Movimento da água na planta

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A parede celular da planta permite que as células construam grandes pressões hidrostáticas internas, esse fenômeno é conhecido por turgor. Essa pressão é essencial para muitos processos fisiológicos da planta, que incluem alargamento das células, abertura dos estômatos, transporte no floema e vários outros transportes entre as membranas, além de contribuir para a rigidez e estabilidade mecânica dos tecidos não lignificados da planta (TAIZ & ZEIGER, 2006).

A disponibilidade de água para a planta no solo depende da quantidade de água estocada no solo e a relação do solo com o potencial da água. Argila e solos orgânicos possuem pequenos capilares que geram uma pressão negativa (LAMBERS et. al. 2008).

Se há água no solo, ela se movimenta por difusão, do solo para a planta e da planta para atmosfera, no sistema conhecido como solo-planta-atmosfera (SSPA) (ANGELOCCI, 2002 apud PIMENTEL, 2004). A água se encontra em estado líquido no solo e na planta, até ser vaporizada, passando para a atmosfera em estado gasoso, nas paredes celulares da folha ou na epiderme (SUTCLIFFE, 1971 apud PIMENTEL, 2004). Este movimento de difusão da água ocorre devido ao potencial da água (Ψa) entre o solo, a planta e a atmosfera.

Segundo TAIZ & ZEIGER, quando a água se movimenta no sistema SSPA, ela passa por um meios muito variáveis (parede celular, citoplasma, membranas, espaços com ar), e os mecanismos de transporte da água varia de acordo com o tipo de meio, por processos como fluxo de massas, difusão e osmose.

Difusão

Como resultado da presença da parede celular na célula vegetal, a célula desenvolve em seu interior uma série de pressões hidrostáticas, que fundamentam processos que descrevem a trajetória das moléculas. (TAIZ, 2004)

As interações entre as moléculas de água e troca de energia cinética dentro da célula resultam em suas movimentações. Essa agitação origina o processo conhecido com difusão. A difusão é definida pelo movimento espontâneo de partículas, moléculas ou íons sob a ação de uma energia cinética. Se a distribuição das moléculas for desigual, as moléculas serão deslocadas para uma região onde sua concentração é menor. Assim, as moléculas se movimentam de uma região de alta concentração para baixa concentração. O mesmo pode se dizer de seu potencial químico.

Flick em sua 1º Lei criou a fórmula pela qual descreve o fenômeno de difusão (J) representado pela quantidade de uma substância (j) que se movimenta em uma determinada área em um período de tempo. Na equação 1, J representa o fluxo de substâncias em (moles ). O coeficiente Dj varia com a substância em questão e o meio. A relação representa a gradiente de concentração. O sinal negativo contido na fórmula reflete que a gradiente de concentração varia do maior para o menor. [pic 5][pic 6]

1.[pic 7]

Essa lei de Flick permite concluir que a difusão ocorrerá mais rapidamente quanto maior a gradiente de concentração, ou quando o coeficiente de difusão da substância ser alto.

Nas plantas a difusão está relacionada com o fluxo de nutrientes e água do solo no sentido das raízes para a nutrição. Além disso, é um processo de suma importância para a fotossíntese, visto que possibilita o fornecimento de dióxido de carbono. A perda de água pela transpiração também está intimamente relacionada com a difusão. (KERBAUY, 2004)

Fluxo de massas

Outro processo que designa o transporte de água nas células é o fluxo de massas. As movimentações de moléculas a partir do fluxo de massa provem da existência de uma força de pressão resultante de alguma perturbação mecânica ou dos efeitos da gravidade. Este processo independe da concentração do soluto desde que as mudanças na viscosidade não sejam consideradas. Nas plantas o transporte de seiva bruta feita pelo xilema é possível pela ocorrência do fluxo de massas. (KERBAUY, 2004)

Osmose

A osmose consiste na trajetória da água para outro meio delimitado por uma membrana seletiva. Anteriormente, a osmose dentro da célula era entendida como uma simples difusão na presença de uma estrutura denominada membrana plasmática. No entanto, descobriu-se que a estrutura desempenhava papel ativo no processo de transporte e esse papel assemelhava-se com o processo de fluxos de massas. O efeito comparado ao processo de fluxo de massas é resultante de canais denominados aquaporinas, estruturas de constituição proteica.

Como a difusão, a ocorrência da osmose está relacionada com uma variação de potencial químico da água, onde seu fluxo é direcionado para uma área de menor potencial químico. O potencial químico consiste na expressão quantitativa de energia livre associada às moléculas de água, sua unidade é representada por energia por mol (J ). [pic 8]

Para a fisiologia a osmose é relacionada com seu potencial hídrico, o qual consiste na razão entre o potencial químico da substância e o seu volume molar ocupado. Os principais fatores que influenciam no potencial hídrico é a pressão, a concentração e a gravidade. Quanto maior a pressão de uma solução, maior o seu potencial hídrico. A força da gravidade também altera o potencial hídrico de modo a aumentá-lo, no entanto, essa relação não é verificada se a gravidade se opuser ao potencial. A presença de solutos reduz a energia livre da água, assim seu potencial químico é reduzido e o meio torna-se vulnerável ao movimento da água originada de um meio com potencial químico superior.

O osmômetro é uma ferramenta capaz de mensurar o processo de osmose, consiste em duas extremidades de um tubo delimitada por uma membrana seletiva. O tubo contém uma solução de açúcar e água e é imerso em um recipiente com água destilada. Com a passagem de água do recipiente para o tubo, ocorre o aumento do volume no tubo como repercussão da osmose. A água que sobe pelo tubo forma uma pressão, causada pelo seu peso, tal pressão é chamada de pressão turgor.

Em consequência da pressão de turgor, o interior do osmômetro também sofre uma pressão de difusão de água. Quando as pressões da água destilada e da água do osmômetro atingem a mesma intensidade, é obtido o estado de equilíbrio. (KERBAUY, 2004)

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CONCLUSÃO

A água é uma substância muito importante para a sobrevivência