Quais vantagens evolutivas as sementes proporciona as gimnospermas?

     As sementes têm a função de perpetuação e multiplicação das espécies. É o elemento principal no estabelecimento, expansão, diversificação e desenvolvimento da agricultura.

     As sementes iniciam nas flores, com a fertilização dos óvulos, ou seja, a recombinação genética de gametas masculino e feminino, estabelecendo uma variabilidade genética favorável à adaptação das espécies. Uma semente é um óvulo fertilizado e desenvolvido, com grandes diferenças físicas entre as espécies, porém suas semelhanças são muitas e talvez mais importantes. Muitas vezes, o termo semente é usado em seu sentido funcional, indicando toda e qualquer estrutura vegetal capaz de reproduzir uma planta.

     As sementes grandes ou pequenas são constituídas de três componentes integrados: cobertura; tecido de reserva e eixo embrionário. A cobertura da semente tem como funções manter unidas as partes internas da semente, bem como fornecer proteção mecânica contra choques, microrganismos e insetos. Também, lhe são atribuídas às funções reguladoras no processo de germinação. A cobertura da semente regula a entrada de água e oxigênio, necessários à germinação, podendo causar uma impermeabilidade da cobertura a esses elementos, o que é reconhecido como um mecanismo de dormência.

     O tecido de reserva serve de suprimento nutritivo para o eixo embrionário, suportando seu crescimento inicial. Nas plantas superiores, como nas Poáceas (arroz, milho, trigo), as reservas estão no endosperma das sementes. Entretanto, em muitas espécies de importância agronômica, o endosperma é parcial ou totalmente absorvido durante o desenvolvimento da semente em favor dos cotilédones, que assume a função de tecido de reserva, nas Fabáceas (feijão, soja).

     O eixo embrionário é a unidade de propagação (mini planta), cuja função é retomar o crescimento e formar um novo indivíduo adulto. O eixo embrionário mais o(s) cotilédone(s) formam o embrião. Os cotilédones são estruturas seminais, de formato variável, ligadas ao eixo embrionário, com função de absorver e reservar alimentos do endosperma e/ou perisperma, que serão usados durante a germinação.

     A perda de vigor e viabilidade das sementes envolve principalmente alterações no eixo embrionário. As sementes de alta qualidade possuem boa capacidade para germinar, emergir, produzir uma população adequada de plantas vigorosas e saudáveis, facilitando a implantação das culturas. O termo qualidade aplicado à semente envolve quatro aspectos: genético, físico, fisiológico e sanitário.

     As características genéticas têm influência dominante na produtividade da colheita, pois é o conjunto do genoma que contém as qualidades específicas atribuídas a cada cultivar. A qualidade física diz respeito à composição dos lotes, pois aqueles compostos apenas por sementes da espécie e cultivar escolhida, de tamanho uniforme facilitam o manuseio e influenciam na decisão do comprador. A qualidade fisiológica indica a capacidade das sementes germinarem e estabelecerem uma população adequada de plantas. É a qualidade mais considerada e avaliada pelos produtores e que causa maior preocupação, porque sementes sem qualidade fisiológica não servem para a semeadura. A qualidade sanitária indica a presença, junto das sementes, de microrganismos patogênicos ou insetos, os quais podem ser carregados nas sementes, afetando o desempenho das plantas e a produtividade.

     O cumprimento da função biológica, ou seja, a propagação da espécie ocorre com a germinação da semente. A germinação é o processo de retomada do crescimento ativo do eixo embrionário. Consiste da sequência ordenada de atividades metabólicas, que inicia com a embebição das sementes, estabelece a retomada do desenvolvimento do embrião até a formação de uma plântula normal, depende de umidade, temperatura e oxigênio.

     O grau de umidade exigido para a germinação varia entre as espécies. Sementes monocotiledôneas (Poáceas), como os cereais, devem atingir 35 a 40%, para que haja germinação. As dicotiledôneas (Fabáceas), devido às diferenças na morfologia e composição química só germinam após alcançar 50 a 55% de água. A velocidade de reidratação é influenciada por fatores tais como a permeabilidade da cobertura da semente, o grau de umidade inicial, a temperatura e a área de contato semente/substrato.

     As variações de temperatura afetam não só o total de germinação, como também a velocidade e a uniformidade do processo. A temperatura ótima para a germinação das sementes é aquela em que o maior número de sementes germina no mais curto período, para a maioria das espécies cultivadas, encontra-se entre 20 e 30°C. Ao se reduzir a temperatura, a partir da ótima, reduz-se a velocidade de germinação, enquanto o aumento, em direção aos valores máximos suportados pela espécie, proporciona redução tanto na velocidade quanto no percentual de germinação.

     O oxigênio é necessário para o grande aumento na atividade respiratória exigida no processo de germinação e subsequente crescimento e desenvolvimento da plântula. A atmosfera contém oxigênio suficiente (± 21%), para a germinação das sementes, este somente se torna limitante quando sua disponibilidade para o embrião é bloqueada ou impedida por um fator ambiental ou condição da semente, como o excesso de umidade no substrato e impermeabilidade da cobertura, respectivamente.

     A germinação pode não ocorrer devido à dormência, danos mecânicos severos ou deterioração das sementes.