Fisiologia Vegetal
A fisiologia vegetal estuda os fenômenos vitais que acontecem nas plantas. Estes fenômenos podem referir-se ao metabolismo vegetal; ao desenvolvimento vegetal; ao movimento vegetal ou a reprodução vegetal.
Fisiologia da Condução de Seiva
O sistema de condução de materiais pelos corpos dos seres vivos deve garantir a distribuição de nutrientes e retirada de substâncias tóxicas das células dos tecidos de todo organismo.
Nos vegetais a condução de seiva, isto é, soluções salinas e soluções açucaradas, é realizada através dos sistemas de vasos, que se distribuem ao longo do corpo das traqueófitas.
A distribuição de seiva bruta ou inorgânica (água e sais minerais) é realizada pelos vasos de xilema ou lenho. A distribuição de seiva elaborada ou orgânica (água e açúcares) é realizada pelos vasos de floema ou líber.
O Mecanismo da Condução de Seiva Bruta ou Inorgânica
O transporte da seiva bruta ou inorgânica é realizado em duas etapas, apresentando um transporte horizontal e um transporte vertical de ascensão de seiva.
O transporte horizontal de seiva ocorre desde os pêlos absorventes da epiderme, até os vasos de xilema. A ascensão da seiva ocorre até as folhas, onde ocorrem os fenômenos da fotossíntese e da transpiração.
Nos vasos condutores de xilema, existe uma coluna contínua de água, formada por moléculas de água, fortemente coesas, ligadas por pontes de hidrogênio.
Além da força de coesão entre as moléculas de água, estas estão fortemente aderidas às paredes dos vasos de xilema.
Conforme ocorre à saída de água na forma de vapor através das folhas existe um movimento da coluna de água através dos vasos, desde as raízes até as folhas, pois estão coesas e submetidas a uma força de tensão que movimenta a coluna de água através do xilema.
À medida que a água é perdida pela transpiração ou usada na fotossíntese, ela é removida do caule e retirada da raiz, sendo absorvida pelo solo. Para este movimento de água no corpo do vegetal é imprescindível a força de sucção exercida pelas folhas.
Para ocorrer a ascensão da seiva bruta nos vasos de xilema, não deve ocorrer a formação de bolhas de ar nos vasos condutores, pois estas romperiam a coesão entre as moléculas de água, obstruindo a ascensão da coluna de água através do xilema.
O Mecanismo da Condução de Seiva Elaborada ou Orgânica
A seiva elaborada ou orgânica formada nas células dos parênquimas clorofilianos das folhas através da fotossíntese é distribuída por todo o corpo do vegetal através dos vasos de floema ou líber, que estão localizados próximos à casca dos vegetais.
No vegetal deve ser mantida a diferença de concentração de açúcar entre o órgão produtor, que são as folhas onde ocorre a fotossíntese; e o órgão consumidor, que é a raiz, onde ocorre apenas a respiração. Mantido este gradiente de concentração entre folhas e o resto do corpo do vegetal, ocorrerá o fluxo sob pressão de seiva elaborada através do floema.
Se retirarmos um anel completo da casca (anel de Malpighi) que envolve o vegetal, interrompemos a distribuição de seiva elaborada em direção à raiz, pois os vasos liberianos são lesados, levando à morte das raízes depois de certo tempo. Com a morte das raízes, não ocorre absorção de água e sais minerais do solo e, conseqüentemente, ocorrerá a morte do vegetal, pois as folhas não receberão mais água.
Fisiologia do Crescimento e Desenvolvimento
Muitas atividades dos vegetais são comandadas pela ação de hormônios ou fitormônios, que determinam o crescimento e o desenvolvimento dos vegetais.
O crescimento do vegetal corresponde ao aumento do número de células, aumento do volume celular e da própria massa do vegetal. Alguns tipos de movimentos dos vegetais estão relacionados com seu crescimento.
O desenvolvimento do vegetal está relacionado com o aparecimento de novas características e de estruturas que desempenham funções específicas como raiz, caule, folhas, flores, sementes e frutos.
Os Hormônios Vegetais
Os hormônios são substâncias produzidas em uma parte específica do organismo, que atua em baixas concentrações, sobre células específicas, situadas em locais diferentes de onde os hormônios foram produzidos.
Existe uma grande diversidade de hormônios como as auxinas, giberilinas, citocininas (cinetina e zeatina) e o etileno.
Auxinas
As auxinas são produzidas no ápice do vegetal, sendo distribuídas por um transporte polarizado do ápice para o resto do corpo do vegetal.
Um dos efeitos das auxinas está relacionado com o crescimento do vegetal, pois atuam sobre a parede celular do vegetal, provocando sua elongação ou distensão e, conseqüentemente, o crescimento do vegetal.
Na verdade os efeitos das auxinas sobre os vegetais é muito diversificado, dependendo do local de atuação e concentração, podem apresentar efeitos completamente antagônicos.
Os Efeitos das Auxinas sobre os Vegetais
As auxinas e a dominância apical
As auxinas, além de promoverem a distensão celular, quando distribuídas caule abaixo, inibem a atividade das gemas laterais, localizadas nas axilas das folhas, que ficam em dormência.
Quando a gema apical do vegetal é retirada, as gemas laterais saem da dormência, isto é, da dominância apical, e ramos laterais desenvolvem-se.
Esta eliminação das gemas apicais é chamada de poda e tem como conseqüência o aumento da copa do vegetal com formação de novos ramos laterais.
As auxinas e a formação de frutos partenocárpicos
Após a fecundação, nas angiospermas, o embrião no interior da semente produz auxinas que agem sobre as células das paredes do ovário, promovendo sua transformação em frutos.
Se não ocorrer fecundação, os óvulos não são transformados em sementes e, conseqüentemente, ocorre a abscisão da flor com a queda do ramo floral.
Se as flores de um vegetal forem pulverizadas com auxinas (AIA), ocorre o desenvolvimento de um fruto partenocárpico a partir da parede do ovário, que não possui sementes no seu interior.
Pode-se induzir a floração em abacaxi, por exemplo, com o uso do ácido naftaleno acético (ANA), que é um tipo de auxina.
As auxinas de efeito herbicida
O efeito herbicida é dado por uma auxina sintética conhecida como 2,4 D (ácido 2,4 diclorofenoxiacético).
Em altas concentrações esta auxina é tóxica para plantas de folhas largas (dicotiledôneas), em áreas de campo ou de agricultura intensiva, eliminando as plantas chamadas de ervas daninhas nestas áreas.
Movimentos Vegetais
Os movimentos dos vegetais respondem à ação de hormônios ou de fatores ambientais como substâncias químicas, luz solar ou choques mecânicos. Estes movimentos podem ser do tipo crescimento e curvatura e do tipo locomoção.
Movimentos de Crescimento e Curvatura
Estes movimentos podem ser do tipo tropismos e nastismos. Os tropismos são movimentos orientados em relação à fonte de estímulo. Estão relacionados com a ação das auxinas.
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.
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.
Quimiotropismo
Movimento orientado em relação a substâncias químicas do meio.
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.
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.
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".
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.
Seismonastia
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.
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.
Quimiotactismo
Movimento orientado em relação a substâncias químicas como ocorre com o anterozóide em direção ao arquegônio.
Aerotactismo
Movimento orientado em relação à fonte de oxigênio, como ocorre de modo positivo com bactérias aeróbicas.
Fototactismo
Movimento orientado em relação à luz, como ocorre com os cloroplastos na célula vegetal.
Fotoperiodismo
O fotoperiodismo é a capacidade do organismo em responder a determinado fotoperíodo, isto é, a períodos de exposição à iluminação.
Nos vegetais o fotoperiodismo influi no fenômeno da floração e, conseqüentemente, no processo reprodutivo e formação dos frutos.
O florescimento do vegetal é controlado em muitas plantas pelo comprimento dos dias (período de exposição à luz) em relação aos períodos de noites (períodos de escuro).
Ao longo do ano, em regiões onde as estações (outono, inverno, primavera e verão) são bem definidas, existe variação do comprimento dos dias em relação às noites, e muitas plantas são sensíveis a estas variações, respondendo com diferentes fotoperíodos em relação à floração.
Classificação das Plantas quanto ao Fotoperíodo
Plantas de dia longo
São as plantas que florescem quando expostas a um fotoperíodo acima de um valor crítico, que é chamado de fotoperíodo crítico. Quando esta planta estiver exposta a um fotoperíodo menor que o seu fotoperíodo crítico, ela cresce mas não floresce.
Algumas plantas que respondem deste modo são espinafre, aveia, rabanete, entre outras. Observe a resposta de uma planta de dia longo em relação à exposição à luz.
Plantas de dia curto
São as plantas que florescem quando submetidas a fotoperíodos abaixo do seu fotoperíodo crítico. Quando expostas a fotoperíodos maiores que o seu fotoperíodo crítico, estas plantas crescem, mas não florescem.
Algumas plantas que respondem deste modo são morangueiro, crisântemo, café e orquídea.
A figura a seguir mostra o comportamento de uma planta de dia curto quando exposta à luz.
Plantas neutras ou indiferentes
São as plantas que florescem independentemente do fotoperíodo ou que não respondem a um determinado fotoperíodo, como o tomateiro e o milho.
Pesquisas sobre as respostas das plantas a fotoperíodos mostraram que os períodos de escuro que a planta fica exposta devem ser contínuos, ao contrário dos períodos de iluminação que não precisam ser contínuos, pois a interrupção dos períodos de escuro leva a inibição da floração do vegetal.
A resposta do vegetal a floração está relacionada com a ação de um pigmento chamado fitocromo, que é sensível à variação do comprimento do dia de iluminação desencadeando uma resposta fisiológica do vegetal para a floração.
Exercícios
1. De acordo com o estudo realizado sobre a fisiologia das plantas, responda as questões abaixo assinalando (v) nas alternativas verdadeiras e (f) nas alternativas falsas.
a.( ) A distribuição de seiva bruta ou inorgânica(água e açúcares) é realizada pelos vasos de floema ou líber.
b.( ) O transporte da seiva bruta é realizado em apenas uma etapa apresentando um transporte vertical de ascensão de seiva.
c.( ) Nos vasos condutores de xilema, existe uma coluna contínua de água, formada por moléculas de água, fortemente coesas, ligadas por pontes de hidrogênio.
d.( ) O crescimento do vegetal corresponde ao aumento do número de células, aumento do volume celular e da própria massa do vegetal. Alguns tipos de movimentos dos vegetais estão relacionados com seu crescimento.
e.( ) O Fototropismo e um 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.
f.( ) Aerotactismo e um movimento orientado em relação à fonte de oxigênio, como ocorre de modo positivo com bactérias aeróbicas
2.Relacione as Colunas:
(a)Quimiotactismo ( ) Movimento orientado em relação a substâncias químicas como ocorre com o anterozóide em direção ao arquegônio.
(b) Plantas de dia longo ( )São as plantas que florescem quando submetidas a fotoperíodos abaixo do seu fotoperíodo crítico.
(c) Plantas de dia curto ( ) Movimento orientado em relação à luz, como ocorre com os cloroplastos na célula vegetal.
(d)Fototactismo ( ) São as plantas que florescem quando expostas a um fotoperíodo acima de um valor crítico, que é chamado de fotoperíodo crítico.
Trabalho realizado pelas acadêmicas: Lilian, Daniela,Mariane,Orlando e Carla Drielle
Interfixa
Interpotente
Inter-resistente
Interfixa
Interfixa
Inter-resistente
