POLINIZAÇÃO: PROCESSO, TIPOS E IMPORTÂNCIA PARA O MEIO AMBIENTE - BIOLOGIA - 2024

A polinização é o processo de transferência de pólen da parte "masculina" para a parte feminina da flor. Sua finalidade é a fertilização do óvulo (contido no gametófito feminino) pelos grãos de pólen, que representam o gametófito masculino.

Visto que a polinização implica a aproximação ou contato entre as células sexuais de plantas da mesma espécie (embora também possa ser da mesma planta, autopolinização), a reprodução sexuada das plantas depende consideravelmente desse processo.

Abelha polinizando uma flor (Fonte: Myriams Zilles de pixabay.com)

Nas plantas com sementes, a polinização é apenas a etapa anterior à fertilização, que é o processo em que o material genético de dois indivíduos se mistura para produzir a semente que dará origem a uma nova planta, provavelmente com características compartilhadas entre os pais.

O órgão reprodutor das angiospermas (plantas com flores) responsável pela produção e proteção das células sexuais (dos gametófitos femininos e masculinos) é a flor, e é aí que ocorre a polinização.

Existem vários tipos de polinização e alguns deles diferem no que diz respeito ao polinizador, que pode ser biótico (um animal) ou abiótico (vento, água), do qual as diferentes espécies de plantas são totalmente dependentes.

A polinização biótica depende muito das características da flor, já que normalmente os animais são atraídos por algum atributo especial, seja para se alimentar, se refugiar, se reproduzir, etc.

Processo

A polinização é a transferência de grãos de pólen da parte masculina de uma flor para a parte feminina de outra (ou da mesma, quando se trata de autopolinização) e depende de agentes externos conhecidos como polinizadores.

Polinização (Fonte: Mabel Amber, em pixabay.com)

Este é um dos processos fundamentais para a produção de frutas e sementes em hortaliças, ou seja, é parte essencial da reprodução sexuada das plantas.

Porém, para entender com mais detalhes do que se trata esse processo, é necessário ter uma noção básica de como é uma flor.

- Anatomia de uma flor

Uma flor típica de angiosperma é uma estrutura bastante complexa, especialmente considerando que um grande número de espécies possui flores onde gametófitos femininos e masculinos existem ao mesmo tempo.

As flores, geralmente, são produzidas nos meristemas apicais do caule (parte aérea das plantas) e, dependendo da espécie, podem ser masculinas, femininas ou bissexuais.

Esquema da anatomia de uma flor de angiosperma madura (Fonte: LadyofHats via Wikimedia Commons) A porção do caule que une a flor com o resto da planta é conhecida como pedúnculo, em cuja porção superior está o receptáculo, estrutura responsável pelo suporte das partes da flor (sépalas, pétalas, estames e carpelos).

As sépalas e as pétalas exercem funções na proteção dos casulos e na atração visual de alguns polinizadores, respectivamente; enquanto os estames e carpelos são os gametófitos onde as células sexuais são produzidas.

Gametófito masculino

Os estames são longos filamentos que terminam em anteras, que são os "sacos" onde os grãos de pólen são produzidos. O conjunto de estames de uma flor é conhecido como androceu, que significa "a casa do homem" e, em geral, é mais alto que as sépalas e pétalas.

Gametófito feminino

Os carpelos contêm os óvulos. Estes formam o que é conhecido como "pistilo" e consistem em um estigma, um estilete e um ovário. Essa parte da flor é chamada de gineceu, que significa "a casa da mulher".

Os pistilos têm formato semelhante ao de um pino de boliche. A parte superior corresponde ao estigma e é uma estrutura achatada cuja superfície pegajosa permite a adesão dos grãos de pólen.

O estilete é a porção média do pistilo e é o que conecta o estigma com o ovário; isso pode ser longo ou curto. Finalmente, o ovário é o local onde um ou mais óvulos são encontrados e é a parte mais dilatada do pistilo. O ovário pode se tornar parte ou toda a fruta.

- Como ocorre a polinização?

Quando um grão de pólen atinge o estigma, ele "germina", produzindo uma longa estrutura conhecida como tubo polínico. O tubo polínico cresce para baixo ao longo do estilete, ou seja, cresce na direção do ovário.

Muitos mecanismos de reconhecimento e sinalização estão envolvidos na direcionalidade do crescimento do tubo polínico em direção ao ovário e, como no caso de muitos animais, nem todos os tubos polínicos que germinam e crescem da mesma forma chegam ao ovário e avançam em direção fertilização.

Quando o tubo polínico penetra no gametófito feminino (o ovário), a célula espermática contida no grão de pólen fertiliza a célula-ovo. Pouco depois, graças ao processo de fertilização e uma vez que os núcleos de ambas as células se fundiram, o zigoto é produzido.

Esse zigoto, à medida que se desenvolve no embrião, é o que mais tarde constituirá a semente, que é o órgão de dispersão mais importante das plantas com reprodução sexuada.

Além da célula espermática que atinge a fertilização do óvulo, outra célula espermática contida no mesmo grão de pólen se funde com dois ou mais núcleos derivados do gametófito feminino; este processo é conhecido como fertilização dupla.

A fusão mencionada forma um "núcleo endospérmico poliplóide", que será responsável pela produção do endosperma (o material alimentar) a partir do qual o embrião se nutrirá dentro da semente durante seu desenvolvimento e durante a germinação.

Tipos

A polinização pode ser classificada como "autopolinização" e "polinização cruzada" dependendo de onde vêm os grãos de pólen, ou como "biótica" e "abiótica" de quem transporta os grãos de pólen (o agente polinizador).

- Autopolinização

Existem espécies de plantas que possuem flores femininas e masculinas no mesmo caule, mas também existem aquelas que apresentam flores bissexuais, ou seja, apresentam, ao mesmo tempo e na mesma flor, gametófitos masculinos e femininos (androceu e gineceu).)

Alguns autores consideram que a polinização que ocorre entre flores unissexuais de uma mesma planta é uma "polinização interfloral", enquanto que a que ocorre entre as estruturas reprodutivas de uma mesma flor é uma "polinização intrafloral".

Embora permita a multiplicação dos indivíduos que se reproduzem, a autopolinização implica que as células sexuais que se fundem são geneticamente idênticas, de forma que as plantas que emergirão das sementes resultantes serão uma espécie de “clones” das plantas-mãe.

- Polinização cruzada

Ao contrário do processo de autopolinização, a polinização cruzada envolve a troca de pólen entre as flores (unissexuais ou bissexuais) de plantas diferentes. Em outras palavras, esse processo envolve a transferência de um grão de pólen da antera de uma flor para o estigma de outra, em uma planta diferente.

Como o material genético trocado durante a polinização cruzada deriva de pais geneticamente diferentes, as sementes que serão produzidas uma vez que o processo de fertilização estiver completo darão origem a plantas diferentes, genética e fenotipicamente falando.

- Polinização biótica e abiótica

Dependendo do vetor que medeia a transferência de um grão de pólen das anteras de uma flor para o estigma de outra (ou da mesma), a polinização pode ser classificada como biótica e abiótica

Polinização biótica

Este tipo de polinização é talvez o mais representativo e importante de todos. Tem a ver com a participação de um animal, geralmente um inseto, na transferência dos grãos de pólen de um lugar para outro.

Embora mais de 50% da polinização seja realizada por muitos insetos e artrópodes de várias espécies, animais vertebrados, como pássaros e morcegos, desempenham um papel importante neste processo.

A polinização biótica pode promover tanto a polinização cruzada quanto a autopolinização, e as plantas podem ser específicas ou generalistas em termos do tipo de animal que as poliniza.

No entanto, os polinizadores não participam da reprodução sexual das plantas "ad honorem", uma vez que são atraídos pelas estruturas florais tanto por suas características visíveis, quanto pelos elementos de recompensa que recebem (alimento, abrigo, etc..).

A relação planta-polinizador significa uma interação importante que molda a evolução da estrutura floral ao mesmo tempo que a dos animais que as polinizam. Por este motivo, não é estranho obter flores especificamente adaptadas às estruturas dos seus visitantes.

Polinização abiótica

A polinização abiótica é aquela que ocorre graças à participação de entidades "não vivas", como o vento e a água. A primeira é conhecida como polinização anemofílica e a segunda como hidrofílica.

Fotografia de uma planta e seu pólen (Fonte: pixabay.com)

As plantas que são polinizadas pela água estão restritas (como é lógico) aos ambientes aquáticos e muitas vezes apresentam flores com estruturas muito particulares, a fim de garantir a liberação e recepção das células sexuais.

Importância para o meio ambiente

A polinização é um processo crucial para o ciclo de vida de muitas angiospermas. Como sem polinização não ocorre fertilização e sem esta não se produzem sementes, a polinização não é vital apenas para as plantas, mas também para muitos dos animais que delas se alimentam.

O processo em si é muito importante para a manutenção da variabilidade genética das espécies vegetais, o que é essencial para o surgimento de mecanismos adaptativos contra diversos fatores ambientais, como mudanças climáticas, presença de patógenos, etc.

É também um processo essencial para a produção agrícola mundial, isso do ponto de vista antropocêntrico.

Referências

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2. Heinrich, B., & Raven, PH (1972). Energética e Ecologia da Polinização. Science, 176 (4035), 597-602.
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5. Solomon, E., Berg, L., & Martin, D. (1999). Biology (5ª ed.). Filadélfia, Pensilvânia: Saunders College Publishing.