Mother Nature

O transporte nas plantas

 

Translocação - movimento de água e de substâncias inorgânicas e orgânicas nas plantas.

 

• Plantas avasculares -  não necessitam de estruturas especializadas para transportar substâncias, são plantas simples. As substâncias deslocam-se por processos de osmose entrada da água nas células, e os nutrientes por difusão simples. Todas as células estão em contacto com a luz e a proximidade entre as células permite a passagem dos nutrientes.

 

• Plantas vasculares - (espécies mais evoluídas/complexas) possuem um sistema de transporte, ou seja, dois tecidos especializados, organizados em feixes em todos os órgãos da planta (raiz, caule e folhas) e que lhes permite a troca de substâncias entre o meio e a planta, e dentro desta, a comunicação entre células.

 

Estes dois tecidos são:

 

O xilema (seiva bruta) -  transporta água e sais minerais de baixo para cima – sentido ascendente – está organizado em feixes, apresenta uma constituição heterogénea e possui 4 tipos de células: traqueídos, elementos de vaso, fibras lenhosas e parênquima lenhoso.

As 2 primeiras são os vasos lenhosos ou vasos xilémicos. Com exceção do parênquima lenhoso, são células mortasimpregnadas por lenhina e reforçadas com celulose. Os vasos xilémicos são formados por células mortas colocadas topo a topo e em que:

• Nos traqueídos as paredes transversais estão presentes e as células contatam entre si através de poros.

• Nos elementos de vaso (de maior calibre), as paredes transversais desaparecem e forma cordões celulares da raiz até à folha cujas paredes laterais apresentam um espessamento de lenhina, conferindo rigidez. 

• Fibras lenhosas – são células mortas e alongadas, bastante lignificadas e cuja função principal é suporte dos feixes xilémicos.

• Parênquima lenhoso – as células são as únicas vivas do tecido xilémico e exercem funções de reserva.

 

O floema (seiva elaborada) - transporta os produtos da fotossíntese desde as folhas onde tiveram origem  a todos os restantes órgãos da planta. Existem 4 tipos de células: elementos dos tubos crivosos, células companhia, fibras e células parênquimosas. Todas as células, à exceção das fibras, são constituídas por células vivas.

 

• Elementos de tubos crivados – as células são anucleadas e alongadas, as paredes transversais possuem vários poros (crivos), formando a placa crivosa, por onde passa a seiva elaborada de uma célula para a outra.

• Células companhia – estão ligadas às células dos tubos crivosos e fornecem energia a estas células.

• Fibras – são células mortas alongadas que conferem resistência e suporte à planta.

• Células parênquimosas – têm função de reserva.

 

Órgãos da planta

• Raiz: assegura a fixação ao solo e capta a matéria-prima (água e sais minerais). A eficiência da captação de água e sais minerais deve-se à existência de pelos radiculares que aumentam a área da raiz em contacto com o solo

•  Caule: faz a comunicação entre a captação da matéria-prima e os órgãos de produção de matéria orgânica, as  folhas. Assegura o correta transporte

•  Folha: estrutura fotossintética, local onde há produção de matéria orgânica e onde se dá a troca gasosa. Na superfície externa está a epiderme onde se localizam os estomas que asseguram as trocas. Na estrutura interna, para além dos tecidos condutores (xilema e fluema), têm um tecido clorofilino constituído por células fotossintéticas, o mesófilo.

 

ESTOMAS: Estruturas por onde o C02 entra na célula e controlam a quantidade de água que sai na transpiração.

--> São formados por 2 células guarda ( têm cloroplastos) que revestem um orificio, o ostíolo.

--> Quando as células estão turgidas, o ostílo aumenta.

--> Quando a pressão de turg~encia diminui, o otíolo diminui.

--> Estão sempre " revestidos" por água que vem das raízes.

--> Células guarda- parede mais espessa no local que reveste o ostíolo.

--> Pressão de turgência das células guarda depende de vários fatores como o PH do meio, concentrações de iões, intensidade luminosa, etc.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Transporte no xilema:

O xilema é o tecido que realiza o transporte da água e dos sais minerais da raiz até às folhas, onde são utilizados. Para chegar ao xilema, a água tem de entrar através da superfície externa da raiz e atravessar várias camadas de células..A água desloca-se através de membranas celulares, sempre que existem diferenças na pressão osmótica, entre o meio extracelular e o intracelular (do meio hipotónico para o hipertónico). As células da raiz podem acumular iões que levam à entrada de água através de osmose. A absorção de água é facilitada pelo aumento da superfície externa da raiz, devido à existência de pelos radiculares.Os sais minerais dissolvidos na água penetram na raiz mediante 2 processos:

• por difusão (a favor do gradiente de concentração).

• por transporte ativo (sempre que ocorre contra o gradiente de concentração).Uma vez no interior do cilindro central, a água e os sais minerais circulam pelos espaços intercelulares até ao xilema, onde constituem a seiva bruta ou seiva xilémica - 99% água e iões dissolvidos (fosfatos, nitratos, sulfatos, potássio, sódio e cloro).

Para explicar o movimento da subida da água no xilema, existem 2 hipóteses:

- Pressão radicular;

- Tensão- Coesão- Adesão.

 

Hipótese da Pressão Radicular: Segundo esta teoria, a elevada concentração de iões na raiz provoca a entrada de água. A acumulação de água gera uma pressão na raiz (pressão radicular), obrigando a água a subir no xilema. O efeito da pressão radicular pode ser observado pela exsudação - saída de água de um corte de caule perto da raiz; gutação - gotas de água saem pelas folhas quando a pressão radicular é muito elevada. Esta teoria apresenta, no entanto, alguns problemas: não consegue explicar a subida de água numa árvore de grande porte - a pressão radicular não é suficientemente forte para elevar a água até ao ponto mais alto, sendo que a pressão radicular é nula em algumas coníferas; a maioria das plantas não apresenta gutação ou exsudação.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hipótese da Tensão-coesão-adesão: Esta teoria explica a subida da seiva bruta desde a raiz até às folhas com base na relação entre a absorção radicular e a transpiração estomática (nas folhas).

 

1. Há perda de água por transpiração, que ocorre nos estomas. Com esta perda gera-se um défice de água e origina uma força de sucção, fraca força de tensão que se transmite ao xilema e deste até às células da raiz, fazendo com que haja absorção de água por este órgão.

2. As moléculas de água unem-se por pontes de hidrogénio, à custa da polaridade da molécula e devida a forças de coesão e as moléculas mantêm-se unidas entre si, o que vai facilitar a subida de água em coluna.

3. As moléculas de água formam ligações com as paredes dos vasos xilémicos por forças de adesão e facilitam a ascensão da coluna de água.

4. A água sobe e forma uma coluna contínua. Esta hipótese funciona apenas se houver uma coluna de água contínua. Quando existem bolhas de ar na coluna, ou quando há descida de temperatura, a água não sobe e a planta recorre à pressão radicular. Se a pressão não for suficiente, a coluna de água deixa de funcionar.

 

 

Transporte no floema: As substâncias produzidas nos órgãos fotossintéticos (seiva elaborada) vão ser transportados a todas as células dos restantes órgãos da planta pelos vasos floémicos. A seiva elaborada é constituída por sacarosa, nucleótidos, hormonas, aminoácidos e iões orgânicos.

 

Experiência de Malpighi:

 

Para compreender onde e como circulam os compostos orgânicos, Marcelo Malpighi fez a seguinte experiência no século VXII:- Seccinou uma planta em forma de anel, tendo o cuidado de extrair todos os tecidos à volta do xilema, incluindo o floema. Retirou todas as folhas abaixo do corte.

Passado alguns dias verificou que a planta na parte superior ao corte ainda estava viçosa e que no corte, no bordo superior, havia um inchaço cicatrizado e no bordo inferior não existia.Às folhas da planta na parte superior do corte era fornecida a água e sais minerais, substâncias necessárias à produção de matéria orgânica, isto porque Malpighi não seccionou o xilema.

As plantas elaboravam a seiva elaborada que é enviada para o floema na parte superior do corte, quando este ao descer encontra obstrução e acumula-se, provocando o inchaço - entumescimento (aumento de volume no bordo superior).A experiência permitiu concluir que o floema é o tecido onde circulam os compostos orgânicos, que em conjunto com outras substâncias formam a seiva elaborada/floémica. Enquanto a parte da planta inferior ao corte ainda tiver reservas de compostos orgânicos, a planta vive. Quando as reservas acabam, as raízes deixam de absorver a água e os sais minerais e a planta morre.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Experiência de Zimmermann:

 

Para conhecer a composição do floema, no século XX,  Zimmermann anestesiou um pulgão que se alimentava e cortou-lhe o estilete (armadura bucal) de forma a que este ficasse preso na planta. Observou que o floema estava sempre a sair da planta, retirou uma amostra do fluido e estudou a sua composição.

Verificou que as substâncias que o compunham eram: sacarose, nucleótidos, hormonas, aminoácidos e iões orgânicos. Com esta experiência, para além de se conhecer a sua composição, pode-se concluir que o floema está sob pressão.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Experiência de Munch:

 

Munch utilizou 2 recipientes, um com uma solução concentrada em sacarose, mergulhado no frasco A, e outro recipiente com uma solução de sacarose mais diluída, mergulhado no frasco B. Ambos tinham membranas permeáveis à água e impermeáveis à sacarose. Os recipientes estavam ligados por tubo de vidro.Verificou que havia passagem de água do frasco B (meio hipotónico) para o A (meio hipertónico), criando uma pressão que obrigou a solução a deslocar-se de A para B. A água do recipiente B desloca-se para o A e a sacarose passa para o frasco B. O fluxo para quando as concentrações se igualam nos recipientes A e B. Se se adicionar sacarose ao frasco A, nunca para.Elevada concentração de sacarose de seguida houve um aumento da pressão osmótica, a água entrou , deslocou-se  a favor do gradiente de concentração, saiu e a sacarose armazenou-se.

 

Teoria do Fluxo de Massa:

A Teoria do Fluxo de Massa explica o transporte de matéria orgânica no floema, dos locais de produção para os locais de consumo ou armazenamento.
--> A glicose, resultante da fotossíntese, é convertida em sacarose.
--> Sacarose desloca-se do mesófilo (na epiderme) para as células de companhia e depois para as células do tubo crivoso. Este transporte, porque contraria os gradientes de concentração, é transporte ativo - consome ATP.
--> À medida que a sacarose vai entrando nas células do tubo crivoso, estas elevam a sua concentração, o que provoca um acréscimo da pressão osmótica. Como consequência, e porque o floema se situa ao lado do xilema, ocorre um movimento de água do xilema para o floema.
--> A entrada de água das células no tubo crivoso provoca um aumento da pressão de turgescência, o que obriga o seu conteúdo a deslocar-se, atravessando as placas crivosas para onde o gradiente de concentração é menor.
--> O processo continua até se atingir um órgão de consumo ou de armazenamento, onde a sacarose é retirada por transporte ativo o que faz diminuir a pressão osmótica e a água regressa às células vizinhas e ao xilema por osmose.
--> A passagem da sacarose a todas as células será feita posteriormente através de transporte citoplasma a citoplasma. É depois degradada em glicose e utilizada para a respiração celular, ou polimeriza-se e forma amido.