Plantas: Raiz e caule

A raiz e suas partes

A raiz é o órgão que fixa a planta ao solo ou a outro substrato e dele absorve água, sais minerais e o gás oxigênio necessário à respiração celular. Em uma raiz podemos identificar regiões: coifa, zona de multiplicação celular, zona de alongamento, zona pilífera e zona de ramificação. 

A coifa é um envoltório formado por células mortas. Ela protege a ponta da raiz do atrito com as partículas do solo. 

A zona de multiplicação celular é a região da ponta da raiz protegida pela coifa. É composta de células que se multiplicam com frequência, ocasionando o crescimento da raiz. A região acima da coifa é a zona de alongamento. Nela, as células se alongam, fazendo com que a raiz aumente em comprimento. 

A zona pilífera, também chamada de região de absorção, é composta de pelos absorventes que retiram água e sais minerais do solo ou do substrato. Essas substâncias compõem a seiva mineral.

Da chamada zona de ramificação, partem raízes secundárias que auxiliam no suporte da planta e na absorção de água e de sais minerais.

Tipos de raízes 

É possível classificar as raízes em pivotantes e fasciculadas. As raízes pivotantes, também chamadas de axiais, são constituídas por uma raiz principal desenvolvida, visivelmente diferenciada, da qual partem raízes laterais menores, chamadas raízes secundárias. 

As raízes fasciculadas, também chamadas de adventícias, são forma das por várias raízes finas que apresentam aproximadamente o mesmo tamanho. Nesse tipo de sistema radicular, não existe uma raiz principal claramente diferenciada.

Representações esquemáticas de tipos de raízes:

                                      A                               B

(A) raiz pivotante; (B) raiz fasciculada. (Imagens sem escala; cores-fantasia.)

A maioria das raízes é subterrânea, mas existem também raízes aéreas (que ficam acima da superfície do solo) e aquáticas. Há raízes modificadas que desempenham funções específicas. Entre elas incluem-se raízes sugadoras (extraem materiais de outras plantas), raízes tuberosas (armazenam substâncias), raízes respiratórias (captam gás oxigênio do ar) e raízes tabulares (auxiliam na fixação da planta).

As raízes desta orquídea (Cattleya sp.) são aéreas, ou seja, crescem expostas ao ar.

Cipó (Salicornia virginica) crescendo sobre uma planta hospedeira. O cipó não faz fotossíntese. Com suas raízes sugadoras, ele extrai os nutrientes de outras plantas.

Raízes respiratórias de plantas da espécie Avicennia germinans, conhecidas como mangue-preto ou siriúba, em um manguezal.

O caule e suas partes

O caule das angiospermas dá sustentação à planta. Ele também trans porta a água, os sais minerais e o alimento produzido na fotossíntese. Alguns caules também fazem fotossíntese.

De maneira geral, o caule é composto de gema apical, gemas laterais, nós e entrenós. 

A gema apical, também conhecida como meristema apical, é um conjunto de células indiferenciadas localizado no ápice das plantas. A multiplicação dessas células promove o crescimento em comprimento do caule. 

A gema lateral é um conjunto de células indiferenciadas localizado na junção entre as folhas e o caule. A multiplicação dessas células permite o crescimento de ramos laterais. 

Nó é a região do caule da qual surgem as folhas. A região entre dois nós consecutivos é denominada entrenó.

Transporte de seiva 

A condução das seivas mineral e orgânica pode ocorrer por difusão de célula para célula, como nas briófitas, ou pelos tecidos de condução (xilema e floema), como nas plantas vasculares.

O xilema é constituído por células que formam tubos muito finos e que conduzem a seiva mineral desde as raízes até as folhas. A capilaridade é a propriedade que os líquidos têm de subir por tubos muito finos. Quanto mais estreito o diâmetro do tubo, mais alto é o nível atingido pelo líquido que sobe por ele. Por isso, a capilaridade é um dos fatores que possibilitam a chegada da água absorvida pelas raízes até as folhas do topo das árvores. 

O floema conduz a seiva orgânica, geralmente das folhas para as diversas partes da planta. De maneira geral, as células do floema mais próximas das folhas apresentam maior concentração de açúcares produzidos pela fotossíntese. Isso faz com que essas células recebam água, arrastando os açúcares em direção às outras partes da planta.

Tipos de caules 

Os caules podem ser subterrâneos, aquáticos ou aéreos. Os caules subterrâneos são aqueles que se desenvolvem sob o solo e podem ser classificados em rizoma, tubérculo e bulbo. Rizoma é o caule que cresce na direção horizontal, sob a superfície do substrato. Os caules da bananeira, da espada-de-são-jorge e do gengibre são exemplos de rizomas. O caule que acumula material nutritivo de reserva para a planta é denominado tubérculo. Alguns, como a batata-inglesa, são usados na alimentação humana. O bulbo é formado por um caule reduzido e recoberto por folhas modificadas, que protegem a gema apical. Dele partem raízes, que fixam a planta ao solo. Alguns bulbos, como a cebola e o alho, são comestíveis.

Os caules aquáticos podem ser flutuantes ou servir para fixar a planta ao substrato. Geralmente são cloro filados e pouco desenvolvidos. 

A maioria dos caules é aérea, ou seja, cresce acima do solo. Os caules aéreos podem ser classificados como eretos, trepadores ou rastejantes. Os caules eretos crescem perpendicularmente ao solo, como o tronco de árvores, os bambus e as palmeiras. Os caules trepadores são típicos de plantas que crescem sobre ou se enroscam em um suporte. Plantas como chuchu, uva e maracujá têm caules trepadores. Os caules rastejantes crescem rente ao solo, fixando-se nele em diversos pontos pelas raízes. A grama, o morango, a melancia e a abóbora têm caules rastejantes.

Representação esquemática de uma cebola (Allium cepa), que é um bulbo. O caule é reduzido, fica na base da planta e tem formato de disco. A parte comestível é composta de folhas modificadas.

 

Caule rastejante da melancia (Citrullus lanatus).

Classificação das plantas

No planeta Terra, há grande diversidade de plantas, com as mais variadas formas e ocupando os mais diversos ambientes. Para facilitar a compreensão desse grupo de seres vivos, os botânicos estabeleceram alguns critérios que possibilitam a classificação científica das plantas. Entre os critérios utilizados estão a presença ou a ausência de tecidos condutores de seiva, de sementes e de frutos. 

De acordo com esses critérios, as plantas podem ser agrupadas de diferentes formas. Adotamos uma classificação que divide as plantas em quatro grandes grupos: briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas.

A evolução das plantas

As pesquisas científicas indicam que as plantas evoluíram de um ancestral semelhante às algas verdes atuais. As plantas atuais apresentam diversas adaptações que possibilitaram a colonização do ambiente terrestre. 

As plantas terrestres possuem estruturas para diminuir ou impedir a perda de água, como a cutícula, uma camada de revestimento que reduz a evaporação, principalmente nas folhas.

No ambiente terrestre, as plantas retiram água principalmente do solo. As briófitas são avasculares (sem tecidos condutores), e a condução de água e de sais minerais das suas raízes para as demais estruturas do corpo é realizada de uma célula para outra, por um processo chamado difusão. O transporte de seiva por difusão é lento e só é viável em plantas de pequeno porte. No processo evolutivo dos grupos de plantas, o surgimento dos tecidos condutores permitiu um transporte de água e nutrientes mais eficiente, o que possibilitou às plantas vasculares (com tecidos condutores) atingir tamanhos maiores.

As briófitas e as pteridófitas necessitam de água para a reprodução, o que as torna dependentes de ambientes úmidos, mesmo sendo terrestres. Já as gimnospermas e as angiospermas apresentam estruturas reprodutivas que as tornam independentes da água para a reprodução. 

As gimnospermas e as angiospermas têm sementes que envolvem o embrião, protegendo-o e evitando a perda de água. Nas angiospermas, a flor está relacionada a aspectos reprodutivos, e o fruto protege a semente, facilitando também sua dispersão.

Briófitas 

As briófitas são plantas de tamanho pequeno, atingindo poucos centímetros de altura. Vivem preferencialmente em locais úmidos e som breados. Desenvolvem-se diretamente no solo ou ocupam a superfície de troncos de árvores e rochas. Os representantes mais comuns das briófitas são os musgos, as hepáticas e os antóceros. 

As briófitas são avasculares. Não possuem sementes, flores ou frutos. Essas plantas são formadas por estruturas simples e não apresentam raiz, caule ou folhas verdadeiros.

O musgo Polytrichum piliferum é um representante do grupo das briófitas.

Pteridófitas

As pteridófitas são vasculares e possuem raiz, caule e folhas verdadeiros. A maioria das espécies de pteridófitas é terrestre e vive preferencialmente em ambientes úmidos e sombreados. Não apresentam flores, frutos ou sementes. Os exemplos mais comuns de pteridófitas são as samambaias, as avencas, os licopódios e as cavalinhas. 

O caule das pteridófitas é geralmente subterrâneo e horizontal, chamado rizoma.

As folhas desse grupo vegetal dividem-se em folíolos. Na época da reprodução, pequenos pontos escuros, chamados soros, surgem na superfície inferior dos folíolos. Nos soros são produzidos os esporos, estruturas reprodutivas assexuais.

Exemplos de pteridófitas:

 Licopódio da espécie Lycopodium annotinum. 

Cavalinha da espécie Equisetum hyemale.

Gimnospermas

As gimnospermas vivem preferencialmente em regiões de clima frio ou temperado. No Brasil, ocorrem naturalmente em locais geralmente com altitudes elevadas nas regiões Sul e Sudeste. Há apenas duas espécies de gimnospermas nativas brasileiras: a araucária, também conhecida como pinheiro-do-paraná (Araucaria angustifolia), que produz os pinhões, utilizados na culinária brasileira, e o pinheiro-bravo (Podocarpus lambertii). A sequoia, gimnosperma nativa da América do Norte, chega a atingir mais de 100 metros de altura. 

As gimnospermas, assim como as pteridófitas, são plantas vasculares com raiz, caule e folhas verdadeiros. Algumas espécies apresentam folhas em forma de agulha, o que diminui a perda de água por evaporação e, em locais com inverno rigoroso, reduz o acúmulo de neve sobre a superfície foliar, evitando o congelamento. 

As plantas desse grupo apresentam sementes nuas, pois não há produção de frutos. A denominação gimnosperma vem do grego gymnos, “nu”, e sperma, “semente”. As sementes abrigam, protegem e nutrem o embrião, garantindo, assim, o seu desenvolvimento até o surgimento das primeiras folhas.

Exemplos de gimnospermas: 

Pinheiro da espécie Pinus canariensis. (Ilha de Tenerife, Espanha, 2016.)

Araucária (Araucaria angustifolia). (Delfim Moreira, MG, 2014.)

Angiospermas 

As angiospermas são as plantas mais comuns e abundantes que existem, podendo ser encontradas em vários tipos de hábitat, como ambientes aquáticos ou regiões de clima desértico. Quanto ao porte, podem ser herbáceas (ervas e gramas), arbustivas (arbustos) ou arbóreas (árvores e palmeiras). São exemplos de angiospermas o manjericão, a azaleia e os ipês.

Assim como as pteridófitas e as gimnospermas, as angiospermas são plantas vasculares. Essas plantas têm raiz, caule, folhas e sementes. No entanto, diferentemente das gimnospermas, cujas sementes são nuas, as angiospermas possuem sementes protegidas pelo fruto. O desenvolvimento de estruturas da flor das angiospermas dá origem ao fruto.

Exemplos de angiospermas:

Aguapé (Eichhornia sp.), uma angiosperma aquática. (Ibiúna, SP, 2017.) 

Ipê-roxo (Tabebuia heptaphylla), uma angiosperma arbórea. (Poconé, MT, 2017.)

O reino das plantas

Características das plantas

Atualmente, são conhecidas cerca de 250 mil espécies de plantas. Esses organismos possuem grande diversidade de formas e cores, porém compartilham algumas características: são seres pluricelulares e eucarióticos, ou seja, são constituídos de mais de uma célula, e essas células têm núcleo delimitado por membranas. São também autotróficos, pois são capazes de produzir seu próprio alimento por meio do processo de fotossíntese. 

As plantas apresentam ciclo de vida com alternância entre uma forma que produz gametas e outra que produz esporos. Os embriões das plantas desenvolvem-se à custa da planta-mãe, que é a planta que originou o embrião e a semente.

Alguns representantes das plantas:

 Musgo da espécie Tortula muralis. 

Licopódio da espécie Lycopodium clavatum.

Araucária (Araucaria angustifolia).

Tomateiro (Solanum lycopersicum).

As células das plantas 

As células eucarióticas são constituídas de membrana plasmática, núcleo com material genético e citoplasma, no qual se encontram diversos organoides (ou organelas) celulares. Além dessas estruturas básicas, as células vegetais apresentam algumas características particulares, como presença de parede celular, vacúolos bem desenvolvidos e plastídios (ou plastos).

A parede celular é uma estrutura localizada externamente à membra na plasmática. É constituída por celulose, que confere rigidez e suporte à célula e, consequentemente, à planta. 

Os vacúolos são organoides em forma de bolsa que armazenam substâncias, como água e sais minerais. 

Os plastídios ou plastos são organoides que recebem nomes específicos dependendo do pigmento ou da substância que armazenam, como os cloroplastos, os cromoplastos e os leucoplastos.

Os cloroplastos, por exemplo, são plastos que têm clorofila, pigmento verde. São encontrados nas folhas e nos caules verdes. 

Os cromoplastos geralmente contêm pigmento amarelado ou avermelhado e são encontrados nas flores, em folhas velhas, em algumas raízes ou nas cascas e polpas de certos frutos. Já os leucoplastos não são pigmentados e armazenam substâncias nutritivas, principalmente amido. Costumam ser encontrados em partes da planta que estocam materiais, como certos tipos de raízes e caules.

Células das raízes da planta aquática Spirodela oligorrhiza. Em azul, observamos o núcleo; em verde, os cloroplastos; e, em preto, a parede celular.

Os tecidos das plantas

Nos seres vivos pluricelulares, como as plantas, as células desempenham funções definidas e atuam de modo integrado, formando os tecidos. Na maioria das plantas, há diferentes tipos de tecido: de revestimento, sustentação, condução e crescimento. 

As células que compõem o tecido de revestimento são achatadas e geralmente formam uma única camada. Esse tecido protege toda a superfície da planta, evitando a perda excessiva de água.

As células do tecido de sustentação possuem paredes grossas e sua função é dar firmeza, suporte e proteção aos órgãos das plantas, principal mente as de pequeno porte. A parede celular das plantas de grande porte, como as árvores, geralmente contém uma substância, a lignina, que confere maior sustentação ao organismo. 

Os tecidos condutores são responsáveis pela condução de substâncias para várias partes da planta. Existem dois tecidos condutores: o xilema e o floema. Muitas de suas células são semelhantes a tubos finos. O xilema conduz a seiva mineral (rica em água e sais minerais) das raízes para todas as regiões da planta. Já o floema conduz a seiva orgânica (rica em açúcares) geralmente das folhas até as outras regiões da planta.

As células que formam o tecido de crescimento se dividem continua mente. Também chamado de tecido meristemático, é responsável pelo crescimento da planta e está presente nas pontas dos caules e das raízes.

O reino dos fungos

Os fungos são seres vivos eucarióticos e podem ser unicelulares ou pluricelulares. Entre os fungos unicelulares, podemos destacar as leveduras, presentes nos fermentos biológicos. A maioria, porém, é pluricelular, como os cogumelos, as orelhas-de-pau e os bolores.

Todos os fungos apresentam parede celular externa à membrana plasmática, o que lhes confere rigidez elevada e maior resistência ao meio. Nos fungos pluricelulares, as células estão agrupadas em filamentos denominados hifas. O conjunto de hifas constitui o micélio.

A parte visível dos fungos, como os cogumelos, representa uma porção do corpo desses seres vivos. As hifas microscópicas penetram a matéria orgânica digerindo e absorvendo suas substâncias. Essas hifas podem ter apenas alguns milímetros ou chegar a quilômetros de extensão.

A alimentação dos fungos 

Os fungos são heterotróficos e desempenham um papel importante na decomposição e na reciclagem de nutrientes no ambiente. O micélio envolve o alimento e libera substâncias para digeri-lo. Depois de digerido, o alimento é absorvido pelas células do micélio. Nos fungos unicelulares, que não formam micélios, todo esse processo é realizado pela única célula do indivíduo.

A reprodução dos fungos 

Entre os fungos unicelulares, a forma mais comum de reprodução é a assexuada. Nos fungos pluricelulares, a reprodução assexuada pode acontecer por meio da fragmentação do micélio. 

A maioria dos grupos de fungos apresenta reprodução sexuada: forma-se uma estrutura especializada chamada corpo de frutificação, o cogumelo, na qual ocorre a produção de células reprodutivas, os esporos. Os cogumelos geralmente são temporários, porque se desintegram após a liberação dos esporos. Os esporos originam hifas, que podem se fundir produzindo um novo micélio.

Folha de nabo com manchas amarelas indicando que está parasitada pelo fungo Pseudocercosporella capsellae.

O modo de vida dos fungos 

Os fungos são heterotróficos e, de acordo com sua forma de alimentação, podem ser classificados como predadores, parasitas, mutualísticos ou saprófagos. 

• Predadores: capturam, com suas hifas, pequenos animais para sua alimentação.

• Parasitas: obtêm seu alimento de outros seres vivos, nos quais se instalam, prejudicando-os. Esses fungos parasitam protozoários, plantas e animais, causando-lhes doenças. Geralmente não matam o hospedeiro, mas limitam seu crescimento e sua reprodução. Certas doenças de plantas, como a ferrugem-do-café, são provocadas por fungos parasitas. Quando se desenvolvem sobre a pele dos animais e do ser humano, provocam doenças chamadas micose.
• Mutualísticos: interagem com outros seres vivos, sendo ambos beneficiados. Entre eles há fungos que se ligam às raízes de plantas, formando micorrizas. Nesses casos, o fungo degrada algumas substâncias do solo, que são mais facilmente absorvidas pela raiz da planta. O fungo também se beneficia, pois obtém da planta açúcares e ou transubstancias de que necessita. Outro exemplo de mutualismo é o líquen, uma associação entre fungos e algas verdes ou entre fungos e cianobactérias. Enquanto as algas ou cianobactérias produzem, por meio da fotossíntese, substâncias utilizadas pelo fungo para se alimentar, os fungos fornecem um ambiente úmido e favorável ao desenvolvimento desses organismos. 

• Saprófagos: alimentam-se decompondo organismos mortos ou restos de seres vivos, realizando o papel de decompositores nas cadeias alimentares. A decomposição nos ecossistemas é fundamental, pois permite a reciclagem dos nutrientes e impede o acúmulo de partes mortas, cadáveres e resíduos orgânicos.

A classificação dos fungos 

São conhecidas aproximadamente 100 mil espécies de fungos. Um dos critérios utilizados para classificar os fungos nos grupos descritos a seguir é a forma do corpo.

• Quitridiomicetos: a maioria desses fungos é filamentosa, aquática e apresenta flagelos em algum estágio do ciclo de vida. Uni ou pluricelulares, constituem o grupo mais antigo dos fungos, o qual estima-se que tenha surgido há cerca de 400 milhões de anos. 

• Zigomicetos: muitos representantes são conhecidos como mofos. São responsáveis pelo apodrecimento de alguns alimentos. Outros podem causar doenças em plantas e animais, inclusive nos seres humanos.

• Basidiomicetos: são fungos pluricelulares que formam corpos de frutificação em formato de chapéu, os cogumelos. Alguns são comestíveis, como o champignon, e outros são extremamente venenosos, como os do gênero Amanita. 

• Ascomicetos: inclui as leveduras, que, por realizarem fermentação, são utilizadas na produção de pão, cerveja e vinho. Há espécies parasitas, como a Candida albicans, causadora da candidíase ou “sapinho”.

Liquens no tronco de uma árvore.

Detalhe de um líquen. Note a associação entre as algas unicelulares (esferas verdes) e as hifas dos fungos (estruturas tubulares brancas). 

Zigomiceto da espécie Rhizopus nigricans, conhecido como bolor negro, cresce sobre superfícies úmidas de alimentos ricos em carboidratos, como os pães.

Saccharomyces cerevisiae (levedura), um ascomiceto utilizado na produção de alimentos e bebidas.

Os fungos no ambiente

Os fungos são extremamente importantes para o equilíbrio dos ecos sistemas. Com certas bactérias, eles desempenham o papel de decompositores na cadeia alimentar, reciclando os nutrientes. 

Cerca de 200 tipos de cogumelos são utilizados na alimentação humana. Alguns, como o basidiomiceto Agaricus campestris, conhecido como champignon, são amplamente cultivados. 

Os fungos estão presentes em processos diversos de produção de alimentos. Alguns são utilizados na fabricação de queijos, e as leveduras, como as do gênero Saccharomyces, são empregadas na produção de pães, de bebidas alcoólicas (como cerveja, vinho e cachaça) e de etanol combustível.

Desde 1940, os fungos têm sido empregados na indústria farmacêutica para a produção de antibióticos e de outros medicamentos. 

Os fungos também estão relacionados à decomposição e à contaminação de alimentos com substâncias tóxicas. É o caso das toxinas liberadas por fungos do gênero Aspergillus, encontrados em amendoins contaminados e em outros tipos de alimentos. Além disso, diversas espécies de fungos são parasitas e causam doenças em plantas e em animais.