Inquérito Científico de Biologia e Geologia (ano 1) Ano Lectivo: 2007/2008 Nome: Nº Turma: CT Curso: CH-CT Data: / /2008 Docente: Catarina Reis Transporte no floema Desde o século XVII que os trabalhos de William Harvey mostraram que o sangue circula no corpo humano através de vasos. Em 1661, Marcello Malpighi, professor de medicina da Universidade de Bolonha, descreveu a rede dos mais pequenos destes vasos, os capilares. Mas a curiosidade de Malpighi foi para além do sistema circulatório humano; queria saber como os materiais se moviam no corpo de todos os organismos, tanto animais como plantas. Malpighi suspeitava que, tal como o homem, as plantas de maior dimensão tinham algum tipo de sistema circulatório responsável pelo transporte dos materiais de um local para o outro; se assim não fosse, como é que os materiais se podiam mover ao longo de grandes distâncias, entre as raízes profundas e as folhas nas pontas dos troncos? Malpighi aventou a hipótese de que a seiva bruta, ascendente, proveniente do solo, era modificada, nas folhas, por acção da luz solar, em seiva elaborada». Malpighi decidiu testar se o sistema circulatório da planta se encontrava na casca de uma árvore. Para isso, retirou um anel completo de casca à volta do tronco de uma árvore, uma técnica chamada incisão (Fig. 1). Após algum tempo, observou que o tronco acima da incisão inchava, levando à morte da árvore. 1. Elabore uma teoria explicativa para estes resultados. Fig.1 2. A parte da planta situada abaixo do corte, apesar de subsistir durante algum tempo, acabou por morrer. Explique este facto. 3. Infira sobre a conclusão a que Malpighi pode ter chegado com esta experiência. 1/5
A remoção de um anel de floema interrompeu a translocação floémica proveniente das folhas. A seiva floémica acumulou-se, assim, acima da zona de corte, provocando um aumento de volume dessa zona. Apesar da interrupção do fluxo floémico, a parte inferior da planta sobrevive algum tempo, graças às reservas de alimento aí localizadas, mas quando essas reservas se esgotam, acaba por morrer. Porque o tronco só inchou acima da incisão, Malpighi concluiu que a incisão tinha bloqueado o movimento descendente dos materiais. O bloqueamento levou a que esses materiais se acumulassem acima da incisão, o que provocou o inchaço do tronco; se os materiais se movessem para cima, teria sido a casca abaixo da incisão a inchar. Por a árvore ter morrido, Malpighi concluiu que o material descendente na casca da árvore é essencial à vida da planta. Mas que material era esse? Os trabalhos de Malpighi não tiveram a necessária continuidade; foi já no século XX, em 1928, que dois botânicos ingleses, L. Mason e E. Maskell repetiram a experiência de Malpighi. Depois de terem feito uma incisão no tronco de uma árvore, mediram a taxa de perda de vapor de água das folhas da árvore. Mason e Maskell sabiam, de estudos anteriores, que grande parte da água que entra nas plantas é perdida por evaporação nas folhas. Ao medir a taxa da perda de vapor de água nas folhas de uma planta com uma incisão, os investigadores podiam determinar se o principal caminho através do qual a água subia era através da casca ou através do interior do tronco, onde não chegou a incisão. Tal como Malpighi, Mason e Maskell verificaram que o tronco inchava só acima da incisão, mas os seus estudos determinaram que a incisão não modificava a taxa de vapor de água perdida pelas plantas. Baseados neste resultado, Mason e Maskell concluíram que a água tem de se mover ascendentemente através dos tecidos interiores do tronco. Para explicar o inchaço acima da incisão, os investigadores concluíram que outros materiais tinham um movimento descendente através da casca. Nos anos 20, os botânicos chamaram, ao tecido que existia na casca, floema, e ao tecido do interior do tronco, xilema. Visto que a maior parte da água que circula numa planta é libertada pelas folhas, sob a forma de vapor de água, Mason e Maskel concluíram que a água circula, maioritariamente no sentido ascendente, através do xilema. O mecanismo da ascensão xilémica garante o transporte de água e sais minerais até às folhas, para aí se produzirem substâncias orgânicas, graças ao processo fotossintético. No entanto, a fotossíntese não ocorre em todas as células, pelo que as substâncias orgânicas produzidas nos órgãos fotossintéticos têm que ser transportadas pelo floema para as restantes células da planta. 2/5
A seiva floémica, também chamada seiva elaborada, difere da seiva xilémica, pois contém produtos orgânicos resultantes da fotossíntese, o que lhe confere uma certa viscosidade. A seiva floémica pode conter ainda algumas substâncias minerais e hormonas vegetais. A translocação floémica está intimamente relacionada com a actividade das células vivas do floema. Fig. 2- A resina viscosa, extraída dos pinheiros, é o resultado da exsudação provocada pela seiva elaborada destas árvores. Foi só a partir de 1950 que a utilização de afídeos permitiu um melhor conhecimento sobre as características do conteúdo do floema. Os afídeos (Fig.3) são insectos parasitas do floema no qual introduzem as suas pontiagudas peças bocais (estiletes) e do qual extraiu grande quantidade de nutrientes. Frequentemente exsudam o excesso absorvido sob a forma de «melaço», que é depois aproveitado por formigas e abelhas. Fig. 3 Experiências realizadas em meados do século passado permitiram obter um melhor conhecimento da translocação floémica. Hoje em dia, sabe-se que o conteúdo floémico se encontra sob pressão e flui em todas as direcções, a uma velocidade variável, que chega a atingir um metro por hora. A constituição da seiva elaborada varia de espécie para espécie, mas, na generalidade, contém cerca de 10% a 20% de sacarose ou outros açúcares, ácidos aminoácidos, nucleótidos, hormonas, iões inorgânicos, etc. Apesar de tudo, os mecanismos responsáveis pela translocação floémica ainda não são completamente conhecidos. Várias teorias têm sido propostas na tentativa de explicar o movimento da seiva no floema. Contudo, nenhuma delas conseguiu dar resposta satisfatória a todas as questões suscitadas por este fenómeno. 3/5
Em 1926, um cientista chamado Münch apresentou a hipótese do fluxo de massa, ou fluxo sob pressão, na qual admite que a translocação floémica ocorre graças a um gradiente nas concentrações de sacarose, que se estabelece entre uma fonte (região da p1anta onde a sacarose entra no floema) e o local de consumo (região da planta onde a sacarose sai do floema). Desta forma, é a produção de sacarose em determinados locais da planta e o seu uso noutros locais que possibilita o fluxo veloz de massa dos solutos contidos no floema. O esquema seguinte ilustra a translocação da seiva floémica, que ocorre devido à existência de um gradiente de concentração de sacarose. 1. Com base na figura, infira o local da planta onde a sacarose é produzida. 2. Identifique o local da planta onde se dá a saída de sacarose. 3. Tendo em conta as percentagens de sacarose indicadas para as células das folhas e para o floema, explique a entrada para o floema deste açúcar. 4/5
Os glícidos produzidos nas folhas durante a fotossíntese são convertidos em sacarose antes de entrarem para o floema, para serem transportados aos locais onde são armazenados ou gastos, tais como as flores, os frutos, as sementes, os caules ou as raízes. A passagem da sacarose das células das folhas para as células de companhia do floema ocorre por transporte activo. 5/5