Planta

Definição da planta

(botânica) Qualquer um dos organismos eucarióticos do reino biológico Plantae, caracterizado por ser fotossintético e com uma parede celular rígida. Etimologia: do latim planta (“broto, broto, corte”).

Características da planta

Uma planta refere-se a qualquer um dos eucariotas que pertencem ao reino biológico Plantae. As plantas, no sentido mais estrito, são embriófitas que incluem plantas vasculares, hepáticas, cornos e musgos. Algumas referências que são menos rigorosas são consideradas algas verdes como plantas. As algas verdes são constituídas por espécies unicelulares e multicelulares que possuem cloroplastos e parede celular. As características fundamentais listadas abaixo focalizam os embriófitos. Elas são as seguintes:

• Plantas são autotróficas. Elas fazem seus próprios alimentos através da fotossíntese. São capazes de captar energia através do pigmento verde (clorofila) dentro do cloroplasto, e usar dióxido de carbono e água para produzir açúcares como alimento e oxigênio como subproduto. Como autótrofos, as plantas são frequentemente colocadas no início da cadeia alimentar. Elas são rotuladas como produtoras. Elas servem como alimento para outros organismos, incluindo animais. Os animais, em contraste, são heterotróficos e precisam consumir outros organismos para se sustentarem. Alguns animais (particularmente os herbívoros) dependem exclusivamente das plantas, enquanto outros comem apenas carne ou uma mistura de material animal ou vegetal. Como as plantas são capazes de fazer seu próprio alimento, elas não se alimentam de animais para crescer e sobreviver. A excepção é um grupo de plantas carnívoras (por exemplo, armadilha de mosca de Vénus) que apanham e se alimentam de presas animais, especialmente quando as condições são menos favoráveis para a fotossíntese.
• Plantas são eucariotas. Semelhante aos animais, as plantas têm núcleos distintos, ligados por membranas, dentro da célula. O núcleo é uma organela que contém cromossomos que possuem genes. Outras organelas suspensas no citoplasma de uma célula vegetal são o aparelho de Golgi, retículo endoplasmático, lisossomas, peroxissomas, e plastídeos.
• As plantas têm plastídeos. A presença de plastídeos dentro de uma célula eucariótica é uma indicação de que é mais provável que se trate de uma planta do que de um animal. Existem diferentes tipos de rebocos. Os cloroplastos são plastídeos contendo clorofila (pigmentos verdes) e envolvidos na fotossíntese. Os cromoplastos contêm pigmentos além do verde e estão envolvidos na síntese e armazenamento dos pigmentos. Os sistemas de clorofila absorvem energia luminosa em determinados comprimentos de onda do espectro eletromagnético. Os pigmentos também são responsáveis pela coloração das estruturas vegetais (por exemplo, folhas verdes, flores vermelhas, frutos amarelos). Os leucoplastos (por exemplo, amiloplastos, elaioplastos, proteinoplastos) são plastídeos não pigmentados. A sua função é principalmente o armazenamento de alimentos. As plantas armazenam os alimentos sob a forma de açúcar, por exemplo, amido.
• As plantas têm um grande buraco de vácuo dentro da célula. Esta estrutura citoplasmática está envolvida na regulação da pressão do turgor.
• As plantas têm paredes celulares rígidas separadas da membrana plasmática. A parede celular confere um suporte estrutural adicional a uma célula da planta. As plantas podem não ter um sistema esquelético como o dos animais, mas a sua parede celular é composta principalmente de material celulósico que ajuda a fornecer suporte estrutural.
• As plantas têm uma divisão celular distinta onde uma placa celular (fragmoplasto) separa as células filhas.
• As plantas não são tão móveis como os animais. Elas não têm a capacidade de se mover de um local para outro à vontade. Como tal, elas têm de lidar com condições adversas, como o calor. Uma das maneiras que elas são capazes de suportar o calor é através de suas paredes celulares que impedem que seu corpo seque. Apesar disso, as plantas ainda exibem movimento, mas de outra forma. Por exemplo, o movimento nastico é exemplificado pela dobra das folhas da planta Mimosa pudica quando tocada e o fechamento da folha da mosca de Vênus quando capturando a presa. Algumas plantas (por exemplo, Betula pendula – bétula prateada) chegam a deixar cair os seus ramos e folhas durante a noite como se estivessem “dormindo”. Outra forma de movimento das plantas é o tropismo. O tropismo, no entanto, é mais uma resposta de crescimento a um estímulo do que a um movimento. Por exemplo, as plantas tendem a crescer em direção à fonte de luz (fototropismo).
• As plantas têm plasmodados. Enquanto os animais têm junções celulares que contêm células em um tecido animal, as plantas têm plasmodesmados que agem como se fossem junções celulares entre células vegetais. A parede celular forma estas pontes citoplasmáticas entre as células adjacentes. Estas “pontes” facilitam a comunicação entre as células e permitem a circulação do líquido, ajudando assim a manter a tonicidade das células vegetais.
• As plantas são multicelulares, sendo constituídas por muitas células organizadas em tecidos e órgãos que desempenham uma função específica como uma unidade. Os órgãos vegetais são especializados para ancoragem, suporte e fotossíntese (por exemplo, raízes, caules, folhas, etc.)
• As plantas são capazes de crescimento ilimitado através de tecidos meristemáticos. O tecido é composto por células indeterminadas, que dividem activamente as células que dão origem a tecidos diferenciados, tais como epiderme, tricomas, pilão e tecidos vasculares.
• As plantas não têm órgãos sensitivos, mas podem perceber o seu ambiente, embora de forma diferente. As plantas podem “ver”, “ouvir”, e “cheirar” apesar da falta de olhos, ouvidos, e nariz. Elas parecem “sentir” e responder de formas não tão óbvias como nos animais. As plantas podem não ter um sistema nervoso como o dos animais, mas aparentemente têm um sistema próprio baseado na forma como respondem ao seu ambiente. A Arabidopsis, por exemplo, apesar da falta de olhos, possui fotorreceptor (pelo menos 11 tipos) que ajudam a planta a detectar a luz.1 Em outro exemplo, o herbívoro poderia instigar a liberação de certos químicos na parte afetada da planta.2 As plantas também foram observadas para liberar produtos químicos de defesa que detêm os herbívoros. Observou-se que os tomates liberavam sinais voláteis para avisar as plantas próximas de um ataque iminente de herbívoros.3
• As plantas se reproduzem por meios assexuais e sexuais. A reprodução assexuada em plantas é feita por brotação, fragmentação, fissão, formação de esporos, propagação vegetativa, apomixis, etc. A reprodução sexual envolve gametas masculinos e femininos que se fundem na fertilização. Em geral, o ciclo de vida da planta incorpora alternância de gerações, ou seja, as fases alternadas de esporófito e gametófito.
• Plantas “respiram”. Através dos estomas, o dióxido de carbono da atmosfera entra na célula da planta. Através da fotossíntese, o dióxido de carbono é convertido em oxigénio, que a planta liberta como subproduto metabólico na atmosfera através dos estomas.
• As plantas podem não ter outros sistemas biológicos bem definidos, mas produzem químicos envolvidos na defesa e funções imunitárias das plantas e hormonas vegetais que actuam como moléculas sinalizadoras.

Corpo da planta

Embriófitos, em geral, têm dois sistemas de órgãos principais: (1) sistema de rebentos e (2) sistema radicular. O sistema de rebentos inclui partes do corpo que se encontram na porção superior da planta enquanto que o sistema radicular consiste em partes do corpo que se encontram na porção inferior. O sistema de rebentos pode incluir órgãos vegetais tais como caules, ramos, folhas, flores e frutos. Eles são frequentemente encontrados acima do solo. O sistema radicular inclui raízes, tubérculos e rizomas. São frequentemente encontrados no subsolo.

Os tecidos das plantas são:

• Tecidos embrionários ou meristemáticos – tecidos vegetais constituídos por células indiferenciadas e mito-activas. Exemplos são o meristema apical e o câmbio
• Tecidos permanentes – tecidos vegetais que consistem em células diferenciadas. Os tecidos permanentes podem ser ainda classificados em fundamentais (ex. parênquima, colênquima, esclerênquima) e complexos (ex. tecidos floema e xilema)
• Tecidos reprodutivos – tecidos vegetais que estão envolvidos na reprodução. Exemplo são os tecidos esporógenos

As células das plantas são eucarióticas, isto é, com núcleo bem definido. O núcleo contém os cromossomas que contêm os genes. Além do núcleo, as outras organelas são retículo endoplasmático, aparelho de Golgi, mitocôndrias, lisossomos e plastídeos. Os plastídeos podem ser classificados com base nos pigmentos: cloroplastos (com clorofila, pigmento verde), cromoplastos (com pigmentos separados do verde) e leucoplastos (plastídeos incolores). A grande estrutura dentro da célula da planta é o vacúolo. Ela é responsável pela regulação da pressão do turgor.

A membrana plasmática envolve o citoplasma onde estas organelas são suspensas. Além da membrana plasmática, a célula tem uma camada adicional chamada parede celular. A parede da célula, no entanto, não é exclusiva dos embriófitos. Outros organismos, como fungos, algas e certas bactérias, possuem paredes celulares. A parede celular dos embriófitos é composta por paredes celulares primárias e secundárias. A parede celular primária contém celulose, hemiceluloses e pectina. Uma parede celular secundária é uma camada mais espessa. Ela é rica em lignina que fortalece e impermeabiliza a parede. A parede celular tem muitos papéis importantes e um deles é ajudar a resistir à pressão osmótica.

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Quando uma célula vegetal é colocada em uma solução hipertônica, a água se move para dentro da célula e faz com que a célula incha. A presença da parede celular impede que a célula rebente durante uma osmose excessiva. Inversamente, quando uma célula vegetal é colocada em uma solução hipotônica, a água se difunde para fora da célula, e a pressão turgor se perde, fazendo com que a célula se torne flácida. Uma maior perda de água resultará em plasmólise e, finalmente, em citorrise, o colapso completo da parede celular.

Parte da osmoregulação, os processos fisiológicos fundamentais que as plantas realizam incluem fotossíntese, respiração, transpiração, tropismos, movimentos nasóticos, fotoperíodo, ritmos circadianos, germinação de sementes e dormência.

Genómica das plantas

As plantas têm grandes genomas. Entre os genomas de plantas que foram sequenciados, o genoma do Triticum asestivum do trigo é o maior, com seus aproximadamente 94.000 genes.4

Ciclo de vida das plantas

O ciclo de vida das plantas é composto de duas gerações: geração gametófita e geração esporófita. A fase alternada das formas diplóide e haplóide é chamada alternância de gerações. Isto também é observado em certas algas como Archaeplastida e Heterokontophyta. Nas algas com alternância de gerações, o esporófito e o gametófito são organismos independentes.

Em embriófitos, a geração do gametófito é aquela em que a fase começa com um esporo que é haplóide (n). O esporo sofre uma série de divisões mitóticas para dar origem a um gametófito. Um gametófito é uma forma de planta multi-celular haplóide. Ele teria apenas um conjunto de cromossomas. A fase gametófita é a fase sexual no ciclo de vida e portanto a planta desenvolveria órgãos sexuais que produzem gâmetas, que também são haplóides. Os gametas que participam da fertilização entrariam mais tarde na geração esporófita caracterizada pela forma da planta que é diplóide após a união dos gametas.

Em traqueófitos (plantas vasculares), o esporófito está na forma multicelular e na fase dominante. Assim, o esporófito compreende a planta principal que vemos. Por outro lado, nas briófitas (ex. musgos e hepáticas), a gametófita é a dominante, e portanto é a principal planta que percebemos.

Em geral, as fases de vida das traqueófitas começam a partir de uma semente que se desenvolve em um enxerto quando as condições são propícias para o crescimento. O enxerto cresce produzindo folhas, caules e ramos. Desenvolve-se até se tornar uma planta adulta que eventualmente produz flores. As flores contêm células sexuais, tais como espermatozóides em grãos de pólen e óvulos nos óvulos do ovário. A união das células sexuais resulta em um zigoto contido dentro da semente. Plantas monóicas carregam ambas as células sexuais enquanto plantas dióicas carregam apenas um tipo de célula sexual.

As plantas também podem reproduzir-se assexualmente. Elas o fazem não envolvendo os gâmetas. Pela reprodução assexuada, novas plantas surgem por meio de brotação, fragmentação, fissão, formação de esporos, propagação vegetativa e apomixia.

Senescência das plantas refere-se ao processo de envelhecimento das plantas. Por exemplo, o amarelecimento das folhas ocorre como resultado da degradação da clorofila, deixando apenas os carotenóides, durante a senescência das folhas. Entretanto, algumas plantas podem continuar a formar novas folhas, como em plantas decíduas.

Ecologia Vegetal

Desde que as plantas sejam capazes de fotossíntese, elas não precisam caçar ou se alimentar de animais para alimentação (com exceção de plantas carnívoras). Elas podem fabricar seus próprios alimentos utilizando energia da luz, dióxido de carbono da atmosfera e moléculas de água. No entanto, uma das fontes de dióxido de carbono é o resíduo que os animais expiram durante a respiração. Em troca, eles liberam oxigênio como um produto residual da fotossíntese. O oxigênio é crucial para a sobrevivência dos organismos aeróbicos, incluindo animais.

As plantas derivam outros nutrientes vitais dos minerais dissolvidos no solo. Elas absorvem-nos através das suas raízes. Alguns dos macronutrientes que derivam do solo são cálcio, magnésio, nitrogênio, fósforo, potássio e enxofre. Quanto aos micronutrientes, as plantas absorvem boro, cloreto, cobre, ferro, manganês e molibdênio. Assim, partes mortas de, ou plantas inteiras levam à sua decomposição e ao retorno de minerais e compostos essenciais à Terra.

Por causa do seu senso de independência, elas são frequentemente colocadas no início de uma cadeia alimentar. Eles são os principais produtores de um ecossistema. Assim, a extinção de espécies vegetais pode causar um grande impacto em um ecossistema. A Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN), um sistema de avaliação do estado de conservação das espécies a nível mundial, utilizou um sistema de rotulagem das espécies com base no risco de extinção. Assim, as espécies podem ser categorizadas como: “com dados deficientes”, “menos preocupantes”, “quase ameaçadas”, “vulneráveis”, “em perigo”, “criticamente ameaçadas”, “regionalmente extintas”, “extintas na natureza”, e “extintas”. Em 2016, a UICN relatou 2.493 plantas em perigo crítico enquanto 3.654 plantas estão em perigo.5
As plantas interagem com outros organismos e formam simbiose. Exemplos são os seguintes:

• mutualismo – e.g. plantas que fornecem néctar para as abelhas enquanto as abelhas ajudam a espalhar os grãos de pólen das plantas
• predação – por exemplo, plantas carnívoras que capturam insectos e pequenos animais
• competição – por exemplo, plantas que competem com outras plantas pelo habitat em termos de espaço disponível e nutrientes
• comensalismo – por exemplo, frutos de plantas que aderem às peles de animais para transporte livre
• parasitismo – por exemplog. plantas parasíticas que derivam nutrientes do seu hospedeiro, tais como a Cuscuta (Cuscuta) que se prende e produz haustoria que absorve nutrientes de uma acácia

Em 2011, o Censo da Vida Marinha estimou que poderia haver cerca de 8,7 milhões de espécies de eukaryote na Terra, e deste número, cerca de 298.000 foi previsto para ser o número total de espécies de plantas. 215, 644 já haviam sido descritas e catalogadas .6

Evolução Vegetal

De acordo com a teoria endosymbiotic, organelas como plastídeos e mitocôndrias representam os antigos procariotas de vida livre. Os cloroplastos parecem estar relacionados com as cianobactérias procarióticas. A base é a semelhança estrutural entre as cianobactérias e os cloroplastos. Além disso, ambos têm os mesmos pigmentos fotossintéticos e uma única molécula circular de DNA como o genoma. Aparentemente, os eventos endossimbióticos levaram ao aparecimento dos primeiros eucariotas fotossintéticos há um bilhão de anos. Acredita-se que a Charophyta (um subgrupo de algas verdes) é aquilo de onde emergiram os embriófitos. As carófitas e os embriófitos partilham muitos traços semelhantes, por exemplo, a formação de fragmoplastos durante a mitose.

Abaixo é mostrada uma breve linha temporal da evolução dos embriófitos:

• Éon Fanerozóico ” Era Paleozoica ” Período Ordoviciano: No período Ordoviciano (485 milhões de anos a 440 milhões de anos atrás), apareceram os primeiros embiofitos (plantas terrestres).
• Éon Fanerozóico ” Era Paleozoica ” Período Devoniano: No período Devoniano (415 milhões de anos a 360 milhões de anos atrás), plantas primitivas, árvores e florestas arbustivas dominavam a terra e proporcionavam novos habitats para os animais terrestres. O feto Elkinsia desenvolveu sementes, particularmente no período Devoniano tardio.
• Éon Fanerozóico ” Era Mesozóica: Esta era abrangeu de 252 milhões a 66 milhões de anos atrás. No Triássico (aproximadamente 200 milhões de anos atrás) aparecem as plantas floridas.
• Éon Fanerozóico ” Era Cenozóica: Esta era chamada de “nova vida” é a era geológica mais recente que se estende de 66 milhões de anos atrás até aos dias de hoje. Durante esta era, de cerca de 40 milhões de anos atrás, surgiram as gramíneas. Estas plantas e muitos outros grupos de plantas desenvolveram um novo mecanismo de metabolismo para sobreviver às baixas condições de CO2 e áridas dos trópicos.

Recommended Source: Darwin Reviews – a mais prestigiada série de revisões e tópicos do Journal of Experimental Botany que são cuidadosamente escolhidos nos campos mais progressivos de pesquisa.

Taxonomia Vegetal

A definição inicial de plantas inclui as algas verdes, fungos e os embriófitos, já que todas elas possuem cloroplastos e parede celular. No entanto, algas e fungos eventualmente foram movidos para seus respectivos reinos.

No sentido mais restrito, plantas (ou seja, Plantae sensu strictissimo) são aquelas que basicamente são multicelulares, com paredes celulares contendo celulose, e possuem cloroplastos para fotossíntese. Neste caso, o reino Plantae é composto por embriófitos, tais como plantas vasculares, hepáticas, musgos e outras plantas fósseis que partilham as mesmas características.

Plantae sensu stricto (“plantas, em sentido restrito”) inclui embriófitos e algas verdes (Chlorophyta e Charophyta). Esta é ainda uma definição amplamente reconhecida de plantas. Elas compõem o clade, Viridiplantae (ou Chlorobionta), que é comumente chamada de plantas verdes. As diferentes divisões do reino Plantae sensu stricto são as seguintes:

• Chlorophyta
• Charophyta
• Marchantiophyta (hepáticas)
• Antocotofita (brio)
• Bryophyta (musgos)
• Lycopodiophyta (musgos)
• Pteridophyta (samambaias, Fetos de batedor, e cavalinha)
• Cicadófita (cycadophyta)
• Ginkgophyta (ginkgo)
• Pinófita (coníferas)
• Gnetophyta (gnetophytes)
• Magnoliophyta (plantas com flor)

Significado

As plantas são essenciais para a vida de diferentes organismos, uma vez que são os produtores da cadeia alimentar. Elas armazenam o amido. Também servem como uma importante fonte de minerais e compostos.

As plantas servem de habitat para certos organismos (por exemplo, insectos e organismos arbóreos). São também a principal fonte de oxigênio que os animais aeróbicos precisam para viver.

Certas plantas têm propriedades medicinais. O dente-de-leão (Taraxacum officinale) como um laxante suave, as folhas de bananeira (Plantago major) para reduzir a inflamação e a dor, e as raízes e folhas de bardana (Arctium minus) para aliviar o eczema ou a pele rachada são apenas algumas das plantas medicinais multifacetadas.

Os humanos utilizam plantas para a fabricação de diversos produtos como óleos essenciais, pigmentos, resinas, taninos, alcalóides, âmbar, ceras, cosméticos, plásticos, borracha, vernizes, lubrificantes, tintas, etc.
A madeira das plantas é utilizada na construção de edifícios, instrumentos musicais, barcos, e móveis. Também é usada na fabricação de papel.

Pesquisa

O ramo da ciência que estuda plantas é chamado botânica (ou biologia vegetal). Um especialista nesta área é chamado botânico. Algumas das áreas de estudo são morfanoanatomia, citologia, histologia, fisiologia, ecologia, evolução, taxonomia e patologia. Diversos grupos vegetais levaram a sub-disciplinas, tais como:

• Paleobotânica – o estudo de plantas fósseis
• Algologia – o estudo de algas
• Micologia – o estudo de fungos
• Criogênese – o estudo de musgos, hepáticas, e buzinas
• Pteridologia – o estudo dos fetos
• Palinologia – o estudo dos grãos de pólen e esporos

Botânica aplicada trata dos usos comerciais e econômicos das plantas. Abrange a agricultura (por exemplo, agronomia, horticultura, melhoramento vegetal), silvicultura (por exemplo, dendrologia, tecnologia da madeira), botânica farmacêutica e arquitectura paisagística.

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Classificação científica

• Domínio: Eukaryota
• (não classificado): Archaeplastida
• Reino: Planta Copeland, 1956

Ver também

• Botânica
• Fungi
• Alga
• Animal

Referência

1. Gabbatiss, J. (2017, 1 de Janeiro). As plantas podem ver, ouvir e cheirar – e responder. Obtido de http://www.bbc.com/earth/story/20170109-plants-can-see-hear-and-smell-and-respond
2. Planta activa “SOS” para defesa das plantas quando se magoa – Blog de Biologia & Dicionário Online. (2018, 22 de setembro). Obtido de https://www.biologyonline.com/plant-sets-off-sos-for-plant-defense
3. Mescher, M. C., & De Moraes, C. M. (2014). Passe as munições. Nature, 510(7504), 221-222. https://doi.org/10.1038/510221a
4. Brenchley, R., Spannagl, M., Pfeifer, M., Barker, G. L. A., D’Amore, R., Allen, A. M., Hall, N., et al. (2012). Análise do genoma do pão de trigo usando a sequência de espingardas de pão de trigo integral. Natureza, 491(7426), 705-710. https://doi.org/10.1038/nature11650
5. Criticamente Ameaçado de Extinção (CR). (2016). Recuperado de http://cmsdocs.s3.amazonaws.com/summarystats/2016-2_Summary_Stats_Page_Documents/2016_2_RL_Stats_Table_2.pdf
6. Censo da Vida Marinha. (2011, 24 de agosto). Quantas espécies na Terra? Cerca de 8,7 milhões, nova estimativa diz. ScienceDaily. Obtido de http://www.sciencedaily.com/releases/2011/08/110823180459.htm

Leitura adicional

• Propagação de plantas vegetativas – Science Learning Hub. (Leia isto para saber sobre as várias formas de propagação de uma planta através de métodos assexuais.)

Notas

A classificação taxonómica de organismos pode mudar com base em novos achados.