Aula 5 - Adaptações II

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LUZ
● Fonte primária de energia para os sistemas biológicos
● Fotossinteticamente Ativa (RFA) 400nm (violeta) a 700nm 
(vermelho)
● Infravermelho: percebido como calor
● UV: alta energia, mutações 
 
LUZ
● Clorofila: absorve vermelho e violeta; reflete verde e azul
● Carotenóides: absorvem azul e verde; refletem amarelo e laranja
 
LUZ
● Fator limitante em florestas
 
LUZ
● Define zonas onde há produtividade em sistemas aquáticos
● Fitoplâncton e plantas aquáticas
 
LUZ
●Ulva, absorve azul e vermelho e refletem o verde - raso
●Phorphyra, pigmentos adicionais, absorve verde e reflete o vermelho - 
profundo
 
FOTOSSÍNTESE – onde ocorre?
Corte transversal de uma folha: Estômatos:
 
FOTOSSÍNTESE
●Fótons absorvidos pela clorofila liberam elétrons
●Cadeias de reações onde a energia desses elétrons é “aprisionada” 
nas ligações do ATP e NADPH
●Essa energia é utilizada para reduzir carbonos produzindo glicose 
(Ciclo de Calvin)
RuBP CO
2
Rubisco
G3P
 
FOTOSSÍNTESE C3
●A rota fotossintética mostrada é chamada “C3”, o CO
2
 é fixado numa 
molécula de 3 carbonos G3P (gliceraldeído-3-fosfato)
●A reação é catalizada por uma enzima chamada Rubisco
●O
2
 e CO
2
 “competem” pela Rubisco, em baixas concentrações do 
segundo gás ocorre fotorrespiração, auto inibição da fotossíntese
COMO EVITAR ESSE PROBLEMA?
 
FOTOSSÍNTESE C3
●A rota fotossintética mostrada é chamada “C3” o CO
2
 é fixado numa 
molécula de 3 carbonos G3P (gliceraldeído-3-fosfato)
●A reação é catalizado por uma enzima chamada Rubisco
●Possui baixa afinidade ao CO
2
, em baixas concentrações do gás (ex: 
altas temp.) ocorre fotorrespiração, auto inibição da fotossíntese
COMO EVITAR ESSE PROBLEMA?
 
FOTOSSÍNTESE
Manter estômatos abertos resolveria o problema de manter a 
concentração de CO
2
 no mesófilo, porém pode gerar outro
QUAL SERIA?
 
FOTOSSÍNTESE
Manter estômatos abertos resolveria o problema de manter a 
concentração de CO
2
 no mesófilo, porém pode gerar outro
QUAL SERIA?
 
FOTOSSÍNTESE C4
●O CO
2
 e “aprisionado” numa forma de 
quatro carbonos, oxaloacetato em uma 
reação promovida pela PEP-carboxilase, 
de alta afinidade ao CO
2
●Oxaloacetato → malato, 
Mesofilo → bainha do feixe vascular
●Isso “injeta” CO
2
, fazendo a Rubisco 
funcionar bem sem precisar abrir os 
estômatos → economia hídrica
 
FOTOSSÍNTESE C4
●Desvantagens:
● Menos tecido foliar dedicado à fotossíntese
● Consumo de parte da energia produzida na produção de 
Oxaloacetato
REDUÇÃO DE 
EFICIÊNCIA EM 
CLIMAS QUENTES
 
FOTOSSÍNTESE CAM
● Noite: CO
2
 → oxaloacetato → malato, 
com os estômatos abertos, ou seja, CO
2
 à 
vontade no mesofilo e nenhuma 
transpiração
●Malato armazenado em vacúolos
●Dia: malato trasportado para os 
cloroplastos, fornecendo CO
2
 par o Ciclo 
de Calvin
●Alta eficiência no uso da água → 
ambientes quentes e secos
 
OUTRAS ADAPTAÇÕES AO CALOR E SECA
 
OUTRAS ADAPTAÇÕES AO CALOR E SECA
Dispersão de calor e 
redução da 
evaporação
Caducifolia
 
TEMPERATURA
●Calor → cinética de moléculas, maior velocidade das reações
●Temperatura influencia o metabolismo
●Q10: taxa de aumento metabólico em 10°C, 2-4 x na maioria dos 
processos biológicos
 
COMO OS ORGANISMOS TROCAM CALOR COM O 
AMBIENTE?
●Via de mão dupla
●Irradiação, condução, convecção e transpiração
 
TEMPERATURAS ALTAS
●Há um limite: proteínas e outras moléculas se desestabilizam, 
poucas plantas e animais funcionam bem > 45° C
●Termófilos – maior proporção de aminoácidos, ligações mais 
fortes, proteínas resistem ao aumento cinético com o calor (> 75° 
C, 110° C !)
 
TEMPERATURAS BAIXAS
●Há um limite: o congelamento gera cristais que rompem estrutura 
e processos
●Duas alternativas:
● Manter a temperatura interna acima do congelamento:
● Homeotermia
● Mecanismos para evitar o congelamento e/ou tolerar seus 
efeitos:
● Glicerol nos fluidos
● Glicoproteínas nos tecidos
● Ex: uma solução 10% de glicerol no corpo reduz o 
ponto de congelamento da água por cerca de 2,3° C
 
HOMEOTERMIA
●Manutenção da constância na temperatura interna
●Sistema de retroalimentação negativa
 
HOMEOTERMIA
●Maior flexibilidade na busca de alimento e escape de predadores
●Custo energético elevado
●Beija flor:
alta razão superfície:volume 
e pequeno tamanho
perde muito calor diante do 
que pode gerar
problema em climas frios
o torpor (abaixamento 
voluntário e reversível do 
metabolismo) mantém o 
balanço térmico
 
RICKLEFS, R.E. A economia da natureza. Rio de Janeiro: Editora 
Guanabara 
Koogan, 2011. 542 p – capítulo 3: Adaptações ao ambiente físico: 
Luz, Energia, Calor
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