Exercícios: O transporte de seivas

Distinga a seiva bruta da seiva elaborada: que substâncias cada uma transporta, em que vasos condutores circulam e qual é o sentido do seu transporte na planta.

Indique quais elementos celulares formam o xilema (traqueídes e elementos de vaso) e o floema (tubos crivados e células companheiras), e uma diferença estrutural entre eles relacionada à sua função.

Por onde entra a água do solo na planta e através de que estruturas sai a maior parte dela para a atmosfera? Nomeie o processo de perda de água e a sua importância.

Explique o que é a transpiração vegetal e raciocine sobre qual porcentagem da água absorvida pela raiz é realmente utilizada na fotossíntese (o que acontece com os $98\ \%$ restantes e para que serve perdê-la?).

Enumere o trajeto da água desde o solo até a atmosfera (pelo radicular → córtex da raiz → xilema → mesofilo da folha → estômato), indicando que tecido ela atravessa em cada etapa.

Distinga gutação de transpiração: quando ocorre cada uma (noites úmidas versus dias secos), por onde sai a água em cada caso e o que a gutação demonstra sobre a pressão que impulsiona a seiva a partir da raiz.

O que é a pressão radicular? Explique em que condições ela se manifesta (noites de umidade elevada, seiva que exsuda ao cortar um caule na primavera) e por que razão não é suficiente para elevar a água até a copa de uma árvore alta.

Além de açúcares, o floema transporta aminoácidos, fitormônios e sinais de alarme. Explique o que significa que a seiva elaborada viaja «do órgão-fonte para o órgão de reserva/consumo» e indique dois órgãos receptores distintos conforme a época do ano (raízes, frutos, gemas novas).

Explique a teoria da tensão-coesão-adesão da ascensão da seiva bruta: que papel desempenham a transpiração foliar, a coesão entre moléculas de água e a adesão às paredes do xilema, e por que razão a água pode subir dezenas de metros sem uma bomba propulsora.

Descreva o mecanismo de fluxo de massa (hipótese de Münch) do transporte de seiva elaborada pelo floema, explicando o que ocorre no «órgão-fonte» (folha) e no «órgão receptor» (raiz, fruto) e por que motivo esse transporte consome energia.

O esquema mostra os dois tecidos condutores do caule de uma planta vascular. a) Indique que número corresponde ao xilema e qual ao floema, justificando pelo sentido das setas. b) Nomeie a seiva que cada vaso transporta e a sua composição. c) Explique que força impulsiona a ascensão pelo vaso 1.

A teoria da tensão-coesão-adesão explica a ascensão da água sem bomba propulsora. Explique que três propriedades da água e do xilema a tornam possível (evaporação no estômato, coesão entre moléculas, adesão às paredes do vaso) e raciocine por que motivo a coluna de água não se rompe em vasos tão estreitos.

Um solo seco «retém» a água com mais força do que um úmido. Explique o que é a tensão da água no solo (potencial hídrico, de forma qualitativa), o que é o ponto de murcha permanente e por que regar muitas vezes com pouca água é uma estratégia pior do que regar em profundidade.

Os fruticultores às vezes anelam um ramo (retiram um anel de casca) para que os frutos engordem. Explique que seiva se acumula acima do anel, por que motivo o fruto melhora e que risco acarreta aplicar a técnica ao tronco inteiro (o que morre primeiro?).

Os pulgões inserem o estilete deles no floema e a seiva entra por si mesma sob pressão. Explique o que isso demonstra sobre a pressão no interior do floema, o que é a substância açucarada (honeydew) excretada pelos pulgões e como as formigas a aproveitam (mutualismo).

Durante as secas podem se formar bolhas de ar no interior do xilema (cavitação e embolia). Explique por que uma embolia rompe a coluna de água e inutiliza esse vaso, e cite duas estratégias das plantas para evitá-la ou limitá-la (vasos mais estreitos, fechamento dos estômatos, compartilhamento de risco entre muitos vasos).

Na horticultura, pratica-se às vezes a anelagem (remoção de um anel de casca) em um ramo específico para obter frutos maiores, mas se for realizada na base do tronco principal a árvore acaba morrendo.

1. a) Explique, segundo o modelo de fluxo de pressão (fonte-dreno), por que os frutos do ramo anelado aumentam de tamanho e de teor de açúcares.
2. b) Um operador afirma: «A árvore anelada no tronco não deveria morrer, já que o xilema continua intacto e as folhas podem receber água e continuar realizando a fotossíntese normalmente». Refute este argumento prevendo a sequência temporal de falhas fisiológicas nas raízes e na copa que levam à morte da árvore.

Em uma região semiárida, compara-se uma parcela florestal madura com uma parcela contígua desmatada recentemente para cultivo de sequeiro, com solo desprovido de cobertura vegetal permanente. Constata-se que, no verão, a temperatura do ar sobre o dossel da floresta é até $4\ \text{°C}$ inferior à da área sem árvores, e as neblinas ou garoas locais são notavelmente mais frequentes.

1. a) Justifique o efeito termorregulador da floresta explicando o mecanismo de transpiração foliar e a propriedade biofísica da água responsável pelo resfriamento do ambiente.
2. b) Explique o papel da evapotranspiração na reciclagem da umidade continental («rios voadores») e preveja como o desmatamento em grande escala pode alterar o regime de chuvas em áreas situadas a centenas de quilômetros.
3. c) Após uma tempestade torrencial de outono, registra-se a vazão dos riachos de ambas as parcelas. Preveja, de modo fundamentado, como os hidrogramas (pico de vazão máxima e tempo de resposta) irão diferir e analise o risco de erosão do solo em função da presença ou ausência de raízes e serapilheira.

Em um pinhal mediterrâneo submetido a vários anos consecutivos de seca extrema, constata-se uma mortalidade maciça por falha hidráulica e um ataque fulminante de besouros perfuradores da casca (Tomicus sp.), que escavam galerias no floema.

1. a) Explique a relação de causa e efeito entre a queda contínua do potencial hídrico do solo, a tensão nos vasos do xilema e o aparecimento de embolias. Fundamente por que o fechamento estomático preventivo a longo prazo não evita a morte da árvore (inanição por déficit de carbono versus cavitação catastrófica).
2. b) Os pinheiros saudáveis se defendem desses insetos bombeando resina sob pressão através de seus canais resiníferos para expulsá-los da casca. Justifique fisiologicamente por que uma árvore desidratada e com estômatos fechados perde essa defesa mecânica e química.
3. c) Proponha duas medidas de manejo florestal ecológico orientadas a reduzir a vulnerabilidade desses pinhais diante de futuras secas e justifique a base biológica delas (competição intraespecífica pela água do solo e diversificação de hospedeiros).

Um grupo de estudantes utiliza um potômetro de capilar ($1\ \text{mm}$ de diâmetro) para investigar a perda de água em um ramo de louro (Laurus nobilis). Medem o avanço da bolha durante intervalos de $15$ minutos sob diferentes condições experimentais:

• Controle (luz de laboratório, $22\ \text{°C}$, ar calmo): $30\ \text{mm}$.

• Tratamento 1 (foco de luz direta intensa): $75\ \text{mm}$.

• Tratamento 2 (ventilador em baixa velocidade): $65\ \text{mm}$.

• Tratamento 3 (corrente de ar muito quente e seco durante $45$ minutos consecutivos): $12\ \text{mm}$.

• Tratamento 4 (ramo coberto com um saco de polietileno transparente úmido): $4\ \text{mm}$.

1. a) Interprete os resultados dos Tratamentos 1, 2 e 4 fundamentando o mecanismo fisiológico ou físico que atua em cada caso (abertura estomática fótica, redução da camada limite foliar e gradiente de pressão de vapor).
2. b) Resolva a aparente contradição do Tratamento 3: explique por que razão um ambiente extremamente dessecante provocou uma queda drástica da transpiração em vez de seu aumento.
3. c) Indique que grandeza o potômetro mede diretamente (em oposição à transpiração foliar líquida real) e justifique por que o corte basal do caule deve ser feito necessariamente submerso em água ao montar o aparelho.