Trocas gasosas em plantas

Referência : Moreira, C., (2013) Trocas gasosas em plantas, Rev. Ciência Elem., V1(1):076
Autor: Catarina Moreira
Editor: José Feijó
DOI: [http://doi.org/10.24927/rce2013.076]

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Ao contrário dos animais, as plantas não têm órgãos especializados para as trocas gasosas, embora a maioria ocorra ao nível das folhas. A própria morfologia das plantas facilita as trocas gasosas:

• as distâncias percorridas pelos gases são pequenas, porque a maioria das camadas de células vivas se encontra junto à superfície – mesmo nos caules as células interiores encontram-se mortas e servem apenas de suporte e para o transporte de substâncias e é nas camadas superficiais onde se encontram as células vivas
• a maioria das células vivas estão pelo menos parcialmente expostas ao ar – a organização celular do parênquima nas folhas, caules e raízes possibilita um sistema de espaços intercelulares preenchidos com ar, permitindo uma difusão muito mais célere dos gases respiratórios do que se os espaços intercelulares estivessem preenchidos por água.
• quer o oxigénio quer o dióxido de carbono atravessam a parede celular e a membrana plasmática das células por difusão – a difusão do CO₂ pode ainda ser facilitada pela presença de canais membranares – aquaporinas

Respiração ao nível das raízes e caules

Nos caules e nas raízes quando as células da camada fibrosa deixam de estar activas, as paredes celulares da periderme ficam suberizadas, pela acumulação de suberina, uma substância que torna as paredes impermeáveis a líquidos e gases (caso da cortiça nos sobreiros) o que protege os tecidos subjacentes. Em algumas zonas, no entanto, não ocorre suberificação do tecido e esses poros (figura 1) denominados lentículas permitem trocas gasosas com o exterior.

Figura 1. Esquema dum poro num caule de Sambucus nigra. Retirado de Fahn (1974), fig. 181, pag. 405

Respiração ao nível das folhas

As trocas gasosas ocorrem através de estruturas chamadas estomas. Os estomas controlam as trocas gasosas entre a planta e o meio exterior, abrindo ou fechando o ostíolo. Normalmente, os estomas permanecem abertos durante o dia – para a respiração e transpiração – e fecham à noite. A abertura e o fecho dos estomas é condicionado por alterações de turgescência das células estomáticas, que possuem uma estrutura diferente da das células vizinhas (figura 2) – com numerosos cloroplastos e um espessamento da parte da parede celular que delimita o ostíolo relativamente às paredes adjacentes às células vizinhas. O afastamento ou a aproximação das células estomáticas com o aumento ou diminuição da turgescência das células, permite a abertura ou fecho dos ostíolos.

Figura 2. Estoma

Mecanismo de abertura e fecho dos estomas

O aumento da pressão osmótica nas células estomáticas é causada pelo transporte activo secundário de iões potássio (K⁺) para o interior das células. A elevada concentração de K⁺ nas células estomáticas faz aumentar a pressão osmótica no interior das células o que faz com que a água passe por osmose das células vizinhas para o interior dessas células. O aumento do volume de água causa uma maior pressão de turgescência sobre as paredes das células, que ficam túrgidas, e consequentemente o ostíolo abre. Quando o transporte activo de K⁺ pára, os iões saem das células estomáticas por difusão, levando à saída da água e a uma diminuição da turgescência com o fecho dos ostíolos.

A concentração de CO₂ nos espaços intercelulares dos tecidos foliares também condiciona a abertura e fecho dos estomas. A diminuição da concentração de CO₂ nos espaços intercelulares está, normalmente, associada à ocorrência fotossíntese (ver fotossíntese). Outros factores que podem afectar a abertura e fecho dos estomas são a humidade, o vento e a quantidade de água no solo, sempre através da alteração da turgescência das células estomáticas. O excesso de humidade junto às folhas inibe a saída de água pelos estomas pois não há diferença de concentração de vapor de água dentro e fora das folhas, embora os estomas estejam abertos não há transpiração mas há trocas de outros gases como o O₂ e o CO₂. O vento ajuda à saída de água mantendo baixa a concentração de vapor de água junto às folhas mas, se em excesso, os estomas fecham por protecção. Se a quantidade de água no solo não for suficiente, os estomas também fecham para impedir perdas extras de água por transpiração.

Palavras chave: estoma, raiz, caule, folha, pressão osmótica

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Criada em 13 de Setembro de 2010
Revista em 15 de Setembro de 2010
Aceite pelo editor em 11 de Janeiro de 2012