267 Capítulo 10 Raiz Beatriz Appezzato-da-Glória1 Adriana Hissae Hayashi2 A raiz é uma estrutura axial relativamente simples quando comparada ao caule. O desenvolvimento do meristema apical da raiz do embrião resulta na formação da raiz primaria. Nas gimnospermas e dicotiledôneas, a raiz primaria e suas ramificações constituem o sistema radicular pivotante. Nas monocotiledôneas, a raiz primaria, em geral, desenvolve-se por curto período de tempo, de tal forma que o sistema radicular e formado pelas raízes adventícias que se originam no caule, formando o sistema radicular fasciculado. Através da morfologia externa, as partes constituintes que podem ser observadas nas raízes são a coifa, zona lisa ou de crescimento, zona pilífera e zona de ramificação. Anatomicamente são reconhecidas as regiões de divisão celular (corresponde a combinação do meristema apical mais a porção da raiz onde as divisões celulares ocorrem), de alongamento (o alongamento das células nesta região resulta num aumento do comprimento da raiz) e de maturação (local em que a maioria dos tecidos primários completa seu desenvolvimento). As raízes são órgãos especializados em fixação, absorção, reserva e condução. No entanto, outras funções importantes relacionadas as adaptações são observadas nas seguintes raízes: grampiformes, ou aderentes; cinturas, ou estranguladoras; respiratórias, ou pneumatóforos; escoras; tabulares; de reserva; haustórios; contrácteis; e gemíferas. Associações que levam a adaptações especiais também são verificadas nas raízes. Micorrizas são associações de raízes e fungos. Os fungos parecem ter a função de converter minerais do solo (como o fósforo) e matéria orgânica degradada em formas assimiláveis ao hospedeiro. Em troca, o hospedeiro produz açúcares, aminoácidos e outros materiais orgânicos acessíveis ao fungo. Myrmecodia echinata possui raiz tuberosa repleta de domáceas, que são câmaras que servem como abrigo para as formigas (pequenas casas de formigas). A associação entre bactérias dos gêneros Rhizobium ou Bradyrhizobium e as raízes de leguminosas origina os nódulos radiculares fixadores de nitrogênio. Algumas não-leguminosas fixam nitrogênio em 1 Departamento de Ciências Biológicas, ESALQ/USP Cx. Postal 09. 13418-900 Piracicaba, SP 2 Pos-doutoranda pela Universidade de Sao Paulo - Piracicaba, SR 268 nódulos formados em associação com outros microrganismos. Exemplo: Alnus (planta arbórea) e Frankia (bactéria filamentosa). Origem e Formação dos Tecidos Meristema apical da raiz O principal fenômeno da origem da raiz no embrião e a organização do meristema apical na extremidade inferior do hipocótilo. O ápice da raiz e coberto por uma coifa, estrutura protetora do meristema apical em crescimento. As células são vivas e contem amido. As paredes da periferia da coifa e as voltadas para o interior da raiz parecem possuir consistência mucilaginosa que lubrifica a raiz durante a sua passagem através do solo e facilita a eliminação das células periféricas e a separação da coifa dos flancos da raiz em crescimento. Na mesma velocidade em que as células da coifa são descamadas, novas células são adicionadas pelo meristema apical. Alem de proteger o meristema apical e ajudar a raiz a penetrar no solo, a coifa também desempenha outra função importante, ou seja, controla as respostas da raiz a gravidade. A percepção da gravidade esta correlacionada com a sedimentação dos estatólitos, que são grandes amiloplastos dentro de células específicas da coifa, particularmente na columela (região central da coifa, especialmente se as células ocorrem em fileiras extremamente ordenadas). No ápice da raiz, o promeristema tem organização definida e variável nos diferentes grupos vegetais. Foram reconhecidos dois tipos principais de organização. No primeiro (Fig. 10.1), as três regiões � cilindro vascular, córtex e coifa � tem, cada qual, a própria fileira de células iniciais (organização apical do tipo fechado); no segundo, todas as regiões tem iniciais comuns (organização apical do tipo aberto) (Fig. 10.2). Com relação ao meristema, o termo "inicial" e utilizado para denominar a célula que se divide repetidamente; no entanto, ela mesma permanece meristemática. Estudos do promeristema radicular indicam certa inatividade das células iniciais, apesar da atividade mitótica mais intensa ocorrer a uma pequena distancia destas células. Assim, o promeristema e constituído por um corpo de células iniciais centrais quiescentes (centre quiescente) e pelas camadas celulares periféricas que se dividem ativamente. As variações na distribuição das mitoses e no grau de aumento do volume celular contribuem para a diferenciação inicial das diversas regiões tissulares. Os tecidos meristemáticos primários -protoderme, meristema fundamental e procâmbio - dão origem, respectivamente, a epiderme, ao córtex e ao cilindro vascular, constituindo a estrutura primaria da raiz. Uma das características mais evidentes da diferenciação epidérmica e o aparecimento dos pelos radiculares, os quais atingem seu maior desenvolvimento além da zona de alongamento, aproximadamente no nível em que tem inicio a maturação do xilema. O córtex aumenta em diâmetro em decorrência de divisões periclinais e do aumento radial das células. O numero de divisões que ocorre no córtex e limitado e, ao final do desenvolvimento primário da raiz, a camada mais interna e denominada endoderme, caracterizada pela presença das estrias de Caspary. ____ Mazzoni-Viveiros e Costa 269 Na diferenciação do cilindro vascular, em geral, o periciclo e a primeira região identificável. A diferenciação vascular tem inicio com uma crescente vacuolação e aumento dos elementos traqueais do metaxilema. Posteriormente, ocorre a maturação dos primeiros elementos do floema (protofloema) e, a seguir, os primeiros elementos do protoxilema localizados junto ao periciclo desenvolvem paredes secundárias e amadurecem. Estrutura Primária da Raiz O corte transversal da estrutura primaria da raiz revela nítida separação entre os três sistemas de tecidos: dérmico, fundamental e vascular. Epiderme A epiderme, em geral, e unisseriada. Algumas células epidérmicas sofrem expansão tubular e se diferenciam em pelos radiculares (Fig. 10.3), aumentando a superfície de absorção. Identifica-se fina cutícula junto a epiderme, na região de absorção de algumas raízes. As paredes das células da epiderme oferecem pouca resistência a passagem de água e sais minerais para o interior da raiz. Em raízes aéreas de algumas orquidáceas, aráceas epffitas e de outras monocotiledôneas terrestres, ha uma epiderme múltipla constituída de células mortas com paredes espessadas denominada velame, que da proteção mecânica ao córtex e reduz a perda de água. Córtex Corresponde a região compreendida entre a epiderme e o cilindro vascular. E constituído por varias camadas de células parenquimáticas que, normalmente, não apresentam cloroplastos, mas contem amido. Algumas raízes desenvolvem uma camada especializada, a exoderme (Fig. 10.3), abaixo da epiderme e do velame. A exoderme corresponde a camada mais externa do córtex, com uma ou mais células de espessura, cujas paredes desenvolvem estrias de Caspary e podem constituir uma barreira apoplástica ao fluxo da água e dos íons (Hartung et al., 2002). As células do córtex apresentam, geralmente, disposição radiada, podendo-se verificar, algumas vezes, diferenciação entre o córtex externo e o interno. Os espaços intercelulares são proeminentes no córtex da raiz. Em plantas aquáticas, estes espaços são muito desenvolvidos, formando um aerênquima típico. Ao contráario do restante do córtex, a camada mais interna, a endoderme, possui um arranjo compacto e carece de espaços