Como as árvores pegam a água do solo e levam para a parte de cima? (V.4, N.4, P.4, 2021)

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Tempo de leitura: 4 minutos
#acessibilidade A imagem mostra uma sequoia, árvore de grande porte que figura entre as mais altas do planeta. A sequoia está destacada em uma floresta onde ela desponta como a mais alta entre todas as outras árvores.

Você já se perguntou como é possível uma árvore grandalhona retirar água do solo e a levar para a parte de cima, lá na copa? Neste texto vamos tentar matar sua curiosidade, explicando de maneira simplificada os processos que ocorrem nas plantas desde a entrada de água pela raiz até a chegada dela às folhas.

A água entra nas plantas por meio dos pelos radiculares, que entram em contato com a água presente no solo. Após a absorção, a água chega ao xilema, um tecido condutor que, de maneira bem grosseira, pode ser comparado aos nossos vasos sanguíneos. O xilema percorre toda a planta levando água e nutrientes dissolvidos, também retirados do solo (Veja a imagem abaixo). Até aí, tranquilo, mas como é que a água sobe, contra a força da gravidade? Aqui é que entra em atividade a transpiração da planta. Sim, as plantas transpiram! Nas folhas, existem umas estruturas chamadas de estômatos, que abrem e fecham de acordo com a necessidade da planta. Quando as plantas estão realizando fotossíntese, o gás carbônico (CO2) precisa entrar para dar início ao processo, sendo que este gás entra pela abertura dos estômatos. Acontece que, quando abertos, os estômatos expulsam água na forma de vapor, a famosa transpiração! Isto causa uma força de sucção na planta que faz com que a água seja puxada de baixo para cima.

estrutura planta - Como as árvores pegam a água do solo e levam para a parte de cima? (V.4, N.4, P.4, 2021)

#acessibilidade: A imagem mostra, do lado esquerdo, uma planta com raiz, caule e folhas. Uma parte da raiz está destacada, onde se pode ver o xilema na parte central (em vermelho). Também destaca-se a parte interna do caule, com o xilema sendo mostrado também em vermelho. A água percorre o caminho da raiz até as folhas. O lado direito da imagem mostra a anatomia de uma folha, com as principais estruturas celulares. Podemos ver as células do mesófilo e a camada estomática, por onde sai o vapor de água perdido na transpiração. Também podemos ver no centro da folha o xilema, por onde a água chega, sendo depois distribuída para o mesófilo, de onde evapora para os espaços intercelulares dentro da folha. O vapor de água se difunde, então, pelos espaços intercelulares da folha, através da fenda estomática e da camada limítrofe de ar parado situada junto à superfície foliar. O CO2 se difunde na direção oposta.

Na verdade, o fluxo de água para cima é explicado por uma teoria chamada de teoria da coesão-tensão (teoria de Dixon). Durante a transpiração, as folhas vão perdendo água e suas células absorvem os nutrientes presentes no xilema, provocando uma sucção que puxa para cima a coluna de água presente no xilema. A água perdida por uma célula vai sendo reposta pela água de células adjacentes até atingir o xilema, que já está cheio d’água (coluna de água). Isto cria uma tensão nas paredes do xilema e sua água é, então, impulsionada para cima. É como se alguém estivesse sugando água de canudinho lá da copa da árvore. É preciso dizer que as células que estão perdendo água ficam com altas concentrações de nutrientes e que a água abundante nas células vizinhas penetra nas células sem água por osmose. Outra coisa a notar é que o xilema está sempre com uma coluna de água, devido às propriedades físico-químicas dela, que são capazes de se ligar fortemente às paredes do xilema (adesão), além de ligarem entre si (coesão). Esta propriedade de adesão e coesão no xilema permite que a coluna de água não seja interrompida e que não entre ar no xilema, o que iria colapsar as células. Resumindo, este gradiente osmótico provocado pela perda e ganho de água promove a absorção de água pela raiz de maneira contínua. Tudo isso devido à transpiração.

Tudo certo até aqui, mas e quando os estômatos estão fechados e a transpiração é pouca ou não ocorre? Isto acontece durante a noite, lembre-se que a fotossíntese necessita da luz do sol para ocorrer, logo os estômatos à noite estão fechados, pois não há luz, não havendo necessidade de grande captura de CO2. Com os estômatos fechados, nada de transpiração. Neste caso, uma outra teoria pode explicar a subida da água pelo xilema. Se houver uma grande quantidade de nutrientes no solo e estes nutrientes (solutos) forem absorvidos pelo xilema na raiz, água será requerida para dissolver estes solutos. Esta entrada de água no xilema das raízes empurra então a coluna de água para cima (pressão positiva da raiz). Além disso, a água também pode subir por capilaridade, devido às forças de coesão entre suas moléculas e à adesão ao xilema (que é um vaso muito fininho). Todavia, é preciso ressaltar que estas duas teorias funcionam melhor para plantas de baixa estatura, explicando pouco a ascensão da água em árvores de grande porte.

Fontes:

Fonte da imagem destacada: Michael Nichols/National Geographic

Fonte da imagem 1 e 2: Taiz & Zeiger, Fisiologia Vegetal, 6ª edição – Cap. 4

Livro Fisiologia Vegetal, de Taiz e Zeiger. 5ª Edição. Capítulos 3 e 4.

Para saber mais:

Vídeo Condução da Seiva Inorgânica – Botânica – Biologia (Kuadro Oficial)

Vídeo Condução de Seiva Bruta – Fisiologia Vegetal – Aula 24: Botânica (Prof. Guilherme)

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