Biologia vegetal: fisiologia, histologia e características dos vegetais

Biologia vegetal: fisiologia, histologia e características dos vegetais

A biologia vegetal é o ramo da ciência que estuda as plantas em seus diversos aspectos: a estrutura anatômica, funcionamento fisiológico, relação dos vegetais com o meio ambiente, sua evolução ao longo do tempo, entre outros aspectos macro e microscópicos relativos a esses seres vivos. 

Grande parte dos vestibulares nacionais cobra conhecimentos básicos, ou até específicos sobre esse tema, especialmente para os alunos que buscam cursos nas ciências biológicas, em universidades como a Unicamp, que separa o conteúdo da segunda fase por grandes áreas de conhecimento. 

Neste artigo, serão apresentados os principais aspectos da biologia vegetal, como a morfologia, fisiologia e histologia das plantas, processos como polinização, respiração celular e fotossíntese, além de compreender o que são os hormônios vegetais e sua importância na sobrevivência desses seres. Ao final, acompanhe questões de prova resolvidas e comentadas por especialistas em biologia do Estratégia Vestibulares.

O que são vegetais?

Atualmente, os vegetais estão incluídos, taxonomicamente, no Reino Vegetal ou Reino Plantae. Assim, veja que o termo vegetais pode ser entendido como as plantas, como as conhecemos cotidianamente.

As principais características compartilhadas por seres vivos desse reino é que são multicelulares, formados por células eucariontes que contém vacúolo e cloroplastos, fazem o processo de fotossíntese  e assim são capazes de produzir energia e seu próprio alimento, além de apresentar clorofila em sua composição corporal.Eles também podem ser compreendidos como seres vivos, que não possuem aparelho locomotor, ou seja, não se movem no espaço por vontade própria.

Origem e evolução vegetal

A teoria da evolução, juntamente com a seleção natural, apontam que os seres ancestrais dos vegetais são as algas marinhas. Aponta-se que, em dado momento da evolução, a Terra era majoritariamente composta de água, mas um novo período geológico se iniciou, em que a seca começou a predominar. 

Com isso, as algas mais adaptadas aos ambientes secos prevaleceram e surgem como origem primitiva das plantas. As primeiras plantas consideradas evolutivamente possuem certa dependência do ambiente aquático, então, pouco a pouco, a seleção natural propiciou a sobrevivência de vegetais que conseguiam captar a água do solo e distribuir por seu corpo, por meio de vasos condutores. 

Ainda, foi importante que o processo de reprodução das plantas fosse independente do ambiente aquático. Nos primeiros filos evolutivos, os gametas feminino e masculino só se encontravam se houvesse água no ambiente. 

Com o passar do tempo, esses gametas tornaram-se protegidos contra a desidratação, principalmente no formato de sementes, de forma que o filo das angiospermas ainda protege as sementes dentro dos frutos — uma completa independência do ambiente aquático para a perpetuação da espécie. 

Abaixo, está descrita uma tabela que marca as principais características evolutivas observadas dos filos vegetais de briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. 

Filo vegetalNovidades evolutivas
Briófitas (São elementos novos quando comparados às algas verdes ancestrais)
– Embrião multicelular
– Arquegônios e anterídios (estruturas reprodutivas) 
Pteridófitas– Esporófito dominante
– Vasos condutores
– Folhas e caules
Gimnospermas– Sementes
– Crescimento lateral
Angiospermas– Flores 
– Frutos

Morfologia vegetal

A morfologia vegetal busca entender a estrutura das plantas, quais são as partes anatômicas e suas funções para a sobrevivência de cada espécie. Por meio desses estudos é possível conhecer raízes, caules, folhas, flores e frutos. 

Por exemplo, na biologia vegetal comparada fica evidente que o primeiro filo de plantas, as briófitas (representada pelos musgos), não existe uma raiz verdadeira para a fixação no solo. Elas têm estruturas pequenas chamadas rizóides, que permitem o estabelecimento no substrato. De maneira análoga, possuem filoides (e não folhas) e cauloides (no lugar do caule).

As raízes verdadeiras, além de fixar fortemente o ser vivo à superfície terrestre, são capazes de retirar nutrientes e água do solo, e assim, esses materiais circulam pelo organismo vegetal, garantindo a nutrição e sobrevivência.

Diante disso, conforme as plantas eram selecionadas evolutivamente, a circulação da água era mais eficiente e elas poderiam crescer em altura. A estrutura que mais propicia altura aos vegetais é o caule, que geralmente cresce no sentido vertical, liga a raiz às folhas e possui canais condutores para levar nutrientes a todas as partes do organismo. 

À medida que as plantas crescem, maior sua necessidade de produzir energia e nutrientes para sua sobrevivência por meio da fotossíntese. Como prefixo “foto-”, o processo fotossintético depende da luz para ocorrer, assim, as folhas servem como um aumento do contato entre o sol e a planta. Quanto mais ampla for a folha, maior será a incidência solar sobre ela e, consequentemente, mais eficiente a produção de energia.

O último filo da evolução vegetal até os dias atuais, as angiospermas, possuem flores em sua morfologia. As flores são estruturas coloridas, que podem exalar aromas diversos, com a função de atrair insetos e outros animais polinizadores.

Também entre as angiospermas é possível encontrar os frutos, que protegem a semente das plantas. Assim como as flores, eles permitem a propagação da espécie, afinal, uma vez que um animal se alimenta de uma fruta, ele pode carregar a semente para outros lugares e disseminar a planta por aquele ecossistema

Histologia vegetal

Dentro da biologia vegetal, a histologia estuda os tecidos que compõem as plantas. Lembre-se, ainda, que em termos biológicos, um tecido é um conjunto de células que desempenham uma função específica.

A tabela abaixo resume os principais tipos histológicos vegetais e suas funções para a manutenção da vida das plantas. 

Nome do tecidoFunção Subtipos
MeristemaTecido de crescimento, células com capacidade de se transformar em outros tipos celulares (totipotentes) e com alta taxa de mitoses.Primário, que promove o crescimento vertical; eSecundário, que garante o desenvolvimento em espessura e largura das plantas.
EpidermeRevestimento de flores, folhas e frutas. Atua para impedir a desidratação.– 
PeridermeRevestimento de caule e raiz.
ParênquimaComposição interna da planta, ficando abaixo da epiderme.De preenchimento, para dar estrutura à planta;De assimilação, permite respiração e fotossínteses;De armazenamento, guarda materiais de importância como água e amido.
ColênquimaSustentação dos tecidos vegetaisTecido vivo que fornece resistência e flexibilidade aos vegetais.
EsclerênquimaTecido morto que compõe a fibra vegetal e tem característica de impermeabilidade.
FloemaConduçãoConduz a seiva elaborada, que contém matéria orgânica.
XilemaConduz a seiva bruta, com água e sais minerais

Fisiologia vegetal

Condução de seiva 

A absorção de água e sais minerais, nas plantas, é dependente das raízes. Grande parte dos vegetais possuem raízes com estruturas pilíferas, que são especializadas em captar as substâncias do solo.

Qua9-5e79-4c71-975a-7ddbf2d9c527″ class=”textannotation”>ndo esse material está dentro do organismo vegetal, será chamado de seiva bruta, conduzida por vasos compostos do tecido vegetal xilema. Com isso, os nutrientes essenciais para a sobrevivência são distribuídos por toda a planta, no sentido oposto à força da gravidade. 

Uma vez que a planta encontra-se hidratada e possui as substâncias básicas para sua sobrevivência, ela pode realizar o processo de fotossíntese e formar carboidratos. Esse conjunto de materiais é novamente distribuído por todo o vegetal, por meio da seiva elaborada, dentro dos vasos de floema. Assim, a nutrição da planta depende exclusivamente da exposição à luz solar, disponibilidade de água e sais minerais.

Fotossíntese e transpiração

A fotossíntese está entre os processos metabólicos mais importantes da biologia vegetal, por que permite a sobrevivência das plantas e ainda garante a liberação de oxigênio para a atmosfera, considerando que o gás O2 é a base para a vida de grande parte dos seres vivos, inclusive os seres humanos.

O mecanismo fotossintético está esquematizado na imagem acima: a incidência de luz solar sobre as plantas + disponibilidade de água, sais minerais e dióxido de carbono (CO2) inicia reações bioquímicas dentro das células que ficam nas folhas. Ao final dessas reações, há formação de moléculas como a glicose, que são essenciais para a nutrição da planta, além da liberação do O2, de importância citada anteriormente. 

A transpiração das plantas também é um processo de suma importância, que libera água em direção à atmosfera e também propicia a troca gasosa entre CO2 e O2. A regulação desse metabolismo depende da condução de seiva bruta: quanto mais hidratada estiver a planta, maior sua taxa de transpiração, se estiver com pouca disponibilidade de água, sua transpiração é cessada. Outros fatores que influenciam o mecanismo é a quantidade de CO2 no ambiente e a incidência de luz, uma vez que o sol também pode aumentar a desidratação da planta. 

Hormônios vegetais

Hormônios, em biologia, são substâncias que atuam como reguladores do metabolismo de um ser vivo. No caso das plantas, a principal atuação é sobre o crescimento, desenvolvimento e maturação dos vegetais e suas estruturas morfológicas. 

Existem diferentes tipos de fitohormônios, que atuam especificamente sobre caules, raízes, sementes e frutos, dos quais podem ser citadas auxinas, giberelinas e citocininas. No ramo agrícola, esse conhecimento pode ser importante para o manejo de plantações. 

Um hormônio vegetal de importância cotidiana é o etileno, uma substância gasosa que induz o amadurecimento dos frutos. Por estar em estado físico gasoso na temperatura ambiente, sua disseminação é facilitada e isso explica porquê, quando há uma laranja podre no saco, as outras amadurecem e se deterioram mais rapidamente.

De forma antagônica, o fitohormônio ácido abscísico inibe o crescimento das plantas, e também pode agir para prolongar a dormência das plantas, ou seja, retarda o processo de germinação por um tempo.

Questões sobre biologia vegetal

Enem (2023)

Um garoto comprou vários abacates na feira, mas descobriu que eles não estavam maduros o suficiente para serem consumidos. Sua mãe recomendou que ele colocasse os abacates em um recipiente fechado, pois isso aceleraria seu amadurecimento. Com certa dúvida, o garoto realizou esta experiência: colocou alguns abacates no recipiente e deixou os demais em uma fruteira aberta. Surpreendendo-se, ele percebeu que os frutos que estavam no recipiente fechado amadureceram mais rapidamente.

A aceleração desse processo é causada por

A) acúmulo de gás etileno.

B) redução da umidade do ar.

C) aumento da concentração de CO₂.

D) diminuição da intensidade luminosa.

E) isolamento do contato com O₂ atmosférico.

Resposta: A aceleração do processo de amadurecimento se deu em razão do acúmulo de gás etileno, o fitormônio responsável por esse processo, além da senescência de folhas, flores e frutos.

Alternativa correta: A. 

Fuvest (2023)

A figura a seguir ilustra o xiquexique, um cacto nativo da Caatinga.

Disponível em Wikimedia Commons. 

Dada sua alta capacidade de armazenamento de água, a planta é muito utilizada para alimentação de bovinos, de caprinos e, inclusive, de seres humanos, especialmente durante os períodos de seca, como aludido em Angústia: 

(…) “Amaro vaqueiro alimentava-se, nas secas, com sementes de mucunã lavadas em sete águas, raiz de imbu, miolo de xiquexique, e de tempos a tempos furtava uma cabra no chiqueiro e atirava a culpa à suçuarana”.(…)

 Graciliano Ramos, Angústia. 

O acúmulo de água no xiquexique é possível pela

A) diminuição da perda de água devido às folhas modificadas em espinhos.

B) menor taxa de fotossíntese, por apresentarem menor área de superfície foliar.

C) presença de células especializadas no parênquima aquífero do caule da planta.

D) raiz avantajada que capta melhor a água disponível na superfície do solo.

E) adaptação das folhas que podem acumular água em seu interior.

Resposta: Plantas que vivem em ambientes secos, como o xique-xique, apresentam armazenam água em seus tecidos de preenchimento, formando o parênquima aquífero.

Alternativa correta: C. 

+ Veja também: Botânica no Enem: características, temas e como pode cair na prova

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