Gametófito: entenda o que é e diferença para o esporófito

O gametófito é a estrutura que representa a parte, ou a fase, haplóide (n) de um vegetal ou organismo com ciclo de vida marcado por alternância de gerações - apresentando, assim, uma fase diplóide (2n), chamada esporófito; e uma fase haplóide (n), que é o gametófito.

A palavra gametófito tem origem grega e está relacionada com a sua característica haplóide e com a sua função, que é a de produzir gametas. Os gametas são estruturas reprodutivas haplóides (n) que podem se fundir através do processo de fecundação e formar um zigoto diplóide (2n), que irá se desenvolver em um indivíduo diplóide adulto, o gametófito – no caso das plantas vasculares, esta é a fase dominante dos seus ciclos de vida.

O gametófito marca a etapa sexuada do ciclo de vida das plantas e algas, já que, a partir da produção de gametas, ocorre a fecundação e a formação do zigoto, além de ser a parte do ciclo de vida do vegetal na qual ocorre a variabilidade genética.

Gametófitos são a fase sexual ou haploide no ciclo de vida de plantas e algas, durante a qual são produzidos gametas (espermatozoides e óvulos) através da mitose. Essa fase contrasta com o esporófito, que é diploide e produz esporos. Os gametófitos desempenham um papel crucial na reprodução sexuada, permitindo a diversidade genética através da fusão de gametas.

Um esporófito é a fase diploide no ciclo de vida das plantas e algas, que segue a fase gametófita. Esta fase produz esporos através da meiose, que podem germinar para formar novos gametófitos haploides. O esporófito é fundamental para o ciclo de vida alternante de gerações, contribuindo para a diversidade genética e adaptação ao ambiente.

Um esporângio é uma estrutura encontrada em plantas, fungos e alguns protistas, onde ocorre a formação de esporos. Nos esporângios, as células se dividem por meiose para produzir esporos haploides, que podem germinar e crescer em novos organismos.

Em plantas, os esporângios são componentes chave no ciclo de vida, especialmente em briófitas, pteridófitas, e algumas gimnospermas e angiospermas, facilitando a alternância de gerações entre as fases esporofítica (diploide) e gametofítica (haploide). Os esporângios podem variar em forma, tamanho e localização, dependendo do tipo de planta ou organismo.

Para entender melhor a atividade do gametófito, é fundamental entender os processos passados por uma planta com ciclo de vida marcado por alternância de gerações, também chamado de metagênese ou de ciclo haplodiplobionte. 

Alguns organismos, como as plantas e as algas, possuem um ciclo de vida que alterna entre uma fase diplóide, na qual os cromossomos são encontrados aos pares dentro das células - sendo chamados de cromossomos homólogos e a célula representada por 2n; e uma fase haploide, com as células contendo metade dos cromossomos encontrados nas células diplóides e sendo representadas apenas por n.

O esporófito marca a fase diplóide (2n) do organismo e tem como função a produção de esporos, unidades reprodutivas que geram o gametófito (n), marcando o início da fase haplóide do indivíduo.

Resumidamente, a alternância de gerações se inicia com um esporófito multicelular diplóide (2n) adulto que é capaz de produzir esporos que, após se dividirem por meiose, podem germinar e formar um indivíduo multicelular haplóide (n) chamado de gametófito.

O gametófito, por sua vez, é capaz de produzir, por mitose, os gametas, estruturas reprodutivas haplóides que, em pares, podem se fundir através do processo de fecundação, gerando um zigoto diplóide (2n) que dará origem a um novo esporófito (2n), que irá amadurecer para iniciar o ciclo novamente.

Esquema da alternância de gerações em um vegetal mostrando a fase haplóide (n) do gametófito (acima) e a fase diplóide (2n) do esporófito (abaixo). 

A formação do gametófito a partir do esporófito é, também, conhecida como fase assexuada do ciclo, enquanto a formação do novo esporófito a partir dos gametas produzidos pelo gametófito é conhecida como fase sexuada do ciclo, já que é necessária a fecundação para a formação do zigoto, processo que garante variabilidade genética.

Às vezes, as fases (gametófito e esporófito) apresentam diferenças morfológicas, como ocorre na maioria das plantas. Neste caso, o ciclo de vida é chamado também de ciclo heteromórfico. Porém, na maioria das algas, esporófito e gametófito não apresentam diferenças morfológicas e, por isto, o ciclo é chamado de ciclo isomórfico.

Acredita-se que a alternância de gerações surgiu com as plantas pré-históricas, quando o zigoto diplóide passou a se dividir por mitose, enquanto os esporos eram produzidos unicamente por meiose, marcando, assim, processos diferentes para a produção das unidades reprodutivas dos vegetais.

A relação entre o gametófito e o esporófito varia entre os diferentes grupos de plantas principalmente e está diretamente relacionado com a dependência de água para os processos reprodutivos e nutritivos do vegetal.

Ao longo da evolução, é possível notar a transição entre a dominância da fase gametofítica haplóide e a dependência da fase esporofítica com a posterior dominância da fase esporofítica diplóide e a redução dos gametófitos presentes nos vegetais. Também é possível analisar a separação dos gametófitos para otimizar a produção de gametas distintos (masculino e feminino), observada, principalmente, nas gimnospermas.

Briófitas

Nas briófitas, o gametófito marca a fase dominante do vegetal. A partir dele, se projetam as hastes que formam o esporófito. O gametófito de um musgo, por exemplo, possui todas as estruturas fotossintéticas e estruturais do organismo composto por rizóides (estruturas primitivas com funções semelhantes às raízes), caulóides (estrutura com função similar ao caule) e os filóides, estruturas fotossintéticas semelhantes a folhas.  

Estruturas do gametófito de um musgo.

Pteridófitas

Nas plantas vasculares, por outro lado, o esporófito representa a parte dominante do vegetal, como observado a partir das primeiras pteridófitas, como as samambaias. 

Ciclo de vida de uma samambaia resumido, no qual é possível ver o esporófito diplóide (2n) e o gametófito haplóide (n) formado a partir do esporo.

O gametófito nas samambaias, por exemplo, é um pequeno organismo achatado, avascular e menos desenvolvido chamado de prótalo, e é formado a partir da germinação do esporo. Embora o gametófito não forme a fase dominante do vegetal, ele é ainda fornece importante substrato para o estabelecimento do esporófito, fazendo dele brevemente dependente do gametófito.

Prótalos (gametófitos) de uma samambaia crescendo em uma estufa.

Gimnospermas

A partir das gimnospermas, o esporófito se desenvolve mais, enquanto o gametófito torna-se muito mais reduzido, geralmente sendo formados por poucas células que se desenvolvem inteiramente dentro do esporófito. Portanto, o gametófito passa a ser uma estrutura especializada na produção de gametas, dentro do próprio organismo.

Os pinheiros, clássicos exemplos de gimnospermas, embora sejam monóicos (possuindo em um mesmo indivíduo ambos os sexos), possuem os seus gametófitos especializados na produção de um tipo específico de gameta. Dessa forma, a partir das gimnospermas, há dois tipos de gametófitos:

• Micrósporo: Gametófito masculino especializado na produção de grãos de pólen, o gameta masculino;
• Megásporo: gametófito feminino, pode ser chamado de ovário ou, ainda, de saco polínico e tem como função a produção de gametas femininos, os óvulos.

Ciclo de vida das gimnospermas mostrando o esporófito 2n monóico e seus gametófitos masculino (micrósporo) e feminino (megásporo).

Angiospermas

Nas plantas com flores e frutos, como as angiospermas, o gametófito reduzido ocupa uma pequena porção da flor presente em todo o esporófito do organismo, que é a planta como um todo. Portanto, nesse grupo, o esporófito é o próprio organismo, enquanto o gametófito, dividido em feminino e masculino, assim como nas gimnospermas, aparece apenas em estruturas especializadas na reprodução, que são as flores.

No arranjo floral, há estrutura especializada na produção e armazenamento dos gametas masculinos. que são os estames, enquanto a estrutura responsável pela produção e armazenamento do gameta feminino é o ovário presente no carpelo, formando respectivamente o gametófito masculino e feminino.

Estrutura da flor mostrando toda a estrutura reprodutora feminina (em rosa - gineceu) e a estrutura reprodutora masculina (em azul - androceu).

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Gametófitos são fases haploides no ciclo de vida de plantas e algas, responsáveis pela produção de gametas via mitose. Eles podem ser monoicos ou dioicos, variando em complexidade desde estruturas simples a organismos multicelulares independentes. Já os gametângios são estruturas específicas dentro dos gametófitos, como anterídios (masculinos) e arquegônios (femininos), dedicadas à produção de gametas.

Enquanto o gametófito engloba a totalidade da fase haploide produtora de gametas, os gametângios são componentes celulares ou teciduais dentro desta fase, com a função precisa de gerar gametas masculinos ou femininos.

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