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Texto: Renata de Freitas Martins

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Difusão é o movimento de partículas (moléculas ou íons) de uma região para outra. Este movimento ocorre porque as partículas são dotadas de energia cinética e tendem sempre a se movimentar. No caso mais simples, o movimento das partículas ocorre em resposta a diferenças de concentrações, deslocando-se do meio onde estão mais concentradas para onde estão menos concentradas.

Pressão de difusão

Pressão de difusão é a tendência que diferentes partículas (moléculas ou íons) têm para a difusão. Assim sendo, quanto maior a energia cinética das partículas, maior será a sua pressão de difusão.

Osmose é a difusão de água por meio de uma membrana semipermeável - aquela que deixa passar livremente o solvente (água), não deixando passar os solutos (substância solúveis em água).

No movimento osmótico a água passa obedecendo ao gradiente de pressão de difusão, sendo um mecanismo de transporte passivo.

Osmômetro

Osmômetro é um aparelho utilizado para demonstrar a osmose e medir a pressão osmótica da solução.

A célula vegetal é um osmômetro

A célula vegetal é envolvida, externamente, pela parede celular (membrana celulósica), porosa, muito resistente e dotada de certa elasticidade. Internamente a ela encontra-se o plasmalema, membrana permeável seletiva, que se deixa atravessar livremente pela água. Grosso modo, o plasmalema é considerado uma membrana semipermeável. No interior da célula existem grandes vacúolos que contêm o suco celular, que é uma solução de várias substâncias (sais minerais, açúcares, ácidos orgânicos etc.). Por sua vez está separado do citoplasma pelo tonoplasto, membrana de mesma natureza que o plasmalema.

Plasmólise

Ocorre quando a célula vegetal é mergulhada em meio hipertônico, isto é, em soluções em que a pressão osmótica é maior que o DPD da célula.

A célula começa a perder água, o volume do vacúolo vai diminuindo até que o protoplasma se descole da parede celular.

Nesta célula a parede celular não sofre qualquer pressão.

A célula plasmolisada geralmente não morre. Isto significa que se ela for colocada em água destilada ou em um meio hipotônico, inverso à plasmólise, é chamado deplasmólise.

Os vegetais superiores desenvolveram as raízes para a fixação e absorção de água e nutrientes minerais, indispensáveis para a vida da planta.

A água existente nas células vegetais pode estar localizada em três regiões diferentes:

a) no vacúolo celular;

b) nos microcapilares da parede celular (apoplasto);

c) no protoplasma de cada célula, o qual está ligado às suas vizinhas pelos plasmodesmos, formando o simplasto.

Absorção de nutrientes minerais

Os íons minerais, indispensáveis ao crescimento das plantas, costumam ser divididos em dois grandes grupos:

a) Macronutrientes ou macroelementos: são aqueles que as plantas requerem em grandes quantidades, como N, P, K, Ca, Mg, S;

b) Micronutrientes ou microelementos: são aqueles que as plantas necessitam em pequenas quantidades, como Fe, Mn, Mo, B, Co, Cl, Zn etc.

A necessidade por determinado elemento químico varia de planta para planta.

Dependendo do ambiente em que vivem as plantas podem encontrar os nutrientes minerais dissolvidos na água do mar ou na água doce, quando são aquáticas; na poeira do ar ou nos detritos vegetais que caem e se decompõem, quando são epífitas; e no solo, quando são terrestres.

A gutação ou sudação é a eliminação de água no estado líquido por meio de hidatódios.

Nas plantas ocorrem dois tipos de hidatódios:

a) hidatódio epidermal: consta de uma única célula epidérmica, que excreta água possivelmente por transporte ativo;

b) hidatódio epitemal ou estômato aqüífero: são os mais freqüentes e constam de duas células estomáticas rígidas que delimitam um poro sempre aberto. A câmara subestomática é preenchida por um tecido paraenquimático aqüífero chamado epítema, onde se encontram as terminações de vasos lenhosos.

Definição

A transpiração é a eliminação de água no estado de vapor. Todos os órgãos aéreos da planta transpiram: folhas, caules, flores e frutos. Mas o mais importante órgão de transpiração é a folha.

Folhas expostas ao sol absorvem energia e se aquecem. às vezes o aquecimento é tão forte que acaba inibindo algumas atividades metabólicas, como a fotossíntese. Ao evaporar-se, a água retira calor da superfície e passa a exercer um efeito importante na diminuição da temperatura, permitindo o resfriamento e a volta à atividade metabólica normal.

A transpiração funciona como um regulador de temperatura foliar.

O fenômeno pode ocorrer pelos estômatos e pela cutícula.

Estômatos

Estômatos são estruturas encontradas na epiderme dos órgãos aéreos das plantas. O maior número de estômatos encontra-se nas folhas, mas também são encontrados nos caules, flores e frutos.

Estrutura dos estômatos

O estômato é constituído por duas células-guardas ou células estomáticas, que delimitam entre elas uma fenda chamada ostíolo. Aop lado das células estomáticas aparecem duas ou mais células conhecidas por anexas, companheiras ou subsidiárias. As células-guardas são providas de cloroplastos e a parede voltada para o ostíolo apresenta um forte empessamento, enquanto a parede oposta é delgada.

O ostíolo abre-se, no interior da folha, numa grande cavidade denominada câmara subestomática.

Mecanismo de transpiração

- Transpiração Estomática: a água chega às folhas por meio do xilema (lenho), sai desses vasos condutores e alcança as células dos parênquimas clorofilianos. Essas células, por sua vez, têm as paredes celulares em contato com o ar dos espaços intercelulares. Essas paredes hidratadas evaporam a água. O vapor d'água formado circula pelos espaços intercelulares e sai, através dos ostíolos abertos, por difusão, seguindo o gradiente de pressão do vapor.

A transpiração estomática é um processo fisiológico importante, já que pode ser controlada pelo vegetal.

- Transpiração cuticular: a cutícula é uma película impermeável à água, mas não é perfeitamente impermeável, uma vez que possui poros. Esses poros, que na verdade são regiões mais frágeis da cutícula, permitem a evaporação direta da água para a atmosfera. Essa evaporação não pode ser controlada pela planta, mas, felizmente, ocorre em pequena intensidade.

Ação dos fatores ambientais na transpiração

-> Temperatura: dentro de certos limites, a transpiração acelera-se com o aumento da temperatura;

-> Luz: os estômatos abrem-se durante o dia e se fecham a noite. Com isso, a transpiração é mais intensa durante o dia. A radiação solar também fornece energia,que acelera a evaporação da água. Durante o dia, a folha se aquece, aumentando a temperatura e favorecendo a evaporação da água. A noite a folha perde calor muito rapidamente, formando-se uma superfície fria que favorece a condensação do vapor d'água, formando gotículas de orvalhos;

-> Umidade do Ar: quando o ar em torna da planta é seco, intensifica-se a perda de vapor d'água, uma vez que aumenta o gradiente de pressão de vapor. Ao contrário, quanto maior a umidade do ar, em volta da planta, tanto menor será a tendência do vegetal transpirar;

-> Vento: o movimento de ar sobre a superfície da folha tende a retirar o vapor d'água, aumentando o gradiente de pressão de vapor e facilitando a transpiração. Mas correntes fortes de vento podem diminuir a transpiração, uma vez que acarretam o fechamento dos estômatos;

-> Umidade do Solo: a intensidade de transpiração de uma planta é maior num solo úmido e menor em solo seco.

Mecanismos de abertura e fechamento dos estômatos

A diferença de espessura nas paredes celulares que já citamos acima permitem a abertura da fenda estomática quando a turgescência das células-guarda aumenta. Assim, quando estas células ganham água, aumenta a pressão da turgescência sobre as paredes celulares. A parede delgada distende-se facilmente, tornando-se convexa e arrastando, no mesmo sentido, a parede espessa que se torna côncava.

Como as duas paredes côncavas ficam voltadas uma para outra, o aumento de turgescência provoca um afastamento dessas paredes e a conseqüente abertura do ostíolo. Por um lado, a diminuição de turgescência provoca o fechamento do ostíolo.

O aumento de turgescência está associado ao transporte ativo de íons potássio das células anexas para as células-guardas. O desequilíbrio de cargas é compensado pelo movimento de íons Cl-, e pela formação de ânions orgânicos como malatos etc.

O transporte ativo de íons é influenciado por fatores internos, como os fitormônios. O ácido abscísico bloqueia a bomba de íons, reduzindo o grau de aberturados estômatos.

Fatores externos também podem influenciar o movimento de abertura e fechamento. Existem certos fungos parasitas que produzem substâncias tóxicas que paralisam o movimento estomático. Venenos ambientais como o SO2, ozônio, fungicida a base de mercúrio também influenciam negativamente o movimento estomático.

Mecanismo fotoativo

Quando a planta fica exposta à luz,a fotossíntese consome CO2 provocando uma diminuição acentuada da taxa deste gás nos espaços intercelulares e no interior das células-guardas. Segundo a hipótese enzimática, esta diminuição de CO2 torna o meio interno levemente básico (alcalino). A enzima fosforilase atua sobre o amido de reserva das células-guardas, hidrolisando-o e o convertendo em glicose. Como o amido é um polissacarídeo indissolúvel em água e a glicose um monossacarídeo solúvel em água, esta transformação aumenta a concentração, isto é, a pressão osmótica destas células. A tendência das células-guardas, agora, é absorver água das células vizinhas, aumentando a sua turgescência e provocando a abertura do ostíolo.

No escuro, a respiração liberta CO2, aumentando a sua concentração nos espaços intercelulares e no interior das células-guardas. O meio destas células tende a ficar levemente ácido, permitindo a ação da fosforilase que polimeriza a glicose até amido. Esta transformação diminui a quantidade de substância solúvel no interior das células-guardas, diminuindo a concentração, isto é, a pressão osmótica. As células-guardas perdem água para as células vizinhas, diminuindo a turgescência, o que provoca o fechamento do ostíolo.

Nas plantas suculentas o efeito da concentração de CO2 é bem evidente.

Estas plantas abrem seus estômatos à noite, quando cai a taxa de CO2, uma vez que este gás é rapidamente transformado em malatos,que ficam armazenados para utilização durante o dia, na fotossíntese. Durante o dia, os malatos são degradados, formando CO2. A taxa de CO2 aumenta e os estômatos se fecham.

Devido a este mecanismo muitas plantas suculentas (cactáceas, crassuláceas, euforbiáceas, orquidáceas etc.) economizam água, já que seus estômatos abrem-se apenas durante a noite.

Mecanismo Hidroativo

Este mecanismo entra em ação toda vez que ocorre déficit (estresse) em água. O déficit aparece quando a planta perde muito mais água por transpiração do que consegue absorver pelo sistema radicular. Neste caso, os estômatos fecham-se independentemente da concentração de CO2, da luz, da temperatura etc.

Efeito da Temperatura

Temperaturas muito baixas tornam os estômatos muito lentos. à medida que a temperatura aumenta, entre 5ºC e 25ºC, muitas plantas iniciam o fechamento de seus estômatos. Em muitas plantas tropicais é comum a observação do fechamento estomático por volta do meio dia.

Resumindo, pode-se dizer que, nas plantas, a abertura estomática é favorecida por:

- presença de luz;

- baixo teor de CO2;

- temperatura moderada;

- turgescência celular (bom suprimento em água).

Já o fechamento estomático é favorecido por:

- alta taxa de CO2;

- temperaturas muito altas ou muito baixas;

- déficit em água.