Instituto de Biologia – UFRJ

Fisiologia Vegetal

Professora Dulce Mantuano

Relatório de crescimento e desenvolvimento

Aluno: André Wanderley do Prado

Introdução:

Crescimento é um aumento irreversível de tamanho que ocorre nos seres vivos. É consequência não apenas da divisão celular mas, também, da distensão celular. Já o desenvolvimento, que ocorre ao mesmo tempo que o crescimento, se constitui em uma série de fenômenos que vão acontecendo enquanto a planta cresce e que culminam com a sua maturidade sexual. A soma de ambos os processos, crescimento e desenvolvimento, recebe o nome de ontogênese que é o conjunto de fenômenos que levam à formação de um indivíduo adulto de um espécie. As plantas possuem um padrão de desenvolvimento distinto da maioria dos animais, uma vez que elas podem manter a capacidade de gerar novos tecidos e órgãos de maneira recorrente durante a vida, caracterizando o tipo de crescimento denominado aberto ou indeterminado (Srivastava 2002, Vernoux & Benfey 2005). Por outro lado, a grande maioria dos animais apresenta um padrão de crescimento fechado ou determinado, ou seja, neles a definição de quase todos os tecidos e órgãos especializados ocorre durante a embriogênese, sendo o desenvolvimento pós-embrionário caracterizado, prioritariamente, pelo aumento de tamanho e do número de células (Srivastava 2002, Baurle & Laux 2003). O arranjo indeterminado do corpo das plantas, no qual o número de órgãos não é pré-definido e há a capacidade de crescer e se desenvolver de maneira modular durante a vida pós-embrionária, confere aos vegetais uma maior plasticidade de respostas às variações ambientais, tanto no nível fisiológico quanto morfológico. O crescimento do vegetal pode ser influenciando tanto por fatores do meio, como por substâncias reguladoras de crescimento denominadas hormônios vegetais ou fitohormônios (fitorreguladores). Os hormônios são substâncias produzidas em uma parte específica do organismo, que atua em baixas concentrações, sobre células específicas, situadas em locais diferentes de onde os hormônios foram produzidos. Existe uma grande diversidade de hormônios como as auxinas, giberilinas, citocininas ( cinetina e zeatina) e o etileno. Desses hormônios foram utilizados nas práticas, a auxina, a giberelina e o ácido abscísico. As auxinas são produzidas no ápice do vegetal, sendo distribuídas por um transporte polarizado do ápice para o resto do corpo do vegetal.Um dos efeitos das auxinas está relacionado com o crescimento do vegetal, pois atuam sobre a parede celular do vegetal, provocando sua elongação ou distensão e, conseqüentemente, o crescimento do vegetal.Na verdade os efeitos das auxinas sobre os vegetais é muito diversificado, dependendo do local de atuação e concentração, podem apresentar efeitos completamente antagônicos. Entretanto em geral elas atuam estimulando o crescimento celular, alongando raízes e caules das plantas e também atuam no desenvolvimento dos frutos. Quanto a dominância apical, as auxinas além de promoverem a distensão celular, quando distribuídas caule abaixo, inibem a atividade das gemas laterais, localizadas nas axilas das folhas, que ficam em dormência.Quando a gema apical do vegetal é retirada, as gemas laterais saem da dormência, isto é, da dominância apical, e ramos laterais desenvolvem-se. Esta eliminação das gemas apicais é chamada de poda e tem como conseqüência o aumento da copa do vegetal com formação de novos ramos laterais. As giberelinas atuam estimulando o alongamento de caules e gomos, e também no desenvolvimento do fruto. Possuem como característica promover a germinação das sementes e estimular a floração de algumas plantas. O ácido abscísico atua estimulando a abscisão das folhas e também inibindo a germinação das sementes e desenvolvimento de gomos. O ácido abscísico também promove o fecho dos estomas (estruturas celulares responsáveis pela troca gasosa das plantas com o meio ambiente) em plantas com déficit de água. Entre os fatores externos que influenciam o crescimento e desenvolvimento vegetal o mais determinante é a luminosidade. O fotoperiodismo é a capacidade do organismo em responder a determinado fotoperíodo, isto é, a períodos de exposição à iluminação.Nos vegetais o fotoperiodismo influi no fenômeno da floração e, conseqüentemente, no processo reprodutivo e formação dos frutos.O florescimento do vegetal é controlado em muitas plantas pelo

comprimento dos dias (período de exposição à luz) em relação aos períodos de noites (períodos de escuro).Ao longo do ano, em regiões onde as estações (outono, inverno, primavera e verão) são bem definidas, existe variação do comprimento dos dias em relação às noites, e muitas plantas são sensíveis a estas variações, respondendo com diferentes fotoperíodos em relação à floração. O fototropismo por sua vez, é o movimento orientado pela direção da luz. Existe uma curvatura do vegetal em relação à luz, podendo ser em direção ou contrária a ela, dependendo do órgão vegetal e da concentração do hormônio auxina. Nas práticas foram observadas a variação do crescimento vegetal de acordo com as condições ambientais impostas e a reação metabólica em resposta da presença de determinado hormônio.

Experimentos:

› FOLHA DE DOLARUma folha da planta conhecida como Dolar foi colocada em uma placa de Petri com terra ou papel umedecido. O experimento foi observado durante as três semanas que se seguiram.

Resultados:Foi visível o desenvolvimento de radícula após a primeira semana de experimentos. Tais estruturas brotaram das curvas do bordo da folha. Na segunda semana de observação constatou-se que o crescimento foi ainda maior, surgindo brotos da própria folha.

Figura 1: Crescimento indiferenciado em folha de Dolar. Radículas visíveis na segunda imagem e, já na última, é possível visualizar o surgimento de brotos partindo da folha.

› CRESCIMENTO DA RADÍCULASementes de girassol foram colocadas em placa de Petri com papel umedecido. Foi observada e medida a protrusão da radícula com o auxílio de papel milimetrado.

Resultados:Dentro de duas semanas, constatou-se que o crescimento total da radícula nesse período foi de, aproximadamente, 2 mm.

› CRESCIMENTO CLONALUma planta rasteira com crescimento clonal foi retirada do Horto didático para ser cultivada em vasos. Dois vasos foram unidos com fita crepe. A planta foi colocada atravessando os dois vasos, sendo que ela deveria apresentar crescimento de raiz em ambos os lados, para serem enterradas. Após uma semana tentou-se outro experimento. O número de folhas foi igualado

em ambos os vasos e uma rede foi feita para ser colocada sobre um deles e simular o efeito da sombra sobre o

desenvolvimento vegetal. A planta que ficou descoberta receberia água frequentemente, ao contrário da planta de sombra. Durante as

duas semanas seguintes foram observados o número e diâmetro das folhas das plantas sob cada condição.

Figura 2: Experimento da planta clonal, uma delas em casa de sombreamento.

Resultados:As plantas originais morreram na semana seguinte após a transferência para o vaso. Mas, acompanhando o experimento de outros grupos, observou-se que a planta que permaneceu em presença de luz adquiriu características tipicamente esperadas de plantas de sombra. Pela tabela acima, nota-se que se desenvolveram mais folhas e, pela imagem, observa-se que o diâmetro delas também é maior do que é visto nas próprias plantas crescidas sob o abrigo de luz. Essas últimas aumentaram pouco seu número e tamanho de folhas.

›EFEITO DA AUXINAForam plantadas três mudas de uma mesma

espécie de planta. Uma foi usada como controle e nas outras duas foi cortado o ápice, sendo que uma delas teve o corte pincelado com auxina. O resultado foi observado por duas semanas

Figura 3: Crescimento clonal, sendo que a da direita foi crescida em presença de luz e a da esquerda em sombra.

To Semana 1

Semana 2

Clone exposto à luz solar

6 folhas 14 folhas 16 folhas

Clone na casa de sombreamento

6 folhas 7 folhas 8 folhas

Resultados:A planta controle desenvolve-se normalmente. Porém os experimentos não apresentaram os resultados esperados. Como ilustrado na figura ao lado, a planta com corte apical, mas sem auxina, teria maior desenvolvimento de gemas laterais, por maior efeito da citocinina, enquanto que não haveria desenvolvimento das raízes, uma vez que não seria possível a produção de auxina. Já a planta que teve seu corte apical pincelado com auxina, teria o crescimento das raízes estimulado, expandindo-as e a razão de citocinina por auxina seria menor. No experimento, a amostra sem auxina não teve alterações, enquanto que a que recebeu auxina teve um leve crescimento lateral inferior, provavelmente porque a quantidade pincelada de auxina não foi suficiente para ser transportada por todo o corpo da planta.

› EFEITO DO BALANÇO ABA/GA NA GERMINAÇÃOSementes de girassol foram distribuídas em três placas de Petri. Uma placa foi o controlo, uma continha ácido abscísico e a terceira continha giberelina. As placas foram cobertas firmemente com papel filme para evitar a evaporação dos hormônios. O resultado foi observado durante duas semanas.

Resultados:

Figura 5: Efeito da giberelina e ácido abscísico.

Figura 4: Vaso A - controle; Vaso B - corte apical sem aplicação de auxina; Vaso C - corte apical com pincelada de auxina.

O experimento apresentou grande manifestação de fungos, suprimindo a germinação. Mas, acompanhando o experimento de outros grupos, observou-se que o grupo controle germinou normalmente. O meio com giberelina estimulou a germinação. Mais sementes nessa placa germinaram e de melhor maneira. Já o meio com ácido abscísico teve inibição de germinação, embora algumas tenham iniciado muito pouco o processo.

Discussão geral:

A totipotencia e plasticidade meristemática das plantas justificam a capacidade das células da planta desenvolverem determinado órgão de acordo com as condições em que se apresentam. Portanto, uma célula da raiz, se colocada num tecido foliar, pode, muito provavelmente, modificar-se de tal forma a tornar-se uma célula foliar. Isto é bastante útil na cultura de tecidos e permite a obtenção dos clones, crescimento clonal. A planta Dolar possui células indiferenciadas em certos pontos de sua folha, e apenas a folha em condições favoráveis pode gerar novos indivíduos através da diferenciação dessas células em tecidos radiculares, e demais tecidos que constituirão esse novo individuo. Em crescimento clonal as plantas permanecem unidas, compartilhando xilema, floema e outros metabólitos, há divergências de opinião em relação a esse tipo de crescimento como uma reprodução pois na maioria dos casos os rametes sofrem grands especializações e se tornam tão interdependentes que se a ligação entre eles for interrompida eles não conseguem se sustentar e sobreviver separadamente, de forma que nesse caso vários rametes unidos funcionariam como um grande individuo. Essa especialização foi observada na pratica, onde o ramete que estava em maior contato com a luz desenvolveu mais as folhas, tornando-as mais

largas para maior captação, compensando a fotossíntese reduzida do ramete que ficou na sombra. A regulação hormonal é de extrema importância para o crescimento e desenvolvimento da planta. Pode-se perceber as respostas hormonais das plantas através dos experimentos com auxina no caule onde é retirado o ponto de síntese da auxina e a taxa de citocinina é diretamente afetada fazendo com que a planta responda a isso, e o experimento do ácido abscísico na semente que a menteve em dormência, inibindo a germinação. O desenvolvimento de uma planta requer uma seqüência de eventos que deve ocorrer de forma precisa e ordenada. A partir de um zigoto, os processos de crescimento, diferenciação e morfogênese, operando conjuntamente, irão produzir um indivíduo adulto. A planta adulta poderá, então, florescer, produzir frutos com sementes, senescer e, eventualmente, morrer. Todos estes eventos constituem o desenvolvimento da planta. Esse desenvolvimento responde a diversos fatores tanto fisiológicos quanto ambientais influenciando direntamente na adaptação das plantas a seus habitats.

Referências Bibliográficas:

TAIZ, Lincoln; ZEIGER, Eduardo. Fisiologia Vegetal.3ªed. Porto Alegre: Artmed, 2004.