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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

dominancia apical

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-methyl-1,3-cyclohexadiene 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

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