Objetivo da comunicação

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1 Biologia Celular e Histologia de Opuntia ficus-indica Prof. Dr. Pedro G. Lloret Ivorra Dpto. Anatomía, Biología Celular y Zoología Universidad de Extremadura Badajoz (España) Financiado através do orçamento de ajudas a grupos de investigação da Junta da Extremadura (GR10152) e da UEx (Ayuda Básica a Grupos de Investigación 18B-900). Objetivo da comunicação Tendo em conta a sua anatomia, histología e biologia celular queremos demonstrar que a figueira da índia: É uma planta muito bem adaptada ao clima e ás condições meioambientais do centro e sul da Península Ibérica. Por isso e dada a sua produtividade, poderá ser um tipo de plantação prometedor no futuro. 1

2 Antes de analisar as adaptações que apresenta a figueira da índia, vamos comentar algumas generalidades sobre a evolução da família á que pertence, os cactos (Cactaceae). Também explicaremos o significado de alguns termos que se usam para descrever estruturas anatómicas próprias dos cactos. Evolução dos cactos Pensa-se que os cactos derivam de um ancestral muito parecido ao actual género Peresekia. As plantas deste género são lianas ou arbustos do continente americano, com folhas grandes e finas. Peresekia aculeata 2

3 Redução das folhas O primeiro passo da evolução dos cactos actuais, foi provavelmente a redução do tamanho das folhas Areola Areola: caule curto ou gema axilar duma folha. As folhas da areola transformaram-se em espinhos. Na sua superfície normalmente aparecem muitos tricomas (pelos epidérmicos). O meristema apical da areola é capaz de produzir novos caules ou flores. 3

4 es hr ar Fotografia com um microscopio de dissecção de um fruto jovem de Opuntia ficus-indica na qual se pode observar uma areola (ar) com trés espinhos (es) de considerável tamanho junto de uma folha (hr) muito pequena mas verde. Caule achatado Seguidamente, em Opuntioidae, o caule converteu-se num cladódio achatado 4

5 Desenvolvimento da planta de O. ficus-indica O desenvolvimento do indivíduo, de alguma maneira, reproduz os passos do desenvolvimento da espécie Desenvolvimento da planta A B (A) Planta de O. ficus-indica recém germinada que se parece á de qualquer dicotiledónea. (B) Em questão de dias, a plantinha desenvolve um caule que, ao principio não é achatado, mas já tem o aspecto típico dos cactos de caule cilíndrico. 5

6 Desenvolvimento da planta A B (A) Planta de uns 6 meses que já produziu o segundo cladódio (B) Planta de uns 18 meses. Cabe destacar como a segunda e terceira generações de cladódios já são achatados Alterações adaptativas A figueira da índia é uma planta adaptada ao clima semiárido. Desenvolveu estruturas que a protegem dos herbívoros (espinhas e gloquídios). No entanto, é certo que o hombre selecionou durante milénios variedades que se podem cultivar em sitios mais humidos e com poucos espinhos nos seus cladódios. 6

7 Principais adaptações da figueira da índia ao clima seco Folhas reduzidas. Estomas que se abrem durante a noite. Metabolismo CAM. Canais mucilaginosos e córtex que armazena água. Raízes com crescimento determinado. Folhas A ep cp cm B hv hr (A) Fotografia de um cladódio jovem com numerosas folhas rudimentares (hr). (B) Corte transversal de uma folha no qual se pode observar a sua organização histológica ainda complexa. A epiderme (ep) reveste externamente a estrutura que contém células do parénquima (cp), células mucilaginosas e feixes vasculares (hv). 7

8 Epiderme das folhas A B (A)Corte transversal de O. ficus-indica no qual se observa que a epiderme contém expansões mais ou menos altas na parte externa da sua parede. (B) Um estoma em corte tangencial. A Estomas B (A)Corte transversal de uma folha onde se observa um estoma. (B) Imagem de microscopia electrónica de varrimento (SEM) onde se observam expansões da parede e estomas na epiderme. 8

9 As folhas murcham Quando o cladódio alcança a maturidade, as folhas pequenas deixam de ser verdes, murcham e finalmente caem. Básicamente é o caule que carrega a responsabilidade de realizar a fotossíntese. Funcionamento dos estomas Para evitar a perda de água os estomas de O. ficus-indica fecham-se durante o día y abrem-se de noite. 9

10 Crassulacean acid metabolism (CAM) Transpiração.- Durante a noite, os cactos abrem os estomas, captam CO 2 e perdem muito pouca água. A planta armazena o CO 2 na forma de ácido málico. Fotossíntese.- Durante o dia utilizam o ácido málico para a fotossíntese com os estomas fechados. Armazenamento de água cm cz cm cz md A figueira da índia armazena água sobre tudo nas células do córtex (cz) profundo, medula (md) e nas células mucilaginosas (cm). 10

11 Crescimento estacional Os cladódios crescem nas épocas de chuva e temperatura mais moderada Raízes com crescimento determinado Uma raíz com crescimento determinado desenvolve-se rápidamente até que esgota o seu meristema apical e detém o crescimento. No entanto, não está morta e pode formar raízes laterais quando as condições meioambientais forem favoráveis de novo (raízes de chuva). 11

12 Algumas adaptações de proteção contra herbívoros Areolas. Espinhos Gloquídios Drusas (oxalato de cálcio) Areola Fruto Cladódio 12

13 Areola Espinhos São folhas modificadas. As suas células têm paredes celulares muito grossas e rijas. Terminam em ponta. São uma arma dissuasiva frente aos herbívoros e frugívoros. 13

14 Espinhos A B As células que revestem o extremo do espinho têm umas expansões em direção contraria á da ponta denominadas barbas. Os espinhos do cladódio (A) são ligeiramente mais grossos e resistentes que os do fruto (B) Tricomas tr gl Na areola observam-se numerosos tricomas (tr) y gloquídios (gl). 14

15 Gloquídios São espinhos curtos e finos. Soltam-se com muita facilidade. Têm barbas muito pronunciadas em quase toda a sua extensão. Quando se cravam na pele são difíceis de ver e de retirar. Por isso são considerados uma boa estrutura dissuasiva para herbívoros e frugívoros. Gloquídios Gloquídios de frutos de O. ficus-indica 15

16 Inclusões minerais Os cladódios têm inclusões minerais tanto na epiderme como nos tecidos mais profundos. O principal tipo de inclusões na O. ficusindica são as drusas. As inclusões dão um sabor áspero aos cladódios maduros. Para consumi-los como verdura são mais convenientes os cladódios jovens. Drusas (oxalato de cálcio) A B Drusas na hipoderme (A) e no parénquima do córtex profundo (B) 16

17 A figueira da índia é uma planta muito bem adaptada ao clima mediterráneo de grande parte da Península Ibérica. A sua plantação poderia fornecer um valor adicional á economia rural muito interessante nas zonas onde plantações mais clássicas não seriam rentáveis Conclusão Agradecimentos Á Junta da Extremadura e á UEx pelo seu apoio económico. Á Ilda de Jesús Casimiro Felicio por traduzir o texto de apresentação Aos meus companheiros de inquietudes pelo tesouro que há debaixo dos espinhos: Manuel Blasco Ruiz Alberto Lloret Salamanca A todos voçês pela vossa atenção. 17