Conceito de
Stresse Abiótico em Plantas
Perturbações metabólicas provocadas por
factores físicos e químicos, os quais influenciam significativamente o
crescimento e o desenvolvimento de plantas quando ocorrem em excesso ou
em défice num certo ambiente. É o caso de temperaturas extremas, seca,
alagamento, alta salinidade do solo, excesso ou défice de radiação
solar, pesticidas, metais pesados, poluição. Como as plantas têm uma
locomotividade muito baixa estão especialmente sujeitas a variações
ambientais, tendo estas uma influência crucial na produtividade das
culturas e consequentemente no Homem. Não obstante, o stresse abiótico
pode ser um factor de selecção natural determinante que previligia os
mecanismos mais eficazes de sobrevivência.
As mudanças climáticas a ocorrer no
planeta, incluíndo o aumento da concentração de dióxido de carbono e
mudanças na disponibilidade da água, levam à ocorrência de stresse
abiótico com impacto na agricultura e nas florestas. Como consequência,
novas variedades de cada cultura estão a ser sucessivamente utilizadas e
a floresta está a sofrer mudanças na sua biodiversidade. O arroz, por
exemplo, experiencia seca e solos com alta salinidade na China e Índia,
com impacto muito negativo na sua produção. A diversidade genética do
arroz tem sido estudada e culturas adaptadas já estão a ser utilizadas
na Índia.
Admite-se que a planta reconhece os
stresses abióticos (estímulos) quando ocorre uma ruptura da estabilidade
osmótica e iónica e/ou dano em proteínas estruturais e funcionais nas
células. Dá-se então a transdução do sinal por moléculas mensageiras e
proteínas específicas a todos os tecidos da planta, resultando em
alterações da expressão de genes que levam a modificações metabólicas
que constituem a resposta fisiológica. Esta resposta, dependendo do
tempo decorrido após o estímulo e do seu tipo, pode ter duas
consequências: a tolerância/adaptação ou a morte da planta.
A tolerância à seca, salinidade e também a
altas temperaturas pode resultar da síntese na célula de moléculas que
mantém a água no seu interior – osmólitos (exº açúcar manitol,
aminoácido prolina), para além de proteínas protectoras (exº chaperonas)
e desintoxicantes (ver stresse oxidativo). O sistema radicular pode
tornar-se mais desenvolvido para aumentar a eficiência na captação de
água e a superfície das folhas pode acumular uma maior quantidade de
ceras para evitar perda de água por transpiração.
Níveis de radiação solar elevados e
poluentes do ar (exº ozono) podem resultar em stresse oxidativo, com
produção de moléculas com radicais livres de oxigénio em excesso (OOH-,
O2-, O- e OH-) que danificam membranas
celulares e dos organitos. Plantas tolerantes a este tipo de stresse
podem sintetizar atempadamente enzimas e compostos antioxidantes que
neutralizam aquelas moléculas, como peroxidases, superóxido dismutase,
poliaminas, ácido ascórbico (vitamina C) e tocoferol (vitamina E). As
adaptações de plantas em regime de excesso de luz e calor incluem a
redução da área foliar e a acumulação de ceras nas folhas para tornar a
sua superfície mais reflectora.
O stresse de frio causa dificuldades na
captação de água por haver risco de congelação. Para contrariar esta
tendência, as células vegetais podem formar mais canais membranares de
transporte de água e sintetizar proteínas que envolvem e isolam os
cristais de gelo. Podem também: a) exportar água para os espaços
intercelulares, mantendo uma actividade metabólica residual; b) corrigir
a fluidez das membranas aumentando a proporção de ácidos gordos
insaturados; c) aumentar a resistência das paredes celulares com
deposição de lenhina, ceras, etc.; d) aumentar a capacidade
fotossintética, com a produção preferencial de sacarose (crioprotector)
em detrimento do amido.
O stresse provocado por alagamento diminui
a quantidade de oxigénio disponível no solo, promovendo o regime
anaeróbio da raiz, com consequente diminuição da produção de ATP e
quebra no metabolismo. Por outro lado, o alagamento promove a acção de
bactérias anaeróbias e a diminuição do pH do solo, criando condições
favoráveis à propagação de bactérias e fungos oportunistas/patogénicos
das plantas. Os mecanismos de resposta da planta a este tipo de stresse
passam por aumentar a síntese de enzimas induzidas por hipoxia: a)
álcool desidrogenase, para promover a fermentação alcoólica e a formação
de ATP; b) enzimas de regulação do pH; c) enzimas envolvidas na formação
de aerênquimas, tecido parenquimatoso com grandes espaços
intercelulares, facilitando as trocas gasosas.
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