O movimento da água e dos solutos nas plantas

“Para cada grama de matéria orgânica produzida pela planta, cerca de 500g de água são absorvidos pelas raízes,

transportados e transpirados.”

SLC0622-Aula10Profa.AnaPaula

A água

Princípios do movimento da Água

O movimento da água em qualquer sistema é governado por 3 processos:

•  Difusão •  Osmose

•  Fluxo de massa;

Fluxo de Massa

É o movimento total da água (ou outros líquidos) que ocorre em resposta, mais comumente, a um gradiente de

pressão. É a energia potencial da água

(potencial hídrico = ψ)

A água se move > ψ para < ψ

Por convenção: ψ da água pura é zero

O acúmulo de solutos reduz o potencial hídrico

Vegetais são compostos principalmente de água...

Conteúdo de água:

Protoplasma: 85 a 90% Mitocôndria e cloroplasto: ~ 50% Frutos e folhas: 80 a 90% Raízes: 70 a 95% Sementes maduras: 5 a 15%

O movimento da água e dos solutos nas plantas

As plantas assimilam > quantidade de água

que os animais.

Mais de 90 % da água absorvida é perdida para o ar...

Transpiração

perda de vapor d’água por qualquer parte do organismo vegetal.

Transpiração

Mas, por que as plantas perdem tanta água?

A principal função da folha é a fotossíntese

Captação de Luz e CO2

Regulação da transpiração

É fundamental??! O “dilema vegetal”: fotossíntese x captação CO2

• transpiração estomática: + 90% da água absorvida é perdida

• fechamento dos estômatos

evita a perda de vapor d’água da folha, Mas impede a entrada de CO2...

Estômato fechado

Estômato aberto

Célula guarda

cloroplasto

núcleo

Estômato aberto : Transpiração!

Disposição radial das fibrilas de celulose nas paredes das células-guarda

fechado aberto

Fibrilas de celulose Poro estomático Fibrilas de celulose Poro estomático

Fatores que afetam os movimentos estomáticos

Vários fatores ambientais afetam os movimentos… Umidade relativa (perda de água): o principal fator [CO2] intracelular: ↑[ CO2] → fechamento Intensidade e qualidade de luz : via de regra, fecham-se no

escuro Temperatura: 10 a 25º C – pouco efeito.

Maior que 30 a 35º C - fechamento dos estômatos temperatura gera ↑ respiração e ↑[ CO2] ↓ fechamento

Fatores que afetam a taxa de transpiração

Temperatura Elevação de cerca de 10 °C

↓ velocidade da evaporação da água duplica

Mas, a evaporação esfria a superfície da folha… T acima dos 30-35 oC levam ao fechamento dos estômatos Umidade A água difunde-se + lentamente para o ar saturado de vapor

d’água.

Mas o que a transpiração tem a ver com a condução de água?

A corrente de transpiração fornece:

água às folhas da planta,

distribui íons minerais para o caule ...

Transporte da água

Velocidade no xilema: de 1 a 45 m/hora, dependendo do diâmetro do vaso

Rotas para a absorção de água pelas raízes

A. rota apoplástica; B. rota simplástica

Transporte da água

Como a água se move da raiz às folhas, via xilema?

Pela lógica, há duas possibilidades…

1. empurrada ⇒ Pressão de raiz 2. puxada ⇒ O mecanismo de coesão-tensão

1. Pressão de raiz

Somente quando a transpiração é muito lenta ou ausente

as células da raiz podem secretar íons no xilema.

potencial de água do xilema diminui

Mais água penetra no xilema (osmose)

desenvolve-se uma pressão + (pressão de raiz) força a água e íons dissolvidos “para cima” no xilema.

Notequeestefenômenonãoestápresenteemtodasasplantasenão

seriasuficienteparaconduziracimaaáguaemárvoresaltas.

Gutação: um dos efeitos da pressão de raiz

A água exsuda através de poros especiais denominados

↓ hidatódios

2. O mecanismo de coesão-tensão

Três estágios distintos: 1. TRANSPIRAÇÃO, acompanhada pela evaporação da

superfície dos microcapilares gera tensão ou pressão negativa;

O mecanismo de coesão-tensão

2. SUBIDA capilar do filamento d’água,

resultado da força de coesão entre as

moléculas de água e adesão entre água/

parede celular.

3. FLUXO DE MASSA: uma coluna compacta de água se move devido a coesão

entre suas moléculas

Estômatos abertos: transpiração estomática diminuindo o

potencial hídrico nas células do mesófilo

No xilema: a força de coesão segura a coluna de água nos

microcapilares do xilema

Absorção de água do solo: menor potencial de água da raiz

drena a água do solo.

Translocação no floema

Transporte de assimilados:

10 a 25 % de matéria seca, Sendo 90% ou + açúcar (principalmente sacarose)

< 1 % de aminoácidos, proteínas, ác. orgânicos nitrogenados, hormônios endógenos, íons inorgânicos.

Velocidade 50 a 100 cm/h

Translocação no floema

Século XVII, Marcelo Malpighi

Estudos com afídeos…

Final da década de 1920-1930:

proposta do fluxo em massa por Ernest Münch

Formigas “ordenheiras”

* Transporte ativo

dreno

fonte •  carregamento da

sacarose diminui o potencial hídrico do

floema: água entra por osmose

mecanismo do fluxo por pressão:

“As substâncias assimiladas deslocam-se através dos tubos crivados, ao longo de

gradientes de concentração, entre as fontes assimiladoras até os locais de sua

utilização.”

É preciso ficar claro:

•  A seiva no floema NÃO é transportada exclusiva-mente no sentido ascendente ou descendente;

•  A translocação no floema NÃO é definida em relação à gravidade.

•  A seiva é transportada das fontes (locais de

produção ou reservatórios) para os drenos (locais de metabolismo ou armazenamento).