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Noções básicas sobre tropismos vegetais

Noções básicas sobre tropismos vegetais



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As plantas, como animais e outros organismos, devem se adaptar a seus ambientes em constante mudança. Enquanto os animais são capazes de se mudar de um lugar para outro quando as condições ambientais se tornam desfavoráveis, as plantas não conseguem fazer o mesmo. Por serem sésseis (incapazes de se mover), as plantas devem encontrar outras maneiras de lidar com condições ambientais desfavoráveis. Tropismos vegetais são mecanismos pelos quais as plantas se adaptam às mudanças ambientais. Um tropismo é um crescimento na direção ou longe de um estímulo. Os estímulos comuns que influenciam o crescimento das plantas incluem luz, gravidade, água e toque. Os tropismos vegetais diferem de outros movimentos gerados por estímulos, como movimentos nastic, em que a direção da resposta depende da direção do estímulo. Movimentos násticos, como o movimento das folhas em plantas carnívoras, são iniciados por um estímulo, mas a direção do estímulo não é um fator na resposta.

Tropismos vegetais são o resultado de crescimento diferencial. Esse tipo de crescimento ocorre quando as células em uma área de um órgão da planta, como um tronco ou raiz, crescem mais rapidamente do que as células da área oposta. O crescimento diferencial das células direciona o crescimento do órgão (tronco, raiz, etc.) e determina o crescimento direcional de toda a planta. Hormônios vegetais, como auxinas, são pensados ​​para ajudar a regular o crescimento diferencial de um órgão da planta, fazendo com que a planta se curve ou se dobre em resposta a um estímulo. O crescimento na direção de um estímulo é conhecido como tropismo positivo, enquanto o crescimento longe de um estímulo é conhecido como tropismo negativo. As respostas trópicas comuns nas plantas incluem fototropismo, gravitropismo, trigmotropismo, hidrotropismo, termotropismo e quimiotropismo.

Fototropismo

Hormônios vegetais direcionam o desenvolvimento do corpo vegetal em resposta a um estímulo, como a luz. ttsz / iStock / Getty Images Plus

Fototropismo é o crescimento direcional de um organismo em resposta à luz. O crescimento em direção à luz, ou tropismo positivo, é demonstrado em muitas plantas vasculares, como angiospermas, gimnospermas e samambaias. As hastes nessas plantas exibem fototropismo positivo e crescem na direção de uma fonte de luz. Fotorreceptores nas células vegetais, a luz é detectada e os hormônios vegetais, como as auxinas, são direcionados para o lado do caule mais distante da luz. O acúmulo de auxinas no lado sombreado do caule faz com que as células nessa área se alongem a uma taxa maior do que as do lado oposto do caule. Como resultado, a haste curva na direção do lado das auxinas acumuladas e na direção da luz. Caules e folhas da planta demonstram fototropismo positivo, enquanto as raízes (principalmente influenciadas pela gravidade) tendem a demonstrar fototropismo negativo. Como as organelas condutoras da fotossíntese, conhecidas como cloroplastos, são mais concentradas nas folhas, é importante que essas estruturas tenham acesso à luz solar. Por outro lado, as raízes funcionam para absorver água e nutrientes minerais, com maior probabilidade de serem obtidos no subsolo. A resposta de uma planta à luz ajuda a garantir a obtenção de recursos que preservam a vida.

Heliotropismo é um tipo de fototropismo no qual certas estruturas de plantas, tipicamente caules e flores, seguem o caminho do sol de leste a oeste, enquanto ele se move pelo céu. Algumas plantas helotrópicas também são capazes de transformar suas flores de volta para o leste durante a noite para garantir que estejam voltadas para a direção do sol quando ele nascer. Essa capacidade de rastrear o movimento do sol é observada em plantas jovens de girassol. À medida que amadurecem, essas plantas perdem sua capacidade heliotrópica e permanecem em uma posição voltada para o leste. O heliotropismo promove o crescimento das plantas e aumenta a temperatura das flores voltadas para o leste. Isso torna as plantas heliotrópicas mais atraentes para os polinizadores.

Thigmotropism

Gavinhas são folhas modificadas que envolvem objetos que dão suporte à planta. Eles são exemplos de trigmotropismo. Imagens de Ed Reschke / Stockbyte / Getty

Thigmotropism descreve o crescimento da planta em resposta ao toque ou contato com um objeto sólido. O thigmostropism positivo é demonstrado escalando plantas ou videiras, que têm estruturas especializadas chamadas gavinhas. Uma gavinha é um apêndice em forma de fio usado para geminar em torno de estruturas sólidas. Uma folha, caule ou pecíolo vegetal modificado pode ser uma gavinha. Quando uma gavinha cresce, o faz em um padrão rotativo. A ponta se dobra em várias direções, formando espirais e círculos irregulares. O movimento da gavinha crescente quase aparece como se a planta estivesse procurando contato. Quando a gavinha faz contato com um objeto, as células epidérmicas sensoriais na superfície da gavinha são estimuladas. Essas células sinalizam a gavinha para se enrolar ao redor do objeto.

O enrolamento da gavinha é resultado do crescimento diferencial, pois as células que não estão em contato com o estímulo se alongam mais rapidamente do que as células que fazem contato com o estímulo. Assim como o fototropismo, as auxinas estão envolvidas no crescimento diferencial das gavinhas. Uma concentração maior do hormônio se acumula no lado da gavinha, sem contato com o objeto. O entrelaçamento da gaveta prende a planta ao objeto, fornecendo suporte para a planta. A atividade das trepadeiras proporciona melhor exposição à luz para a fotossíntese e também aumenta a visibilidade de suas flores aos polinizadores.

Enquanto as gavinhas demonstram positivo para o trigmotropismo, as raízes podem exibir thigmotropism negativo às vezes. À medida que as raízes se estendem ao solo, elas geralmente crescem na direção oposta a um objeto. O crescimento radicular é influenciado principalmente pela gravidade e as raízes tendem a crescer abaixo do solo e longe da superfície. Quando as raízes fazem contato com um objeto, geralmente mudam de direção descendente em resposta ao estímulo de contato. Evitar objetos permite que as raízes cresçam desimpedidas pelo solo e aumenta suas chances de obter nutrientes.

Gravitropismo

Esta imagem mostra os principais estágios da germinação de uma semente de planta. Na terceira imagem, a raiz cresce para baixo em resposta à gravidade, enquanto na quarta imagem a brotação embrionária (plumule) cresce contra a gravidade. Energia e Símbolos / Science Photo Library / Getty Images

Gravitropismo ou geotropismo é o crescimento em resposta à gravidade. O gravitropismo é muito importante nas plantas, pois direciona o crescimento das raízes para a força da gravidade (gravitropismo positivo) e o crescimento do tronco na direção oposta (gravitropismo negativo). A orientação do sistema radicular e da parte aérea de uma planta para a gravidade pode ser observada nos estágios de germinação de uma muda. À medida que a raiz embrionária emerge da semente, ela cresce para baixo na direção da gravidade. Se a semente for girada de tal maneira que a raiz aponte para cima, afastando-a do solo, ela se curvará e se reorientará de volta à direção da atração gravitacional. Por outro lado, o rebento em desenvolvimento se orienta contra a gravidade para o crescimento ascendente.

A tampa da raiz é o que orienta a ponta da raiz em direção à força da gravidade. Células especializadas na cobertura raiz denominadas estatócitos Pensa-se que sejam responsáveis ​​pela detecção da gravidade. Os estatócitos também são encontrados nos caules das plantas e contêm organelas chamadas amiloplastos. Amiloplastos funcionam como armazéns de amido. Os grãos densos de amido fazem com que os amiloplastos sedimentem nas raízes das plantas em resposta à gravidade. A sedimentação de amiloplasto induz a capa da raiz a enviar sinais para uma área da raiz chamada zona de alongamento. As células na zona de alongamento são responsáveis ​​pelo crescimento radicular. A atividade nessa área leva ao crescimento diferencial e à curvatura na raiz, direcionando o crescimento para baixo em direção à gravidade. Se uma raiz for movida de maneira a alterar a orientação dos estatócitos, os amiloplastos se restabelecerão no ponto mais baixo das células. Alterações na posição dos amiloplastos são detectadas pelos estatócitos, que sinalizam a zona de alongamento da raiz para ajustar a direção da curvatura.

Auxins também desempenha um papel no crescimento direcional da planta em resposta à gravidade. O acúmulo de auxinas nas raízes retarda o crescimento. Se uma planta for colocada horizontalmente de lado, sem exposição à luz, as auxinas se acumularão no lado inferior das raízes, resultando em crescimento mais lento desse lado e curvatura descendente da raiz. Sob essas mesmas condições, o caule da planta exibirá gravitropismo negativo. A gravidade fará com que as auxinas se acumulem no lado inferior do caule, o que induzirá as células desse lado a se alongarem em uma taxa mais rápida do que as células do lado oposto. Como resultado, a sessão será dobrada para cima.

Hidrotropismo

Esta imagem mostra as raízes dos manguezais perto da água no Parque Nacional Iriomote das Ilhas Yaeyama, Okinawa, Japão. Ippei Naoi / Momento / Getty Images

Hidrotropismo é o crescimento direcional em resposta às concentrações de água. Esse tropismo é importante nas plantas para proteção contra condições de seca por hidrotropismo positivo e contra a saturação excessiva de água por hidrotropismo negativo. É especialmente importante que as plantas nos biomas áridos sejam capazes de responder às concentrações de água. Os gradientes de umidade são detectados nas raízes das plantas. As células do lado da raiz mais próxima da fonte de água apresentam crescimento mais lento do que as células do lado oposto. O hormônio vegetal ácido abscísico (ABA) desempenha um papel importante na indução de crescimento diferencial na zona de alongamento das raízes. Esse crescimento diferencial faz com que as raízes cresçam na direção da água.

Antes que as raízes das plantas possam exibir hidrotropismo, elas devem superar suas tendências gravitróficas. Isso significa que as raízes devem se tornar menos sensíveis à gravidade. Estudos realizados sobre a interação entre gravitropismo e hidrotropismo em plantas indicam que a exposição a um gradiente de água ou a falta de água pode induzir raízes a exibir hidrotropismo sobre gravitropismo. Sob essas condições, os amiloplastos nos estatócitos das raízes diminuem em número. Menos amiloplastos significa que as raízes não são tão influenciadas pela sedimentação de amiloplastos. A redução de amiloplastos nas calotas radiculares ajuda a permitir que as raízes superem a força da gravidade e se movam em resposta à umidade. Raízes em solos bem hidratados têm mais amiloplastos em suas calotas radiculares e têm uma resposta muito maior à gravidade do que à água.

Mais tropismos vegetais

Oito grãos de pólen são vistos, agrupados em torno de uma projeção em forma de dedo, parte do estigma das flores de ópio. Vários tubos de pólen são visíveis. Dr. Jeremy Burgess / Science Photo Library / Getty Images

Dois outros tipos de tropismos vegetais incluem termotropismo e quimiotropismo. Termotropismo crescimento ou movimento em resposta a mudanças de calor ou temperatura, enquanto quimiotropismo é o crescimento em resposta a produtos químicos. As raízes das plantas podem exibir termotropismo positivo em uma faixa de temperatura e termotropismo negativo em outra faixa de temperatura.

As raízes das plantas também são órgãos altamente quimotrópicos, pois podem responder positiva ou negativamente à presença de certos produtos químicos no solo. O quimiotropismo radicular ajuda uma planta a acessar solo rico em nutrientes para melhorar o crescimento e o desenvolvimento. A polinização em plantas com flores é outro exemplo de quimiotropismo positivo. Quando um grão de pólen pousa na estrutura reprodutiva feminina chamada estigma, o grão de pólen germina, formando um tubo de pólen. O crescimento do tubo de pólen é direcionado para o ovário pela liberação de sinais químicos do ovário.

Fontes

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