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7: Raízes e o Movimento da Água - Estrutura e anatomia da raiz - Biologia

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7: Raízes e o Movimento da Água - Estrutura e anatomia da raiz

Raiz da arvore

As primeiras estruturas a surgir de uma semente em germinação na forma de uma radícula são as raízes da árvore. É geotrópico e penetra profundamente no solo na forma de uma raiz comum. As raízes das árvores fixam a planta com o substrato e absorvem água e nutrientes do solo.

Definição de raízes de árvores (raízes de plantas): -

As raízes das árvores são o eixo descendente das plantas que se desenvolve a partir do radical, reformando a função de absorção de água e nutrientes e fixação da planta ao substrato.

Características das raízes das árvores: -

i) A raiz é o eixo descendente da planta que se desenvolve a partir da radícula.
ii) As raízes das árvores são positivamente geotrópicas e hidrotrópicas e negativamente fototrópicas por natureza.
iii) São incolores ou não verdes, devido à ausência de cloroplasto.
iv) Eles contêm leucoplasto que ajuda no armazenamento de alimentos.
v) As raízes das árvores nunca contêm folhas, botões e flores.
vi) Eles são indiferenciados em nós e entrenós.
vii) Existem dois tipos de raízes de árvores: raízes normais e raízes adventícias.
viii) As raízes das árvores são diferenciadas em ponta da raiz, região de crescimento, zona de pelos da raiz e zona permanente.
ix) As capas das raízes da árvore protegem os ápices das raízes.
x) As células meristemáticas contidas pela zona de alongamento e auxiliam no crescimento da raiz.
xi) A projeção tubular exógena unicelular do epiblema da zona dos pelos da raiz, chamada de pelos da raiz, auxilia na absorção de água.
xii) O tecido permanente contido pela região permanente não está no estado ativo de divisão.
xiii) As funções normais das raízes das árvores são fixação, absorção e armazenamento.
xiv) A função especial das raízes das árvores inclui assimilação, absorção de ar, sustentação mecânica, proporcionando ajuste epifítico ou parasitário.

Tipos de raízes de árvores: -

As raízes das árvores podem ser classificadas em dois tipos principais com base na origem das raízes: (1) raízes verdadeiras e (2) raízes adventícias.

Quais são as verdadeiras raízes?

As raízes das árvores que se desenvolvem diretamente da radícula ou de seus ramos são conhecidas como raízes verdadeiras. Às vezes, pode dizer como raízes normais. Da raiz primária a radícula penetra profundamente no solo nas plantas dicotiledôneas, as raízes primárias dão origem a ramos laterais conhecidos como raízes secundárias e também dão origem às raízes terciárias.

Quais são as raízes adventícias?

As raízes das árvores que não se desenvolvem na radícula, mas se desenvolveram em outras partes da árvore, são conhecidas como raízes adventícias. Nesse caso, a radícula degenera em idade precoce e é substituída pelo tufo de raízes adventícias. As raízes adventícias são de três tipos. Essas são as raízes Couline, raízes fibrosas e raízes foliares.

O que são raízes Cauline?

As raízes adventícias que se desenvolvem solitariamente ou em grupos a partir dos entrenós dos caules são chamadas de raízes adventícias verdadeiras ou, em outro nome, raízes caulinarias. Exemplo: Banyan, Hydrocotyle, etc.

O que são raízes fibrosas?

Um ramo de raízes de árvores semelhantes a fibras, que se desenvolvem a partir da base da plúmula após a morte das raízes primárias, são chamadas de raízes fibrosas. Exemplo: gramíneas. As raízes primárias que se desenvolvem a partir da radícula morrem no estágio inicial de desenvolvimento nas plantas monocotiledôneas. Neste caso, as raízes primárias desenvolvem-se a partir da base da radícula e é denominado raiz seminal.No caso do trigo, arroz, etc., essas raízes seminais morrem com o desenvolvimento da planta e são substituídas pelo cacho de raízes fibrosas.

O que são raízes foliares?

As raízes adventícias que se desenvolvem a partir de várias partes das folhas, como margem da folha e pecíolo, são chamadas de raízes foliares. Exemplo: Bignonia.


Captação de água e minerais nas raízes

Na primeira seção deste tutorial, examinamos a estrutura da raiz e do caule dicotiledôneas e comparamos as diferentes células nos tecidos especializados da raiz e do caule da planta. Agora veremos como essas células especializadas ajudam a planta a absorver água do solo e transportá-la para o caule, onde pode ser transportada para o resto da planta.

Movimento da água através da raiz dicotiledônea

A água é encontrada nos espaços entre as partículas do solo. Água e sais minerais entram primeiro através da parede celular e membrana celular da célula ciliada da raiz por osmose. As células ciliadas da raiz são excrescências nas pontas das plantas & # 8217 raízes (veja a figura abaixo). Eles funcionam apenas para absorver água e sais minerais. As células ciliadas da raiz não realizam fotossíntese e não contêm cloroplastos, pois estão no subsolo e não expostas à luz solar. Essas células têm grandes vacúolos que permitem o armazenamento de água e sais minerais. Seu diâmetro pequeno (5-17 micrômetros) e comprimento maior (1500 micrômetros) garantem que eles tenham uma grande área de superfície sobre a qual absorvem água e sais minerais. A água preenche o vacúolo da célula ciliada da raiz.

A lista a seguir resume como o cabelo da raiz é adaptado para absorver água do solo:

  • Existem muitos fios de cabelo alongados para aumentar a área total da superfície da raiz para absorção de água.
  • Eles têm paredes finas para acelerar a ingestão de água por osmose.
  • Eles têm vacúolos grandes para absorver água rapidamente e transportá-la para as células seguintes.
  • Os vacúolos possuem sais, que aceleram a absorção da água do solo.
  • Os pêlos das raízes não têm cutículas, pois isso impediria a absorção de água.

A água agora pode se mover das células ciliadas da raiz e através das células do parênquima do córtex de duas maneiras principais. Um pouco de água passa pelas células por osmose. A maior parte da água viaja dentro ou entre as paredes celulares (das células do parênquima) por simples difusão. A água deve passar pela endoderme para entrar no xilema. Uma vez que a água esteja no xilema da raiz, ela passará para o xilema do caule.


RAÍZES E ÁGUA

A seca é a principal limitação ao crescimento das safras e à distribuição das comunidades naturais de plantas em todo o mundo, e vários artigos abordam a física e a fisiologia da absorção de água pelas raízes. Zarebanadkouki et al. (2016) nos lembram o quão pouco se sabe sobre os aspectos básicos da captação de água. A condutância hidráulica é um parâmetro crítico para a compreensão da absorção de água pelas raízes, mas poucos modelos levam em consideração a variação na condutância que pode ocorrer ao longo das raízes e radialmente dentro das raízes. Esta incerteza foi examinada mapeando a variação espacial da absorção de água no tremoço (Lupinus albus) raízes. Usando radiografia de nêutrons, os autores demonstram que a absorção de água varia significativamente entre os diferentes tipos de raízes, bem como ao longo das raízes. Essas informações são úteis para desenvolver modelos realistas de captação de água do solo. O trabalho pioneiro de Gardner (1960) considerou os gradientes de umidade no solo imediatamente adjacente às raízes, mas ainda falta uma compreensão clara do comportamento da água nessa interface. Este tópico foi abordado por Carminati et al. (2016), que desenvolveu um modelo biofísico para explicar as mudanças que ocorrem no potencial hídrico do xilema à medida que o solo seca. Seu modelo fornece uma estrutura para estimar o potencial da água na rizosfera e para prever os níveis de umidade diretamente adjacentes à superfície da raiz.

A condutividade hidráulica da raiz em um solo seco também foi investigada experimentalmente por Henry. et al. (2016) usando cultivares de arroz suscetíveis e tolerantes à seca (Oryza sativa) As taxas de sangramento (seiva exsudada de uma haste cortada) foram comparadas com o déficit de pressão de vapor e as taxas de transpiração durante os ciclos diurnos e sazonais. Eles mostram como as mudanças nesses fatores ambientais afetam a condutividade hidráulica das raízes e sugerem uma ligação entre o teor de suberina das raízes e a tolerância à seca. Meng et al. (2016) investigaram como as plantas de arroz equilibram a demanda de água dos brotos com o fornecimento de água pelas raízes. Eles mostram que as mudanças na demanda de água alteram a expressão das aquaporinas nas raízes. A remoção dos brotos diminuiu rapidamente a condutância hidráulica das raízes e diminuiu os níveis de transcrição de seis genes de aquaporina. Essas respostas eram reduzidas se a tensão do xilema fosse mantida após a excisão, aplicando-se rapidamente um vácuo nas hastes cortadas. Os autores propõem que a tensão da água no xilema atua como um sinal entre os brotos e as raízes para coordenar o suprimento de água com a demanda. A função da aquaporina foi investigada na cevada (Hordeum vulgare) raízes de Sharipova et al. (2016) com uma abordagem imunoquímica. Eles aplicaram tratamentos com ácido abscísico (ABA) a plantas de tipo selvagem e um mutante deficiente em ABA e ligaram com sucesso as concentrações locais de ABA com a abundância de aquaporinas e mudanças na condutividade hidráulica da raiz.

Muitas questões fundamentais sobre como a água se move do solo para os brotos ainda precisam ser respondidas. Os estudos mencionados acima compartilham o objetivo central de compreender como o movimento da água é controlado pelas raízes, mas a escala das investigações varia amplamente, desde a análise da interface raiz-solo e proteínas transportadoras específicas nas membranas das células da raiz até a condutividade hidráulica total. No local Medições com traçadores mostraram um controle espacial preciso do fluxo de água ao longo das raízes, que foi influenciado pela idade e umidade do solo. Isso provavelmente reflete outros níveis de regulamentação. Esses estudos confirmam os papéis dos hormônios, transportadores de proteínas e da estrutura da parede celular na captação de água, indicando a necessidade de sinais complexos para coordenar esses fatores.


Função Raiz

As raízes podem ter dois tipos de funções, ou seja, normal função raiz e função raiz especial.

Função raiz normal:

A função normal da raiz inclui as funções da raiz mecânica e as funções da raiz fisiológica.

Qual é a função raiz mecânica normal?

A função mecânica da raiz inclui a fixação e fixação das plantas ao solo e elas formam uma rede próxima ao sistema radicular que forma uma associação próxima com essas partículas do solo.

Qual é a função raiz fisiológica normal?

o absorção de água e nutrientes minerais por meios ativos e passivos são as funções fisiológicas mais importantes da raiz. Condução é outra função fisiológica. A água absorvida e os nutrientes são conduzidos através dos elementos do xilema da raiz para diferentes partes do corpo da planta. A transferência do alimento preparado ocorre através dos elementos do floema, desde a origem das folhas até este coletor ou raiz. E a armazenamento de comida também é uma função de raiz fisiológica. O alimento preparado em excesso é armazenado na raiz da torneira que pode estar inchada como na cônica de cenoura. O excesso de amido é armazenado como amido ou gordura de armazenamento. Devido à presença deste alimento armazenado a estrutura torna-se órgãos muito úteis que superam as condições desfavoráveis ​​e germinam, produzindo novas plantas.

Função raiz especial: -

Esta função raiz especial também pode ser dividida em dois tipos: função mecânica e função fisiológica. Agora temos alguma discussão:

Qual é a função raiz mecânica especial?

o raízes de suporte suporte como um pilar para os ramos pesados, especialmente os que são de natureza mais horizontal, como a figueira-da-índia. As plantas que têm o caule fraco e se dobram em direção ao solo e, portanto, são sustentadas pelo raízes de palafitas de um local da haste inclinada, como o pinheiro-manso.

o escalando raízes desenvolver a partir das notas de trepadeiras e ajudá-lo a escalar em torno de um suporte sólido para palavras de luz, como o bétele. Algumas raízes se contraem de um ponto e se desenvolvem em alguma outra área mantendo o caule idiota e esses são chamados raízes contráteis, como cebola. Existem outros tipos de raiz que são chamados raiz flutuante. Essas raízes contêm parênquima e fornecem flutuabilidade aos hidrófitos flutuantes, como o Jussiaea.

Qual é a função raiz fisiológica especial?

Uma das funções raízes fisiológicas especiais é o raiz de armazenamento. Este tipo de raiz, como a beterraba sacarina, o rabanete e a batata doce, ajudam no armazenamento dos alimentos. o raízes assimilatórias contém clorofila e ajudou a preparar os alimentos por fotossíntese. Tinospora é o exemplo dessa raiz. Também existe o respirando raízes. Essas raízes exibem movimento fototrópico positivo para absorver o ar para a respiração, pois o solo em que crescem é aerado de forma inadequada.


Anatomia do caule e raiz

As plantas vasculares contêm dois tipos principais de tecido de condução, o xilema e o floema. Esses dois tecidos se estendem das folhas às raízes e são canais vitais para o transporte de água e nutrientes. Em certo sentido, eles são para as plantas o que as veias e artérias são para os animais. A estrutura do xilema e do tecido do floema depende se a planta é uma planta com flor (incluindo dicotiledôneas e monocotiledôneas) ou gimnosperma (policotiledôneas). Os termos dicotiledônea, monocotiledônea e polycot estão resumidos na tabela a seguir.

As partes da flor em 3 ou múltiplos de 3 um cotilédone dentro da veia foliar paralela da semente incluem Lilium, Amarílis, Íris, Agave, Iúca, orquídeas, lentilhas-d'água, gramíneas anuais, bambus e palmeiras.

Partes de flores em 4 ou 5s 2 cotilédones dentro da semente ramificada ou venação de folha líquida contém a maioria das espécies de ervas floridas, arbustos e árvores incluindo rosas (Rosa), botões de ouro (Ranunculus), trevo (Trifolium), bordo (Acer), basswood (Tilia ), carvalho (Quercus), salgueiro (Salix), sumaúma (Ceiba) e muitas outras espécies.

As gimnospermas incluem pinheiros (Pinus), abeto (Picea), abeto (Abies), cicuta (Tsuga) e falsa cicuta (Pseudotsuga). Alguns dos gêneros de coníferas (divisão Coniferophyta) são as árvores madeireiras mais importantes do mundo. Uma vez que essas espécies possuem vários cotilédones dentro de suas sementes, elas são convenientemente chamadas de policotiledôneas.

Os tecidos de xylem e floema são produzidos por células meristemáticas do câmbio localizadas em uma camada logo dentro da casca de árvores e arbustos. Em caules de dicotiledôneas, a camada de câmbio dá origem a células do floema na parte externa e células do xilema na parte interna. Todo o tecido da camada de câmbio para fora é considerado casca, enquanto todo o tecido dentro da camada de câmbio até o centro da árvore é madeira. O tecido do xilema conduz água e nutrientes minerais do solo para cima nas raízes e caules das plantas. É composto de células alongadas com extremidades pontiagudas chamadas traqueídeos e células mais curtas e largas chamadas elementos de vasos. As paredes dessas células são fortemente lignificadas, com aberturas nas paredes chamadas de poços. Traqueídeos e vasos tornam-se tubulações ocas e condutoras de água depois que as células morrem e seu conteúdo (protoplasma) se desintegra. O xilema das plantas com flores também contém numerosas fibras, células alongadas com extremidades afiladas e paredes muito grossas. Massas densas de células de fibra são uma das principais razões pelas quais as angiospermas têm madeira mais dura e mais pesada do que as gimnospermas. Isso é especialmente verdadeiro para as "ironwoods" com madeira que realmente afunda na água.

Um artigo recente na Science Vol. 291 (26 de janeiro de 2001) por N.M. Holbrook, M. Zwieniecki e P. Melcher sugere que as células do xilema podem ser mais do que tubos inertes. Eles parecem ser um sistema muito sofisticado para regular e conduzir a água para áreas específicas da planta que mais precisam de água. Essa condução preferencial de água envolve a direção e o redirecionamento das moléculas de água por meio de aberturas (poros) nas paredes celulares adjacentes, chamadas de covas. Os caroços são revestidos por uma membrana de caroço composta de celulose e pectinas. De acordo com os pesquisadores, esse controle do movimento da água pode envolver hidrogéis de pectina, que servem para colar paredes celulares adjacentes. Uma das propriedades dos hidrogéis de polissacarídeo é inchar ou encolher devido à embebição. "Quando as pectinas incham, os poros nas membranas são espremidos, diminuindo o fluxo de água para um fio. Mas quando as pectinas encolhem, os poros podem se abrir amplamente e a água flui através da membrana do xilema em direção às folhas sedentas acima." Este notável controle do movimento da água pode permitir que a planta responda às condições de seca.

Engrossamentos espirais nas paredes secundárias dos vasos e traqueídeos dão-lhes a aparência de espirais microscópicas sob grande ampliação com um microscópio óptico.

Visão horizontal ampliada (400x) de um segmento interno do perianto de uma espécie de Brodiaea em San Marcos mostrando um feixe vascular primário composto por vários fios de vasos. Os fios consistem em vasos com paredes espessadas em espiral que parecem minúsculas molas em espiral. Embora essa espécie tenha sido chamada de B. jolonensis pelos botânicos de San Diego por décadas, ela parece ser mais semelhante a B. terrestris ssp. kernensis. Esta espécie contém pelo menos 3 cordões de vasos por feixe, enquanto B. jolonensis possui apenas um cordão por feixe.

O tecido do xilema condutor de água nos caules das plantas é, na verdade, composto de células mortas. Na verdade, a madeira é essencialmente células mortas do xilema que secaram. O tecido morto é duro e denso por causa da lignina nas paredes celulares secundárias espessadas. A lignina é um polímero fenólico complexo que produz a dureza, densidade e cor marrom da madeira. Os caules dos cactos são compostos de tecido de parênquima de armazenamento de água macio que se decompõe quando a planta morre. O tecido vascular lenhoso (lignificado) fornece suporte e é frequentemente visível em caules de cactos mortos.

Esquerda: Saguaro gigante (Carnegiea gigantea) no norte de Sonora, México. O peso deste grande cacto é em grande parte devido ao tecido de armazenamento de água nas hastes. À direita: um saguaro morto mostrando os fios vasculares lenhosos (lignificados) que fornecem suporte para os caules maciços.

O tecido do floema conduz os carboidratos fabricados nas folhas para baixo nos caules das plantas. É composto por tubos de peneira (elementos de tubo de peneira) e células companheiras. A parede da extremidade perfurada de um tubo de peneira é chamada de placa de peneira. As células fibrosas de paredes espessas também estão associadas ao tecido do floema.

Em raízes dicotiledôneas, o tecido do xilema aparece como uma estrela de 3 ou 4 pontas. O tecido entre as pontas da estrela é o floema. O xilema central e o floema são circundados por uma endoderme, e toda a estrutura central é chamada de estela.

Visão microscópica da raiz de um botão de ouro (Ranunculus) mostrando a estela central e o xilema de 4 pontas. As grandes células condutoras de água no xilema são vasos. [Ampliado aproximadamente 400X.]

Em hastes dicotiledôneas, o tecido do xilema é produzido no interior da camada do câmbio. O tecido do floema é produzido na parte externa do câmbio. O floema de alguns caules também contém células fibrosas alongadas e de paredes espessas, chamadas de fibras liberianas. As fibras da fibra dos caules da planta do linho (Linum usitatissimum) são a fonte das fibras têxteis de linho. As gimnospermas geralmente não possuem vasos, então a madeira é composta essencialmente por traqueídeos. A exceção notável a isso são os membros da divisão Gnetophyta das gimnospermas que possuem vasos. Essa divisão notável inclui Ephedra (chá Mórmon), Gnetum e a surpreendente Welwitschia do deserto da Namíbia, na África.

As hastes de pinheiro também contêm bandas de células chamadas de raios e dutos de resina dispersos. Raios e dutos de resina também estão presentes em plantas com flores. Na verdade, o insidioso alérgeno venenoso do carvalho chamado urushiol é produzido dentro dos dutos de resina. Os raios da madeira estendem-se para fora em uma seção transversal do caule, como os raios de uma roda. Os raios são compostos por células parenquimáticas de paredes finas que se desintegram após a secagem da madeira. É por isso que a madeira com raios proeminentes geralmente se divide ao longo dos raios. Nos pinheiros, os traqueídeos da primavera são maiores do que os traqueídeos do verão. Como os traqueídeos de verão são menores e mais densos, eles aparecem como faixas escuras em uma seção transversal de um tronco. Cada faixa concêntrica de traqueídeos de primavera e verão é chamada de anel anual. Contando os anéis (faixas escuras do xilema de verão na madeira de pinheiro), a idade de uma árvore pode ser determinada. Outros dados, como dados climáticos e de incêndio, podem ser determinados pela aparência e espaçamento dos anéis. Alguns dos mais antigos pinheiros bristlecone (Pinus longaeva) nas Montanhas Brancas do leste da Califórnia têm mais de 4.000 anéis. Anéis e raios anuais produzem o grão característico da madeira, dependendo de como as tábuas são cortadas na serraria.

Visão microscópica de um caule de pinheiro (Pinus) com 3 anos de idade mostrando dutos de resina, raios e três anos de crescimento do xilema (anéis anuais). [Ampliado aproximadamente 200X.]

Uma seção transversal de madeira de pinheiro loblolly (Pinus taeda) mostrando 18 faixas escuras do xilema de verão (anéis anuais).

A ngiospermas geralmente apresentam traqueídeos e vasos. Na madeira porosa em anel, como carvalho e tília, os vasos da mola são muito maiores e mais porosos do que os traqueídeos menores de verão. Essa diferença no tamanho e na densidade das células produz os anéis anuais concêntricos e conspícuos nessas madeiras. Devido à densidade da madeira, as angiospermas são consideradas madeiras duras, enquanto as gimnospermas, como pinheiros e abetos, são consideradas madeiras macias.

As seguintes ilustrações e fotos mostram o basswood americano (Tilia americana), uma típica madeira de lei porosa em anel do leste dos Estados Unidos:

Seção transversal do caule de tília (Tilia americana) mostrando grande medula, numerosos raios e três anéis anuais distintos. [Ampliado em aproximadamente 75X.]

Seção transversal do caule de tília (Tilia americana) mostrando medula, numerosos raios e três anéis anuais distintos. As grandes células do xilema da mola são vasos. [Ampliado aproximadamente 200X.]

Na floresta tropical, relativamente poucas espécies de árvores, como a teca, têm anéis anuais visíveis. A diferença entre as estações chuvosa e seca para a maioria das árvores é muito sutil para fazer diferenças perceptíveis no tamanho da célula e na densidade entre o crescimento sazonal úmido e seco. De acordo com Pascale Poussart, geoquímico da Universidade de Princeton, as madeiras tropicais têm "anéis invisíveis". Ela e seus colegas estudaram a árvore aparentemente sem anéis (Miliusa velutina) da Tailândia. Sua equipe usou feixes de raios-X na fonte de luz síncrotron nacional de Brookhaven para observar o cálcio absorvido pelas células durante a estação de crescimento. Há claramente uma diferença entre o conteúdo de cálcio da madeira durante as estações chuvosa e seca que se compara favoravelmente com as medições de isótopos de carbono. O registro de cálcio pode ser determinado em uma tarde no laboratório de síncrotron, em comparação com quatro meses em um laboratório de isótopos.

Caules de onocotiledôneas, como milho, palmeiras e bambus, não apresentam câmbio vascular e não apresentam crescimento secundário pela produção de anéis concêntricos anuais. Eles não podem aumentar em circunferência adicionando camadas laterais de células como nas coníferas e dicotiledôneas lenhosas. Em vez disso, eles têm feixes vasculares dispersos compostos de tecido do xilema e do floema. Cada feixe é circundado por um anel de células denominado bainha de feixe. A resistência estrutural e a dureza das monocotiledôneas lenhosas são devidas a aglomerados de traqueídeos fortemente lignificados e fibras associadas aos feixes vasculares. As seguintes ilustrações e fotos mostram feixes vasculares dispersos nas seções transversais do caule do milho (Zea mays):

Um corte transversal do caule do milho (Zea mays) mostrando tecido de parênquima e feixes vasculares dispersos. As células grandes nos feixes vasculares são vasos. [Ampliado aproximadamente 250X.]

Ao contrário da maioria das monocotiledôneas, os caules das palmas podem crescer em circunferência por um aumento no número de células do parênquima e feixes vasculares. Este crescimento primário é devido a uma região de células meristemáticas em divisão ativa, chamada de "meristema de espessamento primário", que circunda o meristema apical na ponta de um caule. Nas monocotiledôneas lenhosas, essa região meristemática se estende pela periferia do caule, onde é chamada de "meristema de espessamento secundário". Novos feixes vasculares e tecido de parênquima são adicionados conforme o diâmetro do caule cresce.

O enorme tronco desta palmeira chilena (Jubaea chilensis) cresceu em circunferência devido à produção de novos feixes vasculares a partir dos meristemas de espessamento primário e secundário.

Os feixes vasculares dispersos contendo vasos grandes (porosos) são muito evidentes na madeira de palmeira. Na verdade, os feixes vasculares também são preservados na palma petrificada.

Seção transversal do tronco da palmeira nativa da Califórnia (Washingtonia filifera) mostrando feixes vasculares dispersos. As células grandes (poros) nos feixes vasculares são vasos.

O tronco de uma palmeira-leque da Califórnia (Washingtonia filifera) em Palm Canyon, Parque Estadual de Anza-Borrego. A palmeira foi lavada pelo desfiladeiro íngreme durante a enchente de setembro de 2004. Os fios fibrosos são feixes vasculares compostos de células lignificadas.

À direita: seção transversal do tronco de uma palmeira-leque da Califórnia (Washingtonia filifera) mostrando feixes vasculares dispersos que aparecem como pontos marrom-escuros. O padrão de pontos também aparece na palma da mão Washingtonia petrificada (à esquerda). Os poros da madeira de palmeira petrificada são os restos de vasos. O grande túnel circular na madeira da palmeira (à direita) é causado pela larva do besouro bizarro (Dinapate wrightii) mostrado na parte inferior da foto. Um besouro adulto é mostrado na próxima foto.

Uma bela tábua de corte feita de várias tiras achatadas de bambu (Phyllostachys pubescens) coladas umas às outras. Por meio de um processo de aquecimento especializado, o açúcar natural da madeira é caramelizado para produzir a cor do mel. Os feixes vasculares típicos de uma monocotiledônea lenhosa são claramente visíveis na seção transversal lisa. A superfície transversal de numerosos traqueídeos e fibras lignificados é, na verdade, mais dura do que o bordo.

Samambaia petrificada de 270 milhões de anos

Durante a Era Carbonífera, aproximadamente 300 milhões de anos atrás, a terra era dominada por extensas florestas de licópodes gigantes (divisão Lycophyta), rabos-de-cavalo (divisão Sphenophyta) e samambaias (divisão Pterophyta). Muitas das reservas de carvão da Terra originaram-se de depósitos maciços de usinas carbonizadas dessa época. Troncos petrificados do Brasil revelam detalhes celulares de uma samambaia extinta (Psaronius brasiliensis) que viveu há cerca de 270 milhões de anos, antes da era dos dinossauros. O caule petrificado de Psaronius não possui anéis de crescimento concêntricos típicos de coníferas e angiospermas dicotiledôneas. Em vez disso, ele tem uma estela central composta por vários arcos que representam os feixes vasculares do tecido do xilema. Ao redor do caule estão as bases das folhas. Em vida, Psaronius provavelmente se parecia com as atuais samambaias Cyathea da Nova Zelândia.


Tipos de absorção de água nas plantas

As plantas normalmente absorvem água pelos dois métodos a seguir:

Absorção Ativa de Água

Este tipo de absorção de água requer o gasto de energia metabólica pelas células da raiz para realizar a atividade metabólica como a respiração. A absorção ativa na planta ocorre de duas maneiras, ou seja, absorção osmótica e não osmótica de água.

  1. Absorção osmótica ativa de água: Neste tipo, a absorção de água ocorre por osmose, onde a água se move para o xilema da raiz através do gradiente de concentração da célula da raiz. O movimento osmótico é devido à alta concentração de soluto na seiva celular e baixa concentração do solo circundante.
  2. Absorção ativa não osmótica de água: Aqui, a absorção de água ocorre onde a água do solo entra na célula contra o gradiente de concentração da célula. Isso requer o gasto de energia metabólica por meio do processo de respiração. Conseqüentemente, conforme a taxa de respiração aumenta, a taxa de absorção de água também aumentará. Auxin é um hormônio regulador do crescimento, que aumenta a taxa de respiração nas plantas que, por sua vez, também aumenta a taxa de absorção de água.

Absorção Passiva de Água

Este tipo de absorção de água não requer o uso de energia metabólica. A absorção ocorre por atividade metabólica como a transpiração. Absorção passiva é o tipo em que a absorção de água ocorre através da atração da transpiração. Isso cria tensão ou força que ajuda no movimento da água para cima na seiva do xilema. Mais alta é a taxa de transpiração e mais alta é a absorção de água.

Papel dos cabelos da raiz na absorção de água

Uma raiz contém algumas estruturas tubulares, semelhantes a cabelos e unicelulares chamadas Cabelos de raiz. No sistema radicular, a região da qual os cabelos da raiz se projetam é denominada como Zona da raiz do cabelo. A zona da raiz dos pelos é a única que participa da atividade de absorção de água. A zona do cabelo da raiz é a região permeável à água. Os pêlos da raiz são as conseqüências, que surgem da camada epidérmica chamada de camada pilífera.

A parede celular da raiz do cabelo consiste em uma membrana de camada dupla. A pectina está presente na camada externa, e a celulose está presente na parede celular e a camada interna # 8217s. Sob a parede celular, há uma seletivamente permeável Membrana citoplasmática. A célula ou membrana citoplasmática permitirá que substâncias específicas passem pelo gradiente de concentração celular.

Células da raiz, núcleo e vacúolo ou seiva celular estão presentes dentro da membrana citoplasmática. Os agregados do solo contêm pequenas gotas de água levadas pelos cabelos da raiz para o xilema da raiz por meio de diferentes mecanismos, dos quais a osmose é mais comum.


7: Raízes e o Movimento da Água - Estrutura e anatomia da raiz - Biologia

A MORFOLOGIA E ANATOMIA DE UMA PLANTA FLORESCENTE A página da web a seguir representa uma cópia de minhas anotações que formaram a base das palestras ministradas durante a primeira parte do curso de biologia das plantas (BOT 1103). Consulte suas próprias notas, apostilas e o livro didático (Stern, K., R., JE Bidlack e SH Jansky. 2008. Introdução à Biologia Vegetal, McGraw-Hill. 616 pp. - as atribuições de leitura estão no programa) para obter informações adicionais. Esta página da web não inclui informações encontradas em vários folhetos e materiais relacionados (por exemplo, filmes, gráficos, projeções, etc.) que você receberá durante o semestre. Você também será avaliado com base nessas informações. Se você notar algum erro no documento a seguir, agradeceria se você trouxesse isso à minha atenção. Endereço de e-mail: [email protected]

ROOTS: Organização e anatomia

  1. Função
  2. Anatomia Externa
  3. Anatomia interna
  4. Raízes especializadas
  5. Raízes e Nutrição Vegetal
  • As raízes ancoram a planta no substrato ou solo.
  • As raízes absorvem água e nutrientes dissolvidos ou solutos (nitrogênio, fósforo, magnésio, boro, etc.) necessários para o crescimento, desenvolvimento, fotossíntese e reprodução normais.
  • Em algumas plantas, as raízes foram adaptadas para funções especializadas, o que será discutido no final da seção sobre raízes de plantas.
  1. Coifa
  2. Região de divisão celular
  3. Região de alongamento
  4. Região de diferenciação ou maturação
  • Coifa
    • massa em forma de dedal de células de parênquima na ponta de cada raiz
    • protege a raiz de lesões mecânicas
    • Dictiossomas ou corpos de Golgi liberam um lubrificante mucilaginoso (mucigel)
    • células duram menos de uma semana, depois morrem
    • possivelmente importante na percepção da gravidade (ou seja, geotropismo ou gravitropismo)
    • amiloplastos (também chamados de estatólitos) parecem se acumular na parte inferior das células. Talvez a planta tenha um mecanismo para detectar essa sedimentação de organelas carregadas de amido e interpretar isso como a direção para baixo.
    • Meristema apical - as células se dividem uma ou duas vezes por dia.
    • Os meristemas de transição surgem das pontas das raízes e brotos. Esses incluem:
      • a protoderme (que forma a epiderme)
      • o meristema básico (que forma o tecido básico)
      • o procâmbia (forma o floema e xilema primários).
      • as células se tornam mais longas e mais largas
      • root hairs develop as protuberances from epidermal cells
      • increase the surface area for the absorption of water
      • cuticle exists on root but not on root hairs
      • UMA. epidermis (outermost layer of cells forming the initial covering on a root).
      • B. cortex (ground tissue that surrounds the vascular cylinder or stele).
      • C. endodermis with Casparian strip (regulates the flow of water and dissolved substances).
      • D. primary xylem (water-conducting tissue found in the vascular cylinder or stele)
      • E. primary phloem (food-conducting tissue found in the vascular cylinder or stele)
      • The ring of cells beneath the endodermis would be the pericycle (the origin point for the production of lateral roots)
      • The band of tissue between the phloem and xylem are remnants of procambium which could lead to the production of the vascular cambium and secondary growth, especially in a woody dicot root.

      • Food storage (Carbohydrates)
        • manioc or cassava => the source of starch for making tapioca pudding
        • sugar beets => sucrose
        • Historical FYI: the original Jack O'Lanterns were carved out of rutabagas, turnips, and white potatoes. Americans introduced the practice of using the pumpkin of this purpose.
        • velamen roots of orchids: a thick epidermis to prevent water loss.
        • prop roots of corn for support
        • adventitious roots of ivies, aid in climbing
        • mycorrhizae or "fungus roots" where a symbiotic relationship forms between a plant and a fungus. In this partnership the fungus provides protection against some types of pathogens and increase the surface area for the absorption of essential nutrients (e.g. phosphorous) from the soil. The plant in return provides food for the fungus in the form of sugar and amino acids.
        • Legumes (e.g., pea, beans, peanuts) form root nodules. Mutualism between a plant and bacteium which allows for the fixation of atmospheric nitrogen to form that the plant can utilized. The bacterium is reward with food and a place to live

        V. ROOTS AND PLANT NUTRITION

        • Plants require large amounts of carbon, hydrogen, and oxygen. Majority arrives to the plant in the form of carbon dioxide and water.
        • Other elements are essential for growth include the macronutrients and micronutrients.
        • Soil is the source of minerals or nutrients used by plants.
        • nitrogen (proteins, nucleotides)
        • phosphorous (ATP, nucleic acids)
        • potassium (movement of materials across membranes)
        • calcium (associated with increasing sensitivity of tissues to different plant hormones)
        • magnesium (chlorophyll, assists functioning of certain enzymes).
        • sulfur (component of cysteine, an amino acid. sulfide bonding in proteins).
        • iron (electron transport system in photosynthesis and respiration)
        • boron
        • manganese
        • zinc
        • copper (cytochromes in electron transport systems)
        • molybdenum (necessary for normal functioning of nitrate assimilation)
        • chlorine
        • For example, sodium/chlorine causes wilting (salt run off from streets that are treated to remove ice).
        • Excessive amounts of boron, copper, manganese, aluminum are toxic to plants.
        • Plant nutrition is linked to the chemical and physical attributes of the soil the plant is growing in.
        • Soil Particles - SAND, SILT, and CLAY - mix some soil in a jar with water, and allow it to settle out overnight. The sand will be on the bottom, the silt will be next, and the clay will be on top. Clay is the final product of weathering and is composed of the smallest particles. Loams contain approximately equal amounts of sand, silt, and clay. Cation exchange from the surface of negatively-charged clay particles to the plant is facilitate by trading a cation for a hydrogen ion. Anions do not attach to clay and are frequently leached from the soil before the plant can obtain them (sulfates and nitrates).
        • Humus is the decomposing organic matter in soil. Amount varies along a continuum MINERAL SOILS (1-10% humus) To ORGANIC SOILS (about 30 % humus).
        • Air -About 25-50% of the volume of soil is air. The amount of air is higher in sandy soils than in clay soils.
        • Water - Soil contains chemically bound (locked to minerals and clay particles - unavailable to plants) and unbound water (available to plants).

        STEMS: Organization and Anatomy

        • Stems support leaves and branches.
        • Stems transport water and solutes between roots and leaves.
        • Stems in some plants are photosynthetic (e.g., cacti - leaves are reduced to spines to protect against herbivory and reduce water loss).
        • Stems may store necessary materials for life (e.g., water [cactus, miscellaneous succulents] starch, sugar [sugarcane]).
        • In some plants, stems have become adapted for specialized functions, which will be discussed at the end of the section on plant stems.

        REFER TO FOLLOWING DIAGRAM OF A WOODY DICOT STEM:

        FYI: Apical dominance refers to the suppression of growth by hormones produced in the apical meristem. The Christmas tree pattern of pines indicates strong apical dominance. Bushy plants have weak apical dominance. If apical meristem is eaten or destroyed, plants may become bushy.

        III. INTERNAL ANATOMY IN FLOWERING PLANTS

        Dicotyledon (two seed leaves) and Monocotyledon (one seed leaf) flowering plants.

        • no vascular or cork cambium (secondary growth is rare)
        • vascular tissue in bundles (primary phloem, primary xylem, procambium, and sclerenchyma fibers) and distributed randomly through the ground tissue
        • ground tissue not divided into pith and cortex
        • intercalary meristems at base of nodes allow for elongation of stem (e.g., grass, bamboo) among some monocots
        • some secondary growth may or may not develop
        • vascular tissue in bundles (primary phloem, primary xylem, procambium, and sclerenchyma fibers) but arranged in a circular pattern when stem is observed in cross section
        • ground tissue is divided into pith and cortex
        • woody dicot stems start out like that in herbaceous dicots, but these develop secondary growth
        • lateral meristems allow the stem to increase in girth or diameter
        • lateral meristems: vascular cambium and cork cambium (phellogen)
        • Further discussion of secondary growth appears in a later section on secondary growth.
        • Rhizomes - horizontal stems that grow below the ground with adventitious roots examples are irises, grasses.
        • Stolons or runners - horizontal stem that grows above the ground with long internodes examples are strawberry, airplane plants.
        • Tubers - accumulation of food at the tips of underground stolons, after the tuber matures the stolon dies, the "eyes" of a potato are the nodes of a starch-ladened stem.
        • Rosette - stem with short internodes and leaves attached at nodes
        • Bulbs - large buds with a small stem at the lower end surrounded by numerous fleshy leaves, adventitious roots at base examples include onion, tulip, lily.
        • Corms - resemble bulbs but composed entirely of stem tissue surrounded by a few papery scale like leaves, food storage organs with adventitious roots at the base of corms examples include crocus and gladiolus.
        • Cladophylls - leaf-like stems examples include butcher's broom, asparagus.
        • Cacti - stout fleshy stems that are modified for food and water storage and photosynthesis.
        • Thorns - honey locust (modified stem), black locust and some species of Euphorbia ( spines are stipules), roses (thorn or prickles arise from epidermis).
        • Tendrils - for climbing for example, grape and Boston ivy (English ivy - adventitious roots not stem).

        SECONDARY GROWTH IN STEMS AND ROOTS In woody plants, most of which are dicots, secondary growth may occur in the roots or the stems. As the plant develops functional lateral meristems, that is, the vascular cambium and cork cambium (the phellogen), the diameter of roots and stems increases as new tissues are produced. This increase in girth causes irreparable damage especially to the epidermis, phloem, and associated tissues.

        Please refer to the flow charts of primary and secondary growth in stems and roots that were handed out in lab. Vascular cambium produces secondary phloem and xylem. The study of woody plant growth over time by examining the annual rings created by secondary xylem is known as Dendrochronology .

        Keep in mind that the periderm arises from the growth and production of cork (dead and suberized at maturity) and parenchyma (lenticels - allows for gas exchange) from the cork cambium . The periderm replaces the outer covering of the plant as it increases in girth. The bark includes the periderm and any other tissue (living or dead) from the outermost part of the tree to the cylinder of the vascular cambium in the stem and the root.

        LEAVES: Organization and Anatomy

        • Leaves are the solar energy and CO2 collectors of plants.
        • In some plants, leaves have become adapted for specialized functions, which will be discussed at the end of the section on plant leaves.
        • Leaves possess a blade or lamina, an edge called the margin of the leaf, the veins (vascular bundles), a petiole, and two appendages at the base of the petiole called the stipules.
        • Arrangement of leaves on a stem = phyllotaxy.
          • whorled - three or more leaves at a node.
          • opposite - two leaves attached at the same node.
          • spiral or alternate - one leaf per node.
          • Simple leaf = undivided blade with a single axillary bud at the base of its petiole.
          • Compound leaf = blade divided into leaflets, leaflets lack an axillary bud but each compound leaf has a single bud at the base of its petiole.
            • pinnately-compound leaves: leaflets in pairs and attached along a central rachis examples include ash, walnut, pecan, and rose.
            • palmately-compound leaves: leaflets attached at the same point at the end of the petiole examples of plants with this leaf type include buckeye, horse chestnut, hemp or marijuana, and shamrock.
            • Netted-venation = one or a few prominent midveins from which smaller minor veins branch into a meshed network common to dicots and some nonflowering plants.
              • Pinnately-veined leaves = main vein called midrib with secondary veins branching from it (e.g., elm).
              • Palmately-veined leaves = veins radiate out of base of blade (e.g., oak, maple).
              • Epidermis = single layer of epidermal cells (containing no chloroplasts) that interlock with one another on the upper (adaxial - toward the leaf axis) and lower (abaxial - away from the leaf axis) side of the leaf blade the outer surface is often coated with a waxy substance called cutin to form the cuticle (to prevent excessive water loss) and the hair-like structures called trichomes.
              • In the epidermis are pores called stomata (pl.), stoma (singular), which allow for gas exchange. Stomata are formed by two guard cells, which regulate the opening and closing of such pores. In dicots, guard cells tend to be sausage-shaped, whereas in monocots, these tend to be shaped like a bone or a fattened capital letter I. Guard cells possess chloroplasts. When water is pumped into the guard cells, these tend to bend away from one another creating the opening when water is pumped out of these cells, the cells become more cylindrical in shape and the stomata close.
              • Beneath the upper layer of epidermis, are a rows of vertically-positioned chlorenchyma cells that form the palisade mesophyll. Just below this layer exists bag-like chlorenchyma cells that are loosely packed together which form the spongy mesophyll. The chloroplasts in these two layers of mesophyll are responsible for photosynthesis. Beneath the lower most portion of the mesophyll is the lower epidermis.
              • Veins = vascular bundles xylem (water-conducting tissue) oriented towards the upper side of the leaf, containing phloem (food-conducting tissue) oriented towards the lower side of the leaf, sclerenchyma fibers, and parenchyma tissue (which may form a bundle sheath surrounding the vein).
              • Collenchyma may be present in the midrib of the leaf or in the petiole just below the epidermis. Collenchyma serves as strengthening tissue to assist leaves in supporting their own weight and to prevent damage due to motion caused by the wind.
              • Many plants are deciduous (able to loose their leaves during cold or dry seasons).

              4. SPECIALIZED LEAVES

              • Cotyledons: embryonic or "seed" leaves. First leaves produced by a germinating seed, often contain a store of food (obtained from the endosperm) to help the seedling become established.
              • Tendrils - blade of leaves or leaflets are reduced in size, allows plant to cling to other objects (e.g., sweet pea and garden peas ).
              • Shade leaves = thinner, fewer hairs, larger to compensate for less light often found in plants living in shaded areas.
              • Drought-resistant leaves = thick, sunken stomata, often reduced in size
                • In American cacti and African euphorbs, leaves are often reduced such that they serve as spine to discourage herbivory and reduce water loss stems serve as the primary organ of photosynthesis.
                • In pine trees, the leaves are adapted to living in a dry environment too. Water is locked up as ice during significant portions of the year and therefore not available to the plant pine leaves possess sunken stomata, thick cuticles, needle-like leaves, and a hypodermis, which is an extra cells just underneath the epidermis.
                1. Transpiration and movement of water within the plant body
                2. Gutation
                3. Movement of food within the plant body

                I. Transpiration - evaporation of water from shoot.

                Movement of water and minerals in the xylem is a major process. For example, corn plants transpires almost 500 liters of water during its 4 month growing period.

                Water moves in tracheids and vessel members. Tracheids pass water laterally through simple and bordered pits. Vessel elements have an greater diameter and are stacked end to end, so water can flow for longer distances (a centimeter to a meter) before having to transverse a pit.

                II. Gutation results from root pressure (solutes moving into xylem cause water to also move into the xylem from surrounding root cells) when transpiration is negligible. Wet soils at night.

                Factors Affecting Transpiration

                Wind, Internal concentration of carbon dioxide (low concentrations in leaf cause the stomata to open), wind, air temperature, soil, and light intensity. (Light tends to cause stomata to open in the morning and close in the afternoon).

                III. Movement of food within the plant body - transporting organic solutes

                Transport occurs in the sieve-tube members of phloem. Very delicate and easily damaged. This fact has limited a lot of work done on phloem, since it releases callose (glucose polymer) and P-protein (proteinaceous slime) which clog up the sieve-tube plates (perforated).

                Process is initiated by active transport of sugars from the leaf cells to sieve-tube. SOURCE (leaves in summer and fall, roots in the early spring) AND SINKS (buds in the spring fruits, seeds, and roots in the summer and fall) AND THE BULK MOVEMENT OF WATER AND SOLUTES.


                Corn Roots

                Corn plants are unusual in that they have two distinct sets of roots: regular roots, called seminal roots and nodal roots, which are above the seminal roots and develop from the plant nodes.

                • o seminal root system includes the plant's radicle (the first root emerging from the seed). These roots are responsible for taking up water and nutrients, and for anchoring the plant.
                • The second root system, the nodal roots, is formed about an inch or so below the soil surface, but above the seminal roots. The nodal roots are formed at the base of the coleoptile, which is the primary stem that emerges from the ground. The nodal roots are visible by the V2 stage of development. The seminal roots are important to the survival of the seedling, and damage can delay emergence and stunt development. This is because the corn plant depends on the nutrients present in the seed until the nodal roots are developed. As soon as the coleoptile emerges from the soil, the seminal roots cease to grow.

                Nodal roots that form above the ground are called brace roots, but they function similarly to the nodal roots below the ground. Sometimes brace roots actually penetrate the soil and take up water and nutrients. These roots may be needed for water uptake in some cases, as the crown of a young corn plant is only about 3/4" below the soil surface! Therefore, corn can be vulnerable to dry soil conditions as they don't have a deep root system.


                2) The Region of Cell Division (Meristematic Region)

                It is located a few millimeters above the root cap. The cells of the meristematic region are typically small, thin-walled, and contain dense protoplasm. Meristematic cells contain three layers: i) Dermatogen – the outermost layer, ii) Plerome – the middle layer, and iii) Periblem – the innermost layer.

                • Performing cell division to produce new cells for the developing root
                • Helping in root elongation


                Assista o vídeo: Tipos de Raiz partes, função das raízes resumo (Agosto 2022).