Respostas das Respostas das Plantas aos Desafios Plantas aos Desafios

AmbientaisAmbientais

Fábio Br. Vieirahifabiobr@yahoo.com.br

Graduando em Ciências Biológicas ICB/UFMG

Dpto. de BiologiaAssoc. Pré-UFMG

COMO AS PLANTAS LIDAM COM OS COMO AS PLANTAS LIDAM COM OS PATÓGENOS?PATÓGENOS?

Eles evoluíram juntos como uma verdadeira “CORRIDA ARMAMENTISTA”.

A chave do sucesso de uma planta é responder de modo rápido e vigoroso e massivamente à

interação do patógeno.

As plantas empregam defesas mecânicas e químicas.

• As plantas vedam partes infectadas para restringir o dano

Tecidos como epiderme e súber protegem as superfícies externas.

Vedação e sacrifício do tecido lesado:

Deposição rápida de polissacarídeos adicionais nas paredes celulares (bloqueio dos plasmodesmos).

Deposição de lignina na parede celular (aumento de barreira mecânica e da toxicidade).

• Algumas plantas possuem defesas químicas potentes contra patógenos

As plantas produzem substâncias defensivas quando são atacadas por fungos e bactérias.

FITOALEXINAFITOALEXINA: Composto fenólico tóxico para muitos microrganismos produzido por células infectadas e por suas vizinhas.

Inespecífica Lesões físicas e infecções virais também

induzem a formação de fitoalexinas.

PROTEÍNAS RELACIONADAS À PATOGÊNESEPROTEÍNAS RELACIONADAS À PATOGÊNESE:

Algumas são enzimas que degradam de paredes celulares de patógenos. Servem como sinais de alarme São de ação lenta

Resposta Resposta hiper-hiper-

sensitiva: uma sensitiva: uma estratégia de estratégia de refreamento refreamento

localizadalocalizada

A Resistência sistêmica adquirida constitui A Resistência sistêmica adquirida constitui uma forma de “Imunidade” a longo prazouma forma de “Imunidade” a longo prazo

É um aumento geral de toda a planta a uma ampla gama de espécies patogênicos.

Longa duração Não-específico Ocorre síntese de PR (enzimas que degradam as paredes dos patógenos)

Tratamento com ácido salicílico AUMENTO DA RESISTÊNCIA CONTRA PATÓGENOS

• COMO AS PLANTAS LIDAM COM OS COMO AS PLANTAS LIDAM COM OS HERBÍVOROS?HERBÍVOROS?

Herbívoros são predadores das plantas, mas raramente matam suas presas.

PastejoPastejoA co-evolução tem favorecido o aumento da

produtividade fotossintética em algumas espécies. Possui benefícios como: QUANTIDADE DE NITROGÊNIO

DISPONIBILIDADE DE LUZ EXPORTAÇÃO DE PRODUTOS FOTOSSINTÉTICOS

ALGUNS EFEITOS POSITIVOS DA ALGUNS EFEITOS POSITIVOS DA HERBIVORIAHERBIVORIA

A herbivoria também atrai os dispersores de pólen e sementes.

• Algumas plantas produzem defesas químicas contra herbívoros

Evitar x Defender-se Atração, resistência ou inibição.

Metabólitos secundáriosMetabólitos secundários: São substâncias não utilizadas no metabolismo

celular básico. Importantes para a sobrevivência e propagação das plantas.

Há 3 classes principais:alcalóides terpenóides compostos

fenólicos

• Alguns atuam sobre o sistema nervoso de insetos herbívoros, moluscos ou mamíferos.

• Danos ao trato digestivo dos animais (INIBIÇÃO DE PROTEASES).

• Tóxicos para fungos.

Alguns alcalóides famosos: os mais importantes compostos ativos da farmacologia.

Exemplo de terpenóides:

Látex e os Glicosídeos cardioativos.

Compostos fenólicos

Por que as plantas não Por que as plantas não se auto-envenenam?se auto-envenenam?

Compartimentos especiais

Produção somente após a infecção

Enzimas ou receptores modificados

• COMO AS PLANTAS LIDAM COM OS COMO AS PLANTAS LIDAM COM OS EXTREMOS CLIMÁTICOS?EXTREMOS CLIMÁTICOS?

• Secas excessivas• Solos inundados• Extremos de temperatura• Salinidade dos solos• pH dos solos

Dormência das sementes

Quando não apresentam adaptações estruturais especiais para a conservação de água

• Algumas folhas tem adaptações Algumas folhas tem adaptações especiais a ambientes secosespeciais a ambientes secos

Secreção de cutícula compactada Densa cobertura de tricomas Criptas estomáticas

Suculência Folhas em períodos de água abundante Espinhos

• As plantas tem outras adaptações a As plantas tem outras adaptações a um suprimento hídrico limitadoum suprimento hídrico limitado

Algarobeira

(Gênero Prosopis)

• As plantas tem outras adaptações a As plantas tem outras adaptações a um suprimento hídrico limitadoum suprimento hídrico limitado

Enormes raízes pivotantes e muitas folhas

Algarobeira

(Gênero Prosopis)

• As plantas tem outras adaptações a As plantas tem outras adaptações a um suprimento hídrico limitadoum suprimento hídrico limitado

Enormes raízes pivotantes e muitas folhas

Crescimento rápido nas estações chuvosas

Algarobeira

(Gênero Prosopis)

PROLINA e outros solutos

nas raízes

PROLINA e outros solutos

nas raízes

POTENCIAL OSMÓTICO

POTENCIAL HÍDRICO

• Em solos saturados de água, o Em solos saturados de água, o oxigênio é escassooxigênio é escasso

A alta umidade do solo limita severamente a difusão do O2 para as raízes.

O2 é necessário para respiração e produção de ATP.

Tecidos vasculares especiais que conduzem O2 diretamente da atmosfera para as raízes.

Avicennia sp.

Rhizophora sp.

Pau-d’alho(Gallesia integrifolia)

As plantas aquáticas submersas ou parcialmente submersas possuem aerênquimaaerênquima.

• As plantas tem maneiras de As plantas tem maneiras de enfrentar temperaturas extremasenfrentar temperaturas extremas

Temperaturas muito altas ou muito baixas podem estressar ou matar as plantas.

Desestabilização de membranas Desnaturação de proteínas Baixas temperaturas provocam perda de fluidez

e alterações nas permeabilidades a solutos Cristais de gelo danificam membranas celulares

Algumas das adaptações das plantas em Algumas das adaptações das plantas em relação a mudanças de temperaturarelação a mudanças de temperatura

Proteínas de choque térmico (chaperoninas) Danos por resfriamento x Fortalecimento para o frio:

aumento dos ácidos graxos não-saturados “Proteção cruzada” Cristais de gelo x Proteínas anticongelamento Súber espesso Queda das folhas no outono

Desencadeia um problema osmótico na planta Altas concentrações de certos íons,

especialmente sódio e cloreto, são tóxicos para as plantas

Como as plantas lidam com o sal e os Como as plantas lidam com o sal e os metais pesados?metais pesados?

Acúmulo de íons sódio e cloreto nas folhas aumentando o potencial hídrico negativo dos tecidos.

Glândulas de sal: reduz o perigo do envenenamento pelo sal acumulado.

Também pode formar-se vesículas no interior das folhas: aumenta o gradiente no potencial hídrico das folhas reduz a perda de água na transpiração

Halófitas e xerófitas tem algumas Halófitas e xerófitas tem algumas adaptações semelhantesadaptações semelhantes

Acúmulo de prolina nos vacúolosSuculência• Suculência em ambientes de marismas• CAMCAM

Altas razões raiz/cauleEstômatos em cavidadesSuperfícies foliares reduzidasCutículas espessas

• Em ambientes pobres em nutrientes e/ou águaEm ambientes pobres em nutrientes e/ou água Relações simbióticas com fungos

Alterações nas relações porções aéreas/raízes

Alguns hábitats são sobrecarregados com Alguns hábitats são sobrecarregados com metais pesadosmetais pesados

Altas concentrações de íons de metais pesados (cromo, mercúrio, chumbo e cádmio...) são tóxicos à planta.

Sítios geográficos naturais Consequências de chuvas ácidas (liberação de íons alumínio)

Atividades antrópicas, como explorações minerais.

Absorção e acúmulo dessas substâncias Algumas plantas liberam substâncias que se combinam com os

metais pesados anulam a toxicidade.

Em geral, elas toleram os metais pesados mais

presentes no seu habitat.

Questões Questões T.Q.A.T.Q.A.02/2000 04/2002 06/2003

05/2006 05/2008

BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA

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