BOTÂNICA
(Fisiologia do estresse em plantas)
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FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Introdução
O estresse em plantas é uma reação adversa às condições ambientais que são desfavoráveis ao crescimento vegetal. Estas condições ambientais desfavoráveis são conhecidas como fatores de estresse.
Os tipos de estresse, são divididos em dois grandes grupos:
estresses bióticos, que estão relacionados ao ataque de pragas, doenças e plantas daninhas; e os estresses abióticos, que podem
ser térmicos, salinidade, luminosidade, hídrico, entre outros.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Introdução
1 - Estresse biótico
O estresse biótico (do grego bios, “vida”) é aquele desencadeado pela ação nefasta de um outro organismo vivo: fungos, insetos, bactérias, vírus, ervas daninhas etc.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Introdução
2 - Estresse abiótico
O estresse abiótico é aquele induzido por tudo o que não é vivo, constituindo um desafio para uma planta:
•A geada.
• O calor.
• Os choques térmicos.
•A salinidade.
•A falta de água.
• Os raios solares.
•As carências nutricionais.
• Vento ou inundações.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Introdução
A Selaginella lepidophyllamais comumente chamada de “Rosa de Jericó” é extraordinariamente resistente à seca. Ela pode resistir à ausência de água durante vários anos, fica parecendo uma bola de folhas secas e dá a impressão de estar morta, mas abre-se novamente sob o mínimo
vestígio de umidade, quando suas folhas tornam-se verdes outra vez.
A Selaginella lepidophylla também chamada de falsa Rosa de Jericó ou planta de dinossauro.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse hídrico
• Inibição da expansão e do crescimento das folhas.
• Inibição da germinação das sementes.
• Estímulo à abscisão das folhas.
• Estímulo ao crescimento das raízes mais profundas.
• Fechamento dos estômatos.
• Todos os efeitos acima sob a ação do ácido abscísico (ABA).
Principais reações da planta à falta de água
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse hídrico
Adaptações de plantas xerófitas
• Epiderme pluriestratificada e hipoderme.
• Caules e folhas especializados em armazenar água.
• Estômatos situados em criptas, protegidos por pelos.
• Parênquima paliçádico com várias camadas.
• Cutícula espessa para reduzir a transpiração.
• Superfície foliar reduzida, transformada em espinhos.
• Células das raízes com alto teor de solutos, favorecendo a osmose.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse hídrico
LEGENDA: Folha xerófita 1. Cutícula superior.
2. Nervura foliar.
3. Epiderme superior.
4. Extensão da bainha.
5. Parênquima paliçádico.
6. Bainha do feixe.
7. Célula estomática.
8. Tricoma.
9. Epiderme inferior.
10. Parênquima lacunoso.
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FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse hídrico
LEGENDA: Parênquima de reserva A. Parênquima aquífero
A
Parênquima Aquífero: Tecido constituído por células relativamente grandes, com um notável vacúolo, envolvido por uma fina camada de citoplasma, sendo responsável pelo armazenamento de água.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Áreas desérticas pelo mundo
África
1. Deserto do Saara.
2. Deserto da Líbia.
3. Deserto de Kalahari.
4. Deserto da Namíbia.
América
1. Deserto da Patagônia.
2. Deserto do Atacama no Chile.
3. Mojave, Sonora, Chihuahua (América do Norte).
Ásia-Pacífico
1. Deserto de Gobi ou deserto da Mongólia; Taklamakan (na China).
2. Deserto de Karakum no Turquemenistão.
3. Kyzyl Kum no Cazaquistão e Usbequistão.
4. Deserto da Arábia.
5. Negve no sul de Israel.
6. Deserto da Judeia, a leste de Israel e do Estado da Palestina.
7. Os desertos da Austrália.
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FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Áreas desérticas pelo mundo
África – Deserto do Saara África – Deserto da Líbia
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Áreas desérticas pelo mundo
África – Deserto de Kalahari África – Deserto da Namíbia
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Áreas desérticas pelo mundo
América do Sul – Deserto da Patagônia América do Sul – Deserto do Atacama
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Áreas desérticas pelo mundo
América do Norte –Deserto de Mojave América do Norte – Deserto de Sonora América do Norte –Deserto de Chihuahua
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Áreas desérticas pelo mundo
Ásia-Pacífico – Deserto de Gobi Ásia-Pacífico – Deserto de Taklamakan
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Áreas desérticas pelo mundo
Ásia-Pacífico – Deserto de Karakun Ásia-Pacífico – Deserto de Kyzyl Kum
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Áreas desérticas pelo mundo
Ásia-Pacífico – Deserto da Arábia Ásia-Pacífico – Deserto de Negev
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Áreas desérticas pelo mundo
Ásia-Pacífico – Deserto da Judeia Ásia-Pacífico – Deserto da Austrália
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de salinidade
Poucas são as espécies que apresentam tolerância a esse tipo de solo - Halófitas.
Possuem crescimento e fotossíntese diminuídos.
São vegetais adaptados a viver em regiões com alto teor de sais no solo, principalmente cálcio e sódio.
Ex.: Pântanos salinos e regiões de mangue.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de salinidade
Adaptações de plantas a altas concentrações de sais
• Raízes com alta concentração de solutos.
• Absorção de água por osmose em ambiente salino.
• O excesso de sais é secretado por glândulas nas folhas.
• Suculência das folhas evitando a perda de água por transpiração.
• Estômatos em criptas.
• Área das folhas reduzidas.
• Cutículas espessas.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de salinidade
LEGENDA: Folha de planta halófita
A. Cripta foliar com estômatos A
A espirradeira (Nerium oleander) é uma planta arbustiva, que pode atingir 5m de altura e é muito utilizada em paisagismo. A imagem ilustra um corte histológico de uma folha de espirradeira, com estômatos localizados em uma cripta, alguns tricomas e uma espessa
camada de cutícula que reveste a epiderme foliar.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de salinidade
Glândulas de sal: São tipos de tricomas, encontrados em folhas de plantas que vivem em ambientes salinos, não existe uma distinção clara de glândulas de sal e hidatódios. As glândulas de sal ocorrem em plantas halófitase são responsáveis pela remoção do excesso de sal, evitando um acumulo de íons minerais nos
tecidos de algumas plantas, o que pode ser nocivo, assim estas glândulas secretam esse excesso de sal em forma de soluções salinas.
Avicennia tomentosa Laguncularia racemosa
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de salinidade
Também chamado aspargo-do-mar, a Salicórnia é uma planta rica em vitaminas e minerais e usada também
como substituto do sal e chamada de sal verde.
O sabor e o seu conteúdo de sal advêm do fato de ser uma planta halófita, nasce e vive nas salinas e tem uma grande resistência neste tipo de habitat. Apenas as
pontas, muito tenras e não fibrosas são usadas como alimento.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de água
São vegetais que vivem em solo muito úmido ou em água (parcial ou completamente submersos).
Adaptações de plantas hidrófitas
• Redução dos tecidos de sustentação.
• Redução dos tecidos de transporte ou condução.
• Folhas especializadas para flutuação.
• Os estômatos só ocorrem na epiderme superior.
• O parênquima paliçádico apresenta espaços cheios de ar.
• Cutícula delgada ou ausente.
• Folhas submersas sem estômatos e sem cutícula.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de água
LEGENDA: Planta aquática
A. Parênquima aerífero (aerênquima) A
Parênquima aerífero ou aerênquima: Tecido cujas células apresentam grandes espaços intercelulares, facilitando a circulação de gases, fazendo com que, principalmente os vegetais aquáticos flutuem.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de água
Lírio d’água – Nymphaea sp Lírio d’água – Nymphaea sp
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de água
Lírio d’água – Nymphaea sp Lírio d’água – Nymphaea sp
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de água
Vitória Régia – Victoria amazonica Vitória Régia – Victoria amazonica
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de água
Aguapé – Eichhornia sp Aguapé – Eichhornia sp
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de água
Salvinia auriculata Azolla filiculoides
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de oxigênio
As plantas de mangue possuem pneumatóforos, que são raízes aéreas respiratórias que se alongam acima da superfície da água, absorvendo oxigênio diretamente do ar atmosférico.
Pneumatóforo
Raízes respiratórias ou pneumatóforossão adaptadas a realização de trocas gasosas com o ambiente. Esse tipo de raiz é encontrado em plantas como a Avicennia tomentosa, que vive no solo encharcado e pobre em gás oxigênio nos manguezais.
Avicennia tomentosa
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao estresse de oxigênio
Raízes respiratórias ou pneumatóforos – Avicennia sp Raízes respiratórias ou pneumatóforos – Avicennia sp
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao calor e choque térmico
Adaptações a resistência ao calor
O estresse ao calor inibe a fotossíntese e prejudica as funções da membrana plasmática e a estabilidade enzimática.
Altas temperaturas provocam desnaturação enzimática.
• As folhas diminuem o seu tamanho e a absorção de luz.
• Algumas proteínas em altas temperaturas agem como protetoras.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao calor e choque térmico
Submetidas a temperaturas elevadas, a planta pode perder uma quantidade significativa de umidade, e acima dos 30°C a taxa de fotossíntese é extremamente reduzida, o que leva ao estresse.
Mandacaru – Cereus jamacaru Lavanda – Lavandula sp Coroa-de-frade – Melocactus zehntneri
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao frio e congelamento
A resistência a temperaturas de congelamento depende da capacidade de os espaços extracelulares acomodarem o volume de crescimento de cristais de gelo e da habilidade do protoplasma em resistir à desidratação.
Adaptações a resistência ao frio
• Atuação do ácido abscísico (ABA), estimulando a dormência das plantas.
• Estimula a formação de escamas espessas e cera ao redor das gemas.
• Inibe o crescimento de ramos laterais da planta.
• Estimula a concentração de solutos nos vasos do floema.
• Proteínas ajudam a limitar o crescimento de cristais de gelo.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao frio e congelamento
As estações mais frias podem provocar uma situação de estresse e, como consequência, a proteína deixa de ser utilizada em processos vitais. Isso porque, em condições de estresse, as plantas optam para preservação da capacidade vegetativa em
detrimento da reprodutiva, exigindo um gasto energético ainda maior.
FISIOLOGIA DO ESTRESSE EM PLANTAS Resistência ao frio e congelamento
Uma das adaptações morfológicas que as folhas de ambientes frios possuem são suas formas aciculadas ou de agulha (comuns nas Gimnospermas, especialmente nas Coníferas). A perda de calor na acícula é bem menor que nas folhas
largas e lobadas das plantas tropicais.