Aulas 26, 27 e 28 de Biologia 26) Por que podamos as plantas? O crescimento dos seres vivos As plantas, assim como os demais seres vivos, são formadas por células. Essas células podem se alongar ou se multiplicar, proporcionando o crescimento desse ser vivo. Muitas vezes acontecem os dois fatos juntos - as células se dividem e, posteriormente, se alongam. Nas plantas, existem algumas substâncias químicas que regulam seu funcionamento e são chamadas “hormônios vegetais”. Alguns desses hormônios interferem no crescimento vegetal. Auxina e o crescimento vegetal Na Aula 24, já falamos de um hormônio denominado auxina. Esse hormônio possui várias funções. Vamos falar de algumas delas. Ele é produzido principalmente no ápice do caule (parte mais alta) e vai sendo transportado em direção à raiz. Um dos resultados da ação desse hormônio é o alongamento das células. A auxina interfere também na formação dos galhos. Considere duas plantas da mesma espécie: a primeira não sofreu qualquer alteração e a segunda teve o ápice de seu caule retirado. O que ocorre? Exercício: Considerando os fatos descritos, o que podemos concluir a respeito da auxina: ela inibe ou estimula a formação de galhos? Exercício: Por que a planta 1 só irá formar galhos longe do ápice? A auxina também é produzida nas extremidades dos galhos. A vantagem de se formarem mais galhos é que a copa da árvore fica mais cheia, tornando a árvore mais frondosa. Com mais galhos, há mais gemas (locais onde surgem os botões florais). Exercício: Para um produtor de laranja, qual a vantagem de uma laranjeira produzir mais flores? A auxina e a luz Você já percebeu que uma planta cresce sempre em direção à luz? A auxina também é responsável por esse fato. Existem substâncias que se alteram na presença de luz, como alguns remédios, cosméticos e até a cerveja. Elas são colocadas em recipientes escuros justamente para não serem degradadas pela luz. Com a auxina acontece o mesmo: a luz direta degrada uma grande parte da auxina. Outros hormônios de crescimento A auxina não é a única responsável pelo crescimento da planta. Existem outros hormônios que alongam as células. São chamados giberelinas. Só que em vez de agir no ápice, como a auxina, as giberelinas alongam as células que ficam nos espaços entre as folhas. No começo da aula, vimos que a planta pode crescer de duas maneiras: alongando suas células (por meio da ação da auxina e da giberelina) ou multiplicando-as. Existem outros hormônios, de nominados citocininas, que também atuam no crescimento. As citocininas são produzidas principalmente nas raízes e estimulam a multiplicação celular. Utilização de hormônios na produção agrícola Na produção de frutas, a auxina pode ser usada para estimular o desenvolvimento de algumas frutas, como o abacaxi e o morango. Existe um tipo de auxina sintetizado pelo homem que quando aparece em excesso pode matar vários tipos de plantas. Mas algumas plantas conseguem destruir o excesso dessa auxina e sobreviver; é o caso do milho, da canade-açúcar e do arroz. Quando por coincidência a planta cultivada é resistente a essa auxina e as pragas dessa cultura não, pode-se usar essa substância como pesticida. Geralmente, os frutos de uma mesma planta não amadurecem todos numa mesma época, o que torna a colheita mais trabalhosa, uma vez que tem de ser feita aos poucos. Aplicando etileno nos frutos, eles amadurecem todos ao mesmo tempo, permitindo uma colheita mais eficiente. Os cachos de uva são um exemplo conhecido de aplicação de giberelina. Esse hormônio alonga os cabinhos de cada uva do cacho, fazendo com que fiquem mais separadas. Assim, evita-se o acúmulo de umidade entre as uvas, dificultando a proliferação de fungos que poderiam estragá-las. Quadro síntese 1) Como a auxina e as citocininas contribuem para o crescimento da planta? Onde a maior parte desses hormônios é produzida? 2) Quais as funções da giberelina vistas na aula? 3) Explique por que a planta sempre cresce em direção à luz. 4) Qual a função do etileno e onde ele é produzido? 27) Irrigar a horta com Sol a pino? As plantas absorvem a água que está presente no solo, por isso quando as regamos direcionamos o jato de água para a terra. Primeiro, vamos pensar no caminho que a água percorre do solo até as folhas. A água do solo é absorvida pelas raízes, penetrando em suas células até atingir a região central da raiz, onde se localiza um conjunto de vasos condutores denominado xilema. Esses vasos condutores (xilema) começam nas raízes, atravessam o caule e atingem as folhas. É por esses vasos que a água irá subir das raízes até as folhas. A mistura de água e sais minerais que segue o caminho das raízes até as folhas é denominada seiva bruta. As células que formam os seres vivos possuem uma membrana seletiva, isto é, que permite a passagem de algumas substâncias e impede a de outras. A água é capaz de atravessar a membrana celular, enquanto alguns sais minerais e açúcares não conseguem fazê-lo. Na verdade, o transporte de seiva bruta depende desses dois processos (coesão (processo que mantém próximas as moléculas de água) e osmose) e da transpiração. Vamos observar como ocorre esse transporte: A transpiração é a causa de toda a movimentação da água. A água que sai dos vasos, por osmose, acaba fazendo toda a coluna de seiva bruta subir, já que há coesão entre as moléculas de água. Também devido à coesão à medida que a coluna de água sobe, mais água é absorvida do solo pelas raízes. Veremos que a planta pode controlar a evapotranspiração por meio de conjuntos de células especiais, presentes na epiderme, chamadas estômatos. Os estômatos são formados por duas células que podem se afastar ou se aproximar, deixando um orifício entre elas (ostíolo). É pelo ostíolo que passam os gases necessários para os processos metabólicos da planta (fotossíntese ou respiração). Porém, quando este orifício está aberto, ele também possibilita a saída de vapor d'água e, por isso, a evapotranspiração aumenta muito. Ao regular a abertura dos estômatos, a planta pode promover ou evitar a perda de água (evapotranspiração). A abertura dos estômatos é controlada pela quantidade de água presente nessas células. Quando estão cheias de água, o estômato está aberto. Quando têm pouca água, o estômato se fecha. Na presença de luz as células dos estômatos realizam fotossíntese mais intensamente do que as células vizinhas, produzindo maior quantidade de glicose. A concentração de glicose dessas células será maior que a das células vizinhas. Então, por osmose, a água passará das células vizinhas (menos concentradas) para as células do estômato (mais concentradas). Nesse caso, as células ficarão cheias de água e o estômato se abrirá. Na ausência de luz essa glicose é transformada em amido, que não se dissolve em água, e portanto não ocasiona osmose. Quando a temperatura está elevada e o ar muito seco, a planta transpira intensamente. Nesses casos, a planta pode não conseguir compensar essa perda de água com a absorção das raízes. Isso faz com que as células da folha comecem a ficar murchas, inclusive as células dos estômatos. Com pouca água, o ostíolo se fecha, diminuindo a evapotranspiração. Dessa forma, a disponibilidade de água no ar e no solo também interfere na abertura e fechamento dos estômatos. Dizem que regar as plantas com sol a pino pode prejudicá-las. Será que é verdade? Com o sol a pino, os estômatos realizam fotossíntese, o que deveria provocar sua abertura. Entretanto, essa hora do dia costuma ser também a mais quente e seca. A transpiração da planta é intensa nessas condições. Grande transpiração leva ao fechamento dos estômatos, principalmente se não houver água abundante no solo. Fechamento dos estômatos diminui a transpiração. Com menor transpiração, a planta diminui a absorção de água pelas raízes. Assim, se você fornecer água, ela não será absorvida. Mas com o ar quente e seco, ela vai evaporar do solo sem ser aproveitada pela planta. Quadro síntese Leia as situações abaixo e escreva se os estômatos devem estar abertos ou fechados (considere que existe sempre água abundante no solo). Justifique sua resposta. À noite Ao meio-dia, com a umidade do ar alta De manhã, com a temperatura alta e ar seco No final da tarde, ainda claro, com o ar úmido Explique como a água pode atingir as folhas de uma árvore de 30 metros de altura 28) Por que as plantas precisam de luz? A transformação da luz Os seres vivos fotossintetizantes possuem em suas células uma estrutura denominada cloroplasto, que não está presente nas células dos animais. É no interior dessas organelas que ocorrem as reações da fotossíntese. Os cloroplastos possuem em seu interior uma substância corante (um pigmento) conhecido como clorofila. A clorofila é um pigmento de cor verde, presente em grande quantidade nas folhas da maioria das plantas. Mas a função da clorofila não se limita a dar cor às folhas: ela desempenha um papel fundamental nos processos da fotossíntese. A importância da clorofila para a fotossíntese está no fato desta molécula ser capaz de absorver a energia da luz e desencadear uma série de reações dentro dos cloroplastos. A molécula de clorofila “fornece a energia absorvida” para que ocorram três processos: quebra da molécula de água, formação do NADPH e formação do ATP. Cada molécula de oxigênio (O2) se forma a partir da quebra de duas moléculas de água. O oxigênio é um dos produtos da fotossíntese e é liberado no ambiente. Formação do NADPH Além do oxigênio, a ação da energia luminosa sobre a água libera também hidrogênios livres. Esses íons acabam ligando-se a uma molécula chamada NADP. Esta molécula cumpre um importante papel no processo da fotossíntese, pois é ela que recebe, transporta e fornece o hidrogênio para outras reações químicas que acontecem no interior dos cloroplastos. Após a ligação com o hidrogênio, o NADP passa a chamar-se NADPH. Além do NADP, há outros elementos químicos semelhantes que transportam hidrogênio para outras reações. É o caso da respiração, que conta com a participação de compostos que desempenham o mesmo papel que o NADP. O transporte de hidrogênios é importante para várias reações do metabolismo dos seres vivos. A ligação entre íons hidrogênio e o NADP também é provocada pela energia luminosa captada pela clorofila. Podemos considerar, deste modo, que a formação do NADPH é outro dos processos desencadeados pela presença de luz. Formação do ATP Em geral, as reações químicas liberam ou captam energia para poderem ocorrer. Você já estudou que as reações de quebra de glicose, ácidos graxos ou aminoácidos liberam certa quantidade de energia, que será utilizada para manter o funcionamento do nosso organismo. Já as reações químicas que mantêm o trabalho do músculo durante a atividade física consomem energia. A energia liberada pelas reações de quebra é armazenada e transportada até os locais das reações de síntese. Esta transferência de energia é o que formação de uma mantém o funcionamento dos organismos dos seres vivos. Na fotossíntese, a energia percorre o seguinte caminho: a energia luminosa captada pela clorofila, além de provocar a quebra de moléculas de água e a formação de NADPH, é armazenada numa molécula chamada ATP. O ATP cumpre a função de captar, transportar e fornecer energia. Ele está presente em todos os seres vivos. As plantas não são os únicos seres vivos que possuem o ATP. Os caminhos da glicose Resumindo, podemos dizer que a glicose sintetizada na fotossíntese tem três funções principais: É quebrada na respiração para fornecer energia para o funcionamento do organismo. É constituinte da celulose. É também transformada em outros elementos (aminoácidos e ácidos graxos) formadores de lipídios e proteínas, que podem ser, juntamente com as moléculas de celulose, comparados a tijolos. Assim como os tijolos são usados para levantar as paredes de uma casa, a celulose, os lipídios e as proteínas constituem as células que vão sendo formadas durante o crescimento da planta. É armazenada na forma de amido. Como você pode concluir agora, a planta seria incapaz de sobreviver, crescer e se reproduzir se não pudesse realizar a fotossíntese. Mas não é só para a planta que a fotossíntese é fundamental. Ela é também vital na manutenção de todos os organismos. A glicose e o oxigênio produzidos pela fotossíntese são utilizados também pelos demais seres vivos. O oxigênio é usado na respiração. A glicose não é fonte de alimento só das plantas, mas também de outros organismos. Os animais, por exemplo, não são capazes de realizar a fotossíntese e produzir seu próprio alimento. Os animais aproveitam os compostos produzidos pelos vegetais e dependem inteiramente da ingestão de alimento para manter o funcionamento do organismo e para se desenvolver. Os organismos que realizam a fotossíntese têm enorme importância no desenvolvimento dos demais seres vivos, pois fornecem o material e a energia necessários para o funcionamento de todo o mundo vivo.