O QUE É MEGASPOROGÊNESE? - BIOLOGIA - 2025

A megasporogênese é um processo de reprodução sexuada em angiospermas e gimnospermas em que se formam as megasporas. Este processo envolve divisões de células redutoras (meióticas), onde o tecido ovariano e as células-tronco da planta dão origem aos sacos embrionários ou também chamados gametófitos femininos.

O processo de formação de esporos é essencial na reprodução sexuada das plantas. O estudo deste e de outros tipos de processos embriológicos, permite conhecer os aspectos evolutivos e taxonómicos das plantas superiores.

Desenvolvimento do gametófito feminino e do embrião na planta herbácea Arabidopsis sp. Tirado e editado de Double_fertilization_in_arabidopsis.jpg: * Female_gametophytic_and_early_zygotic_mutant_phenotypes_highlight_the_essential_role_of_corresponding_genes_for_reproductive_development.jpg: Johnston et al.derivative (workKetative) Copative

O conhecimento do processo de megasporogênese é utilizado para entender a reprodução e alcançar o melhoramento genético de muitas plantas com alto interesse comercial, a fim de obter ciclos de plantio bem-sucedidos.

Descrição do processo

Em angiospermas

Angiospermas são o grupo de organismos com maior extensão e diversidade entre as plantas. Caracterizam-se principalmente por produzir flores e frutos com sementes, possuem grande plasticidade de formas e se adaptaram para viver em quase qualquer lugar do planeta.

Do ponto de vista filogenético, esse grupo de plantas é monofilético, o que indica que todas as espécies possuem um ancestral comum e, portanto, sua classificação é natural.

Nesse grupo de plantas, a megasporogênese começa no tecido ovariano. A célula-mãe dos megásporos, por meio de dois processos de divisão meiótica (I e II), formará quatro núcleos ou megásporos haplóides (com metade da carga genética).

Desses quatro megásporos, os três maiores ou mais altos degenerarão ou sofrerão morte celular, enquanto o menor ou menor se tornará um megásporo funcional.

O megásporo funcional dará origem ao saco embrionário ou megagametófito (gameta feminino). Para formar o saco embrionário, devem ocorrer mais três divisões mitóticas, que formarão oito núcleos, dando origem ao saco embrionário.

Nesse grupo de plantas, pelo menos três padrões de megasporogênese são conhecidos:

Polygonum ou monospórico

Isso ocorre na maioria das plantas angiospermas. Nesse processo ou modelo, uma placa de células é formada após a divisão celular meiótica I e II, dando origem a quatro megásporos com um único núcleo cada (não-nucleados), dos quais três irão degenerar conforme indicado no processo geral anterior, onde o saco embrionário é formado.

Alisma ou bispórico

Neste modelo, uma placa celular é formada após a divisão celular meiótica I, mas não após a meiose II, dando origem a dois megásporos binucleados (dois núcleos cada), em que apenas um sofre morte celular e o outro dará origem ao saco embrionário.

Druso ou tetraspórico

Nesse padrão, uma placa celular não se forma após as divisões celulares meióticas I e II, o que dá origem a um megásporo com quatro núcleos (tetranucleado).

Nas gimnospermas

As gimnospermas são plantas de vida longa, capazes de atingir grandes tamanhos. Caracterizam-se por apresentar flores muito pequenas e pouco vistosas, não apresentam frutos e suas sementes são nuas. Pinheiros e abetos, por exemplo, são plantas gimnospermas.

Esse grupo de plantas é considerado filogeneticamente polifilético, ou seja, as espécies que o compõem não descendem de um mesmo ancestral comum. Portanto, é um grupo não natural.

A megassporogênese nesse tipo de planta também começa, como nas angiospermas, com uma célula-mãe dos megásporos, que por processos de divisão celular meiótica produz quatro células haplóides (megásporos) de forma linear.

Dos quatro megásporos formados, apenas um será funcional e formará o gametófito feminino (saco embrionário); o referido gametófito feminino consiste em um tecido no qual se formaram 2 ou 3 estruturas chamadas arquegônios (dependendo da espécie), típicas de algumas gimnospermas, como os pinheiros.

Nesses arquegônios, outra divisão mitótica ocorrerá para formar uma célula-ovo volumosa para cada arquegônia. Este último estágio varia entre as espécies de gimnosperma. Archegonia deixa aberturas ou orifícios pelos quais o gametófito masculino entrará.

Nessas fábricas, esse processo pode levar vários meses para ser concluído, enquanto nas angiospermas, por outro lado, pode levar apenas horas ou dias.

Aplicações de pesquisa

Taxonomia e sistemática

Os estudos embriológicos centrados na sistemática e na taxonomia, procuram resolver as relações filogenéticas entre os diferentes grupos de organismos e adaptar, se o caso o justificar, a sua classificação taxonómica.

Tanto em plantas quanto em animais, tais estudos ajudaram a resolver hierarquias taxonômicas em táxons superiores, como classes, ordens ou famílias. Os estudos de embriologia evolucionária em plantas no nível de espécie são relativamente escassos, embora tenham ganhado alguma força nas últimas décadas.

Estudos de megassporogênese têm sido muito úteis na diferenciação de grupos taxonômicos em todo o mundo; por exemplo, estudos em plantas ornamentais dos gêneros Crinum, Haemanthus e Hymenocallis.

agricultura

Muitos são os estudos realizados em embriologia, principalmente a gametogênese de plantas de interesse comercial, como arroz, batata, milho, trigo, soja, entre muitas outras.

Esses estudos possibilitaram determinar as condições ideais para renovar culturas e conhecer com maior certeza os tempos de sincronização entre gametas, fecundação e desenvolvimento do embrião, consequentemente aprimorando o conhecimento e a tecnologia aplicáveis ​​às diferentes culturas.

Ciclo de vida de uma planta angiosperma. Retirado e editado de: LadyofHats Mariana Ruiz. Traduzido por Chabacano.

Genética

As tentativas de alcançar o melhoramento genético das plantas freqüentemente resultam em sua esterilidade. Estudos de megasporogênese e outras análises embriológicas buscam revelar o que acontece no processo reprodutivo e qual é a causa da inviabilidade dos embriões.

Por exemplo, um estudo publicado pela FAO em 1985 mostrou que certos clones de batata eram estéreis, e a análise da microsporogênese e megasporogênese permitiu concluir que o tepeto e o endotélio haviam perdido sua atividade funcional ou fisiológica.

O tapete é um tecido encarregado de fornecer nutrientes aos micrósporos durante o seu desenvolvimento. Devido a essa perda de atividade, o processo de fornecimento de nutrientes ao pólen e ao gametófito feminino falhou. Como resultado disso, a esterilidade ocorreu nas fases feminina e masculina.

Referências

1. Magaspore. Na Wikipedia. Recuperado de en.wikipedia.org.
2. R. Yadegari & GN Drews (2004). Desenvolvimento de gametófito feminino. A célula vegetal.
3. Morfologia das plantas vasculares. Unidade 23, Reprodução e polinização. Recuperado de biologia.edu.ar.
4. Esporogênese. EcuRed. Recuperado de ecured.cu.
5. Reprodução Sexual em Gimnospermas. Lúmen. Recuperado de cursos.lumenlearning.com.
6. Generalidades das gimnospermas. Ciência e Biologia. Recuperado de Cienciaybiologia.com.
7. MB Raymúndez, M. Escala & N. Xena (2008). Megasporogênese e megagametogênese em hymenocallis caribaea (L.) Herb. (amaryllidaceae) e algumas características de seu desenvolvimento seminal. Acta Botánica Venezuelica.
8. JS Jos & K. Bai Vijaya (1985) Sterility in a sweet potato clone. Recuperado de agris.fao.org.