Germinação

Mudas de girassol, três dias após a germinação

A germinação é o processo pelo qual um organismo cresce a partir de uma semente ou estrutura semelhante. O termo é aplicado ao surgimento de uma muda de uma semente de uma angiosperma ou gimnosperma, ao crescimento de um esporelo de um esporo, como os esporos de fungos, samambaias, bactérias e ao crescimento do tubo polínico do grão de pólen de uma planta de semente.

Germinação da semente

A germinação geralmente é o crescimento de uma planta contida em uma semente; resulta na formação da muda. É também o processo de reativação da maquinaria metabólica da semente resultando no surgimento da radícula e da plúmula. A semente de uma planta vascular é um pequeno pacote produzido em uma fruta ou cone após a união das células reprodutoras masculinas e femininas. Todas as sementes totalmente desenvolvidas contêm um embrião e, na maioria das espécies de plantas, algum estoque de reservas de alimentos, envolto em uma camada de semente. Algumas plantas produzem vários números de sementes sem embriões; são sementes vazias que nunca germinam. Sementes dormentes são sementes viáveis ​​que não germinam porque requerem estímulos internos ou ambientais específicos para retomar o crescimento. Sob condições adequadas, a semente começa a germinar e o embrião retoma o crescimento, desenvolvendo-se em uma muda. [Esclarecimento necessário]

-Etapa 1- A embebição de água, a absorção de água, resulta na ruptura do tegumento da semente.

-Etapa 2-A embebição do tegumento resulta na emergência da radícula (1) e da plúmula (2), os cotilédones se desdobram (3).

-Etapa 3-Esta marca a etapa final na germinação da semente onde os cotilédones são expandidos que são as verdadeiras folhas / ervilhasNota- A temperatura deve ser mantida em um nível ideal.

A perturbação do solo pode resultar no crescimento vigoroso da planta, expondo as sementes já existentes no solo a mudanças nos fatores ambientais, onde a germinação pode ter sido inibida anteriormente pela profundidade das sementes ou solo que era muito compacto. Isso geralmente é observado em túmulos após um sepultamento.

A germinação das sementes depende das condições internas e externas. Os fatores externos mais importantes incluem temperatura certa, água, oxigênio ou ar e, às vezes, luz ou escuridão. Várias plantas requerem variáveis ​​diferentes para uma germinação de sementes bem-sucedida. Freqüentemente, isso depende da variedade de semente individual e está intimamente ligado às condições ecológicas do habitat natural de uma planta. Para algumas sementes, sua resposta à germinação futura é afetada pelas condições ambientais durante a formação da semente; na maioria das vezes, essas respostas são tipos de dormência da semente.

A água é necessária para a germinação. As sementes maduras costumam ser extremamente secas e precisam ingerir quantidades significativas de água, em relação ao peso seco da semente, antes que o metabolismo e o crescimento celular sejam retomados. A maioria das sementes precisa de água suficiente para umedecê-las, mas não o suficiente para embebê-las. A absorção de água pelas sementes é chamada de embebição, que leva ao inchaço e ao rompimento do tegumento. Quando as sementes são formadas, a maioria das plantas armazena uma reserva de alimento com a semente, como amido, proteínas ou óleos. Esta reserva de alimento fornece alimento para o embrião em crescimento. Quando a semente embebe água, enzimas hidrolíticas são ativadas, quebrando esses recursos alimentares armazenados em substâncias químicas metabolicamente úteis. Depois que a muda emerge do tegumento e começa a crescer raízes e folhas, as reservas alimentares da muda normalmente se esgotam; neste ponto, a fotossíntese fornece a energia necessária para o crescimento contínuo e a muda agora requer um suprimento contínuo de água, nutrientes e luz.

O oxigênio é necessário para o metabolismo da semente em germinação. O oxigênio é usado na respiração aeróbica, a principal fonte de energia da muda até que as folhas cresçam. O oxigênio é um gás atmosférico encontrado nos espaços dos poros do solo; se uma semente for enterrada muito profundamente no solo ou se o solo estiver alagado, a semente pode ficar sem oxigênio. Algumas sementes têm tegumentos impermeáveis ​​que evitam que o oxigênio entre na semente, causando um tipo de dormência física que é quebrada quando o tegumento se desgasta o suficiente para permitir a troca gasosa e a absorção de água do ambiente.

A temperatura afeta as taxas metabólicas e de crescimento celulares. Sementes de diferentes espécies e até mesmo sementes da mesma planta germinam em uma ampla gama de temperaturas. As sementes freqüentemente têm uma faixa de temperatura dentro da qual germinam, e não o farão acima ou abaixo dessa faixa. Muitas sementes germinam a temperaturas ligeiramente acima de 60-75 F (16-24 C) [temperatura ambiente em casas com aquecimento central], enquanto outras germinam logo acima de zero e outras germinam apenas em resposta a alternâncias de temperatura entre quente e fria. Algumas sementes germinam quando o solo está frio 28-40 F (-2 - 4 C), e algumas quando o solo está quente 76-90 F (24-32 C). Algumas sementes requerem exposição a temperaturas frias (vernalização) para quebrar a dormência. Algumas sementes em estado dormente não germinarão mesmo se as condições forem favoráveis. As sementes que dependem da temperatura para acabar com a dormência têm um tipo de dormência fisiológica. Por exemplo, as sementes que requerem o frio do inverno são impedidas de germinar até que absorvam água no outono e experimentem temperaturas mais amenas. A estratificação a frio é um processo que induz a quebra de dormência antes da emissão de luz que promove a germinação. [4] Quatro graus Celsius é frio o suficiente para acabar com a dormência para a maioria das sementes dormentes frias, mas alguns grupos, especialmente dentro da família Ranunculaceae e outros, precisam de condições mais frio do que -5 C. Algumas sementes germinam somente após altas temperaturas durante um incêndio florestal que racha o revestimento das sementes; este é um tipo de dormência física.

Os vegetais anuais mais comuns têm temperaturas de germinação ideais entre 75-90 F (24-32 C), embora muitas espécies (por exemplo, rabanetes ou espinafre) possam germinar em temperaturas significativamente mais baixas, tão baixas quanto 40 F (4 C), permitindo-lhes assim ser cultivado a partir de sementes em climas mais frios. Temperaturas abaixo do ideal levam a taxas de sucesso mais baixas e períodos de germinação mais longos.

A luz ou a escuridão podem ser um gatilho ambiental para a germinação e é um tipo de dormência fisiológica. A maioria das sementes não é afetada pela luz ou escuridão, mas muitas sementes, incluindo espécies encontradas em ambientes florestais, não germinarão até que uma abertura no dossel permita luz suficiente para o crescimento da muda.

A escarificação imita os processos naturais que enfraquecem o tegumento da semente antes da germinação. Na natureza, algumas sementes requerem condições particulares para germinar, como o calor de um incêndio (por exemplo, muitas plantas nativas australianas) ou imersão em um corpo de água por um longo período de tempo.

Tipos de germinação

Em relação ao comprimento do hipocótilo, a germinação pode ser:

Epígea - os cotilédones se elevam acima do solo, devido ao alongamento do hipocótilo, como por exemplo, o feijão.

Hipógea - os cotilédones permanecem no solo, como por exemplo o milho.

Germinação e hormônios vegetais

A germinação das sementes não dormentes e a quebra da dormência podem ser estimuladas pela ação das giberelinas, que atuam como hormônios mediadores entre fatores ambientais (luz, temperatura, entre outros) e fatores internos que restringem a germinação.

O ácido abscísico e as giberelinas atuam no controle da síntese das enzimas envolvidas na degradação de parede celular do endosperma, porém de modo antagônico. Enquanto o primeiro (ABA) inibe ou não causa efeito algum sobre a expressão de genes, o segundo promove a expressão gênica de tais enzimas.

Já o etileno, outro hormónio vegetal, age muitas vezes em interação com a luz e outros hormônios como o ABA, as citocininas e o ácido giberélico (um tipo de giberelina). O etileno contrapõe-se ao efeito inibitório do ABA na germinação da semente mas é incapaz de quebrar a dormência de algumas espécies, embora estimule a germinação de sementes não dormentes.

A germinação também pode ser promovida pelas citocininas e brassinosteróides (EUA), porém os efeitos desses hormônios neste processo ainda são poucos esclarecidos. O ácido jasmônico, uma outra classe de hormônios vegetais, inibe a germinação de sementes, mas também podem contribuir com a quebra da dormência. Nesses casos, as sementes livres do pericarpo e tratadas com esse hormônio requerem um menor tempo de estratificação (tratamento com baixa temperatura) para adquirir a capacidade de germinar.