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Transporte e distribuição de assimilados em plantas

CONSIDERAÇÕES GERAIS

      Tenho estimulado e motivado sempre, e com muita ênfase quando iniciamos um novo tópico, um novo tema que faz parte de uma disciplina que procuremos entender como ele se insere no contexto dessa disciplina e da formação profissional de um biólogo, agrônomo, engenheiro florestal, zootecnista. No caso especifico desse tema, transporte e distribuição de assimilados, com ênfase na sacarose, principal biomolécula transportadora de carbono reduzido pelas folhas,  pois como já sabemos as trioses produzidas nas folhas pelo Ciclo de Calvin, são posteriormente utilizadas na sintese da sacarose no citossol para ser exportada para atender a demanda dos outros órgãos da planta, sem desconsiderar a síntese do amido nos cloroplastos. É imperativo e muito importante saber como essa sacarose é carregada no floema a partir do mesofilo das celulas foliares fonte nas plantas C3 e CAM e da celulas da bainha nas plantas C4, e como é descarregada nos diferentes drenos, a partir do floema, envolvendo as possibilidades apoplástica e simplástica, para atender as diferentes demandas e necessidades de cada tipo especifico de dreno (crescimento celular, acumulo de reservas, etc). Conhecer com muita segurança como podem e devem atuar as enzimas hidrolíticas Invertases com suas varias isoformas (de parede celular, citosólica e vacuolar) e tambem da SuSy, obviamente com seus produtos, UDP-Glicose e frutose, e com suas particularidades de ação.

              Existem outros aspectos muito importantes que devem ser considerados no envolvimento no transporte via floema. Num primeiro momento não podemos desconsiderar a mobilização/transporte das várias moleculas sintetizadas nas folhas e regiões de crescimento para atender a imprescindivel  demanda de outras regiões e órgãos das plantas. Outro aspecto a ser considerado  seria a remobilização de ions e moléculas durante os processos de senescência natural e induzida de folhas para ramos, caules e regiões de crescimento. Em espécies caducifólias, especialmente, o retorno e reinvestimento destes ions e moléculas na reprodução e renfolhamento destas espécies, após a senescência natural. Não deve ser ignorado também que os íons e moléculas armazenados durante um eventual período de estresse ambiental sejam novamente retranslocadas para os caules e ramos para atender a demanda dos novos lançamentos de foliares e de ramos após o cessamento do fator indutor do estresse.

          Com o passar dos anos e com a evolução das plantas para os ambientes terrestres, foi necessário o surgimento de mecanismos que proporcionassem condições de adaptação para estes organismos. Com essas mudanças, passaram a ter necessidade de obter e reter água para o seu desenvolvimento, ocorrendo o aparecimento de duas estruturas: raízes e folhas. As raízes são responsáveis por absorver água e nutrientes do solo, além de fazer a fixação da planta no ambiente terrestre, enquanto as folhas têm a função de absorver luz e realizar as trocas gasosas.

        Com o crescimento das plantas, estas estruturas ficaram consideravelmente distantes uma da outra, levando ao aparecimento de um sistema de conexão entre elas. Esse sistema ficou conhecido como sistema vascular e é formado por xilema e floema, os quais permitem a troca entre os compostos de absorção das raízes e de assimilação da folha, respectivamente. Dessa forma, o xilema é responsável por realizar o transporte de água e íons e o floema faz o transporte dos produtos da fotossíntese, da fonte para o dreno, e também redistribui água e outros compostos ao longo do corpo da planta (Taiz & Zeiger, 2013).

Sem título

            Elementos do xilema suportam um fluxo de massa para cima de seiva contendo mineral impulsionado pela perda por evaporação de água de órgãos aéreos, reduzindo a pressão em suas paredes celulares. Por contraste, as diferenças de pressões geradas osmoticamente movem os produtos da fotossíntese e os nutrientes inorgânicos (assimilados) por fluxo de massa de folhas para partes não fotossintetizantes pelo floema. A maioria dos assimilados são entregues pelo floema para os drenos, e estes órgãos têm baixas taxas de transpiração e, portanto importação pelo xilema (Lalonde et al., 2003) É através dessa comunicação que a água e os nutrientes minerais absorvidos pelas raízes ou os nutrientes orgânicos procedentes da fotossíntese percorrem toda a planta, suprindo as demandas em locais muito diferentes daqueles de origem.

            Limitações à produtividade vegetal podem depender tanto da taxa de fixação do carbono, quanto da distribuição e utilização dos carboidratos para órgãos e/ou tecidos não fotossintéticos, sendo relacionado com a capacidade de exportar e importar fotoassimilados, os órgãos vegetativos envolvidos nessa translocação são classificados em fonte e dreno e o principal mecanismo envolvido no transporte de solutos orgânicos está baseado na teoria do fluxo em massa ou de pressão. Desta maneira, para que ocorra a translocação de solutos na planta é necessário um sistema de comunicação, o qual deve interligar a planta do ápice da parte aérea até o ápice das raízes, para que os fotoassimilados sejam exportados para as partes da planta que não fazem fotossíntese.

             Dessa forma, os mecanismos envolvidos no transporte de assimilados no xilema e floema são essenciais para o desenvolvimento das plantas e sua melhor produtividade, o mau funcionamento ou bloqueio destes mecanismos causa sérios prejuízos para a produção agrícola e sobrevivência das plantas em geral.

Veja também:

Sistema Vascular

Referências:

LALONDE S, M. TEGEDER, M. THRONE-HOLST, W. B. FROMMER & J. W. Patrick. Phloem loading and unloading of sugars and amino acids. Plant, Cell and Environment.37–56. 2003.