12/02/13 O STRESSE DA SECA NAS PLANTAS - 3ª PARTE

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AS RELAÇÕES HÍDRICAS DAS PLANTAS VASCULARES

(13ª Parte)

Alexandra Rosa da Costa,PhD (Stirling, U.K.)

Departamento de BiologiaUniversidade de Évora

Portugal

Novembro de 2001

4. O STRESSE DA SECA (Cont.):

4.4. MECANISMOS DE SOBREVIVÊNCIA À SECA:

Os mecanismos de sobrevivência das espécies xerófitas, isto é, das espécies que sobrevivem em regiões secas são sumariados na

figura 56 (Larcher, 1995).

As espécies resistentes à seca são capazes de suportar períodos de seca. As perspectivas de uma planta sobreviver a um stresse

de seca extremo são tanto maiores:

¨ quanto mais tempo forem capazes de evitar o decréscimo do potencial hídrico do protoplasma (fuga à dessecação);

¨ quanto mais o protoplasma aguentar a dessecação sem ficar danificado (tolerância à dessecação).

No entanto, não é necessário que uma planta seja resistente à seca para viver numa zona árida. Há espécies que escapam à seca

pela regulação do seu crescimento e reprodução, de forma a que ocorram no breve período em que há água (fuga à seca – que não deve ser

confundido com fuga à dessecação!).

4.4.1. ESTRATÉGIA DE FUGA À SECA:

As espécies que seguem esta estratégia não são verdadeiramente resistentes, uma vez que a sobrevivência dos períodos secos

requer apenas a escolha do momento da produção de sementes resistentes à seca ou orgãos perenes especialmente protegidos contra a

dessecação (Larcher, 1995).

¨ As pluvioterófitas: são plantas vasculares efémeras que germinam a seguir a uma chuvada forte e completam rapidamente o seu

ciclo de vida. A maioria destas espécies são anuais de Inverno (figura 57, k) , passando o período de seca na forma de sementes.

¨ As geófitas: têm orgãos subterrâneos suculentos tais como rizomas, bolbos ou tubérculos. No período das chuvas conseguem

desenvolver rapidamente uma parte aérea utilizando carbohidratos armazenados e florindo e frutificando num curto período de tempo (figura

57, i) e j).

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Figura 56: Mecanismos de sobrevivência das plantas das regiões secas (xerófitas).

Retirado de Larcher (1995), fig.6.63, pag. 388

4.4.2. MECANISMOS DE FUGA À DESSECAÇÃO:

A dessecação é retardada por todos os mecanismos que permitem que a planta mantenha um conteúdo hídrico favorável apesar do ar

e do solo estarem secos à sua volta.

Isto pode ser conseguido através do aperfeiçoamento da absorção da água; pelo aperfeiçoamento da capacidade de condução da água; pela

redução da perda de água; e pelo armazenamento da água (Larcher, 1995).

4.4.2.1. Aperfeiçoamento da absorção da água:

Esta estratégia implica a existência dum sistema radicular extenso com uma grande área de superfície de absorção que pode ser

ainda melhorada por um rápido crescimento para camadas de solo mais profundas (figura 57, d) e e). As raízes das plantas das estepes e dos

desertos podem atingir profundidades muito grandes. Grande parte destes sistemas radiculares pode ser suberizado ou pode armazenar

água. Para estas espécies a situação pode tornar-se grave quando não existe espaço para o sistema radicular se expandir. As plantas com

grandes sistemas radiculares (especialmente as árvores) que se desenvolvem em solos pouco profundos são particularmente sensíveis à

seca. Este é também o caso das plantas que se tenta colocar nos telhados, túneis, etc. Mesmo nas zonas húmidas as plantas a utilizar

nestas condições devem ser resistentes à seca, pois são as únicas que se aguentam com pouca água armazenada num volume limitado de

solo (Larcher, 1995).

Figura 57: Alguns exemplos de formas que permitem às plantas sobreviverem à seca. a) Árvores de folha caduca que armazenam água nos troncos; b) suculentas

que armazenam água no caule; c) suculentas que armazenam água nas folhas; d) árvores e arbustos de folha persistente e raiz principal profunda; e) arbustos defolha caduca frequentemente espinhosos; f) arbustos de caules clorofilinos; g) tufos de ervas com gemas de renovo protegidas pelas baínhas das folhas e sistema

radicular extenso; h) plantas de hábito em roseta; i)geófitas com raízes de armazenamento; j) geófitas com bolbos ou tubérculos; k) pluvioterófitas (plantas anuais); l)plantas tolerantes à dessecação do tipo poiquilohídricas.

Retirado de Larcher (1995), fig.6.64, pag. 389

4.4.2.2. Aperfeiçoamento da condução da água:

A capacidade de condução da água é aumentada pelo alargamento da área do sistema vascular, as plantas apresentam mais xilema e

maior venação (figura 58) e a redução da distância de transporte, isto é, entre-nós mais pequenos (figura 57, h). Se a superfície de

transpiração for reduzida simultaneamente, a área relativa do sistema de condução é aumentada, mesmo que a área absoluta (área da

secção transversal do sistema de condução) permaneça inalterável (Larcher, 1995).

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4.4.2.3. Redução da transpiração:

A capacidade de reduzir a transpiração permite que as plantas tenham uma melhor gestão da água disponível no solo. Uma adaptação

modulativa acontece quando as plantas fecham atempadamente, mas reversívelmente os estomas. Uma adaptação modificativa ocorre

quando folhas que se desenvolvem em períodos de seca apresentam estomas mais pequenos mas mais numerosos (figura 58)(Larcher,

1995).

Figura 58: Densidade estomática e venação de folhas de feijoeiro (Phaseolus vulgaris) desenvolvido com boa disponobilidade em água (parte superior), ou com falta

de água (parte inferior). Este tipo de alterações morfológicas podem ocorrer devido a um aumento de ácido abscísico (ABA) endógeno, ou a aplicação exógena deABA.Retirado de Larcher (1995), fig.6.65, pag. 390

As folhas das plantas genéticamente adaptadas têm as paredes da epiderme mais fortemente cutinizadas e com maiores camadas de

ceras. Os estomas estão presentes apenas na face inferior, são mais pequenos e estão frequentemente escondidos por baixo de pêlos ou

em criptas estomáticas (figura 59). Deste modo o ar à volta dos estomas fica

Figura 59: Exemplos de estruturas foliares de plantas xerófitas. a) Secção transversal da folha de aloendro (Nerium oleander) com uma hipoderme muito espessadae parênquima clorofilino em palissada (a cinzento); podemos ver os estomas dentro de criptas estomáticas que os protegem do efeito do vento. b) folha de uma

Asteraceae californiana (Hemizonia luzulifolia ssp. rudis), que armazena água numa substância intercelular de natureza pectínica (a cinzento); c) folha cilíndrica deZygophyllum simplex, uma planta suculenta do deserto do Norte de Africa, com clorênquima externo (a cinzento) que rodeia um tecido armazenador de água(hidrênquima) muito extenso e situado no centro do orgão.Retirado de Larcher (1995), fig. 6.66, pag. 391

mais humedecido e a resistência causada pela camada adjacente (“boundary layer”) aumenta. Outra forma de reduzir eficazmente as perdas

de água é enrolando as folhas de forma a reduzir a superfície transpirante.

As folhas de plantas que se desenvolvem em situações de carência hídrica são mais alongadas e apresentam uma área específica

menor (Specific Leaf Area) (Larcher, 1995):

4.4.2.4. Suculência:

Os mecanismos de armazenamento de água podem ser considerados como os mais perfeitos para evitar a dessecação,

especialmente se associados com mecanismos de redução da superfície e uma elevada resistência da epiderme à transpiração. Uma medida

da capacidade de armazenar água pode ser dada pelo grau de suculência (Larcher, 1995):

A água armazenada após as últimas chuvadas pode ser suficiente para atrasar o fecho total dos estomas por várias semanas. Duma

maneira geral as plantas suculentas armazenam as suas reservas em tecidos próprios localizado no interior de folhas ou caules (figura 59 c).

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Uma forma especial de conservar a água é ligando-a mucilagens em canais próprios e em espaços intercelulares. Esta forma de armazenar

água pode proteger a planta de uma desidratação muito súbita e de um encolher muito severo das folhas (Larcher, 1995).

O movimento da água armazenada nos vários tecidos e orgãos (troncos e ramos mais largos das árvores, e orgãos de

armazenamento subterrâneo de plantas herbáceas) torna-se mais importante durante períodos prolongados de seca. No “Baobab” (Adansonia

digitata – árvore símbolo do Senegal – figura 57, a) há dados obtidos no Kenia que mostram que o tronco pode fornecer cerca de 400 litros de

água às folhas num único dia.

Mesmo em zonas temperadas o movimento de água dos troncos pode ser muito importante. Assim, verificou-se que 30 a 50% da água

transpirada durante a transpiração do meio dia dum pinheiro com 40 anos é proveniente do tronco e ramos. Durante os períodos de seca a

primeira água armazenada a ser usada é a da base dos troncos, e depois gradualmente vai sendo usada a que está a níveis mais acima até

chegar aos ramos.

4.4.2. MECANISMOS DE TOLERÂNCIA À DESSECAÇÃO:

A tolerância à dessecação é uma capacidade específica do protoplasma de tolerar uma perda de água severa. Entre as talófitas

(espécies não vasculares) as algas das zonas intertidais são muito tolerantes à dessecação. A maior parte dos líquenes são capazes de

tolerar dessecação completa durante meses e às vezes anos, recomeçando a sua actividade metabólica assim que se rehidratam (Larcher,

1995).

Existem igualmente cormófitas (plantas vasculares) que são completamente tolerantes à dessecação. É o caso das chamadas plantas

de ressureição (“resurrection plants”) que exitem nas famílias das Myrothamnaceae, Scrophulariaceae, Laminaceae, Cyperaceae, Poaceae,

Liliaceae e Velloziaceaedas regiões secas da Asia Central, America do Sul e sobretudo da Africa do Sul. Duma maneira geral estas plantas

são perenes, as suas folhas são pequenas e enrolam-se frequentemente, o seu crescimento é pequeno e a sua capacidade reprodutiva é

pequena. São plantas que não têm capacidade de retardar a dessecação e como tal ficam desidratadas muito depressa (Larcher, 1995).

Todas as plantas capazes de tolerar a dessecação sobrevivem a uma desidratação extrema do protoplasma por uma transição para

um estado anabiótico no qual o metabolismo está praticamente parado. À medida que ocorre a desidratação, o estado anabiótico é levado a

cabo pela síntese de proteínas capazes de permanecerem estáveis numa situação desidratação e pela incorporação de carbohidratos

(rafinose e trehalose) estabilizadores dos fosfolípidos das membranas. Nalgumas espécies a diminuição do volume das células é retardada

pela gelificação da solução celular. Outro factor que contribui para a tolerância à dessecação é a capacidade que o protoplasma destas

espécies tem de se rehidratar duma forma coordenada quando volta a dispôr de água. Passo a passo, as condições necessárias à

reactivação do metabolismo energético (primeiro a respiração e depois a fotossíntese) são restabelecidas de novo pela reconstrução dos

componentes celulares.

BIBLIOGRAFIA

1. LIVROS:

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2. ARTIGOS:

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