Modulo III - aula 40 - coordenação nas plantas - parte 02

Modulo III - aula 40 - coordenação nas plantas - parte 02

PROFº: HUBERTT GRÜN. Página 1

MÓDULO I -- BOTÂNICA:: COORDENAÇÃO NAS PLANTAS – PARTE 02

Movimentos Vegetais:

Os vegetais são capazes de reagir a estímulos ambientais. Entre esses estímulos, destacamos os tropismos e as nastias.

Tropismos: São mudanças na direção do crescimento, orientadas por estímulos (luz, gravidade, etc.).

Nastias ou nastismos: São reações a estímulos que não envolvem crescimento, e sim movimentos de certas partes das plantas.

Dependendo do tipo de estímulo, os tropismos são divididos em fototropismo (o estímulo é a luz), gravitropismo (efeito da gravidade) e tigmotropismo (efeito por contato). Se a planta cresce no sentido do estímulo, o tropismo é considerado positivo. Caso a planta cresça no sentido contrário, isto é, afastando - se do estímulo, o tropismo é considerado negativo.

Fototropismo: É um fenômeno fácil de ser observado. Quando colocamos um vaso com uma planta na parte mais escura, da sala, notamos que a planta cresce em direção à janela, ou sejam, aproximando – se da luz (figura 1).

Figura 1: O fototropismo: sementes crescendo em direção à luz.

Para que a planta não fique torta, podemos girar periodicamente o vaso. Várias experiências realizadas desde o final do século XIX testaram o fototropismo.Três dessas experiências são analisadas a seguir.

As experiências de Darwin: Charles Darwin, mais conhecido por sua importante contribuição à teoria da evolução, foi, junto com seu filho Francis Darwin, responsável por algumas experiências de fototropismo, por volta de 1880. Darwin percebeu que plantinhas de alpiste recém - germinadas cresciam retas se iluminadas uniformemente, isto é, com a mesma quantidade de luz em todas as direções (figura 2). Em seguida, notou que se a luz viesse apenas de um lado, a plantinha se curvava naquela direção. Pai e filho tiveram então a idéia de cortar a ponta do coleóptilo de algumas plantas de alpiste recém - germinadas. O coleóptilo é uma espécie de bainha protetora do caule, que aflora da terra durante a germinação e que contém no interior as primeiras folhas. Com a ponta do coleóptilo cortada, as plantas não cresciam. Outras plantas foram cobertas com uma lâmina de estanho, que bloqueava a luz: a planta crescia, mas não se curvava em direção à luz. Num terceiro grupo de plantas, a ponta do coleóptilo foi coberta com um papel transparente, observando-se então a curvatura em direção à luz. Esse fato se repetiu quando a base do coleóptilo foi coberta com estanho (figura 2).

Esse conjunto de experiências permitiu a Charles e Francis a seguinte conclusão: a ponta da planta, de algum modo, controla o crescimento do coleóptilo e sua curvatura em direção à luz.

Figura 2: A experiência de Darwin e seu filho.

As experiências de Boysen – Jensen: Em 1913, o cientista dinamarquês Peter Boysen - Jensen cortou a ponta do coleóptilo e colocou um bloco de gelatina entre ela e o resto da planta (figura 3). A planta curvou-se da mesma forma. Porém, fato semelhante não ocorreu quando Boysen - Jensen pôs uma lâmina de mica entre a planta e a ponta. Surgiu, então, a hipótese de que uma substância química produzida na ponta atravessava a gelatina (mas não a mica) e estimulava o crescimento da planta.

Figura 3: A experiência de Boysen – Jensen.

Boysen - Jensen realizou outra experiência, colocando a lâmina de mica apenas de um lado do coleóptilo (figura 3). Quando a lâmina ficava no lado iluminado da planta, ela se inclinava em direção à luz, mas se a lâmina estivesse no lado escuro, a curvatura não ocorria. O cientista então concluiu que uma substância produzida na ponta deslocava - se para o lado escuro, aumentando a velocidade de crescimento naquele lado e causando, com isso, uma curvatura no sentido da luz.

Experiência de Went: Em 1926, o cientista holandês Fritz

Went retirou a ponta de um coleóptilo de aveia e a colocou em uma placa de ágar (gelatina extraída de algas vermelhas) por algumas horas (figura 4). Em seguida, pegou uma planta sem a ponta do coleóptilo e pôs sobre ela a placa de ágar. O coleóptilo cresceu como se a ponta estivesse presente. Em outra planta, sem a ponta do coleóptilo, colocou uma placa de ágar que não tinha recebido a ponta do coleóptilo: o crescimento não se verificou. Went supôs que alguma substância passava da ponta do coleóptilo para o ágar e deste para os coleóptilos cortados. A conclusão foi que na planta normal a ponta do coleóptilo produz uma substância que migra para os tecidos inferiores.

Outro resultado conclusivo foi obtido quando a placa de ágar, que recebeu a ponta do coleóptilo, foi posta apenas de um lado de coleóptilos cortados: eles se curvaram para o lado oposto. Assim, Went concluiu que o lado com maior concentração da substância crescia mais do que o lado oposto (figura 4). O pesquisador chamou a substância de auxina.

Sabe - se hoje que a luz provoca uma migração de auxina para o lado mais escuro e que a ponta do caule possui um pigmento fotorreceptor, sensível à luz azul.

A planta cresce em direção à luz porque o lado mais escuro fica com células maiores, o que provoca, mecanicamente, uma curvatura do caule para o lado de onde vem a luz (figura 5).

Gravitropismo ou geotropismo

Quando uma semente germina, a raiz cresce para o interior da terra e o caule para fora do solo. Se colocarmos uma semente germinada deitada, com o eixo caule - raiz na horizontal, podemos notar, alguns dias depois, que o caule curva - se para cima e a raiz para baixo. Como estamos falando do estímulo da

PROFº: HUBERTT GRÜN. Página 2 gravidade, dizemos que a raiz possui gravitropismo (ou geotropismo) positivo e o caule, gravitropismo negativo (figura 6).

Ainda se discute como a planta responde à gravidade. Uma hipótese é a de que o efeito se deve ao acúmulo de auxina na face inferior dos órgãos. As células da raiz e do caule possuiriam sensibilidades diferentes para uma determinada concentração de auxina. A raiz ficaria com uma concentração que inibe o crescimento das células de baixo. Com isso, as células da parte de cima cresceriam mais, fazendo o órgão se curvar para baixo. O acúmulo de hormônios nas células da face inferior tem efeito estimulador para o caule. Tais células crescem mais do que as de cima, fazendo o órgão se curvar para cima. No caso da raiz, porém, há indicações de que em vez da auxina, haveria acúmulo de outro hormônio, ainda não identificado, que se concentra na parte inferior da raiz, inibindo o crescimento dessa região.

Tigmotropismo:

Em certas plantas trepadeiras o caule ou as gavinhas enroscam - se em um suporte. Tal movimento de curvatura só ocorre quando o órgão está em contato com algo para se apoiar. Como o estímulo para o movimento é o contato, o fenômeno recebeu o nome de tigmotropismo (tigmo = toque). Veja a figura 7.

Nastias:

Outro movimento vegetal bastante conhecido é o da sensitiva

(Mimosa pudica): quando tocada, seus folíolos fecham-se e as folhas inclinam - se (figura 8). Esse movimento deve - se à perda de água de pequenos órgãos — chamados pulvinos — situados na base dos folíolos e da folha. Quando estão com suas células túrgidas (cheias de água), os pulvinos mantêm os folíolos abertos e as folhas levantadas. Com o toque, desencadeia - se um impulso elétrico semelhante ao das células nervosas dos animais, porém de velocidade inferior. Esse impulso provoca a saída de íons potássio das células do pulvino; conseqüentemente, tais células perdem água por osmose. Tudo isso ocorre em um intervalo de tempo entre um a dois segundos, sendo que o retorno à posição normal leva cerca de dez minutos (figura 8).

Qual seria a vantagem adaptativa dessa reação? Uma hipótese é a de que o fechamento dos folíolos expõe os espinhos do caule, desencorajando os animais predadores. Ou então é possível que eles se assustem com o brusco movimento da planta. Um vento forte também desencadeia o fenômeno. Nesse caso, o fechamento dos folíolos diminuiria a superfície de transpiração da planta: a evaporação aumenta quando venta, o que poderia levar à desidratação da planta.

O fechamento da folha da Dionaea, uma planta carnívora, é também uma resposta ao estímulo de contato. Ela se fecha quando um inseto pousa em sua folha. O mecanismo, apesar de mais rápido, é idêntico ao da sensitiva, dependendo de um impulso elétrico que provoque a perda de água de certas células da folha.

Há ainda o caso de plantas, como a soja, que movem suas folhas para cima e para baixo, em resposta à presença e à ausência de luz. Muitas delas são dotadas de pulvinos, responsáveis por esse movimento.

Os movimentos realizados pela sensitiva, pela Dionaea e pela soja são movimentos não orientados, sempre os mesmos, não importando a direção do estímulo. Esse tipo de movimento é chamado de nastia ou nastismo. No caso da sensitiva e da Dionaea, temos uma sismonastia — o estímulo é um abalo ou toque; no caso do feijoeiro, temos uma nictinastia (nix = noite) — o estímulo é a luz.

A nastia pode não depender da turgência das células e sim de uma diferença no crescimento entre a parte de cima e a de baixo de uma flor ou folha. Neste caso, dizemos que há uma fotonastia — folhas ou flores que se abrem ou se fecham dependendo da luz

— e de uma termonastia — quando o estímulo é o calor.

Podemos considerar ainda movimentos de deslocamento que não são exclusivos dos vegetais: é o caso da atração química do anterozóide ou do espermatozóide por substâncias químicas da oosfera — nas plantas — e dos óvulos — nos animais. Esse fenômeno é chamado de taxia ou tactismo (tacti = toque). Nesse caso, como o estímulo é uma substância química, temos um quimiotactismo. Outro exemplo é o movimento de cloroplastos em relação à luz, o fototactismo.

Figura 8: A sensitiva, antes e depois do toque.

O relógio biológico:

Os seres vivos possuem certas atividades que se repetem em ciclos de intervalos regulares, como se estivessem controlados por um relógio interno. Quando o ciclo apresenta um intervalo de tempo em torno de vinte e quatro horas, ele é chamado de ritmo circadiano (circa = aproximadamente; dia = dia). Um exemplo desse fenômeno em vegetais é a abertura e o fechamento dos estômatos. Se uma planta for colocada no escuro por um período de tempo prolongado, ela abre os estômatos (mesmo no escuro) em intervalos de aproximadamente 24 horas. Isso significa que, além dos fatores responsáveis pela abertura e pelo fechamento do órgão, os estômatos obedecem a um ritmo circadiano. Outro exemplo é o da folha do feijoeiro e de outras plantas, que ficam levantadas de dia e abaixadas à noite, graças à presença de pulvinos.

Questões para Revisão: 1. Explique de que modo à auxina provoca a curvatura do caule em direção à luz.

2. Defina gravitropismo e tigmotropismo.

Gabarito: Questões para Revisão: 1. A luz, incidindo apenas de um lado, faz a auxina migrar para o lado oposto. Com concentração maior do hormônio, as células do lado escuro crescem mais, provocando a curvatura do caule em direção à luz. 2. Gravitropisrno é o crescimento do caule e da raiz em relação à gravidade. O caule tem gravitropismo negativo e a raiz, positivo. Tigmotropismo é a curvatura da planta quando entra em contato com um suporte.

FORMATAÇÃO E EDIÇÃO: LAST UPDATE: 31.01.2011 PROF: LIMA VERDE, HUBERTT. huberttlima@gmail.com; BIOLOGIA MÓDULO I - BOTÂNICA.

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