Questão 3 Unifesp 2020 - 2ª fase - Bioexatas

a) Durante a noite, os ostíolos dos estômatos nas folhas da árvore se apresentam fechados. Um dos principais fatores que regulam a abertura dos estômatos, junto com a disponibilidade de água no solo e a concentração de gás carbônico no mesófilo foliar, é a presença de luz. A luz, principalmente na faixa do azul do espectro eletromagnético, é absorvida por fotorreceptores presentes nas células-guarda. A absorção de luz por esses pigmentos estimula o funcionamento de bombas de prótons (H⁺), as quais criam um gradiente de H⁺ entre o meio intracelular e o meio extracelular ([H⁺]_extra > [H⁺]_intra). Esse gradiente permite a entrada de íons potássio (K⁺) nas células-guarda, fenômeno que aumenta a pressão osmótica dessas células e possibilita o transporte de água para o meio intracelular. Desse modo, as células-guarda ganham água e se tornam túrgidas, resultando na abertura do ostíolo. O processo inverso acontece na ausência de luz, ou seja, durante a noite, resultando no fechamento do ostíolo.

A abertura dos estômatos das folhas é fundamental para que haja um fluxo de dióxido de carbono (CO₂) da atmosfera para o mesófilo foliar. Isso decorre da presença, nas folhas e caules jovens, da cutícula, uma camada constituída por compostos hidrofóbicos (p. ex. cutina) que tornam a superfície da planta impermeável tanto ao transporte de água (evitando, assim, a dessecação do vegetal) quanto ao transporte de gases. Portanto, pode-se afirmar que a abertura e o fechamento dos estômatos dependem de um equilíbrio entre a necessidade de realizar trocas gasosas (O₂ e CO₂) e a necessidade de economizar água. Assim sendo, durante a noite, quando não há luz e, consequentemente, a taxa de fotossíntese é nula, os estômatos se fecham para limitar a perda de água, o que também leva à interrupção do fluxo de dióxido de carbono da atmosfera para o mesófilo.

b) Os ecólogos mediram o fluxo de água presente no toco e na árvore por meio de sensores instalados no tecido chamado de xilema ou lenho. Esse tecido é formado por traqueídes e elementos de vaso, células mortas e cujas paredes são impregnadas de lignina, substância hidrofóbica e que torna essas células altamente resistentes. O xilema é o tecido por onde flui a seiva bruta da planta, que é constituída por água e sais minerais que foram absorvidos do solo. A seiva bruta é sempre transportada das raízes em direção às folhas do vegetal, ou seja, o fluxo de seiva bruta é sempre unidirecional.

Somente a hidratação não justifica o toco estar vivo porque as células das plantas, assim como a de todos os seres vivos, dependem também de moléculas orgânicas para a produção de energia e para a construção de organelas e biomembranas. Portanto, para se confirmar a existência de células e tecidos vivos no toco estudado, é necessário averiguar se existe um fluxo de seiva elaborada. Esta é constituída por compostos orgânicos, como açúcares, como a sacarose, e aminoácidos, e flui através do tecido chamado de floema ou líber. A translocação de seiva elaborada no floema ocorre sempre dos órgãos fonte (regiões produtoras de carboidratos) para os órgãos dreno (regiões consumidoras de carboidratos), sendo, ao contrário do fluxo de seiva bruta, bidirecional.

Caso as células que formam o toco estejam mortas, ainda assim é possível a existência de um fluxo de seiva bruta, porém não de seiva elaborada. Isso é possível porque os traqueídes e os elementos de vaso, que constituem o xilema, são células mortas e seu diâmetro é pequeno o suficiente para que seja possível a condução de água por capilaridade. Esse fenômeno promove a subida de uma coluna de água através de tubos extremamente finos, sendo o resultado de fenômenos somente físico-químicos: adesão das moléculas de água às paredes do tubo; e também coesão entre as moléculas de água.