Transporte de seiva bruta e elaborada nas plantas

Você já parou para pensar como uma árvore de mais de trinta metros de altura como a araucária consegue carregar água das suas raízes até as suas folhas? Sem uma “bomba” como o coração dos animais, como é possível que ela consiga levar água para cima, contra a ação da gravidade?

Tudo isso é possível graças ao sistema de transporte de seiva nas plantas. Saiba mais sobre os vasos condutores das plantas, o xilema e o floema, nesta aula de biologia e entenda essa “mágica”.

As primeiras plantas eram avasculares

Em plantas mais complexas, o transporte de seiva é realizado por tecidos especializados, chamados de vasos condutores. Mas, antes de pensarmos nessas estruturas presentes em grande parte da diversidade de plantas atuais, precisamos voltar um pouquinho no tempo.

Resumo sobre Transporte de Seiva

Veja agora com a professora Claudia Aguiar, do canal do Curso Enem Gratuito, uma introdução ao Transporte de Seiva:

Ao conquistarem o ambiente terrestre, as primeiras plantas não possuíam vasos condutores, assim como as algas pluricelulares que viviam no ambiente aquático. Essas algas conseguiam trocar substâncias diretamente com a água pela superfície de suas estruturas.

Ou seja, cada célula das algas ficava em contato ou nas proximidades das fontes de água, CO₂ e até mesmo sais minerais. Assim, essas substâncias eram facilmente difundidas de célula para célula.

Entretanto, no ambiente terrestre, isso já não era possível. Sendo assim, as plantas tinham que transportar água e sais minerais a partir das suas bases, onde se fixavam ao substrato.

Sem a presença de vasos condutores, o transporte precisava ser através dos transportes passivos que conhecemos como osmose e difusão. Assim, cada molécula tinha que ser transportada de célula para célula. Imagine o trabalhão que isso dá e o quão lento é esse esforço!

Dessa maneira, as primeiras plantas terrestres atingiam apenas poucos centímetros de altura. Uma vez que o lento transporte de substâncias não conseguiria suprir de maneira eficiente uma planta grande.

Atualmente, temos plantas que continuam com essas características. São as plantas que conhecemos como briófitas, algumas delas chamadas popularmente de musgos. Sendo assim, dizemos que essas plantas são avasculares, já que não têm xilema e floema.Macrofotografia de musgos. Os musgos pertencem ao Filo Bryophyta que, juntamente com o Filo Hepatophyta e o Filo Anthocerophyta compõe o grupo não taxonômico que conhecemos e estudamos no ensino médio, as Briófitas. Todos esses vegetais são plantas avasculares e primitivas, cujo tamanho não ultrapassa poucos centímetros. Fonte da imagem: Getty Images.

As dicas sobre as Briófitas

Confira com a professora Juliana Evelyn Santos, do canal do Curso Enem Gratuito, um aintrodução sobre as Plantas Briófitas.

As dicas sobre as Briófitas:

• Dentro do Reino Plantae são encontrados os organismos fotossintetizantes que conhecemos como plantas.
• Portanto, nesse Reino encontramos desde organismos muito complexos e gigantescos, como as sequoias, até organismo simples e diminutos como os vegetais que estudaremos nessa aula: as Briófitas.

Evolução da condução de substâncias nas plantas

Todavia, à medida que as plantas que conquistaram o ambiente terrestre evoluíam e suas populações cresciam rapidamente, a competição por recursos tornou-se mais intensa. Sendo assim, você provavelmente consegue imaginar que plantas mais altas conseguiam captar mais luz e, assim, se davam melhor na luta pela vida, certo?

Acontece que uma planta maior, com maior área para evaporação de água a partir da sua superfície exigia também uma reposição maior de líquidos. Assim, plantas que continham maiores “raízes” para buscar recursos, acabaram tendo características mais aptas ao novo cenário que surgia.

Consequentemente, com o aumento de órgãos vegetativos como as raízes e o próprio caule, foi necessário que o transporte de substâncias se tornasse mais eficiente. Assim, temos o surgimento dos tecidos vasculares, o xilema e o floema.

Plantas vasculares ou traqueófitas

Como vimos acima, dos grupos atuais, apenas as plantas que conhecemos como briófitas não possuem vasos condutores e são consideradas avasculares.

Sendo assim, a maior parte da biodiversidade vegetal que inclui as pteridófitas, gimnospermas e angiospermas, é composta por plantas que são chamadas de vasculares ou traqueófitas.

Ou seja, plantas que possuem um sistema de vasos condutores, compostos pelo xilema e pelos vasos do floema, responsáveis por transportar substâncias pela planta de forma rápida e eficiente.

Xilema e floema

O xilema é composto por um conjunto de vasos chamados de lenho. Boa parte desse tecido é formado por células mortas cuja parede celular é enriquecida de liguinina. Essa parede celular mais resistente faz com que os vasos não se deformem facilmente com a passagem de líquidos. Além disso, essas estruturas auxiliam na sustentação do vegetal.

Dizemos que a solução de água e sais minerais que circula dentro do xilema, da raiz em direção às folhas é chamada de seiva bruta ou mineral.

Já o floema é composto por um conjunto de vasos que chamamos de líber. Os vasos liberianos são formados por células vivas, responsáveis por transportar a seiva elaborada pela planta, das folhas onde é produzida até os demais órgãos do vegetal.

Essa seiva elaborada, também chamada de orgânica, é uma solução composta por água e açúcares produzidos pelo processo de fotossíntese que ocorre nas células clorofiladas das folhas do vegetal.

Como acontece o transporte de seiva

Obtenção de água pelas raízes

Agora que já relembramos como plantas simples e diminutas como as briófitas realizam o transporte de substâncias, precisamos pensar no transporte nas plantas vasculares. Para isso, precisamos começar essa observação a partir da absorção de água pelas raízes.

As raízes são órgãos vegetativos responsáveis pela fixação da planta ao substrato. Além disso, outra função essencial da raiz é a sua capacidade de absorver as substâncias que a planta necessita do substrato em que está inserida.

Embora boa parte das células da superfície de uma raiz sejam capazes de absorver substâncias através de suas membranas, as células presentes nas pontas das raízes são as mais importantes. São nelas que boa parte da água e dos sais minerais serão absorvidos.

Nessa região, há células epidérmicas que são altamente permeáveis à água. Além disso, muitas delas são diferenciadas, formando espécies de pelinhos (os pelos radiculares) que aumentam a área de contato da raiz com o substrato.3: Fotomicrografia de um corte de raiz. Na periferia do corte podemos ver as células epiteliais alongadas que formam os pelos radiculares. Esses prolongamentos aumentam a área de contato da raiz com o solo, ampliando a absorção de substâncias. Fonte da imagem: Getty Images.

Essas células irão absorver do substrato uma solução de água e íons minerais dissolvidos. Para isso, essa solução é atraída para as paredes hidrofílicas dessas células epidérmicas e consegue passar facilmente por suas paredes celulares.

Entretanto, como a concentração de sais minerais no interior das raízes é maior que no substrato, as células das raízes precisam realizar transporte ativo. Ou seja, essas células gastam energia para conseguir transportar certos íons para dentro do vegetal.

Ao absorverem esses sais minerais, as células das raízes se tornam hipertônicas. Dessa maneira, a água passa a entrar no seu interior através de osmose, um transporte passivo de solventes a favor de um gradiente de concentração.

Pressão osmótica e o transporte de seiva bruta pelo xilema

A solução de água e sais minerais chega, então, ao córtex da raiz. Nessa região, há um tecido chamado endoderme, que é a parte mais interna do córtex. Ele funciona como um último ponto de checagem do material que está entrando na planta.

Passando pela endoderme, as substâncias presentes na solução são selecionadas, visando impedir que substâncias tóxicas penetrem na região interna do vegetal. Assim, a solução de água e sais minerais chega ao cilindro vascular da planta. A partir daí, a solução passa a ser chamada de seiva bruta, ou seiva do xilema.

Consequentemente, a entrada de solventes e solutos na raiz gera uma pressão positiva no interior da planta. Essa pressão faz com que a seiva seja empurrada para cima, em direção às folhas, através dos vasos lenhosos.

Evapotranspiração e sua contribuição para o transporte de seiva bruta

Entretanto, a pressão positiva gerada pela entrada da solução de água e sais pelas raízes não é o único fator que atua no transporte da seiva bruta. Esse transporte envolve também a grande quantidade de água na forma de vapor que as plantas perder através da evapotranspiração.Fotografia de um milharal. Para você ter uma ideia do quanto as plantas eliminam água na forma de vapor, um único pé de milho é capaz de liberar 60 litros de água ao longo da sua vida através da evapotranspiração. Demais, não é? Fonte da imagem: Getty Images Pro.

Nesse processo o vapor de água é liberado através de estruturas presentes nas folhas, chamados de estômatos. Os estômatos são estruturas epidérmicas presentes no limbo das folhas. São constituídos por duas células clorofiladas chamadas de células-guarda.

Quando essas células estão bem cheias de água ou túrgidas, elas ficam inchadas e com formato de pequenos feijões. Sendo assim, elas acabam deixando uma região mais aberta entre elas, chamada de ostíolo. É pelo ostíolo que o vapor de água será eliminado e também onde ocorrerão as trocas gasosas entre folhas e atmosfera.

Sendo assim, os estômatos ajudam a regular a quantidade de água liberada pela planta. Se há uma grande quantidade de água disponível, as células-guarda ficam túrgidas, abrindo o ostíolo. Todavia, se há pouca água na planta, as células-guarda murcham, fechando o ostíolo e diminuindo a perda de água.

Entretanto, caso a água que está sendo perdida através desse processo não seja reposta, as folhas murcharão. Além disso, o transporte de substâncias não ocorrerá.

Isso porque, como dito acima, o transporte de substâncias através do xilema também depende do processo de evapotranspiração. A constante perda de água faz com que ocorra uma pressão negativa no interior dos vasos. Em outras palavras, é como se essa tensão promovesse um processo de “puxão” da água xilema acima.

Ademais, a perda de água faz com os tecidos da epiderme e parênquima foliares fiquem mais hipertônicos, acelerando os processos osmóticos, absorvendo a seiva bruta que está passando nos vasos lenhosos próximos e também contribuindo para que a seiva bruta chegue até as folhas.

Portanto, de acordo com os processos descritos acima conhecidos como hipótese da coesão-tensão, também conhecida como teoria de Dixon, devido à pressão negativa causada pela evapotranspiração nas folhas é gerada uma tensão que provoca a subida da seiva pelos vasos lenhosos.

Coesão e tensão da água

As propriedades físico-químicas da água também são importantes no processo de transporte de seiva bruta da raiz até as folhas. Essas propriedades, combinadas à pressão positiva da raiz e a coesão-tensão provocada pela evapotranspiração que ocorre nos estômatos, são os principais fatores que promoverão o transporte de seiva bruta.

Lembre-se que existe uma coesão natural entre as moléculas de água forma uma espécie de rede tridimensional. Essa rede é possibilitada pelas pontes de hidrogênio formadas entre as moléculas de água, mantendo-as juntas. Isso faz com que seja possível puxar uma coluna de seiva pelo vaso, sem que as moléculas de água se separem.

Além disso, a coesão entre as moléculas de água também auxilia na adesão dessas moléculas às paredes do vaso condutor, especialmente quando esses vasos são fininhos, no que chamamos de capilaridade. Essa adesão é facilitada pelo fato de que nas paredes do vaso estão compostos hidrofílicos, como as microfibrilas de celulose presentes nas paredes celulares.

Transporte de seiva elaborada no floema

Como vimos, ao realizar a fotossíntese, a planta produz açúcares que servirão para fornecer energia às células. Esses açúcares precisam ser levados das folhas, onde ocorre a fotossíntese, até as células dos demais órgãos das plantas.

Para que isso ocorra, os açúcares misturam-se à água formando a seiva elaborada. Essa água, em geral, é absorvida pelos vasos liberianos a partir do xilema vizinho. Isso ocorre porque os açúcares tornam os vasos do floema hipertônicos, fazendo com que a água flua para seu interior através da osmose.

Sendo assim, a seiva elaborada formada percorre vasos condutores que chamamos de floema através de um processo chamado de translocação. Dessa forma, a planta leva açúcares de órgãos que são considerados como fontes de açúcares (folhas) para órgãos chamados de drenos de açúcares (raiz, gemas, caules, frutos etc), onde esses carboidratos serão utilizados ou armazenados.

Dizemos que esse deslocamento da seiva elaborada ocorre por pressão positiva, promovida tanto pela ação da gravidade quanto também pela saída de açúcares na extremidade do tubo próxima aos drenos de açúcares.

Videoaula sobre o transporte de seiva bruta

E aí? Conseguiu entender como ocorre o transporte de seiva? Beleza! Então, para finalizar, veja a videoaula do professor Guilherme!

Exercícios

Agora, que tal testar seus conhecimentos? Resolva os exercícios que selecionei para ver se você entendeu como ocorre o transporte de seiva bruta nas plantas!

Questão 01 – (UNIFOR CE/2021) 

Engenheiros do MIT, nos EUA, criaram o que eles chamam de uma “árvore em um chip” – uma bomba microfluídica inspirada na forma como os nutrientes circulam nas árvores. O chip bombeia água por dias, a taxas constantes, gerando uma pressão hidráulica suficiente para movimentar pequenos robôs. A grande vantagem da tecnologia é que, assim como seus equivalentes na natureza, o chip opera passivamente, não necessitando de peças móveis ou bombas externas. Ele é capaz de bombear diversas moléculas através dos seus canais a uma taxa de fluxo constante por vários dias.

Disponível em: https://www.inovacaotecnologica.com.br/
noticias/noticia.php?artigo=agua-bombeada-sem-gastareletricidade&id=010180170510#.XKoAqVVKjIW
Acesso em 07 abr 2020 (com adaptações).

De fato, as plantas, das imensas castanheiras às pequenas violetas, são verdadeiras bombas hidráulicas naturais. O fluxo constante de nutrientes é transportado através de um sistema de tecidos, entre eles o xilema, no qual

• a) inúmeras células vivas bombeadoras empurram a seiva para cima.
• b) a seiva está́ frequentemente sob tensão, com potencial de pressão negativo.
• c) os produtos da fotossíntesese se deslocam de forma descendente no caule.
• d) a força impulsora, que promove o fluxo de nutrientes, está nas raízes.
• e) a pressão exercida pelos tecidos da raiz promove a ascensão da seiva nas árvores.

Questão 02 – (FGV/2017) 

 A fotografia mostra o corte transversal de uma raiz.

A absorção de __________ do solo através do pelo radicular ocorre por __________, atingindo o xilema primário, tecido responsável pela condução do que foi absorvido até a porção superior dos vegetais. A principal força ascendente de condução é promovida pela __________.

Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas do texto.

• a) seiva bruta … transporte ativo … capilaridade
• b) íons minerais … transporte passivo … pressão osmótica
• c) seiva elaborada … difusão facilitada … gutação
• d) moléculas orgânicas … difusão simples … abertura estomática
• e) água … osmose … transpiração foliar

Questão 03 – (UNIVAG MT/2017) 

 A figura representa o corte transversal de uma folha.

A principal estrutura envolvida diretamente no controle da condução da seiva inorgânica é a indicada por

• a) 5
• b) 2
• c) 1
• d) 3
• e) 4

GABARITO: 

1) Gab: B

2) Gab: E

3) Gab: E

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