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Órgãos vegetais. (Raiz) RAIZ. Na maioria das plantas vasculares, as raízes constituem a porção subterrânea do esporófito e são especializadas parafixação e absorção. As duas outras funções desempenhadas pelas raízes são o armazenamento e a condução. As raízes, em sua maioria, constituem importantes órgãos de armazenamento, e algumas, como as da cenoura, beterrabae batata-doce, são especialmente adaptadas para armazenar substâncias alimentares. As substâncias orgânicassintetizadas nas porções aéreas e fotossintetizantes da planta são transportadas, através do floema, para os tecidos de reserva da raiz. Uma grande parte deste alimento pode ser utilizada subseqüentemente pela própria raiz, mas, normalmente, o alimento armazenado é digerido e transportado novamente, através do floema, para as partes aéreas. Nas plantas bienais (vegetais que completam seu ciclo de vida num período de 2 anos), como a beterraba, grandes reservas de alimento são acumuladas nas regiões de armazenamento da raiz durante o primeiro ano e, a seguir, utilizadas durante o segundo ano para produzir flores, frutos e sementes. A água e minerais absorvidos pelas raízes são transportados, através do xilema, para as partes aéreas da planta. Os sistemas radiculares e sua extensão. A primeira raiz da planta se origina no embrião e é geralmente denominada raiz primária. Nas gimnospermas e dicotiledôneas, esta raiz, também chamada de raiz axial (pivotante ou principal), cresce em direção ao solo, originando raízes secundárias, também denominadas raízes laterais, ao longo de seu eixo. As raízes mais velhas são encontradas próximas ao colo da raiz (região de transição entre a raiz e o caule), e as mais jovens, próximas ao ápice da raiz. Este tipo de sistema radicular – isto é, aquele que desenvolve uma raiz principal e suas ramificações - é denominadsistema axial. Nas monocotiledôneas, a raiz primária tem geralmente vida curta, e o sistema radicular se desenvolve a partir de raízes adventícias que se originam do caule. Estas raízes adventícias e suas ramificações, ou raízes laterais, dão origem a um sistema fasciculado, no qual não existe predomínio de uma raiz sobre as outras. Os sistemas de raiz axial penetram geralmente mais no solo que os sistemas de raiz fasciculada. A pouca profundidade dos sistemas fasciculados e a firmeza com a qual se aderem às partículas do solo as tornam especialmente bem adaptadas para a prevenção da erosão do solo. A extensão de um sistema radicular - isto é,a profundidade com a qual penetra no solo e se estende lateralmente - depende de vários fatores, incluindo umidade, temperatura e composição do solo. A maior parte das raízes absorventes(raízes ativamente envolvidas na absorção de água e minerais) localiza-se no primeiro metro de solo, e a massa das raízes absorventes da maioria das árvores ocorre nos primeiros 15 centímetros de solo, a região do solo normalmente mais rica em matéria orgânica. Algumas árvores, como os carvalhos e muitos pinheiros, produzem comumente raízes axiais relativamente profundas, tornando estas árvores bastante difíceis de ser removidas. A mais profunda raiz conhecida foi a de um pinheiro que crescia em solo arenoso, altamente poroso; penetrou no solo até cerca de 6,5 metros. De modo geral, a extensão lateral das raízes das árvores é maior que a extensão da copa. Os sistemas radiculares do milho (Zea mays) alcançam freqüentemente uma profundidade de 1,5 metro e uma extensão lateral de cerca de um metro em todas as direções do vegetal. As raízes daalfafa (Medicago sativa) podem atingir profundidades de até 6 metros ou mais. À medida que a planta cresce, ela precisa manter um equilíbrio entre a superfície total que fabrica alimentos(fotossintetizante) e a superfície total que absorve água e minerais. O equilíbrio entre o caule e a raiz é invariavelmente alterado quando as plantas são removidas. A maioria das raízes finas, absorventes, perde-se quando a planta é removida do solo; a poda do sistema caulinar ajuda a restabelecer o equilíbrio entre este e o sistema radicular. Os fungos e insetos que atacam os caules e as raízes das plantas provocam freqüentemente um desequilíbrio na razão caule-raiz. Raízes aéreas. As raízes aéreas são raízes adventícias produzidas pelas partes aéreas. As raízes aéreas de algumas plantas servem deraízes-escora para a sustentação, como, por exemplo, no milho. Quando entram em contato com o solo ramificam-se e funcionam também na absorção de água e minerais. As raízes-escora são produzidas pelos caules e ramos de muitas plantas tropicais, como o mangue-vermelho(Rhizophora mangle), a figueira-de-bengala (Ficus bengalensis) e algumas palmeiras. Outras raízes aéreas, como nahera (Hereda helix), aderem à superfície de objetos e fornecem sustentação para o caule trepador. As raízes necessitam de oxigênio para a respiração, sendo este o motivo pelo qual as plantas são incapazes de viver em solos onde não existe drenagem adequada, carecendo, conseqüentemente, de espaços arejados. Algumas árvores que crescem em habitats pantanosos desenvolvem raízes que crescem para fora da água, servindo não apenas para fixar o vegetal, como também para arejá-lo. Por exemplo, o sistema radicular de Avicennia tomentosa desenvolve extensões de geotropismo negativo, denominadas pneumatóforos, que crescem para cima e para fora do lodo, fornecendo assim umaaeração adequada. O aguapé apresenta raízes aquáticas com muitas ramificações e uma coifa bem desenvolvida. Adaptações especiais. Muitas adaptações são encontradas entre as epífitas, plantas que crescem sobre outras plantas, contudo, sem parasitá-la. A epiderme da raiz da orquídea, por exemplo, é pluriestratificada e, em algumas espécies, constitui o único órgão fotossintético da planta. Estruturas especiais na epiderme proporcionam aparentemente o intercâmbio de gases quando a epiderme está saturada de água (velame). Dentre as epífitas, a Dischidia rafflesiana possui uma modificação extremamente notável. Algumas de suas folhas são estruturas achatadas e suculentas, ao passo que outras formam tubos que coletam detritos e água pluvial. Colônias de formigas vivem no interior das urnas e ajudam no suprimento de nitrogênio da planta. Raízes formadas no nó situado acima da folha modificada, crescem para baixo e penetram no interior da urna, onde absorvem água e sais minerais. As plantas verdadeiramente parasitas desenvolvem raízes sugadoras (haustórios) que crescem para o interior do caule da hospedeira, indo buscar no floema, a seiva elaborada com os alimentos orgânicos que necessita. Isso ocorre com o cipó- chumbo. Cipó-chumbo (Cuscuta europaea, com as várias Cuscutas sul-americanas), parasitando Lúpulo; vista geral e corte transversal da hospedeira, mostrando a penetração dos haustórios. Adaptações para o armazenamento de alimentos. As raízes, em sua maioria, são órgãos de armazenamento e, em algumas plantas, são especializadas para esta função. Estas raízes tornam-se carnosas devido à grande quantidade de parênquima de reserva, no qual se acha o tecido vascular. Esse desenvolvimento de raízes de reserva (tuberosas) é evidente em cenoura (Daucus carota), batata-doce (Ipomoea batatas), beterraba (Beta sp). Crescimento e origem dos tecidos primários. Aparentemente, o crescimento de muitas raízes é um processo quase contínuo, que cessa apenas sob condições adversas, tais como seca e baixas temperaturas. As raízes, durante o crescimento através do solo, seguem o caminho de menor resistência e, freqüentemente, ocupam os espaços deixadospor raízes mais antigas que morreram e apodreceram. A extremidade da raiz encontra-se recoberta por uma coifa, uma massa de células semelhante a um capuz, que protege o meristema apical e auxilia a raiz na sua penetração através do solo. À medida que a raiz cresce em comprimento e a coifa é empurrada para diante, as células da periferia da coifa sofrem descamação. Esta células descamadas formam uma capa mucilaginosa ao redor da raiz e lubrificam sua passagem através do solo. As células descamadas da coifa são imediatamente substituídas por outras formadas pelo meristema apical. Regiões de crescimento da raiz. O meristema apical e a porção próxima da raiz onde ocorre a divisão celular são denominados região meristemática. Acima da região meristemática, mas não claramente delimitada a partir dela, encontra-se a região de crescimento, que mede geralmente apenas alguns milímetros de comprimento.O alongamento dascélulas desta região resulta na maior parte do crescimento longitudinal da raiz. Acima desta região, a raiz não aumenta de comprimento. Seguindo-se à região de crescimento, encontra-se a região de maturação, onde a maioria das células dos tecidos primários sofre maturação. Algumas células começam a se alongar e se diferenciar na região meristemática, ao passo que outras alcançam a maturidade na região de crescimento. Por exemplo, os primeiros elementos formados do floema e xilemasofrem maturação na região de crescimento, sendo freqüentemente distendidos e destruídos durante o alongamento da raiz. A protoderme, o procâmbio e o meristema fundamental podem ser distinguidos próximo ao meristema apical (vide figura anterior). Estes são os meristemas primários que se diferenciam na epiderme, nos tecidos vasculares primários e nocórtex, respectivamente. Estrutura primária. A estrutura primária da raiz é relativamente simples quando comparada com a do caule, o que é devido, em grande parte, à ausência de folhas na raiz e à ausência correspondente de nós e entrenós. A epiderme (sistema de tecido de revestimento), o córtex (sistema de tecido fundamental) e os tecidos vasculares (sistema de tecidos vasculares) estão claramente separados uns dos outros. Na maioria das raízes, os tecidos vasculares formam um cilindro sólido. Epiderme. A função da epiderme das raízes jovens é de absorver água e minerais, sendo facilitada por pêlos absorventes, que são extensões tubulares das células epidérmicas. Os pêlos absorventes possuem uma vida relativamente curta e estão limitados, em grande parte, à região de maturação da raiz. A produção de novos pêlos absorventes ocorre logo acima da região de crescimento. Córtex. O córtex ocupa, sem dúvida alguma, a maior área do corpo primário da maioria das raízes. As células do córtex armazenam amilo e outras substâncias, mas comumente, não possuem cloroplastos. As raízes que sofrem crescimento secundário – que incluem as raízes das gimnospermas e da maioria das dicotiledôneas – perdem seu córtex precocemente. Nestas raízes, as células corticais permanecem parenquimatosas. Nas monocotiledôneas, o córtex é mantido durante toda a vida da raiz, e muitas células corticais desenvolvem paredes secundárias e tornam-se lignificadas. Independente do grau de diferenciação, o tecido cortical possui numerosos espaços intercelulares – espaços cheios de ar, essenciais para a aeração das células da raiz. As células corticais têm numerosos contatos entre si e seus protoplasmas encontram- se ligados por plasmodesmos. Em conseqüência disso, as substâncias que transitam pelo córtex podem atravessar as células por intermédio do protoplasma e dos plasmodesmos ou das paredes celulares. Ao contrário do resto do córtex, a camada mais interna deste se encontra disposta de modo compacto e carece de espaços aeríferos. Esta camada, a endoderme, se caracteriza pela presença das fitas de Caspary em suas paredes anticlinais (isto é, as paredes perpendiculares à superfície da raiz). A fita de Caspary é uma porção filamentosa da parede primária, impregnada de uma substância gordurosa denominada suberina, e, algumas vezes, lignificada. O protoplasma das células endodérmicas está firmemente fixado às fitas de Caspary e adere muito a elas. Tendo em vista que a endoderme é compacta e que as fitas de Caspary são impermeáveis à água, todas as substâncias que penetram e abandonam o cilindro vascular através da endoderme devem atravessar o protoplasma vivo das células endodérmicas. Muitas células endodérmicas não sofrem estas modificações, permanecendo com paredes delgadas e retendo as fitas de Caspary. Estas células são denominadas células de passagem. Veja a figura abaixo, que visualiza o processo, comparativamente, nas raízes de monocotiledôneas e dicotiledôneas: Cilindro central. O cilindro central da raiz é formado pelos tecidos vasculares e por uma ou mais camadas de células, o periciclo, que circunda totalmente os tecidos vasculares. O periciclo desempenha vários papéis importantes. Na maioria das fanerógamas (plantas com flor), as raízes se originam no periciclo. Nas plantas que sofrem crescimento secundário, o periciclo contribui para o câmbio vascular e, geralmente, origina o primeiro câmbio da casca. Além disso, o periciclo prolifera freqüentemente, isto é, origina mais periciclo. O centro do cilindro central da maioria das raízes é ocupado por uma medula sólida de xilema primário, a partir da qual se estendem projeções semelhantes a estrias em direção ao periciclo. Os primeiros elementos do (proto) xilema a sofrer maturação nas raízes localizam-se próximos ao periciclo, e as extremidades das séries são comumente denominadas de protoxilema. O metaxilema (meta, depois) ocupa as porções internas das séries e o centro do cilindro central, diferenciando-se depois do protoxilema. As raízes de algumas monocotiledôneas (por exemplo, centeio) possuem uma medula, que é interpretada por alguns botânicos como um tecido vascular potencial.