Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Meristemas e crescimento meristemático APRESENTAÇÃO Nesta Unidade de Aprendizagem você vai estudar os tipos de meristemas encontrados nas plantas e como ocorre o crescimento meristemático. Meristemas são os tecidos responsáveis pelo desenvolvimento do vegetal, constituídos de células indiferenciadas (células meristemáticas) que se dividem continuamente. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Definir os tipos de tecidos meristemáticos encontrados nos vegetais.• Identificar como ocorre o crescimento das plantas.• Indicar os tipos de tecidos que cada meristema origina.• DESAFIO Uma característica marcante do reino vegetal se dá pelo fato de que, a qualquer momento, pode haver o surgimento de novas estruturas em uma planta. Essa característica se deve à presença de células meristemáticas, que mantém a sua característica embrionária por toda a vida. Quando necessário, as células dos novos tecidos se especializam e perdem a capacidade de se multiplicar, formando os tecidos definitivos. Com base nessas informações, diferencie o crescimento primário do secundário. INFOGRÁFICO Os meristemas são tecidos indiferenciados. Acompanhe algumas características marcantes desse tecido. CONTEÚDO DO LIVRO O tecido meristemático primário tem como função o crescimento longitudinal (altura) e pode ser chamado de meristema apical. Já o crescimento latitudinal (largura ou espessura) é realizado pelo meristema secundário lateral. Acompanhe mais informações sobre isso no trecho do livro que aborda o conteúdo: Anatomia Vegetal: Uma Abordagem Aplicada. Boa leitura. Anatomia Vegetal Uma abordagem aplicada David F. Cutler Ted Botha Dennis Wm. Stevenson Inclui CD-ROM C989a Cutler, David F. Anatomia vegetal [recurso eletrônico] : uma abordagem aplicada / David F. Cutler, Ted Botha, Dennis Wm. Stevenson ; tradução: Marcelo Gravina de Moraes ; revisão técnica: Rinaldo Pires dos Santos. – Dados eletrônicos. – Porto Alegre : Artmed, 2011. Editado também como livro impresso em 2011. ISBN 978-85-363-2512-5 1. Botânica. 2. Anatomia vegetal. I. Botha, Ted. II. Stevenson, Dennis Wm. III. Título. CDU 581.4 Catalogação na publicação: Ana Paula M. Magnus – CRB 10/2052 Anatomia vegetal 31 (Laxmanniaceae), Klattia, Pattersonia, Nivenia e Witsenia (Iridaceae) servem como exemplos onde há uma zona especial de células meristemáticas na parte periférica do córtex (a parte do caule do lado externo da região contendo fei- xes vasculares primários). Feixes vasculares inteiros se formam no córtex, com novo tecido fundamental secundário entre eles. Claramente, a planta em crescimento é extremamente complexa, conten- do áreas jovens que se dividem ativamente próximas a outros tecidos comple- tamente formados e maduros. MeristeMAs ApiCAis Existem diferenças detalhadas entre os meristemas nos ápices caulinares e de raízes de monocotiledôneas, dicotiledôneas e gimnospermas. Três ápices caulinares são mostrados na Figura 2.1. Desde as primeiras observações, autores têm tentado classificar as várias camadas de células em ápices visíveis em secções longitudinais. A classifica- ção dessas camadas baseia -se no destino das células derivadas das camadas distintas ou nos planos dominantes de divisão celular aparente nas camadas. Por exemplo, na teoria da túnica -corpo, as camadas da túnica (externas) distinguem -se das camadas internas do corpo, porque suas divisões celula- res normalmente ocorrem apenas no plano anticlinal (ou seja, em ângulos reto à superfície da planta). No corpo, as divisões são anticlinais e periclinais. Divisões periclinais são paralelas à superfície externa da planta. Se uma de- nominação formal de camadas deve ser feita, o sistema túnica -corpo é mais FigurA 2.1 meristemas vegetativos. (a) esquema em pequeno aumento de uma secção longitudinal do ápice de Rhododendron, x15. (b) detalhe de (a), x218. A segunda camada pode ser a “túnica”, mas tem uma certa divi‑ são periclinal, assim como em (c), Syringa, x218. (d) Equisetum (x218) possui uma célula apical e não um grupo de células meristemáticas. célula apical (a) (b) (c) (d) Cutler.indd 31 1/6/2011 13:26:04 32 cutler, Botha & stevenson confiável do que o sistema dermatógeno -periblema -pleroma de Hanstein. No sistema de Hanstein, as camadas são definidas em relação aos sistemas teci- duais aos quais elas parecem dar origem. Tem sido demonstrado, com a ajuda de experimentos, que camadas específicas não produzem consistentemente o mesmo sistema tecidual na mesma espécie. Sendo assim, talvez seja melhor utilizar um sistema topográfico e rotular as camadas como L1, L2, L3, etc., e definir descritivamente várias zonas. No ápice caulinar, as folhas em geral aparecem normalmente a partir das camadas de túnica (L1, ou L1 e L2) e as gemas a partir da túnica e algumas camadas do corpo. A túnica produz a epiderme e geralmente a maior parte, quando não todo, o córtex. Muitas vezes a epiderme madura é composta de uma camada de células, mas em algumas espécies divisões celulares ocorrem bem cedo na epiderme durante o desenvolvimento das folhas, levando à produção de uma epiderme múltipla. Esse fato pode ser visto na Figura 2.2, que mostra parte do ápice de Codonanthe sp. (Gesneriaceae). Parte da epiderme múltipla madura dessa planta é mostrada na Figura 2.2. O corpo produz o sistema vascular do caule e o tecido fundamental central. De modo esporádico, as células abaixo FigurA 2.2 Codonanthe: (a) esquema de baixa magnificação de detalhe do ápice caulinar mostrado em (b). observe a divisão precoce de células na epiderme da face adaxial das folhas, levando à formação de uma epiderme múltipla. (b) x248. (b) (a) Cutler.indd 32 1/6/2011 13:26:04 Anatomia vegetal 33 do meristema apical apropriado podem parecer uma zona relativamente inati- va, com pouca ou nenhuma divisão; essa região é chamada de centro ou zona quiescente; porém, seu estado inativo não é amplamente aceito. Experimentos utilizando marcadores radioativos indicam que há alguma divisão celular nes- sas regiões, apesar de significantivamente menor do que nas regiões ao seu re- dor. Uma disposição celular tipo costela também pode ser detectada em alguns ápices abaixo da túnica e corpo. As células do meristema possuem citoplasma denso, com ausência de vacúolos grandes (compartimentos preenchidos com líquido dentro do citoplasma). Abaixo das áreas apicais de divisão celular ativa, as células começam a aumentar em tamanho e vacuolar. Existem tentativas para definir os diferentes tipos de organização das zo- nas celulares tanto em gimnospermas quanto em angiospermas, e esses tipos podem ter alguma significância para indicar inter -relações. Essas tentativas extrapolam o escopo deste livro, mas o leitor interessado pode conferir refe- rências na seção de leituras adicionais no fim do livro. À medida que primórdios foliares aparecem em sequência no ápice cau- linar, na de filotaxia (disposição foliar no caule), característica da espécie em particular, os feixes procambiais se tornam aparentes, e o primeiro floema for- mado se deriva a partir deles e depois o xilema dos feixes primários. A Figura 2.3 mostra primórdios foliares (seta) em secção longitudinal de Coleus. Muitos FigurA 2.3 ápice caulinar de Coleus, secção longitudinal. seta = primórdio foliar. x100. Cutler.indd 33 1/6/2011 13:26:05 34 Cutler, Botha & Stevenson experimentos foram conduzidos na tentativa de desvendar os mecanismos que regulam o desenvolvimento ordenado desses ápices dinâmicos em crescimen- to. O controle do espaçamento dos primórdios foliares não é completamente entendido. Numerosos experimentos envolvendo o uso de recursos mecânicos para tentar isolar uma parte do ápice do resto têm sido desenvolvidos e, ape- sar desses meticulosos experimentos com hormônios do crescimento, há ainda muito que se aprender. É muito difícilconduzir experimentos nos quais apenas uma variável é estudada de cada vez. Além disso, os ápices se desenvolvem no ambiente protegido e bem abrigado das bases da folha, que precisa ser subs- tancialmente perturbado para que observações possam ser feitas. O ápice da raiz se parece em vários aspectos com o ápice do caule e tam- bém pode apresentar um centro quiescente, mas tem uma diferença conspícua importante. Ele possui uma coifa radicular, ou caliptra, frequentemente pro- duzida por uma zona meristemática chamada de caliptrogênio (Figura 2.4a). A coifa age como um tampão entre o meristema apical macio e partículas do solo, duras. Ela desaparece com o progresso do crescimento, mas é constan- FIGURA 2.4 (a) Raiz de monocotiledônea generalizada em esquema para mostrar a localização de várias zonas. Ápice da raiz, secção longitudinal, em Allium sp.; (b) diagrama de baixa magnifi cação para mostrar a localização de várias zonas celulares em (c) (x109). a, meristema apical; c, coluna; ca, caliptrogênio; cc, cilindro central; ic, iniciais do cilindro central; co, córtex; ico, iniciais do córtex; ip, iniciais da protoderme; cr, coifa da raiz. (a) (b) (c) co ca ico ic ip cr cc co cr c a Cutler.indd 34Cutler.indd 34 19.03.2014 08:19:3119.03.2014 08:19:31 Anatomia vegetal 35 temente renovada. Acredita -se que ela seja a fonte de substâncias regulado- ras de crescimento envolvidas na resposta geotrópica positiva da maioria das raízes. Coifas radiculares podem ser facilmente encontradas em raízes aéreas de Pandanus e em muitas orquídeas epifíticas e raízes submersas de raízes aquáticas (Pistia). Além do caliptrogênio, as camadas celulares envolvidas na produção de epiderme, córtex radicular e sistema vascular primário podem ser prontamente definidas em secções transversais finas e adequadamente co- radas. Em algumas raízes, um caliptrogênio específico não é produzido. Em Allium (Figura 2.4b,c), uma coluna de células se desenvolve. Enquanto o ápice caulinar logo produz folhas e gemas de forma exógena (nas camadas celulares mais externas), a organização radicular é bastante di- ferente. Raízes laterais aparecem de forma endógena, a partir das células do periciclo (camada simples ou múltipla de células parenquimáticas delimitando o sistema vascular e sob o cilindro celular com paredes caracteristicamente es- pessadas, a endoderme), a alguma distância do ápice (Figura 2.5). Essa origem já estabelecida requer que as raízes laterais cresçam forçosamente através da endoderme e córtex para alcançar o exterior. A distância a ser percorrida entre o sistema vascular radicular lateral e a raiz a partir da qual ela surge é pequena. O sistema vascular de uma gema apical deve se desenvolver na direção do sistema do caule principal e por fim se unir a ele. Numerosos artigos foram publicados sobre a organização apical caulinar e radical em várias famílias de plantas. Alguns são comparativos e têm como objetivo conclusões de importância taxonômica, mas outros (e provavelmente os mais úteis) dizem respeito ao desenvolvimento das plantas específicas sob estudo. Como mencionado anteriormente, estudos de desenvolvimento apro- priados exigem um alto nível de competência e são vitais para o entendimento das formas maduras de plantas. MeristeMAs lAterAis Os meristemas laterais mais importantes são o câmbio vascular e o câmbio da casca (felogênio). O câmbio vascular, característica das dicotile- FigurA 2.5 desenvolvimento endógeno de uma raiz lateral, em secção transversal. c, córtex; ca, pequena cavidade a frente do desenvolvimento da raiz lateral, formada pela lise de células corticais; en, endoderme; l, raiz lateral; p, periciclo; f, floema; x, xilema. c en p f l x ca Cutler.indd 35 1/6/2011 13:26:05 36 cutler, Botha & stevenson dôneas e gimnospermas e outras plantas superiores, é descrito com brevida- de a seguir. Consiste em uma até várias camadas de células de paredes finas, organizadas em um cilindro; sua espessura real é difícil de ser definida, uma vez que essas células para o lado externo desenvolvem o floema e aquelas no lado interno o xilema. Além disso, seu desenvolvimento é gradual, ou seja, os estágios iniciais de qualquer um dos tecidos podem se parecer com iniciais cambiais. Normalmente, uma proporção bem maior dos produtos das divisões das iniciais cambiais são as células de xilema do que de floema. A formação de novas camadas de xilema afeta o deslocamento do câmbio para longe do centro. Algumas das iniciais cambiais se dividem anticlinalmente para permitir o crescimento necessário em circunferência, a qual aumenta em aproximadamente seis vezes o raio (isto é, 2πr). As iniciais cambiais que se formam primeiro são alongados axialmente (iniciais fusiformes). As cé- lulas alongadas do xilema se desenvolvem a partir dessas iniciais. Algumas delas se subdividem, por uma, duas ou mais divisões celulares, para formar uma linha axialmente orientada de células mais curtas, as iniciais radiais. Os raios se desenvolvem a partir dessas iniciais (Figura 2.6). Ver Capítulo 3 para mais informações. O felogênio pode surgir próximo à epiderme ou mais profundamente no córtex, na forma de um cilindro de células. Ele se divide para formar vá- rias camadas de células de parede fina e radialmente achatadas para o lado interno, a feloderme, e para o lado externo, o felema, células radialmente achatadas que podem adquirir paredes mais espessas; adicionalmente, uma substância graxa chamada suberina é incorporada às paredes. Em algumas espécies, várias camadas de células suberizadas são separadas por camadas de células parenquimáticas de parede fina, de forma que bandas alternadas são produzidas (ver Capítulo 5 para mais detalhes). Com frequência, para o lado interno dos estômatos da epiderme original, as células suberizadas não são achatadas, mas sim arredondadas, e existem espaços de ar entre elas. São as lenticelas. Em monocotiledôneas com espessamento secundário, os meristemas la- terais se formam no córtex e produzem tanto feixes vasculares quanto tecido fundamental, como descrito acima. FigurA 2.6 esquema das células iniciais cambiais fusiformes (f ) e iniciais radiais (r). r f Cutler.indd 36 1/6/2011 13:26:06 Anatomia vegetal 37 ApliCAções prátiCAs e usOs dOs MeristeMAs As propriedades especiais das células meristemáticas de parede fina, sim- ples, cuja anatomia e localização na planta recém foram descritas, possibili- tam uma série de técnicas hortícolas. Para quem deseja cultivar plantas por propagação vegetativa, aumentar o número de ramificações em uma planta, fazer enxertos e melhorar as chances de boa cicatrização de ferimentos, é im- portante entender a posição dos meristemas na planta, assim como a delicada natureza das células meristemáticas. Meristemas apicais O uso prático principal dos meristemas apicais, em especial os meris- temas caulinares, é a cultura de meristemas, que possibilita a produção de novas plantas vegetativamente. As células dos meristemas são parênquima não diferenciado em estado ideal para que a divisão celular ocorra. Assim que os meristemas são removidos da planta, sua organização formal parece se romper, deixando -os vulneráveis à dissecação. Eles devem ser removidos com cuidado e imediatamente transferidos para um meio nutritivo. Todos os está- gios dessa técnica devem ser assépticos para evitar a introdução de patógenos. No caso do processo ser bem -sucedido, o ápice primeiramente formará uma massa de tecido similar a um calo, semelhante ao protocormo das orquídeas. Posteriormente, pequenos ramos e raízes embrionárias se formam. Se a massa de tecido se subdivide, várias pequenas plântulas podem ser produzidas. É importante dispor de um meio de crescimento corretamente formulado, com frequência específico à planta sob cultura; caso contrário, a massa tecidual pode produzir apenas ramos ou raízes! Existem várias circunstâncias onde é desejávelreproduzir plantas por cultura de meristemas. Por exemplo, a planta desejada pode ser infértil, como no caso de uma triploide, ou ela pode ser um híbrido de F1 sem sucesso repro- dutivo. Esse método também é útil para o rápido crescimento de mudas em viveiros para objetivos comerciais. Outros métodos vegetativos de propagação podem levar vários anos antes que um número semelhante de plantas possa ser produzido. Doenças virais raramente afetam os ápices; além disso, a cul- tura de meristema pode ser utilizada para produzir materiais livre de vírus a partir de plantas que de outra maneira seriam infectadas, como framboesa ou batata. Espécies beirando a extinção podem ser resgatadas e multiplicadas por cultura de meristemas. Esse pode ser o único enfoque prático se a população cultivada for muito pequena, ou se essas plantas restantes forem autoincom- patíveis. Infelizmente, todos os produtos de uma cultura de meristemas indi- vidual terão o mesmo genótipo; assim, a diversidade genética não pode ser aumentada por esse método de multiplicação. Como método de propagação, a cultura de meristemas poderia ter um futuro brilhante. Ela provavelmente possui mais potencial do que o método tradicional de cultura de calos, onde pequenas porções de tecido extraído (em geral, parênquima) de várias partes da planta são cultivadas em, ou sobre, Cutler.indd 37 1/6/2011 13:26:06 DICA DO PROFESSOR Os meristemas são um tecido vegetal vivo cuja principal característica é a falta de diferenciação. Podemos encontrar suas células em diferentes partes da planta e estão aptos a se diferenciar e constituir os novos tecidos. Acompanhe as dicas do professor sobre o assunto. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! EXERCÍCIOS 1) O felogênio pode surgir próximo à epiderme ou mais profundamente, no córtex, na forma de cilindro de células. Ele se divide para formar várias células. A alternativa correta é: A) Feloderme (lado externo). B) Felema (lado interno). C) Feloderme (lado externo) e felema (lado interno). D) Feloderme (lado interno) e felema (lado externo). E) Nenhuma das alternativas. 2) Qual dos meristemas possui como função retornar um caule caído à posição ereta? A) Meristema apical. B) Meristema intercalar. C) Meristema lateral. D) Gemas adventícias. E) Nenhumas das alternativas. 3) Qual dos meristemas existentes possui como principal função a cicatrização? A) Meristema apical. B) Meristema intercalar. C) Meristema lateral. D) Gemas adventícias. E) Nenhumas das alternativas. 4) Qual dos meristemas existentes possui a produção de novas plantas vegetativamente? A) Meristema apical. B) Meristema intercalar. C) Meristema lateral. D) Gemas adventícias. E) Nenhumas das alternativas. 5) Dentre as alternativas abaixo, qual é a desvantagem da enxertia? A) Permite a utilização de porta-enxertos resistentes a certas enfermidades e pragas. B) Assegura as características da planta que se quer multiplicar. C) Possibilidade de transmissão de viroses, caso de borbulhas de clones velhos. D) Pode restaurar plantas, substituindo a copa. E) Assegura a criação de novas variedades. NA PRÁTICA SAIBA + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Histologia Vegetal: saiba tudo sobre os tecidos vegetais! Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Histologia vegetal: resumo dos principais tecidos vegetais Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Meristema apical como ferramenta de manejo da pastagem para pastos de capim tanzânia Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Compartilhar