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FISIOLOGIA VEGETAL

A fisiologia vegetal é o campo de estudo que se encarrega de estudar o funcionamento de um organismo vegetal, quais suas necessidades de sobrevivência e quais os fatores que afetam o seu crescimento e desenvolvimento. As plantas são seres autótrofos, isto é, fabricam seu próprio alimento orgânico através da fotossíntese. Para isso, utilizam à luz solar e elementos químicos basicamente provenientes do gás carbônico e da água.

Absorção de água – é feita por uma região especial da raiz, a dos pêlos absorventes. Tanto a absorção como o seu transporte através da planta é feito por osmose.

Nutrientes minerais do solo – eles fornecem às células diversos elementos químicos fundamentais que irão fazer parte de certas moléculas orgânicas ou atuar como se fossem vitaminas para o vegetal.

Alguns elementos químicos, como o nitrogênio, o potássio, o cálcio, o fósforo, o enxofre e o magnésio, são necessários em quantidades relativas.

Outros elementos como o cloro, o boro, o manganês, o zinco, o cobre, o molibdênio e o ferro, são necessários apenas em quantidades pequeninas.

Condução da seiva bruta

– água e sais minerais de que a planta necessita, são absorvidos por meio dos pêlos absorventes da raiz. Com a retirada desses elementos, as células tornam-se túrgidas (cheias).

Desse modo, as células das partes internas da raiz ficam com menor quantidade de substâncias e passam a sugar delas água e sais.

Dessa maneira, estabelece-se um fluxo de substâncias desde a epiderme até as regiões mais internas da raiz. Essa solução de água e sais é o que chamamos de seiva bruta. A seiva bruta chega até as folhas, circulando pelo interior dos vasos lenhosos ou xilema. Esses vasos são formados por células mortas, que por isso, não interferem na subida da seiva bruta.

A teoria que explica essa subida da seiva bruta da raiz até as folhas recebe o nome de teoria da coesão- tensão.

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medida que as folhas perdem água por transpiração, toda a coluna líquida dentro dos vasos lenhosos é estirada e sobe. Havendo suprimento adequado de água no solo, o mecanismo permanecerá em funcionamento. Dissolvidos na água, os sais minerais vão sendo conduzidos e distribuídos durante o percurso. As células vão retirando água e sais da seiva bruta e utilizando-os de acordo com suas necessidades.

Fotossíntese

– acontece nas células clorofiladas do tecido que se situa no interior das folhas, e também nas células-guarda dos estômatos. A água e os sais chegam através dos vasos lenhosos e o gás carbônico penetra diretamente da atmosfera pela abertura dos estômatos. Os estômatos são formados por duas células em forma de rim, entre as quais existe um pequeno espaço que pode se abrir ou fechar, pondo o ambiente interno das folhas (o mesófilo) em comunicação com o ar.

Os estômatos podem abrir ou fechar, dependendo das condições da planta. Ele abre-se quando as células-guarda se afastam um pouco entre si, deixando um pequeno espaço entre elas, o ostíolo, por onde entram e saem gases.

Os estômatos abertos permitem a entrada do CO2 necessário à fotossíntese e do O2 para a respiração.

A fotossíntese pode ser influenciada por vários fatores, como a intensidade luminosa, a temperatura e a concentração de gás carbônico do ar. O ponto máximo de produção de fotossíntese é chamado de ponto de saturação.

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Existe uma intensidade de luz em que a quantidade de O2 consumida na respiração, equivale à quantidade de CO2 consumida na fotossíntese – é o ponto de compensação luminoso ou fótico. Para que uma planta se desenvolva bem, é necessário que ela esteja em ambiente com intensidade luminosa maior que seu ponto de compensação. De acordo com o ponto de compensação luminoso, as plantas são classificadas em plantas de sombra (pouca necessidade de luz) e plantas de sol (necessidade de muita luz).

Transpiração, sudação e gutação

– são mecanismos de que a planta dispõe para a perda do excesso de água.

Transpiração – é o principal mecanismo de liberação de água pela planta. É a perda de água na forma de vapor. A perda acontece através da cutícula das células da epiderme ou então pela abertura dos estômatos. A perda será maior quanto maior for a abertura. Os estômatos, principalmente os de plantas superiores, são reguláveis, apresentando-se geralmente mais abertos quando é grande a umidade relativa do ar e, fechados quando o ar está seco.

Sudação – é a perda de água na forma líquida. A água sai livremente através de estruturas especiais – os hidatódios – que se situam onde terminam as nervuras. A sudação ocorre nas seguintes condições:

quando um vegetal, passa um dia todo sob ação de alta temperatura, transpira muito e, absorve muita água também; em seguida, à noite geralmente, a temperatura cai, reduzindo a transpiração; como os vasos estão cheios e a transpiração cai, a água em excesso sai na forma líquida, levando com ela sais minerais como o bicarbonato de sódio, sais de amônia, cloreto de cálcio, etc.

Gutação – é também uma perda de água na forma liquida. A gutação ocorre quando a folha está saturada de água e a atmosfera que a envolve, apresenta umidade relativa muito alta. É o que acontece, por exemplo, em folhas de Chagas, nas madrugadas frias e úmidas. A gutação não pode ser confundida com o

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de água da atmosfera, que é o fenômeno conhecido como geada. O mais grave efeito da geada é decorrente da solidificação do vapor de água do ar na superfície do caule. As “queimaduras” que provoca, podem comprometer os tecidos próximos, que incluem os vasos condutores de seiva elaborada, podendo matar a planta. As “queimadas” que a geada provoca nas folhas, são menos graves, pois as folhas atingidas são substituídas.

Condução de seiva elaborada

– a glicose produzida na fotossíntese e outras substâncias orgânicas produzidas nas folhas constituem a seiva elaborada, que será distribuída para todas as células da planta. Isso é feito através do sistema de vasos liberianos ou floema. Esses vasos dispõem-se continuamente desde as folhas até a raiz, sendo formados por células vivas, que controlam agora, a descida da seiva elaborada, correndo em paralelo com os vasos lenhosos ou xilema.

Hormônios vegetais

– são substâncias reguladoras que atuam tanto no crescimento e desenvolvimento das plantas, permitindo que elas se ajustem a uma ampla gama de estímulos oferecidos pelo ambiente. De um modo geral, os hormônios vegetais ou fitormônios, são chamados de auxinas (auxanein = distender), das quais a mais importante é o ácido indol-acético, conhecido pela sigla AIA. Esse hormônio atua em diversas funções da planta:

AIA e a dominância apical – a auxina produzida numa gema apical de caule, distribui-se pela planta, de cima para baixo, inibindo o crescimento das gemas laterais – é o que se chama de dominância apical. Quando se retira a gema apical, cessa o efeito inibitório e as gemas laterais passam a forma ramos laterais. É justamente esse o princípio da poda, técnica descoberta pelos agricultores, antes mesmo do conhecimento dos hormônios.

Figuras mostram as gemas apicais e o sistema vascular

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AIA e o controle da floração – a reprodução das plantas está associada às estações do ano. Sabe-se que o florescimento de muitas plantas é controlado pelo comprimento dos dias (período de iluminação).

Durante o ano, o comprimento dos dias varia. As plantas desenvolveram mecanismos que lhes permite detectar essas variações, produzindo suas sementes quando há maior chance delas germinarem. De acordo com esse mecanismo, as plantas são classificadas em plantas de dias curtos, de dias longos e neutras.

9 Plantas de dia curto: florescem quando a duração do dia claro (fotoperíodo) é igual ou menor que o fotoperíodo crítico da planta. Portanto, florescem na época do ano em que os dias são curtos e as noites são longas (sem interrupção).

9 Plantas de dia longo: florescem quando a duração do dia é igual ou maior que o fotoperíodo crítico da planta. Portanto, florescem na época do ano em que os dias são longos e as noites são curtas.

9 Plantas indiferentes: florescem independentemente de fotoperíodos. Dependem, por exemplo, da temperatura, da umidade, etc.

O pigmento fitocromo, presente nas folhas, “percebe” o fotoperíodo (comprimento do dia).

AIA e a formação dos frutos – a transformação do ovário em fruto é determinada pela ação de auxinas produzidas pelos embriões que estão se formando no interior das sementes. Quando os óvulos não são fecundados e, portanto, não se formam sementes, o ovário não se desenvolve e a flor sofre abscisão, isto é, queda do ramo floral. A formação de frutos pode ser induzida artificialmente, mesmo na ausência da fecundação. Nesse caso, pulveriza-se o ovário com uma solução de auxina. O hormônio induzirá o crescimento das paredes do ovário com produção de um fruto idêntico ao produzido naturalmente, embora sem sementes, pois não ocorreu fecundação.

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Figura a acima, plântula de aveia mostrando o coleoptile envolvendo a folha (A), crescimento normal;

(B), se o ápice é retirado, o coleoptile decapitado cresce muito pouco; (C), se o ápice é recolocado o crescimento é normal. Esse experimento demonstra a ação da auxina (concentrada no ápice da plântula) no seu crescimento.

AIA e os movimentos – as auxinas controlam o crescimento de caules e de raízes, em resposta à força gravitacional da Terra. Esse crescimento é chamado de geotropismo (geo = terra e tropismo = crescimento).

De acordo com a gravidade, os caules apresentam:

Geotropismo negativo: do caule, a planta cresce em direção à fonte de luz, proporcionando melhores condições para a fotossíntese.

Geotropismo positivo: da raiz permite que ela penetre no solo, garantindo o suprimento de água e sais necessários ao desenvolvimento da planta.

A explicação para esse fato é que a gravidade atua na distribuição do AIA ao longo de caules e raízes.

Existe uma concentração ótima do hormônio que estimula o crescimento, acima desse ponto ótimo, o crescimento fica inibido.

Além disso, o AIA também controla o movimento da planta em direção à luz – é o chamado fototropismo. As plantas crescem em direção à luz. Quando um caule é iluminado unilateralmente, ele tende a curvar-se na direção da luz, isso porque o AIA se distribui de maneira assimétrica (maior concentração no lado pouco iluminado).

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1 – Quando a luz localiza-se acima da planta, a distribuição de auxina é uniforme e o caule reto, para cima.

2 – Com iluminação unilateral, as auxinas migram para o lado escuro onde ficam mais concentradas. 3 – Alta concentração de auxinas no lado escuro acelera o crescimento de suas células e o caule curva-se em direção à fonte luminosa (fototropismo positivo). A raiz tem fototropismo negativo.

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1 – Plantas colocadas horizontalmente apresentam maior teor de auxinas no lado inferior (pela ação da gravidade); 2 – A alta concentração inibe o crescimento radicular, permitindo a curvatura no mesmo sentido da gravidade (geotropismo positivo); 3 – A alta concentração de auxinas acelera o crescimento do caule que se curva em sentido oposto à gravidade (geotropismo negativo)

Em (A), a presença da gema apical que continha auxina inibia o desenvolvimento das gemas laterais, que estavam em estado de dormência. Com a eliminação da gema apical, as gemas dormentes libertaram-se da dominância da gema apical, originando ramos laterais (B). É exatamente o que ocorre quando uma planta é podada. A citocínia (produzida nas raízes) estimula o desenvolvimento dos ramos laterais e, sem a

interferência da auxina, pode agir neste sentido.

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RESUMÃO:

Alguns efeitos fisiológicos mais importantes causados por hormônios vegetais

Efeito fisiológico Auxinas GA Citocininas ABA Etileno

Resposta a tropismos Sim Sim Não Sim Sim

Crescimento de secção de coleóptilo de aveia Sim* Sim* Sim, Ativa Inibe Inibe*

Aumento de tamanho de células em C.T. Sim Sim Sim Não Não

Controle da diferenciação em C.T. Sim Sim Sim Sim Sim

Estimula enraizamento de estacas Sim Não Variável Sim* Sim

Inibe desenvolvimento radicular Sim Não Não se sabe Sim Sim

Estimula divisão de câmbio Sim Sim Sim Inibe* Não

Abscisão de folhas e frutos Sim Não Sim Sim Sim

Ativa crescimento de frutos Sim Sim Sim* Não Não

Afeta crescimento de caules (hastes) Não Ativa Não Inibe Inibe Interrompe o repouso de gemas vegetativas Não Sim Sim Inibe Sim*

Favorece a germinação de algumas sementes Não Sim Não Inibe Sim*

Favorece síntese de amilase em grãos Não Sim Sim Inibe Não

Manutenção da dominância apical Sim Sim Não Não se sabe Sim

Inibe a degradação de proteínas e clorofila na

senescência Sim* Sim Sim* Não, acelera Não, acelera

Ativa o pico climatérico no processo de

maturação de frutos Não se sabe Não Não Não Sim

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Glossário

Fecundação: União do gameta masculino com o feminino. Também chamado de fertilização.

Floema: Conjunto de vasos liberianos da planta e outros elementos que colaboram no transporte da seiva elaborada.

Gema apical: É a ponta do caule

Gema lateral: Nas ramificações do caule.

Osmose: Passagem da água de uma solução para outra através de uma membrana semipermeável.

Seiva bruta: Líquido composto de água e sais minerais absorvidos do solo pelas raízes das plantas.

Seiva elaborada: Líquido com açúcares distribuídos a todas as partes da planta.

Xilema: Conjunto de vasos lenhosos da planta e outros elementos que colaboram no transporte da seiva bruta.

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Referências

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