Alimentação das Plantas – Fotossíntese, Água e Sais Minerais

As plantas, para sua sobrevivência, dependem basicamente de quatro fatores: ar, água, luz e sais minerais. Com o gás carbônico presente no ar, e com a água e a luz, a planta consegue realizar um mecanismo bastante eficiente denominado: fotossíntese.

FISIOLOGIA VEGETAL

Folhas Plantas - Fisiologia Vegetal Botânica
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1. ELEMENTOS NUTRICIONAIS PARA A PLANTA

As plantas, para sua sobrevivência, dependem basicamente de quatro fatores: ar, água, luz e sais minerais. Com o gás carbônico presente no ar, e com a água e a luz, a planta consegue realizar um mecanismo bastante eficiente denominado: fotossíntese. A fotossíntese é o principal processo de obtenção de energia nos vegetais. Ela depende basicamente da transformação da energia luminosa em energia química (ATP). Ocorre nos vegetais e a organela envolvida é o cloroplasto. Ocorre em duas fases: a fase clara que envolve apenas o fotossistema, sendo, por isso, chamada de fotofosforilação cíclica. Nesta etapa ocorre a produção de ATP através da energia liberada pela cadeia transportadora de elétrons. Na segunda etapa, a fase escura, há a participação dos dois fotossistemas, sendo denominada de fotofosforilação acíclica. Aqui, além da formação do carboidrato há também a fotólise da água responsável pela liberação de oxigênio para a atmosfera.
Contudo, como dissemos anteriormente a planta também necessita de sais minerais. Alguns destes elementos são necessários em quantidades elevadas, sendo por isso denominado de macronutrientes (Ca, H, O, K, S, Mg). Outros elementos, por sua vez, são necessários em pequenas quantidades, sendo, portanto, denominados de micronutrientes (Fe, Cl, B, Na, Cu). A maioria destes elementos chega às plantas através de produtos químicos os fertilizantes químicos. Mas outros são absorvidos diretamente pela raiz. Vamos, a partir de agora, entender como se dá esta absorção.

2. ABSORÇÃO DE ÁGUA E SAIS MINERAIS

A união de água e sais minerais forma a chamada seiva bruta. Esta seiva penetra pelas plantas através das raízes (zona pilífera) que, como já vimos, são estruturas especializadas na absorção destes.
O transporte de água e de sais minerais (seiva bruta) do solo até as raízes pode ocorrer de duas formas: A primeira delas é denominado de transporte simplasto e neste caso a seiva bruta chega à região central da raiz atravessando todo o citoplasma das células. Ou seja, há um gasto de energia muito grande para atravessar as membranas e os citoplasmas. O segundo tipo de transporte é denominado de transporte apoplasto e se caracteriza pelo fato da seiva bruta chegar ao centro da raiz atravessando as paredes celulares sem, entretanto, atravessar o citoplasma das células. É um transporte mais rápido. Observe a figura abaixo e veja como se dá o transporte simplasto e o apoplasto.
Esquema Representativo da Absorção da Água e de Sais Minerais da Planta - Fisiologia Vegetal Botanica
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Uma vez absorvido pelas raízes, estes elementos precisam chegar até as células do xilema (traqueídes) para que sejam transportados. Com isso, determinadas células denominadas células de transferência iniciam o processo de bombeamento de água e sais minerais para dentro. Este é um processo em que há gasto de energia que é gerada pela degradação do ATP. Uma vez que são absorvidos e bombeados para dentro do xilema é necessário que haja o transporte. Veremos a partir de agora como se dá este processo.Uma vez estudada como a seiva bruta chega às raízes é necessário que saibamos o transporte desta seiva até as folhas. O deslocamento da seiva bruta pode ser feito por três mecanismos: Capilaridade; Pressão positiva da raiz; Teoria da coesão-tensão.A) CAPILARIDADE

Este mecanismo é resultante das propriedades físicas de adesão e coesão. Pela propriedade de adesão a água se adere e se mantêm unida devido à coesão da molécula de água (pontes de hidrogênio). Segundo este mecanismo a água para de subir quando a força de adesão se torna pequena. Esta teoria não serve para explicar o transporte em plantas de grande porte, não sendo suficiente para transportar, por si só, a seiva bruta.

B) PRESSÃO POSITIVA DA RAIZ

Este mecanismo resulta do fato de que os minerais são sempre bombeados para dentro do xilema pelas células de transferência. Com isso, a seiva bruta é empurrada para cima pela pressão positiva da raiz. Esta pressão é criada pela diferença da concentração salina entre o cilindro vascular e o córtex. Esta diferença de concentração força a entrada de água por osmose, gerando uma pressão positiva que faz a seiva subir pelo xilema. Atualmente este fenômeno desempenha um papel pouco importante na subida da seiva bruta.C) TEORIA DA COESÃO TENSÃOA terceira teoria é a teoria da coesão – tensão, ou teoria de Dixon. Segundo esta teoria, com o processo de evaporação e conseqüente perda de água pelas folhas, as folhas apresentam um aumento em sua pressão osmótica. Este aumento faz com que estas folhas comecem a retirar água das demais folhas. Este ciclo vai ocorrendo até que as folhas mais próximas dos vasos xilemáticos começam a retirar água do próprio xilema. Isto acaba gerando uma sucção de água que provoca a subida da coluna líquida ficando esta altamente tensionada. Como as moléculas de água ficam muito coesas, elas permanecem unidas entre si e são puxadas sob tensão. Forma-se assim uma coluna contínua de água no interior do xilema, desde as raízes até as folhas. Ou seja, segundo esta teoria a absorção e a condução de água, estão relacionadas com a transpiração.

Teoria da Coesão Tensão - Fisiologia Vegetal Botanica
Teoria da Coesão Tensão - Fisiologia Vegetal Botanica
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3. CONDUÇÃO DA SEIVA ELABORADA

A seiva elaborada é rica em açúcar, produzido pela fotossíntese, e é conduzida das folhas para as diversas partes da planta, através de elementos crivados do floema ou líber. Nas dicotiledôneas e gimnospermas, os vasos liberianos localizam-se na casca do caule.A condução da seiva elaborada é denominada translocação. A hipótese mais aceita é a hipótese do fluxo de massa ou do fluxo de pressão ou de Munch. Por esta hipótese a seiva elaborada move-se através do floema ao longo de um gradiente decrescente de concentração, ou seja, de um local mais concentrado para um de menor concentração.Vamos imaginar dois osmômetros A e B ligados por um tubo T e mergulhados em um recipiente com água pura. No osmômetro A a solução de sacarose está bem mais concentrada que a solução do osmômetro B. Assim a água começa a fluir do recipiente para dentro dos osmômetros. Ela flui mais intensamente para o osmômetro A do que para o B, pois a solução em A é mais concentrada e sua pressão osmótica é maior. No osmômetro B, portanto, a sua pressão osmótica que é baixa logo será compensada pela pressão hidrostática, e o fluxo de água neste sentido irá cessar. A partir daí só haverá entrada de água no osmômetro A. Quando a pressão hidrostática do sistema de osmômetros ficar maior que a pressão osmótica em B, este passará a eliminar água para o recipiente. Desta feita ficará estabelecido um movimento de água de A para B através do tubo T.

Condução da Seiva Elaborada Modelo de Münch - Fisiologia Vegetal Botanica
Condução da Seiva Elaborada - Fisiologia Vegetal Botanica
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4. FITORMÔNIOS

4.1 – AUXINAS

As auxinas são hormônios vegetais cujo principal componente é o ácido indolacético (AIA). Este hormônio é produzido nas extremidades das raízes e na ponta dos caules, sendo que, os efeitos nos caules e nas raízes são diferentes. Um dos principais efeitos deste hormônio é promover o alongamento das células, ou seja, o crescimento de raízes e caule (tropismo). Contudo, em doses elevadas podem inibir o crescimento.A auxina está diretamente relacionada a um tipo de crescimento denominado de fototropismo. Este crescimento ocorre em resposta à luz. Experimentos comprovaram que, quando uma determinada parte da planta está submetida a intensa luminosidade, as auxinas migram para o lado menos iluminado provocando assim, uma curvatura da planta em direção à luz. Um outro tipo de crescimento que está sujeito a ação da auxina é o chamado gravitropismo. O gravitropismo é um crescimento influenciado pela força gravitacional. Neste caso costuma-se falar que as raízes têm um gravitropismo positivo enquanto que o caule apresenta um gravitropismo negativo. As auxinas também estão relacionadas com o gravitropismo. Ao colocarmos uma planta na horizontal as auxinas produzidas na gema apical do caule migram para a região voltada para o solo o que faz com que as células se alonguem mais que as do lado oposto, fazendo o caule curvar para cima.
Quando produzidas no meristema apical inibem as gemas laterais, processo conhecido como dominância apical. Algumas plantas ornamentais como o bonzai sofrem constantes podas que consistem na eliminação de gemas apicais estimulando a formação de ramos laterais.
Concentração de Auxina - Fisiologia Vegetal Botanica
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As auxinas ainda estão relacionadas ao processo de abscisão foliar. Ao envelhecer, folhas e frutos começam a produzir menos auxinas o que provoca, por fim, a queda destas estruturas. Uma última função deste hormônio é na formação de frutos. As auxinas atuam sobre a parede do ovário que levam ao desenvolvimento do fruto. No caso dos frutos partenocárpicos, os ovários secretam auxinas em quantidades elevadas fazendo com que haja o desenvolvimento do fruto mesmo sem a fecundação.

4.2 GIBERELINAS

A giberelina mais estudada é o ácido giberélico. Estes hormônios da classe giberelinas são produzidos nas sementes, nos meristemas e nos frutos.O principal efeito é promover o crescimento de caules e folhas, tendo um efeito pouco significativo nas raízes. Algumas plantas são anãs por não produzirem giberelinas. Também atuam na germinação das sementes, que estimula a síntese de enzimas que degradam moléculas orgânicas armazenadas no endosperma. Uma outra função é promover o desenvolvimento de frutos partenocárpicos.

4.3 CITOCININA

Não há certeza ainda do local certo de sua produção. As principais funções deste hormônios são: Estimular as divisões celulares e o desenvolvimento das gemas; Atua na diferenciação dos tecidos; Retarda o envelhecimento dos órgãos.
Este hormônio possui efeito antagônico à auxina desenvolvendo as gemas.

4.4 ÁCIDO ABSCISICO

Produzido nas folhas, caule e na coifa da raiz, tem como principais funções:

a) Inibe o crescimento da planta principalmente no inverno;
b) Induz o fechamento dos estômatos quando submetidos à condições adversas;
c) Promove a dormência da semente inibindo a germinação prematura;
d) Induz o envelhecimento das folhas, flores e frutos.

4.5 ETILENO

Produzido em diversas partes da planta, tem como funções:

a) Amadurecimento dos frutos;
b) Abscição foliar juntamente com a auxina.

Quanto menor a produção de auxina maior a produção do etileno, fato que ocorre nas plantas de clima temperado.

5. MOVIMENTOS DE CRESCIMENTO VEGETAL (TROPISMO)

Tropismo é o crescimento da planta em resposta à um estímulo externo. Quando a planta cresce em direção à fonte estimulante é o tropismo positivo, e quando a planta cresce em direção oposta à fonte estimulante é o tropismo negativo. Os principais estímulos são: luminosidade, gravidade e choques mecânicos.

5.1 FOTOTROPISMO

É o crescimento em resposta à luz. O caule apresenta fototropismo positivo resultante da ação direta da auxina, e as raízes um fototropismo negativo. Quando uma planta é iluminada apenas de um lado, a auxina migra para o lado menos iluminado, o que faz com que as células cresçam curvando a planta em direção à luz.

5.2 GRAVITROPISMO

Crescimento influenciado pela força gravitacional. Neste caso costuma-se falar que as raízes tem um gravitropismo positivo enquanto que o caule apresenta um gravitropismo negativo. As auxinas também estão relacionadas com o gravitropismo.
Ao colocarmos uma planta na horizontal as auxinas produzidas na gema apical do caule migram para a região voltada para o solo o que faz com que as células se alonguem mais que as do lado oposto, fazendo o caule curvar para cima.

5.3 – TIGMOTROPISMO

É o movimento orientado por um choque mecânico ou suporte mecânico, como acontece com as gavinhas de chuchu e maracujá que se enrrolam quando entram em contato com algum suporte mecânico.

6. FLORESCIMENTO E FOTOPERIODISMO

As plantas possuem uma época própria para o florescimento. As plantas dependem da intensidade luminosa para seu crescimento.
O fotoperiodismo é a capacidade do organismo em responder a um determinado fotoperíodo, isto é, a períodos de exposição à iluminação. Há dois tipos de fotoperíodos: Plantas de dias curtos: que são plantas que florescem quando a duração do período iluminado é inferior a um determinado número de horas; Plantas de dias longos: que são plantas que florescem quando a duração do período iluminado é superior ao fotoperíodo crítico. São plantas geralmente de verão; Plantas indiferentes: São plantas que florescem independente do fotoperíodo.

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