Plantas
As plantas, enquanto seres pluricelulares complexos necessitam de transportar substâncias minerais até as folhas, para garantir a síntese de composto orgânicos que aí ocorrem. Posteriormente, esses componentes terão de ser distributivos a todas as células, de forma a poderem ser utilizados.
As plantas mais simples, que não necessitam de estruturas especializadas para transportar substâncias, denominam-se avasculares. Por outro lado as espécies mais evoluídas e mais complexas, onde existe um sistema de transporte, denominam-se vasculares.
Plantas avasculares: São pouco diferenciadas e não apresentam sistemas de transporte de seiva, nem tecidos condutores. Vivem em zonas húmidas, o movimento da água efetua-se por osmose e a matéria movimenta-se por difusão de célula a célula.
Plantas vasculares: Têm um duplo sistema de condução de água e solutos, constituído por tecidos especializados- xilema e floema -que estão organizados em feixes condutores e existem em todos os órgãos da planta.
Orgãos:
Raiz - A raiz é importante para a fixação da planta ao solo, e para a absorção de água e substâncias minerais existentes no solo que são conduzidas às folhas para o processo de fotossíntese. A eficiência da absorção de água e sais minerais deve-se à existência dos pêlos radiculares que aumentam a área da raiz em contacto com o solo. Na raiz os feixes condutores são simples e alternos, isto é, cada feixe tem somente xilema ou floema, os quais alternam.
Caule - O caule serve de suporte às folhas, permitindo-lhes uma posição adequada à captação de luz. É também através do caule que se efetua o transporte das seivas.Nos caules os feixes também são duplos e colaterais. O xilema está voltado para o centro do órgão e o floema está voltado para fora.
Folhas - As folhas são responsáveis por realizar a fotossíntese, produzindo-se matéria orgânica . Também nesta estrutura ocorrem trocas gasosas que são asseguradas pelos estomas.
Os feixes condutores de xilema e floema localizam-se ao nível das nervuras das folhas. Estas são mais salientes na página inferior da folha. Os feixes condutores são duplos e colaterais, isto é, cada feixe tem xilema e floema, estando colocados lado a lado. O xilema está mais próximo da página superior e o floema está mais próximo da página inferior.
Estomas- são estruturas são estruturas que permitem e controlam as trocas gasosas existentes entre as folhas e o meio, por exemplo o dióxido de carbono utilizado na fotossíntese entra através desta estrutura. São também responsáveis pelo controlo da quantidade de água que se evapora pelas folhas, num processo denominado transpiração.
Os estomas são formados por duas células guarda que revestem um orifício denominado ostíolo, por onde se realizam estas trocas.
Os estomas controlam as trocas gasosas entre a planta e o meio exterior, graças à capacidade que têm de abrir e fechar. Esta capacidade, que depende da luz, está condicionada pelo grau de turgescência das células guarda, ou células estomáticas.
Quando a célula está túrgida, aumenta o seu volume (pois o vacúolo aumenta de tamanho), exerce uma pressão de turgescência sobre a parede e como esta é mais fina distende-se e o estoma abre.
Quando a célula perde água, a pressão de turgescência diminui e o estoma fecha.
Sistemas de transporte
Xilema
O xilema, também designado como lenho ou tecido tranqueano, é responsável pela condução de água e sais minerais -seiva bruta - das raízes até o topo da planta.
Na maioria das plantas este é constituido por 4 tipos de células:
- Os elementos condutores (vasos lenhosos) são constituídos por células mortas onde circulam a água e os sais minerais. Podem ser de dois tipos: tracoides e elementos de vasos.
Tracoides (traqueídos) - Células longas e de extremidades afiladas, as quais contactam entre si, formando tubos que permitem a passagem de água e de sais minerais.
Elementos de vasos (traqueias) - Células vasculares com um diâmetro superior ao dos tracoides. Resultam de células mortas, que perderam as paredes transversais e cujas paredes laterais apresentam espessamentos de lenhina, uma substância que lhes confere rigidez.
- Fibras lenhosas: São constituídas por células mortas cujas paredes são espessas devido à deposição de lenhina e despenham funções de suporte.
- Parênquima lenhoso: É um tecido formado por células vivas, pouco diferenciadas, que desempenha importantes atividades metabólicas nas plantas, tais como a fotossíntese, o armazenamento ou a secreção de substâncias. As células deste parênquima são as únicas células vivas do xilema e desempenham funções, essencialmente, de reserva.
Floema
O floema, também chamado de tecido crivoso, ou líber, conduz água e seiva elaborada (substâncias orgânicas) das folhas às outras regiões da planta.
Assim como o xilema, o floema é formado por 4 tipos de células :
- Células/Elementos dos tubos crivosos: Células muito especializadas, ligadas entre si pelos topos e cujas paredes de contacto possuem uma série de orifícios, que se assemelham a um crivo. No inverno, os orifícios destas placas crivosas ficam obstruídos por uma substancia denominada calose, que se dissolve na primavera. As células dos tubos crivosos são vivas, embora tenham perdido a maior parte dos organelos.
- Células de companhia: Situam-se junto das células dos tubos crivosos, com as quais mantêm numerosas ligações citoplasmáticas, ajudando-as assim no seu funcionamento. São células vivas, possuindo núcleo e os restantes organelos.
- Fibras: Apresentam comprimento variável, despenham funções de suporte.
-Parênquima (células parênquimatosas): Tal como no caso do xilema, é formado por células vivas, pouco diferenciadas, e tem funções de reserva.
Absorção radicular
Os pêlos radiculares, aumentam a superfície de contacto entre a planta e o solo. É no solo que se encontra o soluto a absorver (água e sais minerais). Normalmente, o meio intracelular da raiz é hipertónico em relativamente ao exterior, pelo que a água tende a entrar na planta por osmose, movendo-se desde o solo até aos vasos xilémicos existentes no interior da raiz. Os iões minerais, quando presentes no solo em concentrações elevadas, entram na célula da raiz por difusão simples; no entanto, como já foi referido é usual verificar-se uma elevada concentração deste iões no meio intracelular. Neste caso, os iões entram para as células por transporte ativo, com consequente gasto de energia.
Transporte de substâncias a curtas distâncias
A deslocação de água e sais minerais, da epiderme da raiz até ao xilema, faz-se por duas vias :
Via simplasto ou intracelular - Deslocação dos solutos através dos citoplasmas das células, que comunicam umas com as outras pelos plasmodesmos;
Via apoplasto ou extracelular - Deslocação dos solutos através da matriz formada pelas paredes celulares e pelos espaços intercelulares. Esta via coloca menor resistência à deslocação das soluções;
Transporte no xilema
A água e os iões minerais, uma vez chegados ao xilema, constituem a seiva bruta que pode agora ser distribuída pela planta. O movimento ascendente de água no xilema envolve a ação de forças físicas, existindo vários fatores que intervém nesse fenómeno. Para explicar o movimento da água e dos solutos no xilema, foram-nos apresentadas duas teorias: a hipótese da pressão radicular e a hipótese da tensão-coesão-adesão.
Hipótese da pressão radicular- Gutação
A elevada concentração de iões na raiz faz com que a água entre por osmose. Desenvolve-se, então, uma força osmótica que gera uma pressão (pressão radicular) que é responsável pela impulsão da seiva bruta no sentido ascendente. A pressão radicular, é então a pressão que permite que a água absorvida pela raiz se desloque até à parte superior da planta.
A pressão radicular pode ser observada através da exsudação caulinar e da gutação
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)- fig.102.
Na ascensão da seiva bruta intervém os seguintes processos sequenciais:
Há perda de água por transpiração. Com esta perda gera-se um défice de água e origina-se uma força de sucção, denominada tensão, que provoca ascensão de água.
Devido à polaridade que apresentam, as moléculas de água tendem, a ligar-se umas ás outras por pontes de hidrogénio, que se estabelecem entre os átomos de hidrogénio de uma molécula e os átomos de oxigénio de moléculas próximas. Graças a estas forças de coesão, as moléculas de água mantêm-se unidas entre si. As moléculas de água têm ainda a capacidade de aderir a outras substância, nomeadamente aos constituintes das paredes do xilema (adesão).
Estas forças de tensão-coesão-adesão fazem com que se estabeleça uma coluna de água no xilema, desde as raízes até ás folhas. A transpiração acaba por ser o "motor" que faz ascender a seiva xilémica e por isso quando a transpiração aumenta, a absorção também aumenta e a ascensão de seiva torna-se mais rápida.
Transporte no floema
O mecanismo de ascensão xilémica garante o transporte de água e de sais minerais até ás folhas, para aí se produzirem substâncias orgânicas, através da fotossíntese. No entanto, a fotossíntese não ocorre em todas as células, pelo que as substancias orgânicas produzidas nos órgãos fotossintéticos têm de ser transportados pelo floema para as restantes células da planta.
Hipótese do fluxo de massa
A deslocação de materiais no floema tem sido explicada pela teoria do fluxo de massa proposta pelo Munch.
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 frasco 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.
Transporte no floema
O mecanismo de ascensão xilémica garante o transporte de água e de sais minerais até ás folhas, para aí se produzirem substâncias orgânicas, através da fotossíntese. No entanto, a fotossíntese não ocorre em todas as células, pelo que as substancias orgânicas produzidas nos órgãos fotossintéticos têm de ser transportados pelo floema para as restantes células da planta.
Hipótese do fluxo de massa
A deslocação de materiais no floema tem sido explicada pela teoria do fluxo de massa proposta pelo Munch.
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 frasco 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.
