Matéria bem interessante sobre transpiração. Segue a parte 1.
Biologia e Meio Ambiente
Botânica
Transpiração
Definição
A
transpiração é a eliminação de água no estado de vapor. Todos os órgãos aéreos
da planta transpiram: folhas, caules, flores e frutos. Mas o mais importante
órgão de transpiração é a folha.
Folhas expostas ao sol absorvem energia e se aquecem. às vezes o aquecimento é
tão forte que acaba inibindo algumas atividades metabólicas, como a
fotossíntese. Ao evaporar-se, a água retira calor da superfície e passa a
exercer um efeito importante na diminuição da temperatura, permitindo o
resfriamento e a volta à atividade metabólica normal.
A transpiração funciona como um regulador de temperatura foliar.
O fenômeno pode ocorrer pelos estômatos e pela cutícula.
Estômatos
Estômatos
são estruturas encontradas na epiderme dos órgãos aéreos das plantas. O
maior número de estômatos encontra-se nas folhas, mas também são encontrados
nos caules, flores e frutos.
Estrutura dos estômatos
O
estômato é constituído por duas células-guardas ou células estomáticas, que
delimitam entre elas uma fenda chamada ostíolo. Aop lado das células
estomáticas aparecem duas ou mais células conhecidas por anexas, companheiras
ou subsidiárias. As células-guardas são providas de cloroplastos e a parede
voltada para o ostíolo apresenta um forte empessamento, enquanto a parede
oposta é delgada.
O ostíolo abre-se, no interior da folha, numa grande cavidade denominada câmara
subestomática.
Mecanismo de transpiração
- Transpiração Estomática: a água chega às folhas por meio do xilema (lenho), sai
desses vasos condutores e alcança as células dos parênquimas clorofilianos.
Essas células, por sua vez, têm as paredes celulares em contato com o ar dos
espaços intercelulares. Essas paredes hidratadas evaporam a água. O vapor
d'água formado circula pelos espaços intercelulares e sai, através dos ostíolos
abertos, por difusão, seguindo o gradiente de pressão do vapor.
A transpiração estomática é um processo fisiológico importante, já que pode ser
controlada pelo vegetal.
- Transpiração cuticular: a cutícula é uma película impermeável à água,
mas não é perfeitamente impermeável, uma vez que possui poros. Esses poros, que
na verdade são regiões mais frágeis da cutícula, permitem a evaporação direta
da água para a atmosfera. Essa evaporação não pode ser controlada pela planta,
mas, felizmente, ocorre em pequena intensidade.
Ação dos fatores ambientais na transpiração
-> Temperatura: dentro de certos limites, a transpiração acelera-se
com o aumento da temperatura;
-> Luz: os estômatos abrem-se durante o dia e se fecham a noite. Com
isso, a transpiração é mais intensa durante o dia. A radiação solar também fornece
energia,que acelera a evaporação da água. Durante o dia, a folha se aquece,
aumentando a temperatura e favorecendo a evaporação da água. A noite a folha
perde calor muito rapidamente, formando-se uma superfície fria que favorece a
condensação do vapor d'água, formando gotículas de orvalhos;
-> Umidade do Ar: quando o ar em torna da planta é seco,
intensifica-se a perda de vapor d'água, uma vez que aumenta o gradiente de
pressão de vapor. Ao contrário, quanto maior a umidade do ar, em volta da
planta, tanto menor será a tendência do vegetal transpirar;
-> Vento: o movimento de ar sobre a superfície da folha tende a
retirar o vapor d'água, aumentando o gradiente de pressão de vapor e
facilitando a transpiração. Mas correntes fortes de vento podem diminuir a
transpiração, uma vez que acarretam o fechamento dos estômatos;
-> Umidade do Solo: a intensidade de transpiração de uma planta é
maior num solo úmido e menor em solo seco.
Mecanismos de abertura e fechamento dos estômatos
A
diferença de espessura nas paredes celulares que já citamos acima permitem a
abertura da fenda estomática quando a turgescência das células-guarda aumenta.
Assim, quando estas células ganham água, aumenta a pressão da turgescência
sobre as paredes celulares. A parede delgada distende-se facilmente,
tornando-se convexa e arrastando, no mesmo sentido, a parede espessa que se
torna côncava.
Como as duas paredes côncavas ficam voltadas uma para outra, o aumento de
turgescência provoca um afastamento dessas paredes e a conseqüente abertura do
ostíolo. Por um lado, a diminuição de turgescência provoca o fechamento do
ostíolo.
O aumento de turgescência está associado ao transporte ativo de íons potássio
das células anexas para as células-guardas. O desequilíbrio de cargas é
compensado pelo movimento de íons Cl-, e pela formação de ânions orgânicos como
malatos etc.
O transporte ativo de íons é influenciado por fatores internos, como os
fitormônios. O ácido abscísico bloqueia a bomba de íons, reduzindo o grau de
aberturados estômatos.
Fatores externos também podem influenciar o movimento de abertura e fechamento.
Existem certos fungos parasitas que produzem substâncias tóxicas que paralisam
o movimento estomático. Venenos ambientais como o SO2, ozônio, fungicida a base
de mercúrio também influenciam negativamente o movimento estomático.
Mecanismo fotoativo
Quando
a planta fica exposta à luz,a fotossíntese consome CO2 provocando uma
diminuição acentuada da taxa deste gás nos espaços intercelulares e no interior
das células-guardas. Segundo a hipótese enzimática, esta diminuição de CO2
torna o meio interno levemente básico (alcalino). A enzima fosforilase atua
sobre o amido de reserva das células-guardas, hidrolisando-o e o convertendo em glicose. Como o
amido é um polissacarídeo indissolúvel em água e a glicose um monossacarídeo
solúvel em água, esta transformação aumenta a concentração, isto é, a pressão
osmótica destas células. A tendência das células-guardas, agora, é absorver
água das células vizinhas, aumentando a sua turgescência e provocando a
abertura do ostíolo.
No escuro, a respiração liberta CO2, aumentando a sua concentração nos espaços
intercelulares e no interior das células-guardas. O meio destas células tende a
ficar levemente ácido, permitindo a ação da fosforilase que polimeriza a
glicose até amido. Esta transformação diminui a quantidade de substância
solúvel no interior das células-guardas, diminuindo a concentração, isto é, a pressão
osmótica. As células-guardas perdem água para as células vizinhas, diminuindo a
turgescência, o que provoca o fechamento do ostíolo.
Nas plantas suculentas o efeito da concentração de CO2 é bem evidente.
Estas plantas abrem seus estômatos à noite, quando cai a taxa de CO2, uma vez
que este gás é rapidamente transformado em malatos,que ficam armazenados para
utilização durante o dia, na fotossíntese. Durante o dia, os malatos são
degradados, formando CO2. A taxa de CO2 aumenta e os estômatos se fecham.
Devido a este mecanismo muitas plantas suculentas (cactáceas, crassuláceas,
euforbiáceas, orquidáceas etc.) economizam água, já que seus estômatos abrem-se
apenas durante a noite.
Mecanismo Hidroativo
Este
mecanismo entra em ação toda vez que ocorre déficit (estresse) em água. O
déficit aparece quando a planta perde muito mais água por transpiração do que
consegue absorver pelo sistema radicular. Neste caso, os estômatos fecham-se
independentemente da concentração de CO2, da luz, da temperatura etc.
Efeito da Temperatura
Temperaturas
muito baixas tornam os estômatos muito lentos. à medida que a temperatura
aumenta, entre 5ºC e 25ºC, muitas plantas iniciam o fechamento de seus
estômatos. Em muitas plantas tropicais é comum a observação do fechamento
estomático por volta do meio dia.
Resumindo, pode-se dizer que, nas plantas, a abertura estomática é favorecida
por:
- presença de luz;
- baixo teor de CO2;
- temperatura moderada;
- turgescência celular (bom suprimento em água).
Já o fechamento estomático é favorecido por:
- alta taxa de CO2;
- temperaturas muito altas ou muito baixas;
- déficit em água
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As plantas vivem um dilema: precisam abrir os estômatos para absorver CO2 e assim fazer fotossíntese, mas também necessitam fecha-los para evitar a perda de água. A solução funcional para o dilema é a regulação temporal da abertura estomática. De noite quando não há fotossíntese, e portanto não há demanda por CO2 dentro da folha, a abertura estomática fica pequena. Nas manhãs ensolaradas e com suprimento de água abundante e quando a radiação solar incidente na folha favorece altas taxas de fotossíntese, a demanda por CO2 dentro da folha é alta e por isso o poro estomático permanece amplamente aberto.
Como foi analisado anteriormente o movimento de abertura e fechamento dos estômatos é induzido por variações de turgescência das células estomáticas. Se as células guardas absorvem água, tornando-se túrgidas, os estômatos abrem-se; se há perda de água, diminuindo a turgidez delas, os estômatos fecham-se.
Os principais fatores que podem afetar esse mecanismo são a luz, teor de gás carbônico, a temperatura e o teor de água da folha.
Figura.Estrutura de um Estomato.
Figura. Relação entre o conteúdo de potássio e sacarose
nas células guarda e abertura estomática. Note que a abertura dos estômatos no
início da manhã está associada com a entrada de K+ e o fechamento no
final da tarde está relacionado com o decréscimo no conteúdo de sacarose
Modificado de Taiz & Zeiger (1998).
BIBLIOGRAFIA
Gostaria de agradecer ao Elio, por compartilhar esta matéria. Breve postarei a segunda parte.
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