Plantas
Existem plantas que não necessitam de estruturas especializadas para transportar substâncias, são plantas simples e denominam-se AVASCULARES. Nas espécies mais evoluídas, 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.
*como se a semente fosse o coração, imaginando que é o nosso caso, tem de ter vasos (sistemas de transporte), logo, vasculares!
PLANTAS AVASCULARES (NÃO VASCULARES)
Não possuem sistema de transporte, as substâncias deslocam-se por processos de osmose, entrada da água na célula, e os nutrientes por difusão simples. A sua simplicidade permite que todas as células estejam em contato com a luz e a proximidade das células de toda a planta permitem a passagem dos nutrientes.
A água e os sais minerais entram na planta através da absorção nas raízes. O dióxido de carbono entra nos estomas que se localizam na folha.
Estomas
São estruturas por onde o dióxido de carbono entra na célula e que controlam a quantidade de água que sai na transpiração. São formadas por duas células guarda (têm cloroplastos) que revestem um orifício o ostíolo.
Os estomas controlam a quantidade de água que é perdida pela transpiração da planta. Os estomas estão sempre "revestidos" por água que vem das raízes. As células guarda são constituídas por uma parede que é mais espessa no local que revestem o ostíolo. Quando as células estão turgidas (cheias de água nos seus vacúolos), as células deformam-se, expandem-se no sentido das paredes mais finas das células guarda, pressão de turgência, fazendo que o ostíolo abra. Quando a pressão de turgência diminui (os vacúolos diminuem o seu volume) e fecha-se o ostíolo. A pressão de turgência das células guarda depende de vários factores como por exemplo, o Ph do meio, a concentrações de iões, intensidade luminosa etc.
Os estomas funcionam como uma boia, quando está cheia (turgida), tem o orifício aberto, e quando está vazia, toda espremida (plasmolisada), tem o orifício fechado!
O transporte nas plantas
Xilema
O xilema, ou lenho, é responsável pela condução de água e sais minerais - seiva bruta - das raízes até o topo da planta.
Existem 4 tipos de células xilémicas: traqueídos, elementos de vaso, fibras lenhosas e parênquima lenhoso. As primeiras duas são os vasos lenhosos ou vasos xilémicos. Com exceção do parênquima lenhoso, são células mortas impregnadas por lignina 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 e nos elementos de vaso, as paredes transversais desaparecem e forma cordões celulares da raiz até à folha.
Floema
Floema ou Líber, conduz a seiva elaborada nas folhas às outras regiões da planta.
Existem 4 tipos de células: elementos dos tubos crivosos, células companhia, fibras e células parênquimosas. Todas estas células com exceção das fibras, são constituídas por células vivas.
Os 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 outra.
As células companhia estão ligadas às células dos tubos crivosos e fornecem energia a estas células.
As fibras são células mortas alongadas que conferem resistência e suporte à planta.
As células parênquimosas têm função de reserva.
Comparação dos dois:
Absorção de água e de solutos pelas plantas
As células da raiz da planta, em geral, têm uma menor concentração de soluto, meio hipotónico que o solo envolvente e os iões minerálicos entram por difusão através da membrana das células, enquanto que a água entra para a planta por osmose até atingir os vasos xilémicos.
Por vezes as raízes podem acumular (são também órgãos de reserva), grande concentrações de iões, maior que a do soluto do solo, contra o gradiente de concentração, neste caso os iões irão entrar por transporte ativo, com gasto de energia.
Os iões e a água vão chegar ao xilema e constituir a seiva xilémica ou seiva bruta que é constituída por cerca de 99% de água e iões dissolvidos (fosfatos, nitratos, sulfatos, potássio, sódio e cloro). O movimento é rápido, no verão pode chegar aos 6ocm por minuto.
Transporte no Xilema
A água desloca-se desde zona apical da raíz (pêlos radiculares) até aos vasos xilémicos por 3 vias:
Via apoplástica: a água desloca-se através do apoplasto que representa a ligação de todas as paredes celulares e espaços intercelulares; (fora das células)
Via simplástica: a água desloca-se do simplasto que representa a ligação de todas as células do corpo através dos plasmodesmos ("pontes" que ligam as membranas das células umas às outras) Estes atravessam as paredes celulares de células contíguas permitindo que exista uma continuidade citoplásmica entre as células adjacentes; (dentro e fora das células)
Via transcelular: a água passa de célula para célula. (dentro das células)
Transporte no Xilema
Os iões e a água vão chegar ao xilema e constituir a seiva xilémica que é constituída por cerca de 99% de água e iões dissolvidos (fosfatos, nitratos, sulfatos, potássio, sódio e cloro). O movimento é rápido, no verão pode chegar aos 60cm por minuto.
Existem várias hipóteses (teorias) que tentam explicar este mecanismo, todas elas, recorrendo a processos físicos, como por exemplo a Hipótese da pressão radicular e a Hipótese da tensão-coesão-adesão, entre outras.
Hipótese da pressão radicular
Vários estudos comprovam que:
1- A contínua acumulação dos sais da raiz permite a entrada de água por osmose.
A elevada concentração de iões na raiz faz com que a água entre por osmose. Desenvolve-se, então, uma pressão osmótica que é responsável pela impulsão da seiva bruta no sentido ascendente.
2- As forças osmóticas geram uma pressão (pressão radicular) que pode explicar a subida de água no xilema.
A pressão radicular é a pressão que permite que a água absorvida pela raiz se desloque até à parte superior da planta. Admite-se que é por osmose e por transporte ativo que se deve esta pressão. Deve-se aos sais do xilema que possibilitam um gradiente de concentração fazendo com que haja movimento.
3- 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).
No entanto, vários estudos comprovam que os valores da pressão radicular não seriam suficientes para levar a seiva bruta até ao topo de muitas árvores, assim como, existem plantas que não têm pressão radicular, como por exemplo as coníferas.
Hipótese da Tensão-Coesão-Adesão
Esta Teoria explica a subida da seiva bruta desde a raiz às folhas com base na relação entre a Absorção radicular e a Transpiração estomática (nas folhas).
Calcula-se que a tensão produzida pela transpiração seja suficiente para elevar a água até a uma altura de 150m nos vasos xilémicos. Esta é a hipótese mais aceite para explicar a TRANSLOCAÇÃO do xilema nas plantas.
Na ascensão da seiva bruta intervém os seguintes processos sequenciais:
1- Há perda de água por transpiração. Com esta perda gera-se um défice de água e origina uma força de SUÇÃO, fraca força de TENSÃO que se transmite o 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 devido 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 à 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 pelo vasos floémicos. A seiva elaborada é constituída por sacarose, nucleótidos, hormonas, aminoácidos e iões orgânicos.
Experiência de Malpighi
Para compreender onde e como circulam os compostos orgânicos, Malpighi seccionou 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 uns dias pode verificar que a planta na parte superior do 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 eram-lhes fornecido 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.
Enquanto a parte inferior ao corte da planta 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 composição do Floema, Zimmermann pegou num pulgão que se alimentava e anestesiou-o, cortou-lhe o estilete (armadura bucal) de forma a que este fica-se preso na planta.
Observou que o floema estava sempre a sair (horas) da planta.
Retirou a amostra do fluido e estudou a sua composição.
Verificou que as substâncias que compunham o fluido era: sacarose, nucleótidos, hormonas, aminoácidos e iões orgânicos.
Com esta experiência, para além da composição do floema, pode-se concluir que o floema está sob pressão.
Experiência de Munch
A deslocação de materiais no floema tem sido explicada pela teoria do fluxo de massa
Munch utilizou dois recipientes, um com uma solução concentrada em sacarose, mergulhado no frasco A, e outro recipiente com uma solução de sacarose mais diluída, mergulhado no fraso B. Ambos tinham membranas permeáveis à água e impermeáveis à sacarose. Os recipientes estavam ligados por um tubo de vidro.
Verificou que a água do frasco B (meio hipotónico) deslocou-se para o recipiente A (meio hipertónico), criando uma pressão que obrigou a solução a deslocar-se para B.
O fluxo pára quando as concentrações se igualam nos recipientes A e B.
Teoria do fluxo de massa
Esta teoria considera que a sacarose se desloca através dos vasos crivosos, devido à existência de um gradiente de concentração, desde o órgão de produção, as folhas, até aos locais de consumo que são os tecidos ou órgãos em formação ou crescimento e os órgãos de reserva durante a fase de acumulação de reservas.
A glicose, produto resultante da fotossíntese, é convertida em sacarose. A sacarose desloca-se do mesófilo (na epiderme), para os elementos do tudo crivoso por transporte ativo com a ajuda da célula companhia (energia).
Com o aumento de concentração da sacarose no floema dá-se um aumento da pressão osmótica nos tecidos circundantes e a água do xilema e das células vizinhas entra por osmose nos tubos crivosos do floema aumentando a pressão de turgência e causa a deslocação da seiva elaborada, através das placas crivosas para locais com menor pressão.
A sacarose passa, possivelmente por transporte ativo para os órgãos onde vai ser utilizada ou de reserva. Esta saída faz com que as células dos tubos crivosos fiquem hipotónicos, a pressão osmótica desce, e 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 (produto de reserva).
