Tracheids: localização, características e funções - Ciência - 2023

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As traqueídeos São células alongadas com pontuações nas extremidades que, nas plantas vasculares, funcionam como condutos para transportar água e sais minerais dissolvidos. As áreas de contato da fossa entre pares de traqueídeos permitem a passagem de água. As fileiras de traqueídeos formam um sistema de condução contínua pelas plantas.

À medida que os traqueídeos amadurecem, eles são células com paredes celulares altamente lignificadas, razão pela qual também fornecem suporte estrutural. As plantas vasculares têm grande capacidade de controlar seu teor de água graças à posse do xilema, do qual fazem parte os traqueídeos.

Localização na planta

As plantas possuem três tipos básicos de tecido: o parênquima, com células não especializadas, com membranas celulares finas e não lignificadas; o colênquima, com células de suporte alongadas, com paredes celulares irregularmente espessadas; e esclerênquima, com células de suporte da parede celular lignificadas, desprovidas de componentes vivos na maturidade.

O esclerênquima pode ser mecânico, com esclereides (células pétreas) e fibras de madeira, ou condutor, com traqueídeos (sem perfurações, presente em todas as plantas vasculares) e vasos condutores (com perfurações em suas extremidades, principalmente presentes nas angiospermas). Os traqueídeos e os elementos dos vasos condutores são células mortas.

As plantas têm dois tipos de tecido condutor: o xilema, que carrega água e sais minerais do solo; e floema, que distribui os açúcares produzidos pela fotossíntese.

O xilema e o floema formam feixes vasculares paralelos no córtex da planta. O xilema é composto de parênquima, fibras de madeira e esclerênquima condutivo. O floema é composto de células vasculares vivas.

Em algumas árvores, os anéis de crescimento anual são diferenciados porque os traqueídeos formados na primavera são mais largos do que os formados no verão.

Caracteristicas

O termo "traqueídeo", cunhado por Carl Sanio em 1863, refere-se a uma forma que lembra a traquéia.

Em samambaias, cicadáceas e coníferas, os traqueídeos têm de 1 a 7 mm. Nas angiospermas, são de 1–2 mm ou menos. Em contraste, os vasos condutores (compostos de vários elementos de vasos condutores), exclusivos das angiospermas, podem ter cerca de 1.000 mm de comprimento.

As células traqueídicas possuem uma parede celular primária e uma secundária. A parede secundária é secretada após a formação da parede primária. Portanto, o primeiro é interno em relação ao segundo.

As fibras de celulose da parede celular primária são orientadas aleatoriamente, enquanto as da parede celular secundária são orientadas em espiral. Portanto, o primeiro pode esticar mais facilmente à medida que a célula cresce. Ou seja, o segundo é mais rígido.

As paredes celulares lignificadas dos traqueídeos possuem protrusões escalariformes, anulares, helicoidais (ou espirais), reticuladas ou libriformes. Esta característica permite que as espécies sejam identificadas por observação microscópica.

As paredes de lignina, um material impermeável, fazem com que os traqueídeos e vasos condutores não percam água ou sofram embolias causadas pela entrada de ar.

Função de transporte

A chamada "teoria da coesão" é a explicação mais aceita para o movimento ascendente da água e dos sais em solução no xilema. Segundo essa teoria, a perda de água pela transpiração foliar produziria tensão na coluna de líquido que vai das raízes aos galhos, passando por traqueídeos e vasos condutores.

A perda de água pela transpiração tenderia a reduzir a pressão na parte superior das plantas, fazendo com que a água retirada do solo pelas raízes subisse pelos canais do xilema. Desta forma, a água transpirada seria continuamente substituída.

Tudo isso exigiria tensão suficiente para fazer a água subir e para que a força coesiva na coluna de líquido sustentasse essa tensão. Para uma árvore de 100 m de altura, um gradiente de pressão de 0,2 bar / m seria necessário, para uma força coesiva total de 20 bar. A evidência experimental indica que essas condições são satisfeitas na natureza.

Os traqueídeos têm uma proporção interior de superfície / volume muito maior do que os elementos de vasos condutores. Por esse motivo, servem para conservar, por adesão, a água na planta contra a gravidade, haja ou não suor.

Função mecânica

A lignificação dos traqueídeos evita sua implosão devido às pressões hidrostáticas negativas do xilema.

Essa lignificação também faz com que os traqueídeos forneçam a maior parte do suporte estrutural da madeira. Quanto maior o tamanho das plantas, maior a necessidade de suporte estrutural. Portanto, o diâmetro dos traqueídeos tende a ser maior em plantas grandes.

A rigidez dos traqueídeos permitiu que as plantas adquirissem um hábito terrestre ereto. Isso levou ao aparecimento de árvores e selvas.

Em grandes fábricas, os traqueídeos têm dupla função. O primeiro é trazer água para a folhagem (como em plantas pequenas). A segunda é reforçar estruturalmente a folhagem para resistir à ação da gravidade, mesmo que o reforço diminua a eficiência hidráulica do xilema.

Ambientes sujeitos a fortes ventos ou nevascas, assim como certas arquiteturas de plantas, fazem com que os ramos exijam maior resistência à fratura. O aumento da lignificação da madeira devido aos traqueídeos pode promover a longevidade das partes lenhosas dessas plantas.

Evolução

O processo evolutivo dos traqueídeos, que se estende por mais de 400 milhões de anos, está bem documentado porque a dureza dessas células vasculares, causada pela lignificação, favorece sua preservação como fóssil.

Conforme a flora terrestre evoluiu no tempo geológico, os traqueídeos experimentaram duas tendências adaptativas. Primeiro, eles deram origem a vasos condutores para aumentar a eficiência do transporte de água e nutrientes. Em segundo lugar, eles foram transformados em fibras para dar suporte estrutural a plantas cada vez maiores.

Os elementos dos vasos condutores adquirem suas perfurações características mais tarde no curso da ontogenia. Durante os primeiros estágios de seu desenvolvimento, eles se parecem com traqueídeos, dos quais evoluíram.

Em gimospermas vivos e fósseis, e em dicotiledôneas primitivas (Magnoliales), os traqueídeos apresentam fossetas com bordas escalariformes. Durante a evolução para grupos de plantas mais avançados, traqueídeos com bordas escalariformes deram origem àqueles com bordas circulares. Por sua vez, este último deu origem às fibras libriformes.

Xylem

O xilema junto com o floema constituem os tecidos que constituem o sistema de tecido vascular das plantas vasculares. Este sistema é bastante complexo e é responsável pela condução de água, minerais e alimentos.

Enquanto o xilema carrega água e minerais da raiz para o resto da planta, o floema carrega os nutrientes produzidos durante a fotossíntese, das folhas para o resto da planta.

O xilema é constituído, em muitos casos, por dois tipos de células: as traqueidas, consideradas as mais primitivas, e os elementos do vaso. Entretanto, as plantas vasculares mais primitivas apresentam traqueídeos apenas no xilema.

O fluxo de água através dos traqueídeos

A forma como os traqueídeos são colocados no interior da planta é feita de forma que suas fossas fiquem perfeitamente alinhadas entre os traqueídeos vizinhos, permitindo o fluxo entre eles em qualquer direção.

Algumas espécies apresentam espessamento da parede celular nas bordas das fossetas que diminuem o diâmetro de sua abertura, reforçando a união dos traqueídeos e também reduzindo a quantidade de água e minerais que podem passar por eles. Esses tipos de fossas são chamadas de fossas areoladas.

Algumas espécies de angiospermas, assim como as coníferas, apresentam um mecanismo adicional que permite regular o fluxo de água pelas fossas areoladas, como a presença de uma estrutura chamada toro.

Um toro nada mais é do que um espessamento da membrana da cova ao nível da zona central da mesma e que atua como válvula de controle para a passagem de água e minerais entre as células.

Quando o toro está no centro da fossa, o fluxo entre os traqueídeos é normal; mas se a membrana se move para um de seus lados, o toro bloqueia a abertura da fossa, reduzindo o fluxo ou obstruindo-o completamente.

Tipos de poços

Simples

Não apresentam espessamento nas bordas

Areolados

Apresentam espessamento nas bordas das fossetas tanto do traqueídeo quanto do traqueídeo adjacente.

Semiareoladas

As bordas das fossetas de uma célula são espessadas, mas as da célula adjacente não.

Areoladas com touro

Como já foi observado, as coníferas e algumas angiospermas têm um toro central no fosso dos areolatos que ajuda a regular o fluxo de água e minerais.

Cego

Eventualmente, a cova de um traqueídeo não coincide com a da célula adjacente, para a qual o fluxo de água e minerais é interrompido nesta área. Nestes casos, falamos de um fosso cego ou não funcional.

Nas gimnospermas

As gimnospermas do filo Gnetophyta caracterizam-se, entre outros aspectos, por apresentarem um xilema constituído por traqueídeos e vasos ou traqueias, mas as demais gimnospermas possuem apenas traqueídeos como elementos condutores.

As gimnospermas tendem a ter traqueídeos de comprimento maior do que as angiospermas e também tendem a ser do tipo areolato com toro. Mais de 90% do peso e do volume do xilema secundário das coníferas é constituído por traqueídeos.

A formação de traqueídeos no xilema secundário das coníferas ocorre a partir do câmbio vascular. Este processo pode ser dividido em quatro fases.

Divisão celular

É uma divisão mitótica na qual, após a divisão nuclear em dois núcleos filhos, a primeira estrutura a se formar é a parede primária.

Alongamento celular

Após a divisão celular completa, a célula começa a crescer em comprimento.Antes que esse processo seja concluído, começa a formação da parede secundária, que começa do centro da célula e vai aumentando em direção ao ápice.

Deposição de matriz de celulose

A matriz de celulose e hemicelulose da célula é depositada em diferentes camadas.

Lignificação

A matriz de celulose e hemicelulose é impregnada por lignina e outros materiais de natureza semelhante, o que constitui a etapa final da fase de maturação dos traqueídeos.

Em angiospermas

As traqueides estão presentes no xilema de todas as plantas vasculares, porém nas angiospermas são menos importantes do que nas gimnospermas, pois compartilham funções com outras estruturas, conhecidas como elementos dos vasos ou traquéias.

Os traqueídeos angiospérmicos são mais curtos e finos do que os traqueídeos gimnospermas e também nunca apresentam fossas.

As traqueias das angiospermas, assim como as traqueídeos, têm fossas nas paredes, morrem quando atingem a maturidade e perdem seu protoplasto. Essas células, entretanto, são mais curtas e até 10 vezes mais largas que as traqueídeos.

As traqueias perdem a maior parte de sua parede celular em seus ápices, deixando placas de perfuração entre as células adjacentes, formando assim um conduto contínuo.

As traqueias podem transportar água e minerais muito mais rápido do que as traqueídeos. No entanto, essas estruturas são mais suscetíveis a serem bloqueadas por bolhas de ar. Eles também são mais suscetíveis a queimaduras no inverno.

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