Fotossíntese

II - Fotossíntese
A fotossíntese é o mecanismo pelo qual as plantas clorofiladas produzem compostos
orgânicos a partir de gás carbônico, água e energia luminosa. Esse fenômeno fotobiológico
pode ser considerado o mais importante dentre os que ocorrem no mundo vivo, uma vez que
os compostos orgânicos sintetizados tornam-se aproveitáveis como fonte de energia tanto para
as próprias plantas como para os animais. As plantas clorofiladas constituem, portanto, as
fábricas de alimento do mundo. Além disso, é graças ao mecanismo de fotossíntese que a taxa
de gás carbônico e oxigênio na atmosfera se mantém praticamente constante.
As folhas são os órgãos-sede da fotossíntese; esse processo pode ser resumido pela
seguinte equação geral:
Vários são os fatores que podem influenciar na velocidade da fotossíntese. Esses
fatores podem ser externos (disponibilidade de gás carbônico, luz, etc.) ou internos ( grau de
abertura dos estômatos, teor de clorofila, etc.).
A concentração de gás carbônico
A atmosfera contém cerca de 0,03% de gás carbônico. Considera-se que essa taxa
constitui um fator limitante da fotossíntese, principalmente em plantas terrestres, uma vez que
se encontra muito aquém do requerido por elas.
Mantendo-se como único fator variável a taxa de CO2 , verifica-se experimentalmente
que a velocidade da fotossíntese é baixa quando a disponibilidade de CO2 também baixa. Isso
acontece , uma vez que o CO2 é fonte de carbono para a produção de matéria orgânica. À
medida que aumenta a concentração de CO2, aumenta a taxa de fotossíntese - mas apenas até
certo ponto. Dizemos, então, que a planta se encontra saturada de CO2, e um aumento na
quantidade desse gás não afetará a velocidade do processo.
A influência da luz
Na Fotossíntese a luz é fonte de energia para a formação de ATP e NADPH2,
substâncias que participam ativamente da converção do CO2 em compostos orgânicos. Por
isso, quando a disponibilidade de luz é baixa, a taxa de fotossíntese é muito pequena;
aumentando a intensidade da luz, observa-se um aumento da velocidade fotossíntetizante, até
a planta encontrar-se luminicamente saturada.
A influência da temperatura
A temperatura é especialmente importante na fotossíntese , pela influência que exerce
na atividade do equipamente enzimático que atua nesse fenômeno bioquímico. Assim, a
velocidade de fotossíntese é máxima numa faixa térmica entre 30C e 40C. Em temperaturas
muito baixas , a taxa de fotossíntese é pequena porque as enzimas acham-se pouco ativas; e ,
em temperaturas muito altas, a fotossíntese pode ser anulada devido à desnaturação
enzimática.
O ponto de compensação
O ponto de compensação luminoso corresponde à taxa de luz em que a atividade
fotossintetizante é igual à atividade respiratória. Isso significa que nesse ponto, a planta
consome na respiração um quantidade de O2 equivalente à produzida na fotossíntese; ou que
consome na fotossíntetizante uma quantidade de CO2 equivalente à liberada pela respiração.
Uma fonte se encontra-se acima do ponto de compensação quando a intensidade
luminosa é tal que a fotossintese supera a respiração; por outro lado, a planta está abaixo do
ponto de compensação quando a atividade respiratória supera a atividade fotosssintetizante ,
devido a carência de luz.
Uma planta não sobreviverá se for mantida infinitamente no ponto de compensação ou
abaixo dele. Nessas circuntâncias, a planta não disporá de alimentos para garantir a
manutenção de sua atividade nos momentos em que somente respira (ausência de luz ) : a
planta portanto, irá definhando até a morte.
Quanto ao ponto de compensação, as plantas se dividem em:
heliófitas ou plantas de sol : apresentam elevado ponto de compensação;
umbrófitas ou plantas de sombra: a presentam baixo ponto de compensação .
III - Hormônios vegetais
Os fitormônios ou hormônios vegetais são substâncias orgânicas estruturalmente mais
simples que os hormônios animais, embora sejam capazes de determinar um considerável
efeito no metabolismo do órgão receptor; são produzidos em pequenas quantidades em
determinadas regiões da planta e transportados para outros locais, onde atuam.
As auxinas
As auxinas são fitormônios de crescimento e, entre elas , o ácido indolilacético (AIA)
é o exemplo mais conhecido e estudado. Esse hormônio é produzido pelas células
meristemáticas dos ápices dos caules e raízes, das folhas jovens e dos embriões de sementes, a
partir do aminoácido triptofano.
Uma importante característica do AIA é seu deslocamento polarizado. De fato. esse
hormônio circula sempre no sentido ápice-base de um determinado órgão, ou seja, das regiões
onde é produzido para as regiões onde promoverá
o alongamento celular e,
consequentemente, o crescimento vegetal. Aliás. o alongamento celular é possível graças à
capacidade do AIA em promover um aumento da elasticidade da parede da célula.
Outra característica marcante do AIA está no fato de poder ser inativado pela luz,
mediante a ação de substâncias fluorescentees ( como a riboflavina), que absorvem energia
luminosa e , devidamente ativadas, tornam-se capazes de oxidar o AIA, transformando-o num
composto funcionalmente inativo.
A influência das auxinas no crescimento das plantas foi demonstrada por várias experiências
desenvolvidas por pequisadores diversos, que utilizaram plantas jovens de aveia ( Avena
sativa) como material biológico.
O esquema acima mostra uma semente de aveia no início da germinação, tendo o
acule jovem envolvido por uma bainha denominada caleóptilo. A função dessa estrutura á
proteger as delicadas células da planta contra o atrito com as partículas do solo.
Ação do AIA no crescimento de raízes e caules
Sabe-se que as auxinas podem agir como indutores ou inibidores do crescimento,
dependendo de sua concentração num determinado órgão. Órgãos como as raízes e os caules
bapresentam uma faixa de concentração do AIA dentro da qual o crescimento se verifica.
Concentrações abaixo de um determinado ponto mínimo são insuficientes para promover o
crescimento; concentrações acima de um determinado ponto máximo inibem totalmente o
crescimento; entre o ponto mínimo e o ponto máximo existe sempre uma concentração ótim.
com o qual o crescimento é mais rápido.
As raízes são, geralmente, muito mais sensíveis à ação das auxinas do que os caules.
Isso quer dizer que a faixa de AIA exigida pelas raízes está aquém da faixa exigida pelos
caules. Por isso, concentrações ótimas para as raízes não provocam o crescimento dos caules,
por falta de AIA. Em contrapartida , concentrações ótimas de AIA para o caule inibem
fortemente o crescimento nas raízes.
Para que uma folha se mantenha inserida na planta é preciso que apresente um teor de
auxinas maior que o do ramo em que ela se encontra. Folhas senescentes, nas quais a
produção de auxinas de reduz significativamente, passam a apresentar uma concentração de
AIA menor que a do ramo. forma-se então, na base do pecíolo, uma camada de abscisão, por
onde a folha se deprende e cai. Fato semelhante ocorre em frutos em estado adiantado de
maturação.
Outros efeitos do AIA
Desenvolvimento dos frutos - Normalmente as sementes em desenvolvimento são
grandes fontes produtoras de auxinas; o hormônio produzido pelas sementes passa a
estimular o desenvolvimento do ovário, promovendo a sua conversão em fruto: em
determinados casos, porém, os próprios ovários produzem auxinas em quantidade suficiente
para provocar o seu desenvolvimento, o que acarreta a formação dos chamados frutos
partenocárpicos, desprovidos de sementes ( exemplos: banana e laranja-da-baía).
Dominância apical - É o fenômeno em que o excesso de AIA produzido no ápice
inibe o desenvolvimento de gemas laterais; mais isso pode ser revertido; retirando-se o ápice
da planta (poda), cessa a produção de AIA e as gemas, agora sem o excesso inibidor,
despertam e brotam, formando ramos, folhas ou flores.
Enraizamento de estacas - Pulverizando-se estacas com AIA, estimula-se, nas regiões
cortadas, a formação de meristemas capazes de promover o aparecimento de raízes, que fazem
a estaca 'pegar'.
Outros hormônios vegetais
Além das auxinas, outros hormônios interferem no metabolismo dos vegetais:
Etileno: regula a abcisão de folhas e provoca a maturação de frutos.
Citocininas: estimulam as divisões celulares; exemplo: zeatina (hormônio natural
isolado do milho)
Ácido 2,4 diclorofenoxiacético ( 2,4 D): auxina sintética usada como herbicida seletivo;
provoca a morte de dicotiledôneas herbáceas.
Giberelinas: provocam o crescimento do caule e das folhas, aceleram a germinação de
sementes e induzem a partenocarpia; atuam em presença de auxinas.
Os vegetais apresentam movimentos próprios, como os tropismos, os tactismos e os
nastismos. Em alguns deles, os agentes e o mecanismo são bem conhecidos. Outros, porém,
permanecem objeto de investigação científica.
IV - Movimentos Vegetais
Os vegetais apresentam movimentos próprios, como os tropismos,os tactismos e os
nastismos. Em alguns deles, os agentes e o mecanismo são bem conhecidos. Outros porrém
permanecem objetos de investigação científica.
Os Tropismos
Tropismos são movimentos de curvatura orientados em relação a um excitante externo,
podendo ser negativos ou positivos. São considerados positivos quando a curvatura ocorre na
direção do excitante; são negativos quando a curvatura afasta a planta do excitante.
Como os tropismos se acham na dependência da ação das auxinas, torna-se necessário
um comentário preliminar:
As raízes geralmente apresentam uma concentração de auxinas acima da concentração
ótima; por isso; aumentas na concentração normal inibem o crescimento; em contrapartida,
ligeiras diminuições aproximam a concentração do ponto ótimo, favorecendo o crescimento.
Os caules, por suas vez, geralmente exibem concentrações de auxinas abaixo do ponto ótimo;
por isso, ligeiros aumentos na concentração normal favorecem o crescimento, e qualquer
diminuição o reduz.
Os principais tipos de tropismos são o fototropismo, o geotropismo, o tigmotropismo e
o quimiotropismo.
Fototropismo - Tropismo cujo agente excitante é a luz. Os caules aproximam-se da
fonte luminosa e, portanto, têm fototropismo positivo; já as raízes curvam-se em direção
oposta a fonte luminosa: tem fototropismo negativo.
Quando se ilumina um caule de maneira unilateral, na face iluminada ocorre
fotodestruição de parte do AIA ai existente, o que inibe o crescimento dessa região. Com isso,
o lado que permanece no escuro cresce mais, determinando a curvatura do caule em direção à
fonte luminosa. Nas raízes, ao contrário, a inativação de parte do AIA, presente na face
iluminada favorece o seu crescimento; daí a curvatura desses órgãos em direção oposta à fonte
de luz.
Geotropismo - Tropismo provocado pela ação da gravidade. Colocando-se uma planta
na posição horizontal, verifica-se que parte do AIA existente na face superior migra para a
face inferior, tanto no caule como na raiz. Nos caules, o aumento da concentração de auxinas
na face inferior provoca aí uma aceleração do crescimento. Então, crescendo mais pela face
inferior, o caule curva-se para cima, em direção contrária a gravidade; daí dizer-se que esse
órgão tem geotropismo negativo. As raízes, por sua vez, têm o crescimento inibido pela face
inferior e, crescendo mais pela face superior, curvan-se para baixo, na mesma direção da
gravidade, tendo portanto, geotropismo positivo.
Tigmotropismo - É o caso das gavinhas, que se enrolam em torno de um suporte. As
gavinhas são folhas( ex: chuchu) ou ramos (ex: videira) modificados, que promovem a fixação
da planta num suporte qualquer. Admite-se que o enrolamento verificado deva-se ao contato
do órgão com o suporte.
Quimiotropismo - É o caso do crescimento do tubo polínico em direção ao óvulo.
Os tactismos
São movimentos de deslocamento, orientados em relação a um excitante externo;
podem ser positivos ou negativos. Como exemplos podemos citar:
Fototactismo positivo: deslocamento de euglenas em direção a uma fonte de luz.
Quimiotactismo positivo: deslocamento de anterozóides em direção à oosfera, como ocorre
nas briófitas e pteridófitas.
Aerotactismo positivo: deslocamento de bactérias aeróbicas em direção a uma fonte de
oxigênio.
Os nastismos
São movimentos não-orientados, isto é, que independem da direção ou origem do
estímulo, e que se desenvolvem de acordo com a simetria do órgão reagente. Como exemplos
podemos citar:
Fotonastismo: verifica-se em flores como a dama-da-noite, cujas pétalas voltam para cima
durante o dia e para baixo durante a noite, posição que promove a abertura da corola.
Tigmonastismo: movimento dos tentáculos das folhas de drósera devido ao contato de um
inseto. A drósera é uma planta insetívora cujo limbo carnoso é dotado de um líquido
pegajoso. Também possui tentáculos, em cujo ápice existem bolsas portadoras de suco
digestivo. Quando um inseto pousa sobre o limbo fica preso, e ao debater-se, o que parece
provocar o movimento dos tentáculos, que entrando em contato com o corpo do animal,
liberam o suco digestivo, que provoca a sua morte.
Nas mimosas (também conhecidas como sensitivas ou dormideiras) existe um
movimento chamado seismonastismo. Quando a planta é tocada, seus folíolos perdem
rapidamente água do lado superior - se desloca para os ramos - e dobram-se para cima.
Fotoperiodismo
Entende-se por fotoperiodismo o controle exercido pelo período de luz incidente
(comprimento do dia e da noite) sobre certos fenômenos fisiológicos da planta, como a queda
de folhas e a floração.
Quanto a floração e ao fotoperíodo, as plantas podem ser classificadas em:
Plantas de dia curto: só florescem em um fotoperíodos menores do que um determinado
fotoperíodo crítico. Esse valor crítico é variável de uma planta para outra; se uma planta de
dia curto tem valor crítico correspondente a onze horas de luminosidade, significa que só
floresce quando submetida a períodos de luz abaixo de onze horas.
Plantas de dia longo: só florescem em fotoperíodos superiores a um determinado fotoperíodo
crítico; se uma planta de dia longo tem valor crítico correspondente a doze horas de
iluminação, só floresce quando submetida a períodos de luz acima de doze horas
Plantas indiferentes: Florescem em quaisquer fotoperíodos.
Sabe-se que o período de luz a que uma planta é submetida pode ser interrompido sem
comprometimento da planta. O período escuro, no entanto, não deve ser fragmentado, pois
isso pode comprometer a síntese do hormônio florígeno , que desencadeia a floração. Por essa
razão, talvez seja mais correto falar-se de plantas de noite longa ou de noite curta, ao invés de
plantas de dia curto e dia longo.