecido de reserva que se origina da nucela ou dos integumentos, presente em algumas sementes e pode ocorrer como tecido nutritivo único, como nas Amaranthaceae (Figura 7), Caryophyllaceae, Chenopodiaceae, Phytolacaceae, Polygonaceae e Portulacaceae (onde apresenta reserva de amido); ou aparece acompanhado pelo endosperma mais ou menos copioso, como nas Musaceae, Piperaceae e Nymphaeaceae. Estas sementes são denominadas de perispérmicas.

O perisperma nucelar não é muito comum, pois a medida que o embrião se desenvolve, a nucela se degenera e é absorvida totalmente; é encontrado em Piperaceae. O perisperma integumentar é mais comum, sendo encontrado nas demais espécies citadas.

Perisperma e endosperma são análogos, têm a mesma função de armazenar reservas, mas de nenhuma forma homólogos, pois tem origem diversa. Quanto a textura o perisperma pode ser carnoso ou gelatinoso.

Figura 7: Seção transversal de semente de Amaranthus sp.

            TECIDO MERISTEMÁTICO (EIXO EMBRIONÁRIO)

O eixo embrionário é a parte vital do embrião que possui capacidade de crescimento, por possuir tecidos meristemáticos com capacidade de divisão celular, localizados em ambas as extremidades. O meristema apical da parte aérea ira originar a parte aérea, enquanto que o meristema apical do sistema radicular, ira originar a porção radicular.

            Eixo embrionário das dicotiledôneas

O eixo embrionário das dicotiledóneas é dividido em duas partes: uma acima do nó cotiledonar e outra abaixo do mesmo. O nó cotiledonar é o ponto do eixo onde se prendem os dois cotilédones. A porção do eixo embrionário abaixo do nó cotiledonar é denominada hipocótilo e na extremidade do hipocótilo encontra-se a radícula, que originará a raiz primária da nova planta. Muitas vezes é difícil visualizar externamente o limite entre o hipocótilo e a radícula, por isto o eixo embrionário abaixo do nó hipocotiledonar e denominado eixo hipocótilo-radícula. A porção do eixo embrionário acima do nó cotiledonar é designada epicótilo. Na extremidade do epicótilo existe a gema apical, que originará a futura parte aérea da planta. Freqüentemente encontramos folhas já diferenciadas no embrião, as quais se prendem ao epicótilo em um nó situado pouco abaixo da gema apical, são as folhas primárias. Ao conjunto da gema apical mais as folhas primárias denomina-se plúmula.

           

            Eixo embrionário de monocotiledônea

O eixo embrionário das monocotiledôneas é composto por um hipocótilo e um epicótilo. Nas monocotiledôneas o hipocótilo é geralmente curto, com 1 mm ou menos de comprimento, sendo que em algumas famílias, especialmente Liliaceae (lírio amarelo, lírio branco, babosa, alho, cebola, aspargo) e Amaryllidaceae (amarilis, açucena) o hipocótilo é longo. Na maioria da monocotiledôneas o hipocótilo é descrito como lateral ou oblíquo , pela posição que assume em relação ao cotilédone. O epicótilo é geralmente pouco evidente no eixo embrionário das monocotiledôneas, até o momento da germinação, sendo mais desenvolvido nas sementes que apresentam germinação epígea.

           

            Eixo embrionário de gramínea

O eixo embrionário das gramíneas é mais complexo que o das outras monocotiledôneas. Geralmente o eixo embrionário prende-se lateralmente ao único cotilédone, por uma região mais ou menos extensa, denominada mesocótilo. Devido a área de inserção ser extensa é indefinido o ponto que estabelece o limite da parte superior e inferior do eixo embrionário. Consequentemente não há definição de hipocótilo e epicótilo. Abaixo do mesocótilo pode-se distinguir uma radícula que se encontra coberta por uma bainha denominada coleorriza. Na germinação, a radícula atravessa a coleorriza e firma-se no substrato. Na região acima do mesocótilo, aparece a plúmula que é o conjunto de gema apical e folhas primárias. Esta região é recoberta por uma bainha, o coleóptilo. Esta bainha protege a plúmula do atrito direto com o solo ao emergir.

            Embriões

É uma planta rudimentar existente no interior da semente e que dará origem à futura plântula; é formado a partir da fecundação da oosfera, isto é, da fusão dos núcleos dos gametas feminino e masculino da planta. Geralmente formado por um eixo mais ou menos diferenciado (eixo hipocótilo-radícula) e pela inserção dos cotilédones, que podem ser de tamanho pequeno, médio ou grande. A forma, tamanho e posição do embrião maduro nas sementes em relação ao tecido de reserva (endosperma ou perisperma), são tão distintos nos diferentes grupos de plantas que podem ser utilizados, com sucesso, para a identificação das sementes em famílias, gêneros ou espécies.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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