Relações Hídricas e Transporte em Plantas

As plantas movem enormes quantidades de água do solo para a atmosfera, e açúcares das folhas para os tecidos em crescimento, utilizando gradientes de potencial hídrico e pressão em vez de uma bomba pulsante.

Definition

As relações hídricas das plantas descrevem como a água se move para dentro, através e para fora das plantas ao longo de gradientes de potencial hídrico, e o transporte abrange o movimento de longa distância de água no xilema e de açúcares no floema.

Scope

Este tópico abrange o potencial hídrico e seus componentes, osmose e turgor, absorção de água pelas raízes, o mecanismo de coesão-tensão do transporte no xilema, a regulação estomática da transpiração e o transporte por fluxo de pressão de açúcares no floema.

Core questions

• Como o potencial hídrico governa o movimento da água entre o solo, a planta e o ar?
• Que mecanismo permite que a água seja puxada para o topo de uma árvore alta?
• Como os estômatos equilibram o ganho de carbono com a perda de água, e como o açúcar é translocado no floema?

Key theories

Teoria da coesão-tensão

A transpiração nas folhas coloca a seiva do xilema sob tensão; a forte coesão das moléculas de água e sua adesão às paredes dos vasos transmitem essa tensão até as raízes, puxando a água para cima.

Modelo de fluxo de pressão do transporte no floema

O carregamento de açúcares no floema nas fontes diminui o potencial hídrico e atrai água, aumentando a pressão que impulsiona o fluxo em massa em direção aos sumidouros, onde os açúcares são descarregados e a pressão diminui.

Mechanisms

A água move-se passivamente em direção a um potencial hídrico mais baixo, que é a soma dos potenciais de soluto (osmótico) e de pressão (turgor). Nas raízes, a água atravessa para o xilema por vias apoplásticas e simplásticas reguladas pela faixa de Caspary. A transpiração das células do mesofilo gera pressão negativa que a coluna de água coesa transmite através do xilema para o solo. Os estômatos, abertos pelo turgor das células-guarda, regulam o equilíbrio entre a absorção de CO2 e a perda de água. No floema, o carregamento ativo de açúcar nas fontes aumenta o turgor e impulsiona o fluxo em massa impulsionado pela pressão para os sumidouros.

Clinical relevance

As relações hídricas governam a tolerância à seca das culturas e as necessidades de irrigação: gerenciar a transpiração, o comportamento estomático e a eficiência do uso da água é central para a produção de alimentos sob condições de água limitada e para prever as respostas das plantas a um clima em processo de secagem.

History

Dixon e Joly propuseram a teoria da coesão-tensão da ascensão da seiva por volta de 1894, e a hipótese do fluxo de pressão de Münch na década de 1920 explicou o transporte no floema; ambas permanecem as estruturas aceitas.

Key figures

• Stephen Hales
• Henry Dixon
• Ernst Münch

Seminal works

• taiz2015
• raven2013

Frequently asked questions

O que é potencial hídrico?

O potencial hídrico é uma medida da energia livre da água por unidade de volume; a água move-se espontaneamente de regiões de maior para menor potencial hídrico, e nas plantas combina a concentração de soluto e a pressão física.

Por que os estômatos fecham durante a seca?

Sob estresse hídrico, o hormônio ácido abscísico desencadeia a perda de turgor das células-guarda, fechando os estômatos para conservar água, ao custo de uma redução na absorção de dióxido de carbono e na fotossíntese.