Trabalho Agronomia Unopar

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SISTEMA DE ENSINO PRESENCIAL CONECTADO
BACHARELADO EM AGRONOMIA
PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR em grupo
Interação planta / inseto
PRODUÇÃO TEXTUAL INTERDISCIPLINAR em grupo
Interação planta / inseto
Trabalho apresentado ao 2° período do Curso de Bacharelado em Agronomia da UNOPAR, para as disciplinas Química Geral, Biologia Celular e Molecular, Química Analítica, Zoologia Geral e Física Geral.
Orientadores: Professores do semestre
LISTA DE FIGURAS
Fig. 1 – Estrutura química da antocianina	5
Fig. 2 – Célula vegetal e seus componentes	6 
Fig. 3 – Parede celular, pontoações e plasmodesmos	6
Fig. 4 – Organização da celulose na parede celular	7
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	4
2 DESENVOLVIMENTO	5
2.1 Química Geral	5
2.2 Biologia celular e molecular	6
2.3 Química Analítica	8
2.4 Zoologia Geral	8
2.5 Física Geral	10
3 CONSIDERAÇÕES FINAIS	11
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	12
1 INTRODUÇÃO
O ataque dos insetos às plantas sempre foi um desafio muito grande aos produtores, pois os insetos são os principais consumidores da produção primária terrestre, constituindo cerca de 80% da vida animal e, aproximadamente, um terço de todas as espécies conhecidas. Em toda a história da agricultura, plantas e insetos se interagem, e apesar das plantas apresentarem suas próprias defesas, muitas vezes a cultura invadida pelos insetos se torna prejudicada por apresentar grandes perdas de produtividade.
As plantas naturalmente desenvolvem diversos tipos de formas de defender contra os insetos, sendo as principais defesas de natureza química e morfológica. Mesmo as plantas se defendendo, os insetos, muitas vezes se adaptam às defesas empregadas pelas plantas, para assim poder atacá-las.
Diferentes grupos de compostos químicos podem atuar na resistência química das plantas, assim como características estruturais para impedir que o inseto consiga se alimentar ou que esse processo não seja muito duradouro.
Através das disciplinas estudadas no semestre, iremos conhecer os flavonoides, em especial a ação da antocianina que têm um papel importante em vários mecanismos reprodutores das plantas, sendo também evidenciadas, as características das plantas que afetam a alimentação dos insetos e, como os agricultores podem se utilizar dessas características na escolha de cultivares menos suscetíveis ao ataque de pragas. 
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Química Geral
Os flavonoides são pigmentos naturais presentes na maioria das plantas, cuja síntese não ocorre na espécie humana. Eles desempenham um papel fundamental na proteção contra agentes oxidantes, como por exemplo, os raios ultravioletas, a poluição ambiental e substâncias químicas presentes nos alimentos. Participam ainda de importantes funções no crescimento, desenvolvimento e na defesa dos vegetais contra o ataque de patógenos. O termo flavonoide derivou-se do latim “flavus”, que significa amarelo e define uma classe de substâncias que durante muito tempo foi conhecida como pigmento das flores (SILVA, 2006).
Neste estudo serão evidenciadas as antocianinas, que pertencem a uma classe de compostos naturais conhecidos como flavonoides e constituem o maior grupo de pigmentos hidrossolúveis existentes no reino vegetal estando presentes nos tecidos de plantas superiores, desde folhas, caules, raízes, flores e frutos. São responsáveis por muitas cores naturais atraentes, desde o escarlate ao azul. A cor que estes pigmentos exibem nas plantas depende de vários fatores tais como o pH, a presença de metais pesados e outros compostos incolores que atuam como copigmentos (LOPES; OLIVEIRA, 2000).
Para Freitas (2019), antocianinas são glicósidos de antocianidinas (aglicona, estrutura química dos compostos resultantes da substituição de um ou vários grupos de açúcares por hidrogénios) e pertencem ao grupo dos flavonoides por apresentarem um esqueleto base constituído por 15 carbonos (C15) distribuídos por vários anéis condensados formando uma estrutura do tipo C6-C3-C6 (Figura 1).
Fig. 1 Estrutura química da antocianina
Fonte: Freitas (2019)
2.2 Biologia celular e molecular
Uma das modificações estruturais que podem ser observadas nas plantas é a alteração na espessura da parede celular. Quando mais espessa essa parede, atua como uma barreira física, impedindo a entrada do patógeno e a colonização dos tecidos (CASTRO, 2016). 
A parede celular é uma estrutura típica da célula vegetal, produzida por essa célula e é depositada fora da plasmalema ou membrana plasmática (Fig. 2 e 3). Nas plantas vasculares, apenas os gametas e as primeiras células resultantes da divisão do zigoto não apresentam parede celular. Cada célula possui a sua própria parede, que está cimentada à parede da célula vizinha pela lamela mediana (Fig. 3), composta principalmente de substâncias pécticas (CASTRO, 2016).
 
Fig. 3 – Parede celular, pontoações e plasmodesmos
Fig.2 – Célula vegetal e seus componentes Fonte: Castro (2016) 
 Fonte: Castro (2016) 
O principal componente da parede celular é a celulose, um polissacarídeo, formado por moléculas de glicose, unidas pelas extremidades. Associada à celulose aparece outros carboidratos como a hemicelulose, pectinas e proteínas estruturais chamadas glicoproteínas. 
Devemos considerar ainda, a ocorrência de outras substâncias orgânicas tais como: lignina, compostos graxos (cutina, suberina e as ceras), tanino, resinas, etc., além de substâncias minerais (sílica, carbonato de cálcio, etc.) e da água. A proporção com que cada um destes componentes aparece, varia bastante nas diferentes espécies, tecidos e mesmo, nas diferentes camadas da parede de uma única célula.
As fibrilas de celulose são de diferentes tamanhos. Moléculas lineares de celulose, paralelas entre si, se unem em feixes formando as microfibrilas, de ±10-25 µm de diâmetro. As microfibrilas por sua vez, enrolam-se umas sobre as outras para formar as fibrilas (ou macrofibrilas) de celulose de ±0,5 µm de diâmetro e até 4 µm de comprimento (Fig. 4).
Fig.4 – Organização da celulose na parede celular
Fonte: Castro (2016)
A cutina é uma substância lipídica, nas paredes das células epidérmicas. A principal função dessa substância, que forma a cutícula, é atuar como uma camada protetora contra a perda excessiva de água, além de proteger contra o excesso de radiação solar. Acima da cutícula, é possível encontrar também uma camada de cera. A cutina com a cera fornece proteção contra fungos, bactérias e alguns insetos (CORREA, 2008). 
A lignina é uma das substâncias mais importantes da parede celular, sendo que a lignificação pode ocorrer em citoplasmas em degeneração, em depósitos extracelulares e nas paredes das células. A lignina ou o processo de lignificação podem interferir com o crescimento de patógenos. A modificação química das paredes celulares, aumenta a resistência das paredes à ação de enzimas interferindo na difusão de toxinas do patógeno para o hospedeiro e de nutrientes do hospedeiro para o patógeno Patógenos também podem ser lignificados, impedindo seu crescimento (CORREA, 2008) 
Assim, substâncias como a cutina e a lignina, o espessamento da epiderme e de algumas células, localizadas abaixo desta, como por exemplo, a hipoderme, ou os feixes de fibras, podem conferir maior dureza às folhas, deixando a epiderme com uma textura rígida, formando uma barreira mecânica contra os insetos (SÃO JOÃO; RAGA, 2016).
2.3 Química Analítica
A química analítica é o ramo da química que trata da identificação ou quantificação de espécies ou elementos químicos. Podem ser classificados como métodos clássicos ou instrumentais. Também proporciona métodos para determinar quais elementos e substâncias estão presentes e ou em que quantidades ou proporções estão presentes em uma amostra em questão (TREVISAN, 2006).
No início e desenvolvimento da Química, a maioria das análises empregavam a separação dos componentes de interesse (analitos)por técnicas como precipitação, extração ou destilação. Os compostos são identificados pela sua cor, solubilidade, ponto de fusão e de ponto de ebulição. Esses fatores contribuem para identificação das espécies químicas (SÃO JOÃO; RAGA, 2016).
Os analitos podem ser identificados por volumetria e gravimetria ou seja por titulação e medidas de massa. Estes métodos são relativamente simples de equipamentos e confiabilidade dos resultados obtidos. Apesar da química analítica atual ser dominada por técnicas instrumentais, o princípio de funcionamento de alguns de seus instrumentos baseiam-se em técnicas tradicionais ainda muito utilizadas atualmente (SÃO JOÃO; RAGA, 2016).
Quando se busca saber quantidade de flavonoides num extrato de planta, realiza-se procedimentos de solubilidade e reações de coloração. Este procedimento pode ser realizado através de analise da cor que será obtido do extrato da planta, tendo seus componentes individuais identificados, por comparação com padrões. Neste caso a análise é qualitativa (TREVISAN, 2006).
Já para saber o quanto de flavonoides está presente num extrato de planta, utilizam-se solventes, logo após realizam a secagem da planta à temperatura ambiente, onde as folhas são pulverizadas em triturador industrial para subsequente análise dos parâmetros de validação, sendo pesado logo após, para quantificar os flavonoides presentes em um extrato de planta (TREVISAN, 2006).
2.4 Zoologia Geral
Os grupos de compostos químicos que atuam na característica química são os flavonoides, glicosinolatos, fenóis, alcaloides, inibidores de protease, entre outros. A principal característica física das plantas relacionada à resistência a insetos estão a cor e a refletância das estruturas e a epiderme da planta (SÃO JOÃO; RAGA, 2016).
Esta resistência se dá devido a mecanismos estruturais (presença de pelos, camada de cortiça, parede celular mais desenvolvida, maior quantidade compostos que conferem maior rigidez às células) ou bioquímicos (presença de compostos tóxicos, por exemplo) já existentes na planta ou que são produzidos e/ou acumulados após o contato da planta com o agente patogênico (BUSOLI, 2005).
Isso acontece porque a planta é capaz de "perceber" a presença do patógeno, por meio de uma série de receptores que reconhecem padrões, que são uma espécie de "assinatura" emitida pelo microrganismo. Quando os receptores reconhecem tais padrões, uma série de sinais são disparados e levam a uma sequencia de eventos que levam à ativação do seu sistema de defesa, levando a uma resposta, como por exemplo, o acúmulo de compostos tóxicos ao agente invasor, fazendo com que ele não consiga se estabelecer.
Além do acúmulo de compostos tóxicos, vários outros tipos de resposta podem acontecer, como movimentação do citoplasma, reação de hipersensibilidade, que causa morte da célula, aumento da quantidade de lignina na parede das células, conferindo maior rigidez, desbalanço hormonal, fazendo com que haja queda de folhas, fechamento de vasos, impedindo a dispersão do agente causal no interior da planta, além de outros.
A diferença nas peças bucais dos insetos é os diferenciam em suas estruturas morfológicas, pois insetos sugadores não tem mandíbulas como as dos mastigadores, portanto não podem mastigar o alimento. Suas peças bucais tem forma de um bico alongado e o inseto se alimenta do líquido sugado. Insetos mastigadores desfolham e roem as plantas, especialmente as folhas (BUSOLI, 2005).
Em se tratando de insetos sugadores, sua defesa é constitutiva, pois é caracterizada pela presença de estruturas nas plantas (pelos, tricomas e espinhos), as quais dificultam o acesso e a manipulação dos tecidos vegetais (SILVA, 2006). 
Essas estruturas atuam como obstáculos contra esses insetos que tentam se alimentar dos tecidos da planta, repelindo-os, provocando imobilidade de seus membros, e até a morte, dessa forma, para insetos mastigadores, compostos não voláteis como alcaloides e fenóis simples ou complexos podem atuar como repelentes gustatórios (LOPES; OLIVIERA, 2000):
Insetos mastigadores como lagartas, possuem aparelho bucal mastigador e acionam majoritariamente a rota do ácido jasmônico (composto desencadeador de defesa). Insetos como os pulgões, que possuem aparelho bucal picador-sugador, acionam preferencialmente a rota do ácido salicílico. Os insetos também possuem elicitores em sua saliva, os quais variam de acordo com o tipo de aparelho bucal de cada inseto (BUSOLI, 2005).
Além do comportamento alimentar, outros comportamentos dos insetos podem ser afetados pelas características físicas e químicas das plantas, tais como oviposição ou abrigo. Desse modo, nota-se que essa categoria de resistência afeta diretamente o comportamento dos insetos em relação à planta hospedeira.
2.5 Física Geral
Apesar da velocidade do bando ter sido dada em km/dia, usualmente não utilizamos essa unidade de grandeza. 
150 kilômetros por dia = 150 / 24 horas = 6,25 Km/hora
6,25 km /hora dividido por 3,6 = 1,74 m/s
6,25 km = 6.250 m ÷ 1000 = 6,25 = 1,74 m/s
1 h 3.600 s 1000 3,6 
 
 Ou
O fator de conversão utilizado é o 3,6 em virtude das correspondências entre as unidades de medida de espaço e tempo, sendo 1 km = 1000 m e 1 h = 3600 s. Veja o exemplo da transformação de 150 km/h para m/s.
150 km = 150.000 m ÷ 1000 = 150 = 41,67 m/s
 1 h 3.600 s 1000 3,6 
3 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Conforme sua espécie, cada planta possui seu mecanismo de defesa, tais como defesas bioquímicas por meio de sua toxidade, ou o seu desenvolvimento de características físicas, ou por minimizar os danos causados pelos insetos pelo rápido crescimento e desenvolvimento, dispersão ou escolha de habitat.
Através deste estudo viu-se a diversidade de estratégias utilizadas pelas plantas para tentar resistir e escapar dos insetos. Conclui-se então que este estudo contribuiu para caracterizar e entender os mecanismos de defesa das plantas, particularmente de interesse agrícola aos insetos-praga. 
4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BUSOLI, A.C; et al. A defesa das plantas ao ataque de insetos. 2015. In.: Tópicos Especiais em Entomologia VIII. Disponível em: https://www.researchgate.net/
publication/290490227_A_defesa_das_plantas_ao_ataqu e_dos_insetos Acesso em 20/07/2020. 
CASTRO, Neusa Maria de. Parede celular. Glossário Ilustrado de Botânica. São Paulo: Nobel, 2016
CORRÊA, P.G.; Herbivoria e anatomia foliar em plantas tropicais brasileiras. Ciência e Cultura. v. 60, n. 3, São Paulo, 2008. Disponível em: http://cienciaecultura.bvs.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0009- 67252008000300017 Acesso em 20/07/2020. 
FREITAS, Victor. O mundo colorido das antocianinas. Revista de Ciência Elementar: junho de 2019 
JORDÃO, B. Q.; ANDRADE, C. G. T. J. Célula vegetal. In: JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO J. Biologia celular e molecular. 9.ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. 
LOPES, R.M.; OLIVEIRA, T.T. Flavonoides, Biotecnologia, Ciência & Desenvolvimento, v. 3, n.14, p.18-22, 2000.
SÃO JOÃO, R.E.; RAGA, A. Mecanismos de defesa das plantas contra o ataque de insetos sugadores. Documento Técnico Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios, n. 23, 2016. Disponível em: http://www.biologico.sp.gov.br/uploads/docs/dt/insetos_sugadores.pdf. Acesso em: 21/07/2020. 
SILVA, J. B.; Desvendando e analisando os flavonoides. São Paulo: Atlas, 2006
TREVISAN, Marcello G. Química Analítica de Processos.Quím. Nova vol.29, n.5. São Paulo: Sept./Oct. 2006
VIZZOTTO, M.; KROLOW, A.C. Metabólitos secundários encontrados em plantas e sua importância. Documentos Embrapa, n. 316, 2010. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/44093/1/documento-316.pdf Acesso em 20/07/2020