Transporte nas Plantas

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1 Transporte nas Plantas Para sua sobrevivência, os seres vivos necessitam de substâncias (moléculas e iões) que têm de ser transportadas a cada uma das células que os constituem. Os seres vivos simples não necessitam de sistemas de transporte especializados, ao contrário dos organismos mais complexos, como por exemplo as plantas terrestres. Estes organismos desenvolveram para além de um sistema condutor, um sistema radicular que lhes permite absorver água e sais minerais. O sistema condutor é formado por dois tipos de tecidos: Xilema; Floema. 1

2 O fluido xilémico é constituído essencialmente por água e sais minerais (seiva bruta). O fluido floémico, ou seiva elaborada, transporta água, sais minerais e compostos orgânicos. Xilema Leva a água e sais minerais desde a raiz até ao resto da planta; É constituído por células mortas que possuem paredes espessamente lenhificadas, dispostas verticalmente, de topo a topo, desaparecendo as paredes transversais. Floema É constituído por células vivas, de paredes finas, que formam tubos crivosos, e apresentam as paredes transversais perfuradas placas crivosas de forma a permitirem a passagem de seiva elaborada, (nutrientes), que transportam desde as folhas até todas as partes da planta. 2

3 As plantas absorvem a água, contendo sais minerais, que se encontram no solo através do sistema radicular; a absorção faz-se ao longo de toda a raiz, particularmente na zona pilosa, onde existem pêlos radiculares (células epidérmicas com prolongamentos), que aumentam consideravelmente a superfície de absorção. Existem dois tipos de movimentos de absorção um dá-se de célula a células, através dos plasmodesmos (simplástico); outro dá-se através das paredes celulares e dos espaços intercelulares (apoplástico). A água é absorvida por osmose e também por transporte activo; a maior parte dos minerais é absorvida com gasto de energia, mas também por difusão. A quantidade de água absorvida depende: da sua quantidade disponível no solo, da ventilação, da temperatura do solo, da concentração da solução do solo e da taxa de transpiração. 3

4 A água disponível vai diminuindo à medida que as plantas a vão utilizando; Também as temperaturas baixas e as concentrações elevadas de iões em solução no solo dificultam a absorção; as temperaturas elevadas (moderadamente) facilitam a absorção. Ao chegarem ao xilema, a água e os sais minerais são transportados até às folhas. Existem duas teorias para explicar este movimento ascendente. Teoria da pressão radicular; Teoria da coesão tensão. Teoria da pressão radicular A pressão é condicionada pelo transporte de activo de iões que são lançados no xilema, o que provoca uma maior concentração de iões no interior da raiz do que no solo. Origina-se então uma diferença de pressão osmótica que força a entrada de água na raiz e a sua ascensão nos vasos xilémicos. Apesar de importante na condução da água ao xilema, este processo não é suficiente para forçar a água a subir a grandes alturas. 4

5 Teoria da coesão tensão A água evapora-se das células do mesófilo das folhas, por transpiração, o que provoca uma queda de potencial hídrico. O conteúdo celular torna-se mais concentrado e a água das células do xilema que estão próximas (ou de outras células vizinhas) ocorre às células do mesófilo. As folhas exercem uma força de sucção ao longo da coluna de xilema, designada por tensão. Entre as moléculas de água existe uma forte atracção ou coesão (união de células idênticas); então, sujeitas à tensão, assim começam a deslocar-se, Teoria da coesão tensão as moléculas de água arrastam consigo outras moléculas de água, o que resulta numa coluna contínua de água e sais minerais no xilema desde a raiz até às folhas. Para além da coesão, a coluna é também conseguida devido à adesão (atracção e união de moléculas diferentes) das moléculas de água às paredes dos vasos xilémicos, e auxiliada pela acção de capilar desde, que faz a água subir quando se encontra num tubo estreito. Resumindo, o movimento do fluído xilémico deve-se à pressão radicular, à capilaridade (adesão e coesão) e à transpiração. 5

6 A transpiração é um processo em que a planta perde água sobre a forma de vapor e dá-se principalmente nos estomas das folhas. O índice de transpiração de uma planta depende nomeadamente: da temperatura, da humidade, do ar, do vento e da luz e também do número de estomas. A luz causa a abertura dos estomas, permitindo um rápido consumo de CO2, logo quanto maior a intensidade luminosa, maior a transpiração. Todas as plantas conseguem controlar o seu índice de transpiração, abrindo ou fechando os estomas. Estes são constituídos por duas células estomáticas que deixam uma abertura entre si, chamado estiolo, e são especializados nas trocas gasosas com o meio. O abrir ou fechar dos estomas é causado pela presença ou ausência de luz, respectivamente; este fenómeno é também condicionado pela concentração de CO2 (baixas concentrações abrem os estomas) e pela disponibilidade de água no solo (quando baixa, fecha os estomas). Várias experiências sugerem que os estomas abrem e fecham devido a um fluxo de iões potássio das células da epiderme para as células estomáticas, desencadeado pela luz, e realizado através de transporte activo. 6

7 Os iões acumulam-se nos vacúolos das células estomáticas, aumentando a pressão osmótica; a água entra por osmose e os estomas abrem devido ao intumescimento das células; na ausência de luz, passa-se o contrário. Floema No caso do fluido floémico, e como não é possível o estudo directo, utilizam-se estudos indirectos, tais como: a aplicação de materiais radioactivos na raiz ou nas folhas, o uso de afídeos (insectos que se alimentam do fluido floémico) e a remoção do anel de Malpigi desde a casca até ao cilindro central. 7

8 Os estudos sob a translocação do fluido floémico indicam que: essa translocação é feita sobre pressão; que uma grande quantidade de fluido atravessa rapidamente através de cada célula; que existe um gradiente de concentração de açúcar entre as folhas (produtores) e os outros órgãos (raiz e caule); que o transporte floémico é bidireccional, ou seja, ascendente e descendente. O modelo mais aceite para explicar este transporte designa-se por hipótese de Munch, do fluxo de massa ou do fluxo sobre pressão, e foi proposto por Munch em Munch construiu o seguinte modelo. 8

9 Os balões A e B são membranas permeáveis à água, mas impermeáveis ao açúcar. No balão A encontra-se uma solução de açúcar, enquanto que o balão B contém apenas água. Ambos os balões são colocados numa tina contendo água que vai entrar por osmose no balão A; assim aumenta a pressão hidrostática e a solução sobe pelo tubo até ao balão B; a água contida no balão B é forçada a atravessar a membrana, passando para a tina. Esta deslocação far-se-á ate a concentração de açúcar ser igual nos dois balões. No entanto, nas plantas não se verifica o equilíbrio de concentrações uma vez que os açúcares são produzidos num local. Segundo o modelo do fluxo de massa, o fluido floémico desloca-se das regiões de concentração mais elevada, órgãos fotossintéticos, para as zonas de menor concentração (menor pressão osmótica). O fluido floémico é transportado, aumentando a pressão osmótica no floema; a água entra nas células do floema por osmose. Nos órgãos consumidores são utilizados ou armazenados, logo a pressão osmótica baixa, provocando saída de água do floema por osmose. 9

10 Verifica-se então um movimento da água e dos açúcares nela dissolvidos das zonas de pressões elevadas para as zonas de pressões baixas. Embora seja o mais aceite, este modelo deixa ainda alguns pontos por explicar. 10