Tá bem, já falamos um pouco de caule e raiz por aqui. Mas como esses órgãos das plantas se desenvolvem? Que tipos existem? Agora é a hora de nos aprofundarmos um pouco na morfologia desses seres, não esquecendo dos demais órgãos vegetais sobre os quais falamos bem pouco ou nem mencionamos até agora: a folha, a flor, o fruto e a semente.
Raiz e Caule
Existem dois tipos principais de sistemas radiculares em angiospermas: o pivotante e o fasciculado. Como já mencionamos na apostila de Botânica I, o sistema radicular pivotante, ou sistema radicular ramificado, é característico das eudicotiledôneas. Na ocasião da germinação da semente, surge a primeira raiz (radícula) que origina a raiz principal, chamada pivotante ou axial, da qual partem raízes laterais que também podem apresentar ramificações; o sistema radicular fasciculado é característico das monocotiledôneas. Quando sementes monocotiledôneas germinam, a radícula logo degenera. Da base do caule, surgem numerosas raízes, que formam um feixe ou cabeleira: são as raízes adventícias. Essas raízes são eficientes no combate à erosão do solo.
As raízes apresentam adaptações de acordo com o ambiente em que estão se desenvolvendo. São elas as raízes suporte, as estrangulantes, as respiratórias, as sugadoras e as tuberosas. As raízes suporte (ou escora) são aquelas aéreas que dão equilíbrio à planta; um exemplo é o milho. As raízes tubulares ocorrem quando ramos radiculares de suporte se fundem ao caule, adquirindo aspecto de tábuas, para auxiliar na fixação da planta. Estas raízes também atuam como raízes respiratórias; temos, como exemplo, as figueiras. Algumas epífitas produzem raízes aéreas que possuem crescimento secundário, da mesma forma que sua planta-suporte; são as raízes estrangulantes. Assim, com o passar do tempo, as raízes da epífita podem comprimir o caule da planta-suporte, impedindo o fluxo do xilema e matando-a. Há casos em que a planta hospedeira não apresenta crescimento secundário e seu xilema não chega a ser comprimido. Nesse caso, a raiz da epífita é considerada apenas uma variação da raiz-escora, como no araçá e no mata-pau, por exemplo. As raízes respiratórias (ou pneumatóforos) ocorrem em plantas que vivem em solos pobres em oxigênio e precisam desenvolver raízes aéreas que permitem a aeração através de orifícios chamados de pneumatódios; temos, como exemplo, as plantas de manguezais. As raízes sugadoras (ou haustórios) são características de plantas parasitas que possuem raízes aéreas adaptadas para sugar a seiva da planta hospedeira. Plantas holoparasitas (ou apenas parasitas) não possuem clorofila, pois suas raízes sugam a seiva elaborada do xilema da planta hospedeira; já as plantas hemiparasitas sugam apenas a seiva bruta, oriunda do floema, que não contém nutrientes orgânicos. Temos como exemplo de parasita o cipó-chumbo; a erva-de-passarinho é exemplo de hemiparasita. As raízes tuberosas são raízes subterrâneas que atuam como órgãos de reserva de nutrientes. Temos, como exemplo, a cenoura, a beterraba, o nabo, a batata-doce e a mandioca, entre outros.
Os caules atuam fornecendo suporte para as folhas e favorecendo a condução da seiva bruta e elaborada das raízes às folhas e vice-versa. Nos nós dos caules, estão presentes as gemas laterais, responsáveis pela formação de folhas e ramos. Os principais tipos de caule são: tronco, haste, colmo e estipe. O tronco é um caule aéreo, ereto, com ramificações, típico de eudicotiledôneas. A haste é o caule aéreo presente em muitas ervas e no feijão. O colmo é comum em monocotiledôneas e se apresenta como um caule cilíndrico, em que se observam os nós e os entrenós nitidamente, como na cana-de-açúcar e no bambu, por exemplo. O estipe é um caule também cilíndrico, mais espesso que o colmo, com nós e entrenós evidentes e que apresenta folhas no ápice, como é o caso das palmeiras.
Os caules também apresentam algumas adaptações especiais para a sobrevivência da planta. São elas: o rizóforo, o caule volúvel, o caule rastejante, o cladódio, o tubérculo e o bulbo. O rizóforo é constituído por ramos caulinares que descem em direção ao solo e formam raízes adventícias para ajudar na estabilização e sustentação da planta, comuns em plantas de mangue. O caule volúvel se eleva do solo, enrolando-se em qualquer suporte ereto, e é característico de plantas trepadeiras. O caule rastejante (ou prostrado) do tipo sarmento é um caule aéreo incapaz de sustentar suas folhas, desenvolvendo-se rente ao chão, com suas raízes fixas em apenas um ponto. É o caso do chuchu. Já o caule rastejante do tipo estolho (ou estolão) é um caule aéreo rastejante em que há enraizamento em diversos pontos, assim, se a ligação entre uma raiz e outra for interrompida, cada ponto forma uma nova planta (propagação vegetativa); é o caso da grama e dos morangueiros. O cladódio é um caule aéreo com função fotossintetizante e/ou com reserva de água, como os cactos. O rizoma é um caule subterrâneo que se desenvolve paralelamente ao solo; dele emergem folhas aéreas (que podem originar pseudocaules), como acontece com a bananeira. O tubérculo é um caule subterrâneo rico em nutrientes. Cuidado para não confundir com as raízes tuberosas! Para diferenciarmos um do outros, devemos procurar por gemas, ou botões vegetativos, que são típicos do caule. A batatinha comum e o gengibre possuem essas estruturas bem evidentes (popularmente conhecidas como “olhos”). O bulbo corresponde ao conjunto de caule e folhas subterrâneas, como é o caso da cebola e do alho. Podemos encontrar uma parte central nesses vegetais que corresponde ao caule e é chamado de prato, no qual partem as folhas modificadas que acumulam reservas nutritivas: os catafilos. No caso do alho, cada dente é um bulbo e, por isso, essa planta é classificada como bulbo composto.
Folha, Fruto e Semente
As principais estruturas que compõem uma folha são o limbo (porção fotossintetizante achatada e ampla da folha, também responsável pela transpiração), o pecíolo (estrutura que liga o limbo à bainha), a bainha (estrutura que prende as folhas ao caule) e as estípulas (estruturas com forma de escama, localizadas no caule de muitas plantas vasculares, junto à bainha das folhas). Qualquer uma dessas estruturas pode estar ausente em uma folha.
Pode acontecer de o limbo ser dividido em várias partes com aspectos de folhas (folíolos). Nesse caso, fala-se em uma folha composta. Folhas de monocotiledôneas são consideradas invaginantes, pois não contém pecíolo e a bainha é bem desenvolvida. Eudicotiledôneas possuem, na maioria dos casos, pecíolo para ligar a folha ao caule, por isso, são chamadas de peciolados.
As folhas das angiospermas, assim como as raízes e os caules, também possuem adaptações de acordo com seu modo de vida. São elas: as gavinhas, as brácteas e as folhas de plantas de carnívoras. As gavinhas são folhas modificadas que prendem a planta em algum suporte, como a ervilha. Quando a gavinha é formada por caule modificado, podemos citar orquídeas, o maracujá e a uva como exemplos. As brácteas são folhas presentes na base das flores. Geralmente são pouco vistosas, mas podem ser coloridas, atraindo polinizadores; temos, como exemplo, o bico de papagaio e a primavera. Já as folhas de plantas carnívoras são folhas adaptadas para a captura e digestão de pequenos animais, como as presentes no gênero Nepenthes e Dionaea.
Agora, vamos falar dos frutos! Na maioria dos casos, após a fecundação, há desenvolvimento do ovário vegetal, que origina o fruto. O fruto tem como função proteger a semente e auxiliar na disseminação da espécie. O pericarpo corresponde à parede desenvolvida do ovário, ou seja, ao fruto propriamente dito, e é formado pelo epicarpo, mesocarpo e endocarpo. O epicarpo é a parte externa do fruto, representando a modificação da epiderme externa do ovário. O mesocarpo é a “polpa” do fruto, entre o epicarpo e o endocarpo; é a modificação do tecido localizado entre o epicarpo e o endocarpo. O endocarpo é a parte interna do fruto e corresponde à modificação da epiderme interna do ovário. O pericarpo envolve a semente, que é formada por tegumento e amêndoa. O tegumento é originado pelo desenvolvimento dos tegumentos do óvulo e a amêndoa é formada pelo embrião e o endosperma.
Existem plantas cujo ovário origina o fruto sem que tenha ocorrido fecundação. Nesse caso, o fruto é partenocárpico, como a banana, por exemplo. Os frutos são divididos, ainda, em dois tipos: carnosos e secos. Os frutos carnosos apresentam pericarpo suculento, coriáceo ou fibroso. São eles: a baga e a drupa. A baga é formada por várias sementes, facilmente separadas do fruto, como é o caso da uva, do tomate (sim, tomate é fruta!), da laranja, do mamão, da goiaba e da melancia. A drupa ocorre quando o tegumento da semente é fundido à parede interna do pericarpo, que pode ser coriáceo ou fibroso, formando um caroço. Geralmente apresenta uma semente, como a ameixa, a azeitona, o pêssego e a manga.
Os frutos secos apresentam pericarpo seco. Podem ser deiscentes, que se abrem naturalmente quando maduros, ou indeiscentes, que não se abrem quando maduros. Temos dois tipos de frutos secos deiscentes, o legume e o lomento. O legume, ou vagem, ocorre na maioria das leguminosas, como o feijão e a ervilha, e abre-se através de duas fendas longitudinais.
Já o lomento divide-se em segmentos na maturação.
Os frutos indeiscentes apresentam mais tipos. O cariopse, ou grão, é uma só semente que se liga ao pericarpo do fruto em toda sua extensão, como é o caso dos grãos de trigo, do milho e do arroz.
O fruto aquênio é uma só semente ligada ao pericarpo em um único ponto, como é o caso do fruto do girassol.
E, por fim, a sâmara é caracterizada pela parede do ovário formando expansões aladas.
Existem, também, os pseudofrutos, estruturas suculentas que não se desenvolvem a partir da parede do ovário. Os pseudofrutos podem ser simples, agregados (compostos) e múltiplos (inflorescências). Nos frutos simples, o receptáculo floral se desenvolve e origina o pseudofruto, como é o caso da maçã e da pera; quando o pedúnculo se desenvolve e origina o pseudofruto, podemos citar a parte suculenta do caju como exemplo. Os frutos compostos são provenientes do desenvolvimento do receptáculo de uma flor que contém muitos ovários, como o morango, por exemplo. Muitos aquênios ficam associados ao receptáculo da flor (parte carnosa). As infrutescências são provenientes do desenvolvimento de ovários de muitas flores de uma inflorescência, como é o caso da amora, do abacaxi e do figo.
Dispersão dos Frutos e das Sementes
É imprescindível que frutos e sementes dispersem com sucesso para que as plantas consigam explorar novos ambientes. Existem alguns tipos de dispersões que possibilitam a sobrevivência e o sucesso evolutivo das angiospermas: a anemocoria, a zoocoria e a hidrocoria. A dispersão anemocórica ocorre pelo vento; as sementes ou os frutos são leves, com pelos ou expansões aladas. A dispersão zoocórica é a que ocorre por animais; os frutos são atraentes, servindo de alimento para os animais, ou com especializações para se prender aos pelos deles. A dispersão hidrocórica ocorre pela água; os frutos ou as sementes retêm o ar e, dessa forma, podem ser transportados flutuando pela água.
Fisiologia Vegetal
Agora, chegou a parte da fisiologia das plantas, ou seja, das funções que o organismo desses seres realiza. Vamos estudar sobre os nutrientes e seu transporte dentro dos vegetais, estruturas especializadas, hormônios e como o dia e luz solar se relacionam com as plantas.
Absorção de Nutrientes Pelas Raízes
Lembram do xilema e do floema que falamos lá em cima? Pois, então, o xilema está diretamente ligado ao transporte de nutrientes nos vegetais. Ele é responsável por levar água e sais minerais (substâncias inorgânicas) das raízes a todas as partes do organismo. A essa solução extraída do solo damos o nome de seiva bruta, que já mencionamos anteriormente.
Os diferentes sais minerais são necessários em quantidades desiguais pelas plantas: macronutrientes, ou macroelementos, são nutrientes inorgânicos necessários em abundância, enquanto os micronutrientes, ou microelementos, são necessários em pequenas quantidades.
Para chegar até o xilema, os nutrientes e a água absorvidos na raiz, principalmente na zona dos pelos absorventes, se deslocam em direção ao cilindro central por espaços existentes entre as células do parênquima, ou por difusão através dos citoplasmas celulares. A presença das estrias de Caspary na endoderme obriga que a solução de água e sais minerais atravesse o citoplasma celular, o que pode impedir uma eventual contaminação. Ao chegar no cilindro central, a solução é bombeada em direção aos traqueídes e elementos de vaso. A condução da água e sais minerais pelo xilema é explicada pela teoria da coesão-tensão.
Teoria da coesão-tensão!
As moléculas de água se mantêm unidas por forças de coesão no interior de finíssimos vasos xilemáticos, formando uma coluna líquida contínua das raízes até as folhas.
Quando as folhas perdem água por transpiração, suas células absorvem água proveniente do xilema, gerando uma força de sucção (tensão) que “puxa” a coluna líquida de dentro dos vasos do xilema.
A seiva elaborada, composta por substâncias orgânicas derivadas da fotossíntese, é conduzida das folhas às raízes através do floema. A importância desse vaso condutor pode ser demonstrada através da retirada de um anel da casca de uma árvore (anel de Malpighi), composto por periderme, parênquima e floema. Ao fazê-lo, rompemos a continuidade dos vasos floemáticos, impedindo que as substâncias orgânicas produzidas nas folhas cheguem até as raízes, o que pode causar sua morte. Além disso, após algumas semanas, verificamos um inchaço da região superior ao anel de Malpighi, causado por acúmulo de substâncias orgânicas no local.
A teoria empregada para explicar a condução da seiva elaborada pelos vasos floemáticos é a teoria do desequilíbrio osmótico, que explica que o transporte dessa seiva é resultado da diferença de pressão osmótica nas duas extremidades dos vasos liberianos: nas folhas, a pressão osmótica sobre os vasos seria grande, pois esse é o local onde as substâncias orgânicas oriundas do processo fotossintético são bombeadas para o interior. Em órgãos consumidores (como as raízes), a pressão osmótica é menor, pois essas substâncias são retiradas do floema para consumo. O fluxo de água através desse gradiente leva consigo as substâncias orgânicas da fotossíntese.