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 mortas impregnadas 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.

 

 

Os estomas: São estruturas por onde o dióxido de carbono entra na célula e que controlam a quantidade de água que cai/é perdida na transpiração. São formadas por 2 células guarda, constituídas por uma parede que é mais espessa no local em que revestem o ostíolo, que é um orifício. Quando as células estão turgidas (cheias de água nos seus vacúolos), deformam-se, expandem-se, no sentido das paredes mais finas das células guarda, pressão de turgescência, fazendo com que o ostíolo abra. Quando a pressão de turgescência diminui, os vacúolos diminuem de volume e fecha-se o ostíolo.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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).

 

 

 

 

Como se explica a subida da água no xilema?

 

Teoria/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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Transporte na raiz:

 Manutenção de um gradiente de concentração de solutos entre o solo e a raiz provoca uma pressão osmótica que força a água a entrar na raiz. A pressão de água nestes tecidos provoca uma pressão que vai forçar a subir no xilema por capilaridade. A deslocação da água e sais minerais, da epiderme da raiz para o xilema faz por 2 vias:
- Via simplasto ou intracelular: movimento através dos citoplasmas das células, segundo um contínuo estabelecida ao longo dos plasmodesmos.
- Via apoplasto ou extracelular: movimentos através da matriz formada pelas paredes celulares e pelos espaços intercelulares. Esta via coloca menor resistência à deslocação das soluções. Verifica-se uma deslocação dos solutos do meio extracelular para o meio intracelular, passando pelo interior das células da endoderme, que controla os solutos que entram no xilema.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Teoria/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 decoesão 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 -> Aumento da pressão osmótica -> Entrada de água -> Deslocação da solução aquosa de sacarose a favor do gradiente de concentração -> Saída de água, armazenamento de sacarose.