ambiente das plantas

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AMBIENTE,

TECNOLOGIA E SOCIEDADE

O Ambiente das Plantas

Profa. Danielle Marie Macedo Sousa

Mossoró – RN

Março, 2014

INTRODUÇÃO

Passado geológico – primeiras plantas evoluíram em

um espaço físico onde estavam presentes – água, ar e

rocha.

Microrganismos e animais – mais importante substrato

para as plantas – o solo

Hidrosfera, atmosfera e litosfera – espaço ocupado

pelas plantas

Meio ambiente das plantas – fatores químicos e

físicos, influência dos seres vivos que propiciam ou

prejudicam o desenvolvimento do vegetal

Ambiente - todo o conjunto de condições externas

que atuam sobre o ser vivo ou sobre a comunidade

dos organismos (biocenose) em seu biótopo.

INTRODUÇÃO

ESFERAS TERRESTRES ONDE VIVEM AS

PLANTAS

Atmosfera

Zona do globo onde vivem os organismos – delicado

manto de ar

Troposfera – camada mais interna da atmosfera –

intensa movimentação de ar - define o clima sob a

superfície terrestre

Pressão atmosférica cai rapidamente em direção as

camadas mais externas da atmosfera. Ex. Nível do mar

Diminuição da temperatura – aumento da altitude –

limite superior da troposfera

Troposfera – capacidade de reter vapor de água proveniente

da evaporação

Estratosfera – acima da troposfera (altitude de 25 a 50 Km) –

pressão atmosférica menos de um décimo com relação ao

nível do mar

Atmosfera rarefeita, forte radiação ultravioleta (UV) –

concentra-se o ozônio atmosférico (absorve grande parte da

UV)

Formação de um filtro de ozônio – interceptação dos raios UV

Vida nos continentes – filtro de ozônio


PLANTAS

CAMADAS DA ATMOSFERA TERRESTRE

Camada de ar que envolve a terra – fornecimento de gás

carbônico e oxigênio

Ar da troposfera: 78 vol.% de nitrogênio, 21 vol.% de

oxigênio, 0,95 vol.% de gases nobres e 0,035 vol.% de

dióxido de carbono

Vapor de água, pequenas quantidades de metano, dióxido de

enxofre, gases halógenos, ozônio de origem terrestre,

aerossóis, cinza, poeira e fuligem

Atmosfera – 1.200 X 10¹² t de oxigênio – maior parte formada

por organismos autótrofos e acumulada de tempos

geológicos


PLANTAS

Oxigênio consumido = Oxigênio reposto (fitoplâncton

nos mares e plantas no continente – fotossíntese)

12H2O + 6CO2 → 6O2 + 6H2O + C6H12O6 (Fotossíntese)

Atmosfera – 721 x 109 t de carbono na forma de CO2

Materiais da atmosfera são dispersados rapidamente

por grandes extensões

Ex. violenta erupção vulcânica ou escape de

substâncias radioativas


PLANTAS

Hidrosfera

Oceanos, águas subterrâneas, massas de águas continentais

lóticas e lênticas, gelo das calotas polares e das geleiras, e a

água da atmosfera.

Oceanos e mares – 71% da superfície da terra, contendo

74% de toda água do planeta

Segunda maior reserva de água – águas subterrâneas - 1%

próxima a superfície, sendo alcançada pelas raízes das

plantas, o restante a mais de 100 metros de profundidade


PLANTAS

Águas continentais – contato com a superfície – rios e lagos

– pequena porção da hidrosfera – espaço vital para as

plantas

0,001% da água existente na terra – nuvem, bruma e vapor –

balanço hídrico e de calor global – grande mobilidade

Ciclo da água – maior movimento de matéria na terra e fluxo

de energia

Energia solar absorvida é consumida pela evaporação da

água

Hidrosfera – componente determinante para o sistema

climático da terra


PLANTAS

Características químicas dos corpos d’água são

distintas:

Água do mar: NaCl (10,8 gl-¹ Na+, 9,4 gl-¹

Cl−) , tendo outros cátions como Mg2+, Ca2+, 𝑘+, e ânions

com SO2− (monóxido de enxofre), HCO3 (bicarbonato),

Br

Água doce: rica em Ca2+ e HCO3

Rios e lagos – derrame da água de esgoto ou despejo

rico em nitratos e fosfatos – processo de eutrofização


PLANTAS

Litosfera e o Solo

Crosta terrestre – local de estoque de inúmeros

elementos químicos, dos quais os organismos

necessitam para construir sua estrutura corpórea

Elemento químico mais abundante – oxigênio

Seguido de silício, alumínio, sódio, ferro, cálcio,

magnésio, potássio e fósforo

Litosfera troca materiais com a hidrosfera (produtos de

decomposição e formação de sedimentos)


PLANTAS

Camada externa da crosta terrestre

- Rochas magmáticas – rochas fundidas ou

resfriamento ou cristalização do magma

- Rochas metamórficas – resultantes dos movimentos

tectônicos, sobre influência de forte calor e pressão

- Rochas sedimentares – deposição e compactação de

material de desgaste das rochas e produtos de erosão


PLANTAS

Rocha Magmática

Rocha Metamórfica

Rocha Sedimentar

Litosfera fornece o material primário para a formação do

solo

Litosfera – substâncias minerais e orgânicas

transformadas e combinadas, formando um sistema

complexo

Formação do solo – decomposição e humificação do

material vegetal – desagregação mecânica

Solos não perturbados - formação de perfis com

horizontes


PLANTAS

Fitosfera, uma parte da biosfera

Biosfera – local onde vivem os seres na terra

Plantas povoam todos os lugares onde existe vida na

terra

99% de toda massa viva (biomassa) sobre a terra

Fator estabilizador na circulação da matéria e influencia

o clima e o solo

Rizosfera – compartimento de extrema importância

ecológica


PLANTAS

Fitosfera – influencia o ambiente abiótico (inorgânico) e

o biótico (orgânico) – se relacionam por meio do fluxo

de energia, ciclagem da matéria e das interações entre

sistemas ecológicos, resultando na ecosfera

Ecossistema – parte da ecosfera

Floresta, campo de gramíneas, região habitada pelo

homem, um lago

Organismos coexistindo em um ecossistema, estão

inter-relacionados por múltiplas dependências e

interações


PLANTAS

Interações Tróficas: trocas de matérias entre autótrofos e os

heterótrofos da cadeia alimentar, todas as variações de

simbiose, parasitismo, plantas carnívoras e saprofilia

Interações complexas regulam a convivência de diferentes

espécies vegetais, microrganismos e animais

Interações Ecológicas: cooperação, competição, comunicação

química e interações por meio de metabólitos secundários

Interação - assegura ou impede o desenvolvimento e a

reprodução de uma espécie, mantendo a estabilidade da

biosfera


PLANTAS

PROCESSOS BIOGEOQUÍMICOS NA

RIZOSFERA

Troca ativa de materiais entre as raízes das plantas

vasculares e os organismos do solo

Restos vegetais decompostos e mineralizados e

liberam produtos gasosos (CO2, NH3 - amônia, N2 e

CH4 - metano)

Atividade de decomposição dos microrganismos

regula a ciclagem de nutrientes

Troca mais intensa de matéria entre plantas,

microrganismos e partículas inorgânicas do solo,

ocorre na superfície das raízes

Características do solo – influenciam o formato e

a propagação da raiz: valores do pH, conteúdo

nutricional do solo, balanço hídrico, aeração do

solo, profundidade, presença de barreira ou a

compactação de um horizonte


RIZOSFERA

RIZ

OP

LA

NO

• Em contato com as

raízes mais finas -

comunidade de

bactérias e

actinomicetos

• Metabolizando e se

multiplicando

ativamente

• Troca recíproca de

material nutritivo

Plantas vascularizadas absorvem material nutritivo

de difícil obtenção por meio das micorrizas

Associação fungo-raiz – simbiose

Aumento da superfície de absorção


RIZOSFERA

Micorrizas arbusculares Glomus

intrarradices

INTERAÇÃO QUÍMICA ATRAVÉS DE

SUBSTÂNCIAS VEGETAIS BIOATIVAS

Plantas produzem materiais metabólicos

Efeito regulador em outras plantas, organismos e animais – em

vez de serem utilizados como nutrientes

Metabólicos Bioativos – substâncias de sinal, reconhecimento,

defesa e inibição, ou como substâncias venenosas

Ecomônios ou Infoquímicos

Autotoxinas e inibidores – atuam intraespecificamente (ex.

inibidores de germinação de sementes)

Feromônios – substâncias de atração

Aleloquímicos – atuam interespecíficamente entre plantas,

microrganismos e animais

Substâncias bioativas – compostos finais ou

intermediários do metabolismo secundário

INTERAÇÃO QUÍMICA ATRAVÉS DE

SUBSTÂNCIAS VEGETAIS BIOATIVAS

ATRAÇÃO DE POLINIZADORES E DISPERSÃO

DE FRUTOS

Pigmentos e substâncias voláteis conduzem o

polinizador e o dispersor a suas fontes de alimento

– ambas as partes terão vantagens

Ultravioleta (comprimento de onda) e cores fortes –

atração pássaros e insetos

ESTIMULAÇÃO POR MEIO DE SUBSTÂNCIAS

DE RECONHECIMENTO

Plantas atraem diferentes animais (insetos e

nematóides) por meio de substâncias sinalizadoras

Sementes da espécie parasita Scrophulariaceae

germinam quando detectam um sinal químico da planta

hospedeira

Sementes podem permanecer décadas no solo, até

serem estimuladas por uma substância secretada pela

hospedeira, germinando e formando o haustório

ALELOPATIA

Impedem a colonização de outras espécies vegetais ao seu

redor – substâncias venenosas

Podem ser liberados no ar, excretados pela raiz ou são

carreados até o solo pela água da chuva que lava as partes

aéreas das plantas

DEFESA CONTRA INFECÇÃO POR MEIO DE

FITOTOXINAS E FITOALEXINAS

Defesa contra infecção bacterianas fitopatogênicas e de

fungos em seus tecidos

a. Hipersensibilidade ao ataque – rápida morte das

células infectadas, privando o agressor de nutrição

b. Encapsulamento do invasor com polissacarídeos

c. Substâncias antibióticas, que já existem nas células

vegetais

d. Substâncias que se formam após o ataque de vírus,

bactérias ou fungos – agentes pós-infecção

Após a infecção, as plantas sintetizam fitoalexinas

Mais de 200 fitoalexinas conhecidas – agrupadas

em função das famílias dos vegetais

Fabaceae – isoflavonóides

Solanaceae – sesquiterpenos

Asteraceae – poliacetileno

Orquidaceae - orquidol

DEFESA CONTRA INFECÇÃO POR MEIO DE

FITOTOXINAS E FITOALEXINAS

DEFESA QUÍMICA CONTRA A HERBIVORIA

Proteção contra herbivoria: espinhos, acúleos,

paredes celulares lignificadas, substâncias químicas de

proteção, que podem ser impalatáveis (irritantes ou

amargas), repelentes, pinicantes ou tóxicas

Seleção e coevolução, em resposta à pressão por

predação, resultaram em uma grande variedade de

substâncias de defesa nas plantas

Polifenóis e taninos

Glicosídeos cianogênicos

HOLTZ et al. Adaptação de Thyrinteina arnobia em novo hospedeiro e defesa induzida

por herbívoros em eucalipto. Pesq. agropec. bras., vol.38 no.4 Brasília, 2003

Bons Estudos!!!

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