Fisiologia Vegetal - Relações hídricas

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Fisiologia Vegetal - Relações hídricas
● Água
○ Contribui para o crescimento vegetal
○ As plantas transpiram mais de 98% da água
■ E apenas 0,2% é utilizada na fotossíntese
○ Pode constituir de 5-95% da massa de órgãos
■ 5-15% nas sementes
■ 62% em bulbos
■ 70-95% em folhas
■ 80-90% em frutos
○ A ligação de hidrogênio é importante para manter a coesão entre
moléculas
○ Calor específico: refere-se a quantidade de energia para aumentar a
temperatura de uma substância em uma quantidade específica
■ 1 cal g-1 °C-1 = 4,2 J g-1 °C-1
■ A 25°C são necessárias 10,5 Kcal para romper as ligações de H
de 1 mol de H2O = 44 KJ mol-1
■ Isso permite que aconteça o resfriamento da planta através da
transpiração e mantém a integridade das proteínas
■ Quanto mais quente, mais a planta irá transpirar
○ Água se mantém em constante movimento no vegetal
■ Fluxo de massa: tendem a se mover em função da gravidade ou
de um gradiente de pressão
■ Difusão: movimento das moléculas ao longo de um gradiente de
concentração por agitação térmica ao acaso (osmose -
equilíbrio químico)
○ Aquaporina - poro seletivo a água
■ Permite a entrada de água por meio de mudanças
conformacionais
■ Há como a água passar direto pela membrana, mas são eventos
raros e em pouquíssima quantidade - pode ser dispensado
● O "status" da água no sistema solo-planta-atmosfera é medido em termos de
potencial hídrico (Ψw ou Ψh)
○ Unidade de medida Mpa
○ Índice de estado da planta
● Componentes do potencial hídrico
○ A água interage com micromoléculas (solutos) resultando na
diminuição de seu potencial químico. A interação
água-micromoléculas corresponde ao componente osmótico
(potencial osmótico - Ψo)
■ ↑Soluto -> ↓Ψs
○ A interação da água com macromoléculas também diminui o potencial
químico da água (potencial mátrico Ψm). O Ψm quase não varia em
uma célula madura
■ Desprezível na maior parte das vezes
■ É considerado na célula em divisão - não está madura
■ O quão macromoléculas influenciam no potencial hídrico da
célula
○ A entrada de água na célula, considerando a rigidez da parede celular,
gera uma pressão (potencial de pressão Ψp), que aumenta a energia
das moléculas de água (diminui a pressão de fora e aumenta de
dentro)
■ ↑Água na célula -> ↓Ψp
○ Tais relações podem ser expressas na equação:
■ Ψw = |Ψs| + Ψp
○ A célula em divisão - meiose/mitose - não é considerada madura, por
isso devemos considerar Ψm potencial mátrico
○ A variação do micro é maior e mais importante que a do macro
○ Ψw da água pura = 0 (máximo possível - sempre será negativo para a
célula)
■ ↑[soluto] célula -> ↓Ψw
■ ↑Ψp -> ↓Ψw
● Fluxo de água no sistema solo-planta-atmosfera
○ Segue do maior para o menor potencial hídrico
■ Vai rumo ao local que possui mais soluto
■ Graças ao floema, a água (junto com restos de fotossíntese)
chega a raiz novamente. O xilema apenas leva água (e
nutrientes) da raiz até as folhas
■ Adendo: isso funciona em plantas normais - sem exposição a
fatores estressantes
● A água sofre resistência do xilema no sistema solo-planta-atmosfera
○ Sofre resistência na passagem solo-raiz-xilema-estômatos-atmosfera
■ R local (ex. R-root, R-plant)
● Movimento de água na raiz
○ Depois de vencer a resistência da raiz, a água pode seguir 3 rotas
■ Rota apoplástica - através do meio - mas em algum momento
precisa entrar na célula para chegar ao xilema porque as estrias
de Caspary bloqueiam a entrada direta
■ Rota simplástica - vai de célula a célula através dos
plasmodesmos
■ Transmembrana - de célula a célula sem entrar em organelas
■ Todas acontecem simultaneamente, mas em quantidades
diferentes
● Gutação
○ Eliminação de líquido pelas folhas através dos hidatódios (poros
semelhantes a estômatos)
○ Recorrente em plantas de florestas pluviais (floresta Amazônica)
○ Água pura
○ Pressão positiva realizada na raiz - "força" a água a sair
○ Ocorre no início da manhã
○ Pressão positiva não explica - sozinha - a perda de água
planta-atmosfera
■ Porque só acontece em algumas plantas e em determinadas
condições
● Movimento de água por capilaridade
○ Interação de forças como adesão (dipolo-dipolo), coesão (ligações de
H) e a tensão superficial de água
○ Quanto mais estreito o espaço percorrido, mais água subirá
○ Relevante apenas em plantas vasculares de pequenos portes
● Teoria de coesão-tensão (Dixon e Joly)
○ Evaporação da água
○ Transferência de água do xilema (junto às paredes celulares) para as
células foliares (fluxo de massa)
■ Tensão
○ A pressão negativa sobre a superfície das paredes celulares é
transmitida para a coluna contínua de água do xilema a raiz
■ Coesão
○ A elevada coesão entre as moléculas permite que sob amento de
tensão e condições normais não ocorra ruptura da coluna de água
■ Pressão negativa na raiz influenciada pela perda de água na
folha
■ Ocorre graças à características das moléculas de água
(que forma a coluna
○ Contudo: a água sob o aumento de pressão se apresenta no estado
metaestável, podendo mudar facilmente de estado físico (do líquido
para o gasoso)
■ Gera cavitação (embolia) - análogo a trombose
● Cavitação
○ Ocorre no xilema quando a tensão da água dentro do vaso condutor
excede a pressão atmosférica - a pressão cai consideravelmente
○ Ocorre formação de local de vapor d'água ou nos elementos de vaso
nos traqueídeos
○ As plantas possuem diversos mecanismos de reparo do xilema
cavitado