Adaptação à falta de água em animais e plantas

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Biologia
Adaptação à Falta de Água em
Animais e Plantas
CONCEITOS�INICIAIS
➳ A água é extremamente importante
para todos os seres vivos, sendo
considerada essencial para o
desenvolvimento da vida na Terra. Ao
longo da evolução, podemos observar
que diferentes grupos conquistaram o
ambiente terrestre a partir da seleção
de determinadas características que
permitiram a sobrevivência longe da
água.
➘ O ambiente terrestre pode
apresentar condições mais úmidas,
como as florestas tropicais, ou mais
áridas, como os desertos. Conhecendo
a variedade de ambiente, podemos
classificar os seres como:
➳ Hidrófilos: seres que vivem em
ambientes aquáticos.
➳ Higrófilos: seres que vivem fora da
água, em ambientes úmidos.
➳ Mesófilos: seres que vivem fora da
água, em ambientes com umidade
moderada.
➳ Xerófilos: seres que vivem fora da
água, em ambientes com pouca
disponibilidade de água.
➘Exemplos de seres vivos hidrófilos
(A – peixe), higrófilos (B – briófitas),
mesófilos (C – ave) e xerófilos (D –
cactos)
.
ADAPTAÇÃO À FALTA DE
ÁGUA�NOS�ANIMAIS
➳ No grupo dos invertebrados,
alguns vermes conseguem viver em
ambientes úmidos, assim como
anelídeos (ex.: minhocas) e moluscos
(ex.: caracóis). Nos artrópodes
podemos ver uma maior dispersão e
conquista do ambiente terrestre,
principalmente no grupo dos insetos.
Dentre os vertebrados, alguns
anfíbios (ex.: sapos) vivem de maneira
independente da água, porém foram
os ancestrais dos répteis que
conquistaram definitivamente o
ambiente terrestre.
➘ Dentre as formas de adaptações
para ambientes com pouca água,
podemos observar diferentes tipos de
excretas, mudanças no tegumento
(revestimento corporal), diferentes
metabolismos e estratégias
reprodutivas.
➳ Exemplo de réptil, um lagarto, em
ambiente árido. Os répteis apresentam
em sua maioria corpo revestido por
escamas de queratina.
EXCREÇÃO
➳ As três tipos de excretas
nitrogenadas são: amônia, uréia e
ácido úrico. A amônia é tóxica, e para
ser eliminada deve estar bastante
diluída, logo, é uma excreta presente
em animais que vivem em ambientes
aquáticos, como peixes e
invertebrados aquáticos. Já a uréia
apresenta uma toxicidade mediana,
então não há necessidade de ser tão
diluída.
➘ A eliminação de ácido úrico, que
ocorre tanto em insetos como em
répteis e aves, é a forma que
demanda menor quantidade de água
para a excreção, dada sua
insolubilidade e baixa toxicidade.
Além disso, há a eliminação de menor
quantidade de urina, embora muito
concentrada, para evitar a perda de
água.
TEGUMENTO
➳ O tegumento é a pele, o
revestimento externo do corpo dos
animais. Os animais terrestres
apresentam em sua maioria
tegumento espesso, para evitar a
perda de água. Vertebrados
terrestres apresentam a pele
queratinizada, proteína que ajuda na
impermeabilização. Nos artrópodes,
podemos observar a quitina, que é um
polissacarídeo (carboidrato)
estrutural que também ajuda na
proteção e impermeabilização do
corpo.
➘ As joaninhas são um exemplo de
inseto que apresenta exoesqueleto de
quitina, assim como os outros
artrópodes.
METABOLISMO
➳ Respiração: para sobreviver no
ambiente terrestre, sem a necessidade
de água (ex.: animais com brânquias)
ou umidade (ex.: animais com
respiração cutânea, pela pele), as
estruturas respiratórias sofrem
invaginações, ou seja, passam a se
desenvolver internamente no corpo
dos organismos. Temos o
aparecimento dos pulmões, nos
vertebrados terrestres, e das
traqueias, nos insetos.
➘ Armazenamento de água: algumas
estruturas ou órgãos podem
apresentar função de armazenamento
de água. Determinados répteis (como
tartarugas e lagartos do deserto) a
armazenam na bexiga, que neles se
apresenta permeável, e é possível
reabsorvê-la. Nos mamíferos do
deserto, pode haver redução de
glândulas sudoríparas, para evitar a
perda de água, além de focinhos mais
longos, onde é possível ocorrer
resfriamento do vapor da água para
reaproveitamento da umidade.
➳ Tartarugas são répteis com
excreção de ácido úrico, pele
queratinizada, respiração pulmonar, e
podem apresentar uma bexiga
bastante desenvolvida para o
armazenamento de água.
➘ Alimentação: nem sempre
ambientes áridos apresentam grande
disponibilidade de alimento. Algumas
adaptações para reserva de nutrientes
podem aparecer, como as corcovas dos
camelos: essa região do corpo deles
armazena lipídios e nutrientes, fazendo
com que tais animais possam passar
dias no deserto sem se alimentar.
Durante processos de quebra de
lipídios, moléculas de água são
liberadas no organismo, e mamíferos
do deserto, a exemplo dos camelos e
pequenos roedores como o
rato-canguru, também conseguem
água pelas reações que ocorrem no
próprio corpo.
➳ Os camelos economizam água
eliminando urina concentrada e fezes
secas, além de terem um sistema
respiratório que consegue reabsorver
a umidade perdida durante a
respiração.
➘ Comportamento: algumas vezes os
animais não apresentam tantas
modificações corporais para sobreviver
em ambientes sem água, logo é
importante que seu comportamento
se altere para sobreviver. Alguns
mamíferos e anfíbios do deserto
apresentam hábito noturno e ficam o
dia escondidos em tocas ou enterrados
sob a areia, saindo para se alimentar
durante a noite, quando a temperatura
é mais baixa e não há tanta perda de
água pelo suor.
➳ O rato-canguru é uma espécie de
mamífero do deserto com hábitos
noturnos e que se alimenta de
sementes ricas em lipídios,
conseguindo água através do
metabolismo de quebra dessas
substâncias.
➘ Algumas serpentes também
passam o dia enterradas, evitando
exposição direta ao Sol e também o
aumento da temperatura corporal,
ficando apenas com os olhos de fora
para capturar a presa. Certos animais
também realizam a estivação,
comportamento onde há redução do
metabolismo geral quando as
condições do ambiente são
extremamente secas, e retornam às
atividades no momento em que
entram em contato com a água
novamente.
➳ Sapo da Caatinga brasileira,
enterrado para reduzir a temperatura
corporal.
REPRODUÇÃO
➳ Animais aquáticos apresentam em
sua maioria a fecundação externa, em
que os gametas são liberados na
água, onde ocorre a fecundação. Os
anfíbios são vertebrados terrestres
que também se reproduzem dessa
forma, em ambientes úmidos. A
fecundação interna permitiu a
independência da água, evitando o
ressecamento dos gametas.
➘ A presença de ovo com casca e
anexos embrionários, como o âmnio
(bolsa amniótica), ajudam a evitar a
desidratação e manter o embrião
hidratado.
➳ Ovo de um réptil, com casca (evita
desidratação) e âmnio (hidrata o
embrião), além de outros anexos
embrionários.
ADAPTAÇÃO À FALTA DE
ÁGUA�NAS�PLANTAS
➳ A conquista do ambiente terrestre
pelas plantas se deu ao longo da
evolução dos grupos. O grupo das
briófitas (musgos) apresenta
estruturas de fixação e absorção de
água do solo, os rizóides, que
permitiram a chegada ao ambiente
terrestre.
➘ A partir de pteridófitas, surgem os
tecidos verdadeiros e os vasos
condutores de seiva, que permitem o
transporte mais rápido e mais
eficiente da seiva (inclusive de água
na seiva bruta). Porém, briófitas e
pteridófitas ainda dependem da água
para reprodução, vivendo
principalmente em ambientes com
grande umidade.
➳ Em gimnospermas e
angiospermas, vemos o grão de
pólen, que permite também a
independência das plantas em
relação à água para a reprodução. As
angiospermas apresentam flores e
frutos e, por conta da polinização e
dispersão de sementes, há uma
grande distribuição por diferentes
biomas, sendo um grupo
extremamente diverso.
➘ Cladograma indicando as principais
características das plantas que
permitiram a conquista do ambiente
terrestre.
➳ As plantas de clima árido são
principalmente conhecidas como
plantas xerófitas, e possuem
adaptações que facilitam a captação
e armazenamento de água, assim
como evitam a perda dessa substância
fundamental à vida. No Brasil, esse
tipo de vegetação é encontrado
principalmente na Caatinga, mas
também pode ser observada no
Cerrado.
MORFOLOGIA�VEGETAL
➳ Raízes: são longas, para alcançar
água nas regiões mais profundas do
solo;
➘Caule: são adaptados para
acumular água. Podem ser
clorofilados, para ajudar na
fotossíntese (ex.: cactos), ou
extremamente espessos, para evitar
desidratação (ex.: árvores do Cerrado).
Dentre os tecidos vegetais, o
parênquima aquífero é um tecido de
armazenamento especializado nessa
reserva, em que a água fica
armazenada dentro do vacúolo celular;
➳ A babosa, ou aloe-vera, é uma
planta xerófita com parênquimas
aquíferos bem desenvolvidos.
➘ Folhas: no Cerrado, encontramos
folhas grossas (coriáceas) com cutícula
espessa, que evita perda de água. Já
na vegetação de Caatinga, as folhas
são pequenas, para reduzir a superfície
de perda de água por transpiração, ou
modificadas em espinhos, com o
mesmo propósito. Algumas plantas
perdem suas folhas no período da
estiagem, numa tentativa de poupar
água;
➳ Espinhos dos cactos são folhas
modificadas, enquanto as folhas do
Cerrado são mais espessas.
➘ Estômatos: os estômatos são
estruturas formadas por
células-guarda e células anexas, que
formam uma abertura chamada de
ostíolo. Estão localizados na epiderme,
principalmente na porção inferior das
folhas. Permitem a troca de gases
(CO2, utilizado como substrato da
fotossíntese, e O2, gerado nesse
processo). Entretanto, quando abertos,
propiciam a perda de água por
transpiração.
➳ Estrutura de um estômato
➘ O potássio é o íon envolvido na
abertura e fechamento do estômato.
Para abrir o ostíolo, há o
bombeamento por transporte ativo de
potássio para dentro das
células-guarda, elevando a pressão
osmótica. A entrada de água por
osmose deixa as células-guarda
túrgidas, abrindo o estômato. Quando
o potássio sai da célula, por difusão,
há a saída de água por osmose das
células-guarda, ocasionando o
fechamento do estômato.
➳ Além da água, a incidência de luz
também regula a atividade dos
estômatos. Quando há maior taxa
luminosa, a tendência é a sua abertura
para a entrada do CO2, substrato da
fotossíntese.
➘ Quando os estômatos estão
abertos, as células-guarda (em rosa)
ficam túrgidas com a entrada de íons
de potássio (K) e água. Para que os
estômatos fechem, os íons de potássio
vão às células anexas (em verde),
assim como a água, e a flacidez das
células-guarda fecha os ostíolos.
METABOLISMO
➳ Plantas de ambientes áridos,
principalmente entre as cactáceas,
apresentam uma fotossíntese do tipo
CAM. Nesse caso, os estômatos se
mantêm fechados durante o dia, para
evitar a transpiração, devido às altas
temperaturas, e abrem somente
durante à noite.
➘ Plantas com metabolismo CAM
abrem os estômatos apenas durante a
noite (linha branca – b), enquanto nos
outros tipos de metabolismo de
fotossíntese, os estômatos abrem
durante o dia (linha preta – a).