Transporte nas plantas
Tema 2
As plantas, enquanto seres pluricelulares complexos,
necessitam de transportar substâncias minerais até às folhas, para garantir a
síntese de compostos orgânicos que aí ocorre.Estes compostos terão de ser
distribuídos a todas as células, de forma a poderem ser utilizados.
O dióxido de carbono, utilizado durante a fotossíntese,
entra na planta através dos estomas. Os estomas também controlam a
quantidade de água que se evapora pelas folhas, num processo denominado
transpiração.
Existem plantas que não necessitam de estruturas
especializadas para transportar substâncias, são plantas simples e denominam-se avasculares. Nas espécies mais evoluídas e mais complexas, existe um sistema de
transporte e denominam-se vasculares.
O movimento de água e de substâncias inorgânicas e
orgânicas nas plantas chama-se translocação
Plantas Avasculares
As algas, musgos e outras plantas pouco diferenciadas são um exemplo de plantas avasculares, que vivem na água ou em locais muito húmidos,obtêm a água e os nutrientes do meio e o seu movimento faz-se, célula a célula,por osmose e difusão respectivamente, e não apresentam estruturas de vasos de transporte, nomeadamente xilemas e floemas
Plantas Vasculares
Nas plantas terrestres de maiores dimensões e complexidade,
as células encontram se bastante afastadas das superfícies através das quais se
estabelecem trocas com o exterior As plantas vasculares desenvolveram não só um sistema
radicular que lhes permite absorver do exterior água e sais minerais, mas também um sistema condutor formado por dois tipos de vasos - o xilema, que
transporta essencialmente água e sais minerais da raiz até às folhas (seiva bruta) e o floema, que
transporta água, compostos orgânicos e sais minerais das folhas até aos órgãos de armazenamento (seiva elaborada).
Estomas
Os estomas são compostos por uma abertura, o ostíolo, este por sua vez, é delimitado por das células guardas
Raiz
Tem como funções:
- Fixação da planta ao solo
- Absorção de água e sais minerais
- Captação seletiva de nutrientes
- Reserva
Caule
Tem como funções:
- Suporte às folhas
- Transporte da seiva xilémica e floémica
- Reserva
Tecidos Condutores
Xilema
- Conduz a seiva bruta
- Elementos condutores:
- traqueídos
- elementos de vaso
2. Fibras lenhosas
3. Parênquima lenhoso
Floema
Conduz a seiva elaborada
- Células dos tubos crivosos
- Células de companhia
- Fibras
- Parênquima
Xilema
O Xilema, também chamado tecido traqueano ou lenho, é responsável pelo transporte de seiva bruta, sendo esta constituída por água (99%) e sais minerais, a partir das raízes da planta até às suas folhas.
Tipos de células no xilema
O xilema possui quatro tipos celulares:
- Elementos de vaso: são células vasculares mais largas do que os tracóides. São o resultado de células mortas, apresentam paredes laterais com espessamentos de lenhina, uma substância que lhes confere rigidez;
- Tracóides: são células longas e de
extremidades pontiagudas,
formando assim tubos que
permitem a passagem de água e
sais minerais;
- Fibras Lenhosas: são células mortas
cujas paredes são
espessas devido à
deposição da lenhina e
desempenham funções
de suporte;
- Parênquima Lenhoso: é um tecido formado por células vivas,
que desempenham atividades
metabólicas, como a fotossíntese, o
armazenamento ou a secreção de
substâncias. As células do parênquima
são as únicas células vivas do xilema.
Floema
O Floema, também chamado tecido crivoso ou líber, é responsável pelo transporte da seiva elaborada, do caule até às raízes e folhas.
Tipos de células no floema
- Células dos tubos crivosos
São células vivas e muito especializadas, cujo as suas paredes de contacto possuem uma série de orifícios porém perderam grande parte dos seus organitos.
No inverno, os orifícios destas placas crivosas ficam obstruídos por uma substância chamada calose, que mais tarde, na primavera, se dissolve.
- Células de companhia
São células vivas que possuem núcleo e os restantes organitos. Encontram-se junto às células crivosas, ajudando-as assim no transporte de nutrientes.
- Fibras
- Parênquima
Absorção Radicular
A
maior parte da água e dos iões necessários para as várias atividades da planta
é absorvida pelo sistema radicular. As células da epiderme da raiz têm um
meio hipertónico em relação ao solo,
logo vai haver a tendência para a
entrada de água por osmose e sais
minerais a partir de difusão simples.
No entanto, a solução do solo é
normalmente muito diluída, logo as
raízes tem uma maior concentração
de iões em comparação com a
concentração iónica no solo. Este
movimento de iões (contra o
gradiente de concentração) requer
energia, entrando nas células da raiz
por transporte ativo.
Transporte no Xilema
Quando os iões minerais e a água chegam ao xilema passam a ser seiva bruta, ou seiva xilémica, assim, já pode ser distribuída desde a raiz até todas as zonas da planta. A ascensão desta seiva é extremamente importante, pois permite a reposição da água que foi perdida, nas folhas, por evapotranspiração. Quando chegam ao xilema as substancias são dissolvidas de forma passiva. O movimento ascendente das substancias no xilema é bastante rápido, contínuo e unidirecional. Este movimento envolve a ação de forças físicas e para o explicar existem 2 teorias teorias:
Hipótese da absorção radicular
A hipótese da pressão radicular (na raiz), defende que a ascensão de água no xilema pode ser causada por uma pressão que se desenvolve na raiz pelas forças osmóticas. A acumulação de iões nas células da raiz faz com que entre água na planta. Por sua vez, a acumulação de água nos tecidos provoca uma pressão na raiz que faz com que a água suba no xilema.
A gotação de seiva bruta nas
pontas ou nas bordas das folhas de
algumas plantas vasculares, como
gramíneas e vários fungos,
resultado do efeito da elevada
pressão radicular.
A exsudação ocorre quando uma
parte da planta é cortada e a seiva
bruta sai como resultado do efeito
da elevada pressão radicular.
Vários estudos comprovam que:
A contínua acumulação dos sais da raiz permite a entrada de água por osmose. As forças osmóticas geram uma pressão (pressão radicular) que pode explicar a subida de água no xilema. O efeito da pressão radicular pode ser observada pela exsudação. Quando a pressão radicular é muito elevada a água sai através da gutação (gotas de água que saem pelas folhas).
Porém esta teoria não consegue explicar alguns acontecimentos:
A pressão radicular não é suficientemente grande para levar a água até ao topo de muitas árvores. A maioria das plantas não apresenta gutação nem exsudação e existem determinadas coníferas (ex: Pinheiro) que não possuem uma pressão radicular.
Hipótese da tensão-Coesão-Adesão
Esta teoria é atualmente mais aceite para explicar o movimento ascendente da seiva bruta nas plantas.
O motor do movimento da seiva bruta é a tensão criada pela transpiração.
Quando as células do mesófilo libertam vapor de água para o exterior, em função de um gradiente de pressão de vapor na superfície da folha, o potencial hídrico da água que rodeia as células do mesófilo diminui.
Como consequência da diminuição do potencial hídrico e das forças de coesão entre moléculas de água, esta vai deslocar-se das células do xilema foliar próximas (onde o seu potencial hídrico é mais elevado) para as células do mesófilo, pois a água desloca-se de zonas de potencial hídrico mais elevado para zonas de potencial hídrico mais baixo.
Cria-se assim um gradiente de potencial hídrico que se propaga às colunas de água do xilema, desencadeando uma força de tensão que permite o movimento de água através do sistema solo-planta-atmosfera.
Devido à coesão entre moléculas de água, e à sua adesão às paredes celulares dos vasos xilémicos, forma-se uma coluna contínua que transmite a tensão desde as células do mesófilo até às raízes. A combinação das três forças - tensão, coesão e adesão, permite manter a corrente de transpiração, responsável pela geração de um défice hídrico ao nível da raiz e consequente absorção de água.
A seiva floémica, também chamada seiva elaborada é transportada desde os órgãos da planta com capacidade fotossintética (ou produtores), a todas as células dos restantes órgãos da planta pelo vasos floémicos. Esta é produzida durante a fotossíntese por nutrientes orgânicos como os lípidos e os glícidos e por nutrientes inorgânicos como por exemplo a água.
Transporte no floema
Hipótese do fluxo de massa
- A glicose é elaborada nos órgãos fotossintéticos é convertida em sacarose.
- A sacarose se desloca através dos vasos crivosos, contra o gradiente de concentração, desde o órgão de produção, as folhas, até ao floema.
- O aumento da concentração de sacarose nas células dos tubos crivosos provoca uma entrada de água nestas células, que ficam túrgidas.
- A pressão de turgência (pressão que o conteúdo de uma célula exerce sobre a parede celular quando a célula fica túrgida) faz com que a solução atravesse as placas crivosas.
- Há, assim um movimento das regiões de alta pressão para as regiões de baixa pressão.
- A sacarose é enviada do floema para os locais de consumo ou de reserva por transporte ativo (onde é convertida em glicose que pode ser utilizada na respiração ou polimerizar-se em amido, que fica em reserva).
- O aumento da concentração de sacarose nas células envolventes provoca uma saída de água dos tubos crivosos, diminuindo a pressão de turgência.
