Fisiologia vegetal (ENEM Biologia): Notas de revisão

Fisiologia Vegetal

Introdução

As plantas são organismos complexos que, embora não possuam sistema nervoso, desenvolveram mecanismos sofisticados de controle e regulação. Diferentemente dos animais, os vegetais dependem principalmente de hormônios para coordenar suas funções vitais. Este material aborda os principais mecanismos de controle que envolvem a homeostase desses organismos fascinantes.

Movimento nos Vegetais

Mesmo sendo organismos sésseis (fixos ao substrato), as plantas apresentam capacidade de movimentação relacionada ao seu crescimento, nutrição e reprodução. Esses movimentos podem ser direcionados ou não direcionados.

Tropismo

Os tropismos são movimentos orientados da planta em resposta a estímulos externos. Podem ser classificados como:

• Tropismo positivo: movimento em direção ao estímulo
• Tropismo negativo: movimento em direção oposta ao estímulo

Principais Tipos de Tropismo

Tipo	Estímulo	Exemplo
Anemotropismo	Corrente de ar	Crescimento de flores em resposta a correntes de ar para otimizar a polinização
Fototropismo	Luz	Plantas que crescem embaixo de coberturas tendem a se alongar verticalmente; plantas de florestas densas crescem verticalmente
Geotropismo	Gravidade	Raízes crescem em direção ao centro da Terra (positivo); caules crescem em direção contrária (negativo)
Hidrotropismo	Água	Maior desenvolvimento de raízes em direção aos reservatórios de água
Higrotropismo	Umidade	Crescimento de partes aéreas em direção a ambientes mais úmidos
Quimiotropismo	Substâncias químicas	Atração do tubo polínico pelo óvulo
Tigmotropismo	Contato físico	Plantas trepadeiras crescem nas regiões de contato com o solo

Nastismo

Os nastismos são respostas rápidas e independentes da direção do estímulo. Diferentemente dos tropismos, a resposta é sempre similar, não importando de onde venha o estímulo.

Tipos de Nastismo

Tipo	Estímulo	Exemplo
Fotonastismo	Luz determinada pelo crescimento	Desabrochar das flores
Nictinastismo	Luz determinada pela variação de turgor celular	Posição relativa das folhas de algumas leguminosas durante o dia e a noite
Seismonastismo	Contato físico	Plantas sensíveis (ex: Mimosa pudica) retraem os folíolos quando tocadas
Termonastismo	Variação de temperatura	Desabrochar de flores de tulipas influenciado pelo calor

Tactismo

São movimentos de deslocamento exibidos por células especializadas (gametas), organelas celulares (cloroplastos), moléculas e microrganismos. Estes movimentos são causados e orientados por estímulos externos, como luz e compostos químicos.

Tipos de tactismo:

• Tactismo positivo: deslocamento em direção à fonte estimuladora
• Tactismo negativo: deslocamento afastando-se da estrutura do estímulo

Exemplos:

• Deslocamento dos cloroplastos das células das folhas em direção à face mais iluminada (fototactismo positivo)
• Movimento das moléculas de auxinas no interior da planta, no sentido da face menos iluminada do caule (fototactismo negativo)
• Deslocamento dos anterozoides (gametas masculinos) em meio líquido, aproximando-se da oosfera (gameta feminino), liberando substâncias químicas atrativas (quimiotactismo)

Controle por Hormônios Vegetais (Fitormônios)

Os vegetais, assim como os animais, têm grande parte de seu metabolismo controlado por hormônios. Nas plantas, existem vários tipos de hormônios, também conhecidos como fitormônios. São mensageiros químicos que controlam diversas atividades nos vegetais, estimulando ou inibindo diferentes órgãos e funções.

Auxinas

Esta família de fitormônios é produzida principalmente pelas extremidades das raízes e caules. Após serem transportadas, atuam sobre o crescimento através do aumento de volume celular e, consequentemente, influenciam a curvatura de plantas em resposta a determinados estímulos, como luminosidade e ação gravitacional.

Fototropismo e Auxinas

Auxinas e Dominância Apical

Em geral, a auxina elaborada pelas gemas apicais inibe o desenvolvimento de gemas laterais do caule através de um comportamento conhecido como dominância apical. A retirada da gema apical caulinar permite que as laterais saiam do estado de dormência e deem origem a ramos, flores e frutos.

Auxinas e Abscisão Foliar

Dependendo da relação existente entre as concentrações de auxina nas folhas e no caule, o hormônio pode causar a abscisão foliar (queda das folhas). Se as folhas (e em alguns casos, flores e frutos) tiverem um teor menor que o do caule, caem. Assim, folhas velhas e frutos maduros que produzem pouca auxina caem da planta num instante determinado pela fisiologia de cada espécie.

Auxinas e Partenocarpia

O desenvolvimento do ovário de flores sem que ocorra polinização não é algo comum, ainda que seja observado na formação de alguns frutos que foram selecionados artificialmente para comercialização. Este efeito pode ser obtido artificialmente através da exposição de flores à auxina em campos de cultivo. Esta técnica imita o efeito natural promovido pela fecundação e garante o crescimento do fruto que, neste caso, não apresentará sementes. Esta metodologia, conhecida como partenocarpia, é tipicamente empregada para a obtenção de uvas, melões e tomates sem sementes.

Citocininas

Outro grupo de substâncias reguladoras do crescimento e desenvolvimento vegetal, as citocininas foram descobertas mais recentemente. Em 1941, J. Van Overbeeck descobriu que a água de coco verde estimulava o crescimento de embriões e promovia a divisão de células isoladas. Em 1955, Carlos Miller conseguiu isolar a substância ativa e chamou-a de cinetina. Vários compostos sintéticos foram sendo produzidos e o grupo formado por eles, chamado de citocininas.

Giberelinas

Este grupo de substâncias foi descoberto no Japão pelo botânico Kurosawa, em 1926, ao estudar o fungo Gibberella fujikuroi que parasitava plantas dos pés de arroz e provocava crescimento exagerado dos caules.

Sua produção ocorre principalmente em folhas jovens, sementes em germinação, embriões de sementes e frutos. Após sua síntese, as giberelinas promovem a quebra de dormência em sementes, facilitando a germinação, e o desenvolvimento de frutos.

Ácido Abscísico

Originalmente a elevação nas concentrações deste hormônio foi associada à abscisão foliar, o que levou à nomenclatura de ácido abscísico. Hoje sabemos que se trata de uma importante substância inibidora do metabolismo vegetal durante períodos de estresse, como privações hídricas e grandes variações de temperatura.

Etileno

Este hormônio é o único a ser sintetizado sob a forma gasosa a partir, principalmente, de frutos em amadurecimento. Ao se dispersar pela atmosfera onde os vegetais se encontram, o etileno induz o amadurecimento de frutos, além de provocar a abscisão destes e também de folhas.