1 Ciências Naturais e suas Tecnologias AULA DIGITAL BIOLOGIA 77. Condução de Seivas.

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1 www.sistemacpv.com.br 1 Ciências Naturais e suas Tecnologias AULA DIGITAL BIOLOGIA 77. Condução de Seivas

2 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 2 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Índice Condução de Seivas Condução de Seiva Bruta Capilaridade Pressão Positiva da Raiz Teoria de Dixon ou da Tensão-coesão Experimento para Confirmar a Teoria de Dixon Condução de Seiva Elaborada O Anel de Malpighi

3 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 3 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seivas As plantas traqueófitas transportam:  seiva bruta através do xilema, no sentido ascendente (raiz → caule);  seiva elaborada através do floema, no sentido descendente (caule → raiz). Essa circulação de água e nutrientes é realizada sem consumo de energia da planta e sem nenhum mecanismo de bombeamento mecânico, como ocorre com a circulação de fluídos nos animais em geral em que o coração desempenha o papel de bomba hidráulica. Nos vegetais, a circulação de água e nutrientes depende principalmente de dois princípios físicos: a capilaridade e a osmose.

4 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 4 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Bruta A seiva bruta é formada por água e sais minerais, provenientes do solo e absorvidos pela raiz. Ela é transportada até a copa das plantas, muitas vezes localizada a dezenas de metros de altura. Atualmente, os cientistas atribuem a ascensão da seiva bruta à ação concomitante de três fatores:  a capilaridade dos vasos lenhosos,  a pressão negativa das folhas e  a pressão positiva da raiz.

5 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 5 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Bruta Capilaridade Ao se colocar uma das extremidades de um tubo de diâmetro bem pequeno num recipiente com água, verifica-se que a coluna de água no interior do tubo sobe espontaneamente até certa altura. Quanto menor o diâmetro do tubo, maior a altura atingida pela coluna d’água. Isso ocorre porque as moléculas de água criam forças de coesão contra a parede do tubo, através de pontes de hidrogênio. Quando o peso da coluna de água se equipara às forças de adesão, a coluna para de subir. Isso explica por que a coluna atinge alturas inversamente proporcionais ao diâmetro do tubo: quanto mais fino o tubo, menor o peso da coluna d’água. Um segundo fator importante responsável pela manutenção da coluna d’água é a coesão existente entre as moléculas de água em estado líquido. Essa atração mútua é bastante forte e pelo menos parcialmente justificada pelo fato de que as moléculas de água são dipolos elétricos. Segundo os pesquisadores, considerando o diâmetro médio dos vasos lenhosos (de 30 a 60 micrômetros), a capilaridade seria suficiente para elevar colunas de seiva bruta a alturas inferiores a 1 metro.

6 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 6 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Bruta Pressão Positiva da Raiz Se uma pessoa soprar um pouco de água no interior de um tubo, a pressão exercida sobre as paredes do tubo será de dentro para fora. Convenciona-se que esse tipo de pressão é positiva. Se uma pessoa sugar um pouco de água do interior de um tubo, a pressão exercida sobre as paredes do tubo será inversa à primeira, ou seja, de fora para dentro. Nesse caso, convenciona-se que a pressão é negativa. A disposição dos tecidos no sentido transversal de raízes de dicotiledôneas faz com que a concentração de sais minerais seja maior no seu cilindro central do que no córtex. Essa diferença de pressão osmótica faz com que a água circule no sentido do córtex para o cilindro central, o que gera uma pressão hídrica (acúmulo de água) no cilindro central que empurra a água para o interior dos vasos lenhosos, isto é, há uma pressão positiva que empurra a seiva bruta para cima.

7 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 7 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Bruta Em algumas plantas de pequeno porte (como morangueiros), a pressão positiva da raiz é considerada responsável pelo fenômeno da gutação, a saída de gotas de água através dos hidatódios, que costuma acontecer durante a noite, enquanto os estômatos estão fechados, principalmente quando o solo está encharcado e a umidade do ar é alta. O excesso de água que se acumula na raiz gera a pressão positiva que empurra a água para fora da planta através dos hidatódios. Pressão Positiva da Raiz Outro fato atribuído à pressão positiva da raiz é a exsudação de seiva em “tocos” de árvores cortadas. Por um prolongado período de tempo após o corte da copa, a seiva bruta continua a subir e gotejar na superfície exposta do tronco cortado. Entretanto, as amostras revelam que a pressão positiva da raiz atinge intensidades pequenas e não é detectada em grandes grupos de plantas de grande porte, como as coníferas, por exemplo. Planta com gotas de água eliminadas por gutação.

8 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 8 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Bruta

9 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 9 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Bruta Teoria de Dixon ou da tensão-coesão Explica a subida da seiva bruta devido à pressão de sucção gerada nas folhas. Essa pressão negativa é gerada principalmente pela transpiração, a perda constante de grande parte da água que chega às folhas. Em média, 95% da água que chega às folhas é eliminada pela transpiração, o que conserva alta a concentração de solutos nas células do mesófilo e consequentemente eleva a pressão osmótica (pressão de sucção de água). Essa pressão osmótica atua sobre a extremidade dos vasos lenhosos, que sobem desde as raízes até as folhas. A água que sai das raízes mantém a pressão osmótica de seus tecidos, renovando sua capacidade de absorção de água. Assim, o volume de água que sai pelas folhas entra pelas raízes.

10 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 10 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Bruta Teoria de Dixon ou da tensão-coesão Quanto mais intensa for a transpiração, mais rápida será a subida da seiva bruta e a absorção de água pela raiz. Se a transpiração se reduz, a velocidade de subida da seiva também se reduz, assim como a absorção de água pela raiz. A coluna de seiva bruta em cada vaso lenhoso é mantida sob a tensão criada pela sucção e o peso da coluna de água. Segundo medidas realizadas por pesquisadores, essa tensão é suficiente para elevar colunas capilares de seiva bruta a alturas de mais 100 metros.

11 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 11 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Experimento para Confirmar a Teoria de Dixon  Cortam-se duas árvores iguais ou tão semelhantes quanto possível.  Elimina-se a copa de uma delas e conserva-se a copa da outra.  Coloca-se a extremidade oposta à copa das duas árvores dentro de um recipiente com um líquido denso e colorido.  A expectativa é que o nível de líquido no recipiente da árvore com copa diminua, devido à sua absorção pela copa preservada.  Após algum tempo, pode-se verificar o xilema da planta ocupado com o líquido do experimento.  De acordo com a teoria de Dixon, a árvore sem copa não deverá apresentar o mesmo resultado.  A expectativa é que o nível de líquido no recipiente da árvore sem copa não se altere. Esses resultados mostram que a seiva bruta circula sob pressão negativa produzida nas folhas.

12 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 12 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Experimento para Confirmar a Teoria de Dixon Outros experimentos e observações podem confirmar que a transpiração está ligada à circulação das seivas e à absorção. Por exemplo, quando se cortam flores para vender em floriculturas, os floristas o fazem dentro de uma tina d’água para evitar a entrada de bolhas de ar no interior dos vasos lenhosos, o que quebraria a coesão da coluna de seiva bruta nos vasos atingidos e interromperia a subida de seiva bruta. A capacidade de hidratação das flores e folhas remanescentes se reduziria, prejudicando a beleza e durabilidade da flor.

13 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 13 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Elaborada A maior parte da água que chega às folhas com a seiva bruta é eliminada para o ambiente pela transpiração. A parte que fica nas folhas é parcialmente consumida pelo metabolismo das células da folha, principalmente pela fotossíntese, e a parte remanescente forma, junto com as moléculas orgânicas produzidas pela fotossíntese, a seiva elaborada. A condução dessa solução orgânica pelos vasos crivados do floema não pode ser justificada pela gravidade, pois o peso de uma coluna capilar não seria suficiente para justificar a velocidade com que a seiva elaborada circula pelo floema. Embora o assunto ainda gere bastante controvérsia, a explicação mais aceita é a fornecida pelo botânico alemão Ernst Munch, em 1927. Segundo a hipótese de Munch, o transporte de seiva elaborada resulta da diferença de pressão osmótica entre as duas extremidades dos vasos liberianos, uma na folha e outra nos centros de consumo como a raiz. A ideia pode ser ilustrada por um aparelho físico que simula as condições da planta.

14 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 14 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Elaborada Na figura, o osmômetro A seria comparado às folhas e o B, às raízes. A constante produção de moléculas orgânicas nas folhas e o consumo dessas moléculas nas raízes produz uma diferença de pressão osmótica semelhante à do aparelho. O tubo em U é análogo ao floema. Na extremidade foliar de cada vaso crivado, ocorre uma absorção ativa de açúcares solúveis (sacarose) que aumenta a pressão osmótica na região e produz um fluxo osmótico de entrada de água que, acumulada nas células iniciais dos vasos liberianos, é empurrada (pressão positiva) através das placas crivadas para as células seguintes, chegando à extremidade oposta dos vasos. A seiva elaborada seria conduzida sob pressão positiva gerada pelo desequilíbrio osmótico entre as folhas e a raiz.

15 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 15 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL Condução de Seiva Elaborada

16 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 16 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL O Anel de Malpighi Ao se retirar um anel da casca de uma árvore, nota-se que, após algum tempo, a borda superior do corte fica alterada pelo acúmulo de substâncias. A árvore pode morrer após algumas semanas, devido ao esgotamento das reservas nutritivas da raiz. O anel de casca retirado (chamado anel de Malpighi) contém um trecho do floema que, uma vez interrompido, impede a circulação de seiva elaborada para as regiões abaixo do corte. A raiz não renova seu suprimento de alimento orgânico e, após esgotar suas reservas, morre, provocando a morte da planta.

17 Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 17 BIOLOGIA Capítulo 77 AULA DIGITAL O Anel de Malpighi Procedimento semelhante pode ser usado na agricultura para aumentar a concentração de açúcar em frutos como pêssegos, ameixas e outros. Esse procedimento consiste em retirar um anel da casca de alguns ramos do caule. Nesses ramos, a interrupção do floema leva a uma retenção do açúcar e ao aumento da concentração de açúcar dos frutos.