As plantas apresentam necessidades básicas de sobrevivência. A fisiologia vegetal estuda os mecanismos envolvidos por trás dessas necessidades.
Absorção e Condução da Seiva Bruta
A união de água e sais minerais forma a chamada seiva bruta. Esta seiva penetra pelas plantas através das raízes (zona pilífera). que são estruturas especializadas na absorção destes.
O transporte de água e de sais minerais (seiva bruta) do solo até as raízes pode ocorrer de duas formas:
- Transporte simplasto: neste caso a seiva bruta chega à região central da raiz atravessando todo o citoplasma das células. Ou seja, há um gasto de energia muito grande para atravessar as membranas e os citoplasmas.
- Transporte apoplasto: neste caso a seiva bruta chega ao centro da raiz atravessando as paredes celulares sem atravessar o citoplasma das células. É um transporte mais rápido.
Observe a figura abaixo e veja como se dá o transporte simplasto e o apoplasto.
Estes elementos quando absorvidos pelas raízes precisam chegar até as células do xilema (traqueídes) para que sejam transportados. Com isso, determinadas células denominadas células de transferência iniciam o processo de bombeamento de água e sais minerais para dentro. Este é um processo em que há gasto de energia que é gerada pela degradação do ATP. Uma vez que são absorvidos e bombeados para dentro do xilema é necessário que haja o transporte.A morte das células xilemáticas decorre da deposição de uma substância endurecedora, a lignina.
O xilema ou lenho é constituído por células tubulares mortas dispostas em colunas. As de maior calibre são chamadas de elementos de vaso e as de menos calibre, de traqueídes.
O transporte da seiva bruta até as folhas pode ser feito por três mecanismos: Capilaridade; Pressão positiva da raiz; Teoria da coesão-tensão.
CAPILARIDADE
É um fenômeno físico que resulta das propriedades de adesão e de coesão manifestadas pelas moléculas de água. A água sobe espontaneamente por um tubo de pequeno calibre porque suas moléculas, eletricamente carregadas, têm afinidade pela superfície do tubo. Além disso, as moléculas de água mantêm-se coesas, isto é, unidas entre si, devido às pontes de hidrogênio que formam. A água pára de subir no tubo capilar quando a força de adesão torna-se insuficiente para vencer o peso da coluna liquida. A capilaridade é suficiente para elevar a seiva bruta a pouco mais de meio metro acima do nível do colo
Esta teoria não serve para explicar o transporte em plantas de grande porte, não sendo suficiente para transportar, por si só, a seiva bruta.Este mecanismo resulta do fato de que os minerais são sempre bombeados para dentro do xilema pelas células de transferência. Com isso, a seiva bruta é empurrada para cima pela pressão positiva da raiz. Esta pressão é criada pela diferença da concentração salina entre o cilindro vascular e o córtex. Esta diferença de concentração força a entrada de água por osmose, gerando uma pressão positiva que faz a seiva subir pelo xilema. Atualmente este fenômeno desempenha um papel pouco importante na subida da seiva bruta.
A terceira teoria é a teoria da coesão – tensão, ou teoria de Dixon. Segundo esta teoria, com o processo de evaporação e conseqüente perda de água pelas folhas, as folhas apresentam um aumento em sua pressão osmótica. Este aumento faz com que estas folhas comecem a retirar água das demais folhas. Este ciclo vai ocorrendo até que as folhas mais próximas dos vasos xilemáticos começam a retirar água do próprio xilema. Isto acaba gerando uma sucção de água que provoca a subida da coluna líquida ficando esta altamente tensionada. Como as moléculas de água ficam muito coesas, elas permanecem unidas entre si e são puxadas sob tensão. Forma-se assim uma coluna contínua de água no interior do xilema, desde as raízes até as folhas. Ou seja, segundo esta teoria a absorção e a condução de água, estão relacionadas com a transpiração.
Condução da Seiva Elaborada
Segunda a teoria do fluxo de massa ou teoria do fluxo sob pressão proposta por Ernest Munch para explicar esse transporte, há uma diferença osmótica entre o xilema hipotônico e o floema hipertônico ao nível das folhas.Consequentemente, parte da água do xilema desloca-se para o floema provocando uma pressão que empurra a seiva elaborada da região de produção de glicose(folha), para as regiões de consumo ou armazenamento.Ao nível de raiz, a pressão osmótica do xilema, supera a pressão osmótica do floema.A água, então, por osmose, desloca-se do floema para o xilema.
É interessante lembrar que os insetos afÍdeos (pulgões), conhecidos parasitas sugadores da seiva elaborada de plantas foram importantes indicadores de que esta flui sob pressão, e não sob tensão como a seiva bruta. Ao atingirem o floema com seus aparelhos bucais picadores esses insetos permitem que a pressão da seiva bruta a faça atravessar seu tubo digestório e sair pelo ânus.Veja a imagem ao lado.
Anel de Malpighi
A casca de uma árvore, que contém vários tecidos, entre os quais o floema, pode ser removida por uma técnica chamada cintamento, que consiste na retirada de um anel completo da casca (anel de Malpighi ou anel córtico-liberiano), ao redor de toda a circunferência da planta.A retirada desse anel impede que a seiva elaborada seja distribuída para as raízes, que acabam morrendo; mais tarde a planta também morre, pois as folhas deixam de receber a seiva bruta, que é necessária à fotossíntese.
FITORMÔNIOS
São os hormônios vegetais que atuam sobre o crescimento e o desenvolvimento das plantas.Os principais são: auxinas, giberelinas, citocininas, ácido abscísico e etileno.
AUXINAS
A principal auxina natural é o AIA(ácido-indolil-acético), produzido no ácipe caulinar, em folhas jovens e em sementes em desenvolvimento.
Alguns efeitos das auxinas sobre as plantas:
- crescimento do caule e da raiz: concentrações baixas de auxinas já são suficientes para estimular o crescimento da raiz, mas não o do caule e no caso de concentrações elevadas, o processo é ao contrário estimulam o crescimento do caule e inibem o crescimento da raiz.
- tropismos: também são controlados pelas auxinas.
- produção de raízes adventícias: as auxinas fazem com que os grupos de células se desdiferenciem, voltando a exercer atividade meristemática e formando raízes adventícias.
- formação de frutos: a semente durante seu desenvolvimento produz uma grande quantidade de auxinas que estimulam o ovário a formar o fruto, se forem aplicadas diretamente em ovários que não houveram fecundação, essas auxinas promovem a partenocarpia (desenvolvimento de certos frutos sem ter havido fecundação e, por isso, sem caroços).
- abscisão(amputação, separação, poda natural): as folhas mais velhas possuem concentração de auxinas menor que a do caule, o que provoca a sua queda.
- dominância apical: as auxinas produzidas pelo meristema apical do caule, inibem a atividade das gemas auxiliares, que saem do estado de dormência ao retirar a gema apical e originam ramos laterais, folhas e frutos.Com base nisso que se efetua a poda das plantas.
GIBERELINAS
Produzidas em meristemas, folhas jovens, sementes imaturas e frutos.Estimulam a divisão celular, promovem alongamento caulinar, germinação de sementes , crescimento de folhas, produção de folhas e frutos.
CITOCININAS
Produzidas nas raízes e conduzida para toda a planta.Estimulam a divisão, a diferenciação celular e o crescimento de raízes.Introduzem o desenvolvimento das gemas laterais e retardam o envelhecimento da planta.
ETILENO
Gás produzido em várias partes das plantas.Atua na indução do amadurecimento de frutos e promove a abscisão foliar.
ÁCIDO ABSCÍSICO(ABA)
Produzido nas folhas, no caule e no ápice radicular.Inibe o crescimento das plantas, induzindo o estado de dormência das gemas e das sementes e induzem o fechamento dos estômatos.
Vídeo Ação dos fitôrmonios: http://187.61.17.10/main.jsp?lumPageId=4028818B2EDA1AEA012EE0C569E43537&lumI=Moderna.Digital.IndiceDigital.detIndiceDigitalPNLD&itemId=3BBD918A2C5B6A3E012C5F2DC7956D98#
FOTOPERIODISMOS
Fotoperiodismo é a capacidade que os organismos têm de se adaptar aos fotoperíodos, ou seja, ao tempo de iluminação e escuridão, os dias e as noites. Os vegetais são sensíveis aos fotoperíodos devido a um pigmento chamado fitocromo, que consegue perceber a duração dos dias e noites. Isso influencia a floração e a reprodução da planta.
Existem 2 tipos de fitocromos: O fitocromo R e o Fitocromo F. O R absorve a luz de comprimento de 660nm. Já o F absorve a luz vermelha de onda mais longa, 730nm; é um pigmento ativo que na quantidade adequada inibe a floração de plantas de dia curta e estimula a floração de plantas de dia longo. Isso influencia a floração e a reprodução da planta.
Existem as plantas de dias longos, que necessitam de uma longa exposição à luz para crescer e florescer. São aquelas que florescem no verão, quando os dias são mais longos e as noites mais curtas. Exemplos: aveia, espinafre, alface, beterraba.
Há as plantas de dias curtos, que não necessitam de longos períodos de iluminação, por isso florescem no período de inverno, quando os dias são mais curtos que as noites. Exemplos: café, crisântemos, orquídeas, tabaco.
E existem as plantas indiferentes, que florescem independentemente do fotoperíodo, não importando o tempo de iluminação diária. Exemplos: milho, pimentão, arroz,tomate.
Dia longo
Dia longo
Dia curto
1. MOVIMENTOS VEGETAIS
Os movimentos dos vegetais respondem à ação de hormônios ou de fatores ambientais como luz solar, choques mecânicos ou substâncias químicas. Estes movimentos podem ser do tipo crescimento e curvatura e do tipo locomoção.
1.1 Movimentos de Crescimento e Curvatura
Estes movimentos podem ser do tipo Tropismos e Nastismos.
1.1.1 Tropismos
Os Tropismos são movimentos orientados em relação à fonte de estímulo. Estão relacionados com a ação das auxinas.
1.1.1.1 Fototropismo
Movimento orientado pela direção da luz. Existe uma curvatura do vegetal em relação à luz, podendo ser em direção ou contrária a ela, dependendo do órgão vegetal e da concentração do hormônio auxina.O caule apresenta um fototropismo positivo, enquanto que a raiz apresenta fototropismo negativo.
1.1.1.2 Geotropismo
Movimento orientado pela força da gravidade. O caule responde com geotropismo negativo e a raiz com geotropismo positivo, dependendo da concentração de auxina nestes órgãos.
1.1.1.3 Quimiotropismo
Movimento orientado em relação a substâncias químicas do meio
1.1.1.4 Tigmotropismo
Movimento orientado por um choque mecânico ou suporte mecânico, como acontece com as gavinhas de chuchu e maracujá que se enrolam quando entram em contato com algum suporte mecânico.
1.1.2 Nastismos
São movimentos que não são orientados em relação à fonte de estímulo. Dependem da simetria interna do órgão, que devem ter disposição dorso - ventral como as folhas dos vegetais.
1.1.2.1 Fotonastismo
Movimento das pétalas das flores que fazem movimento de curvatura para a base da corola. Este movimento não é orientado pela direção da luz, sendo sempre para a base da flor.
Existem as flores que abrem durante o dia, fechando-se à noite como a "onze horas" e aquelas que fazem o contrário como a "dama da noite".
1.1.2.2 Tigmonastismo e Quimionastismo
Movimentos que ocorrem em plantas insetívoras ou mais comumente plantas carnívoras, que, em contato com um inseto, fecham suas folhas com tentáculos ou com pêlos urticantes, e logo em seguida liberam secreções digestivas que atacam o inseto. Às vezes substâncias químicas liberadas pelo inseto é que provocam esta reação.
1.1.2.3 Sismonastia
Movimento verificado nos folíolos das folhas de plantas do tipo sensitiva ou mimosa, que, ao sofrerem um abalo com a mão de uma pessoa ou com o vento, fecham seus folíolos. Este movimento é explicado pela diferença de turgescência entre as células de parênquima aquoso que estas folhas apresentam.
2. Movimentos de Locomoção ou Deslocamento
Movimentos de deslocamento de células ou organismos que são orientados em relação à fonte de estímulo, podendo ser positivos ou negativos, sendo definidos como tactismos.
2.1 Quimiotactismo
Movimento orientado em relação a substâncias químicas como ocorre com o anterozóide em direção ao arquegônio.
2.2 Aerotactismo
Movimento orientado em relação à fonte de oxigênio, como ocorre de modo positivo com bactérias aeróbicas.
