Como as plantas procuram obter as substâncias indispensáveis ao seu crescimento saudável e à sua reprodução, como as transformam para suprir as suas necessidades, e como os produtos dessas transformações podem ser usados no meio ambiente e pelos seres vivos, inclusive os humanos |
Água
A água é essencial para o crescimento da planta. Todas as células contêm água como o solvente em que se dão as reacções bioquímicas e em que são mantidas as estruturas celelares.
A transpiração é o processo através do qual a água é extraída do solo e sobe pela planta em resultado da transpiração que ocorre nas folhas. As superfícies expostas ao ar estão geralmente revestidas de uma camada resistente à perda de água. Os estômatos na superfície da folha permitem a perda de água da folha por evaporação. A taxa de transpiração aumenta com a temperatura e a velocidade do vento.
Na maioria das plantas, a captação de água ocorre predominantemente através de pelos radiculares, extensões finas das células da epiderme, que formam uma extensa área de absorção. Os fungos micorrizais também podem preencher essa função.
O tecido que conduz a água é o xilema.
Tipos de plantas:
- mesófitas - Plantas adaptadas a um ambiente em que a água está geralmente disponível no solo e pode ser extraída por transpiração para satisfazer as suas necessidades.
- xerófitas - Plantas adaptadas a ambientes em que a água é geralmente muito escassa e que apresentam várias adaptações como estômatos afundados, estômatos que abrem à noite, mecanismos fotossintéticos modificados.
- hidrófitas - Plantas adaptadas a viver submersas ou parcialmente submersas na água e que apresentam folhas e caules modificados, contendo frequentemente bolsas de ar (aerenchyma) para fornecer oxigénio aos órgãos submersos.
Nutrientes minerais
... Em desenvolvimento ...
Captação.
Os nutrientes são captados na forma de iões dissolvidos na água.
Os sistemas radiculares fibrosos, compostos de raízes finas com muitos pêlos radiculares, maximizam a área disponível para absorção. Além disso, muitas espécies têm fungos micorrízicos em associação simbiótica com a raiz, o que aumenta muito a área disponível do solo a partir da qual os nutrientes são extraídos. Os íons que entram na raiz através dos pêlos podem viajar directamente através do citoplasma celular até atingir o tecido vascular. Os iões e a água movem-se através do xilema e atingem todas as partes da planta.
Funções.
Elemento | Forma disponível | Typical concentration (mmol kg–1 dry weight of plant) |
Uso típico |
Macronutrientes | |||
Hidrogénio | H2O | 60000 | Turgor; fotossíntese; carbohidratos |
Carbono | CO2 | 40000 | Carbohidrato; proteína; metabolismo |
Oxigénio | O2, CO2, H2O | 30000 | Carbohidrato; metabolismo |
Azoto | NO3– (nitrato) NH4 |
1000 | Aminoácidos; proteínas; ácidos nucleicos |
Potássio | K+ | 250 | Permanece ião livre para regulação do turgor; cofactor para muitas enzimas |
Cálcio | Ca2+ | 125 | Cell signaling; cell wall linkages |
Magnesium | Mg2+ | 80 | Clorofila (fotossíntese) |
Fósforo | HPO4– (fosfato) HPO4 2− |
60 | Fosfolípidos; ácidos nucleicos; metabolismo-ATP |
Enxofre | SO4 2– (sulfato) | 30 | Aminoácidos e proteínas |
Micronutrientes | |||
Cloro | Cl– (cloreto) | 3 | Regulação do turgor; fotossíntese |
Ferro | Fe2+ (férrico) Fe3+ (ferroso) |
2 | Fotossíntese, respiração e fixação do azoto nos citocromos e proteínas não-heme |
Boro | BO33– |
2 | Complexado nas paredes celulares |
Manganésio | Mn2+ | 1 | Cofactor para várias enzimas |
Zinco | Zn2+ | 0,3 | Cofactor para várias enzimas |
Cobre | Cu2+ | 0,1 | Cofactor para enzimas and electron carrier proteínas |
Níquel | Ni2+ | 0,05 | Constituinte da urease |
Molibdénio | MoO42– (molibdato) | 0,001 | Constituinte de enzimas no metabolismo do azoto |
Biossíntese
Biossíntese dos aminoácidos
A produção de aminoácidos está ligada à assimilação de azoto pela planta. A nitrato redutase converte o nitrato em amónia que é então incorporada à glutamina e ao glutamato, pela via da glutamina sintase-glutamato sintase (GS-GOGAT) ou pela glutamato desidrogenase (GDH).
A amónia é tóxica e tem que ser convertida em compostos orgânicos de azoto na raiz. O nitrato pode ser convertido em amónia nas raízes ou transportado para brotos e folhas e armazenado no vacúolo ou convertido em amónia . Outros compostos amino são formados por reações de transaminação.
Em desenvolvimento ...
Biossíntese dos lípidos
Em desenvolvimento ...
Biossíntese dos polissacáridos e do amido
Em desenvolvimento ...
Produtos secundários
Em desenvolvimento ...
Hormonas
Uma hormona não é mais do que uma substância produzida numa parte do organismo que vai afectar o desenvolvimento num outra parte.
Classes de hormonas:
Auxinas
As auxinas são hormonas que conduzem o alongamento celular diferencial e funcionam como reguladores da diminuição dos vegetais.
♣ São sintetizadas principalmente pelos meristemas apicais caulinares, nas folhas jovens e nas sementes em desenvolvimento:
As auxinas são produzidas nas pontas do coleóptilo e transportadas para os locais onde há crescimento, nas células meristemáticas, nas folhas jovens, nas flores, nos frutos, nas pontas dos caules e das raízes. A mais conhecida das auxinas é o ácido indol-3-acético (AIA) sintetizada a partir do indol e, em algumas plantas, do amino-ácido triptofano.
♣ São transportadas para as regiões da planta que delas carecem, principalmente para a base, onde se estabelece um gradiente de concentração. O transporte é lento e polar (unidireccional: ou vai sempre para a base, nos caules e nas folhas, ou vai sempre para o ponta nas raízes e segue vias diferentes do acúcar e dos outros solutos.
♣ São responsáveis pelo gravitropismo, fototropismo e a dominância apical:
GRAVITROPISMO. Consiste no crescimento das raízes na direção da força gravitacional (geotropismo positivo). A aplicação de uma auxina sintética na propagação por estacas promove a formação de raízes adventícias na estaca.
FOTOTROPISMO. A primeira porção de planta que aparece à superfície do solo (coleóptilo) vai desenvolver-se orientada para a luz. Se a intensidade desta for constante, a planta desenvolve-se na vertical, se for iluminada lateralmente os coleóptilos vão crescer curvando-se na direcção da luz.
DOMINANCIA APICAL. A principal atividade fisiológica das auxinas é a regulação do crescimento das plantas (ver figura à direita). A gema apical, que atua no crescimento longitudinal do caule, produz auxina na superfície para inibir as gemas laterais, deixando-as dormentes (dominância apical). Eliminando a gema apical caulinar através da poda, ( ver poda ) o crescimento passará a ser promovido pelas gemas laterais que saem do estado de dormência e originam novos ramos, flores e frutos. A planta vai reduzir o crescimento em altura e alargar a copa, apresentando uma maior ramificação.
Giberalinas
São funções da giberelina incrementar o crescimento dos caules, interromper o período de latência das sementes fazendo-as germinar, induzindo a brotação de gemas e promovendo o desenvolvimento dos frutos. Induzem o crescimento através de uma laterização da distribuição do cálcio nos caules.
Citocininas
As citocinas devem o nome ao seu envolvimento na citocinese ou divisão celular. São hormonas vegetais responsáveis pelas divisões celulares. São produzidas nas raízes e transportadas, pelo xilema, para todas as partes da planta.
Etileno
O etileno promove o amadurecimento de frutos. O amadurecimento dos frutos é estimulado pelo etileno, produzido por folhas, frutos e flores em processo de envelhecimento. O etileno é a única hormona gasosa e por essa razão as baixas temperaturas inibem sua libertação. Isso explica por que um fruto colocado no frigorífico pode ser conservado por mais tempo. Dessa forma, o processo de envelhecimento torna-se mais lento. Para acelerar este processo, podemos embrulhar os frutos num jornal pois, assim, estaremos a concentrar a hormona ao redor dos mesmos, estimulando o processo de amadurecimento.
Outros efeitos biológicos promovidos pelo etileno são: a germinação de sementes; epinastia (curvatura para baixo) de folhas; abscisão (queda) de frutos maduros, órgãos senescentes ou danificados e folhas; expansão celular horizontal e crescimento lateral do caule; quebra de dormência de gemas e sementes em algumas espécies; alongamento do caule de espécies vegetais aquáticas submersas; formação de raízes e pêlos absorventes; indução floral e expressão sexual, como por exemplo nas Cucurbitaceae (família das abóboras), o etileno induz a preferência por flores femininas.
Ácido abscísico
O ácido abscísico (ABA) é sintetizado nos plastídios, fundamentalmente nos cloroplastos, nas folhas, caule e ápice radicular das plantas, e transportado tanto pelo xilema quanto pelo floema. O ABA esta envolvido em:
DORMÊNCIA. O ABA atua como regulador primário na iniciação da dormência de sementes e de gemas. A dormência do embrião (endógena ou fisiológica) ocorre devido a presença de inibidores especialmente o ABA) bem como a ausência de promotores (giberelina). A quebra da dormência fisiológica é frequentemente associada com a diminuição da relação ABA/GA. Quanto à dormência de gemas, a remoção do ápice da parte aérea provoca a redução nos níveis de ABA nas gemas axilares causando o crescimento dessas gemas. O alto nível de auxina no ápice da parte aérea pode manter elevado o nível de ABA nas gemas axilares, inibindo o crescimento.
RESPOSTAS AO STRESS HÍDRICO.O ABA responde ao estresse hídrico (falta de água) promovendo o crescimento de raízes e inibindo o crescimento do caule. Em casos de estresse hídrico, esta hormona realiza vários processos na planta fazendo com que esta possa diminuir a perda de água, mantendo assim a hidratação necessária para sua sobrevivência. Um aumento na concentração deste hormônio na folha como resposta a um estresse hídrico causa o fechamento dos estômatos, diminuindo a transpiração.
Óleos essenciais
"óleos essenciais (...) são compostos voláteis pertencentes, normalmente, a vários grupos químicos, arrastáveis pelo vapor de água, praticamente insolúveis na água, mas solúveis nos solventes orgânicos e nas gorduras" (p. 39).
"Os óleos essenciais nas plantas encontram-se em órgãos secretores, mais ou menos diferenciados, em diversas partes da planta." (p.40)
As citações acima reproduzidas são extraídas do capítulo 2 de Cunha et alii (2012).
Nome F. Mol. |
IUPAC | Extracção |
Hidrocarbonetos | ||
α-terpineno C10H16 | 1-Isopropyl-4-methy |
Citrus, Eucalyptus, Juniperus, coentro |
terpinoleno C10H16 | 1-methyl-4-propan-2-ylidenecyclohexene | Citrus, Mentha, Juniperus, Myristica |
limoneno C10H16 | 1-methyl-4-prop-1-en-2-yl-cyclohexene | alecrim (2,5-5%), alfazema (<1%), coentro (1,5-5%), eucalipto (4-12%), funcho (0,9-5%), hortelã (9-15%), laranja 92-97%), limão 56-78%), menta (1-5%) |
β-felandreno C10H16 | 3-Methylene-6-(1-methylethyl)cyclohexene | eucalipto (<1,5%), |
α-tuieno C10H16 | 1-isopropyl-4-methylbicyclo[3.1.0]hex-3-ene | Thuja occidentalis, sálvia. |
α-pineno C10H16 | (1S,5S)-2,6,6-Trimethylbicyclo[3.1.1]hept-2-ene ((−)-α-Pinene) | alecrim (18-26%), coentro (3-7%), eucalipto (1-9%), funcho (1-10%), laranja (0,4-0,6%) |
β-pineno C10H16 | 6,6-Dimethyl-2-methylenebicyclo[3.1.1]heptane | alecrim (2-6%), eucalipto (<1,5%), limão (7-17%) |
canfeno C10H16 | 2,2-Dimethyl-3-methylidenebicyclo[2.2.1]heptane | alecrim (8-12%) |
álcoois e ésteres | ||
geraniol C10H18O | (Z)-3,7-Dimethyl-2,6-octadien-1-ol | citronela, coentro (0,5-3%), erva príncipe, gerânio, limão (0,5-2,3%), rosa, tangerina, tomilho |
linalol C10H18O | 3,7-Dimethylocta-1,6-dien-3-ol | alfazema (20-45%), anis (<1,5%), coentro (65-78%), erva príncipe, gengibre, gerânio, laranja (0,2-0,7%), limão, manjericão (80%), tomilho |
mentol C10H20O | 5-Methyl-2-(propan-2-yl)cyclohexan-1-ol | menta (30-55%) |
borneol C10H18O | endo-1,7,7-Trimethyl- bicyclo[2.2.1]heptan-2-ol | alecrim (2-4,5%), coentro, gengibre, manjerona, pinheiro, tomilho |
citronelol C10H20O | 3,7-Dimethyloct-6-en-1-ol | citronela, gerânio, limão, tangerina, rosa |
a-terpineol C10H18O | 2-(4-methylcyclohex-3-en-1-yl)propan-2-ol | alecrim (1-3,5%), coentro (0,1-1,5%), limão (<0,6%) |
aldeídos e cetonas | ||
citral C10H16O | 3,7-dimethylocta-2,6-dienal | mistura de 2 aldeídos (geranial e neral) citronela, erva príncipe, eucalipto, gengibre, laranja, limão, tangerina |
citronelal C10H18O | 3,7-dimethyloct-6-en-1-al | citronela |
benzaldeído (aldeído benzóico) C7H6O | Benzaldehyde | presente nas amendoas |
cinamaldeído (aldeído cinâmico) C9H8O | (2E)-3-Phenylprop-2-enal | casca das espécies do género Cinnamomum (90% do óleo essencial da canela é cinamaldeído). |
culminaldeído (aldeido cuminico) C10H12O | 4-(1-Methylethyl)benzaldehyde | eucalipto, mirra, cassia, cominho |
vanilina C8H8O3 | 4-Hydroxy-3-methoxybenzaldehyde | baunilha |
carvona C10H14O | 2-Methyl-5-(prop-1-en-2-yl)cyclohex-2-en-1-one | hortelã (60-70%), menta (<1%) |
mentona C10H18O | (2S,5R)-2-Isopropyl-5-methylcyclohexanone | hortelã (<0,2%), menta (14-32%) |
pulegona C10H16O | (R)-5-Methyl-2-(1-methylethylidine)cyclohexanone | poejo, hortelã |
cânfora C10H16O | 1,7,7-Trimethylbicyclo[2.2.1]heptan-2-one | alecrim (13-21%), canforeira (30-60%), coentro (3-6%) |
ácidos | ||
benzoico C6H5COOH | Benzoic acid | benjoeiro (Styrax benzoin) |
cinâmico C8H7COOH | (2E)-3-Phenylprop-2-enoic acid | canela |
miristico CH₃(CH₂)₁₂COOH | Tetradecanoic acid | noz-moscada (Myristica fragrans) |
éteres | ||
cineol ou eucaliptol C10H18O | 1,3,3-Trimethyl-2-oxabicyclo[2,2,2]octane | alecrim (16-25%), alfazema (<2,5%), eucalipto, louro, manjericão, menta (3,5-14%), salva |
cis-anetol C10H12O | (E)-1-metoxi-4-(1-propenil)benzeno | anis (0,1-0,4%), funcho (<0,5%), anis-estrelado |
trans-anetol C10H12O | 1-Methoxy-4-[(1E)-prop-1-en-1-yl]benzene | anis (87-94%), funcho (55-75%), |
safrol C10H10O2 | 5-(Prop-2-en-1-yl)-2H-1,3-benzodioxole | canela, noz moscada, pimenta |
cumarinas C9H6O2 | agrião, canela | |
Fenóis e éteres fenólicos | ||
carvacrol C6H3CH3(OH)(C3H7) | 2-Metil-5-(1-metilletil)fenol | orégão, tomilho, segurelha |
timol C10H14O | 5-metil-2-(1-metiletil)fenol | tomilho, orégão |
eugenol C10H12O2 | 2-Methoxy-4-(prop-2-en-1-yl)phenol | cravinho (75-88%), canela, sassafrás e mirra |
miristicina C11H12O3 | 3-metóxi-4,5-metilendióxi-alilbenzeno |
noz moscada, endro, salsa
|
apiol C12H14O4 |
4,7-Dimethoxy-5-(prop-2-en-1-yl)-2H-1,3-benzodioxole | salsa, aipo, aneto, funcho |