Olá, pessoal, tudo bem? Então, hoje estou aqui para falar sobre um assunto bem legal, relacionado à vida. Como puderam ver no título, este texto focará na origem, na evolução e no funcionamento das plantas. Elas, essas companheiras, que, quietamente, tornam o nosso planeta habitável.
Bom, primeiramente, é preciso citar os “filos” que compõem o grupo destes organismos. São eles: Briófitas, Pteridófitas, Gimnospermas e Angiospermas.
O primeiro “filo” (das Briófitas) é formado por espécies vegetais muito rudimentares, de pouca altura, dentre as quais o musgo é um exemplo.
Figura 1. Exemplo de população (conjunto de organismos de uma mesma espécie) de briófitas habitando raiz tabular e caule de uma árvore.
O segundo “filo” (Pteridófitas) é composto por espécies vegetais muito variadas; a samambaia é um bom exemplo.
Figura 2. Fotografia de uma bela samambaia com estruturas de sustentação.
O terceiro “filo” (Gimnospermas) é formado por árvores de grande porte, como os pinheiros.
Figura 3. Fotografia de uma floresta de pinheiros, belamente distribuídos.
E o quarto e último “filo” (Angiospermas) é caracterizado pela existência de vegetais de pequeno, médio e grande portes; além disso, este “filo” possui também características exclusivas, como flores e frutos.
Figura 4. Imagem dos galhos e ramos de uma bela árvore pertencente ao grupo das angiospermas.
Apesar de haver somente quatro grandes grupos de plantas, a variabilidade morfológica desses seres é simplesmente imensa. Dentro da floresta amazônica, por exemplo, olhando atentamente, é possível visualizar dezenas — senão centenas — de espécies, cada uma com adaptações únicas e específicas. Quando surgiram esses seres vivos, contudo? De onde as plantas vieram? Quais foram seus ancestrais? São nas respostas a essas perguntas que vamos nos deter agora.
Como vocês sabem, o planeta Terra tem em média 4,5 bilhões de anos. A vida, estima-se, surgiu centenas de milhões de anos depois (há aproximadamente 3,5 bilhões de anos). De início, eram meras bactérias (ou organismos muito assemelhados a elas) que se replicavam e viviam independentemente. Então, tempos depois, surgiu em uma bactéria um processo extremamente complexo: a fotossíntese, um conjunto elegante de reações complexas pelo qual um organismo obtém energia através da luz da estrela próxima (Sol). (Em razão dessa característica, as bactérias fotossintetizantes são chamadas de cianobactérias). Milhões de anos depois, em decorrência da fusão de dois indivíduos de grupos unicelulares distintos, Bacteria e Arquea, nasceram os eucariontes (antigos “avôs” nossos). Estes eucariontes eram heterótrofos, isto é, tinham que comer outros seres e suas moléculas para sobreviver. Um belo dia, então, “cansado”, vamos dizer assim, de sair para procurar comida, um eucarionte unicelular resolveu engolir uma cianobactéria, aquela bactéria “preguiçosa” que fazia seu próprio alimento sem esforço algum. Quando fez isso, ao invés de digeri-la com seu lisossomo, o eucarionte teve uma grande ideia e fez um “trato” com a cianobactéria: “Olha, que tal eu te proteger dentro de mim, cianobactéria, e em troca você me dá parte do alimento que produz na fotossíntese?” A cianobactéria, concordando ou não, teve de aceitar, e então resolveu compartilhar parte dos seus genes com o eucarionte, o que fez com que a produção de suas proteínas dependesse de seu novo companheiro. E acabou que, no decorrer do tempo, ela perdeu a sua autonomia e transformou-se em uma organela, mais especificamente, em um cloroplasto. Quando isso ocorreu, esse eucarionte não mais era um heterótrofo, e sim um autótrofo fotossintetizante, sendo, por isso, uma alga unicelular (a principal componente do nosso atual fitoplâncton).
Figura 5. Esquema mostrando como surgiram as antecessoras das plantas.
Notem que as células que fagocitaram e uniram-se às cianobactérias provieram do mesmo ancestral que daria origem aos animais (ou seja, do nosso ancestral). Impressionantemente, somos parentes das plantas.
Em decorrência de eventos evolutivos interessantes, algumas algas unicelulares fotossintetizantes “decidiram”, por assim dizer, que seria melhor elas se unirem para formar um super-organismo (multicelular), o que as tornaria menos vulneráveis em meio àquele oceano hostil. Surgia, assim, as algas macroscópicas, aquelas que vemos comumente em lagoas e praias. Enquanto tudo isso acontecia, o ambiente terrestre do planeta permanecia desabitado e “pelado”, sem vegetal ou ser vivo algum para lhe fazer companhia. Quando as algas “tomaram conhecimento” disso, “pensaram” que seria uma boa ideia migrar para a terra e se estabelecer por lá: naquele vasto espaço, não haveria predadores para comer seus ramos e nem competição com outras algas. Então, assim o fizeram, mas, para isso, tiveram que vir em formato bastante modesto, sob a forma de briófitas, e, quando depararam-se com a hostilidade daquele ambiente seco, resolveram permanecer próximas aos mares e lagos, nas margens, onde a umidade era maior.
Figura 6. Imagem mostrando a anatomia de uma briófita. Repare que, comparadas aos outros grupos vegetais, as briófitas são plantas bem rudimentares. A sua importância, no entanto, para a colonização do ambiente terrestre foi enorme: como elas foram as primeiras plantas a se estabelecer, a sua morte tornou o solo terrestre, até então inóspito e duro, rico em nutrientes orgânicos e possível ao abrigo de outras plantas e/ou animais.
No entanto, havia algas-briófitas ousadas, as quais diferenciaram-se de suas antecessoras e criaram novas e importantes adaptações: inovaram com a formação de tecidos especializados ao transporte de água e nutrientes, para os quais nós demos o nome de Xilema e Floema. O Xilema é responsável por conduzir a água e os sais absorvidos do solo até as outras partes da planta, notadamente às folhas. O Floema é responsável por conduzir o produto da fotossíntese às outras partes do vegetal, que são dependentes desta fonte de energia. Aos vegetais que “criaram” essas características, demos o nome coletivo de pteridófitas, plantas de médio porte que são, todavia, dependentes da água para a reprodução. Iniciava-se, assim, o contínuo ciclo de aperfeiçoamento das plantas, que agora não mais cessariam na busca pela conquista do ambiente terrestre.
Figura 7. Esquema didático que demonstra a dinâmica da condução de água e de glicose nas plantas. A imagem ao lado direto refere-se ao transporte de água pelo “tubo” do xilema. A imagem à esquerda refere-se à condução da seiva elaborada — isto é, mistura de água e açucares — pelos vasos do floema.
Entretanto, em razão do fato de as pteridófitas ainda necessitarem da água para a sua reprodução, mutações que visassem a independência dessa molécula foram favorecidas pela evolução, e com isso teve-se início a formação e disseminação de gloriosos e novos vegetais, que formam um grupo para o qual demos o nome de Gimnosperma. Esses vegetais chegaram com novíssimas “adaptações”, por causa das quais agora não dependiam mais da água para se propagarem. Uma dessas adaptações foi a criação do grão de pólen, estrutura protetora do gameta masculino e que o envolve, permitindo a ele deslocar-se pelo vento até o gameta feminino de outra planta. Além disso, as gimnospermas também inovaram com a criação de novos e especializados tecidos de sustentação, para os quais demos o nome de colênquima e esclerênquima, que permitiram aos vegetais do grupo ficarem mais altos, fortes e resistentes, dando início às primeiras árvores verdadeiras.
Figura 8. Fotografia de um belo e intrigante vegetal. Quando olhar para uma árvore, lembre que a altura e rigidez de seu caule só são viáveis em razão da presença dos tecidos de sustentação esclerênquima e colênquima.
As plantas, no entanto, nunca cansam de evoluir, e então surgiu, no período cretáceo, perto à extinção dos dinossauros, o novo e o mais diversificado grupo: as Angiospermas — das quais hoje somos dependentes no que se refere à nossa alimentação. As plantas ancestrais das angiospermas estavam “preocupadas”, por assim dizer, em proteger as suas sementes de alguma forma e em reproduzirem-se mais eficaz e rapidamente. Por isso, “criaram” belas e novas adaptações, dentre as quais as mais relevantes foram as flores e os frutos. As primeiras trabalhariam em mutualismo com os insetos: em retorno de espalharem seu pólen, dava-lhes néctar, açúcar. E a segunda trataria de proteger o embrião de condições inóspitas, além de armazenar substâncias alimentares das quais o embrião poderia tirar proveito. O novo grupo das angiospermas é o mais onipresente dentre os quatro: é encontrado desde a forma de grama (aquela em que frequentemente pisamos e deitamos), à forma de gigantescas e belas árvores, como a da imagem que coloquei no início do texto.
Figura 9. Imagem didática demonstrando a anatomia de uma flor comum e as respectivas nomenclaturas de suas estruturas. O Antera, estrutura ovóide sobre o topo do filete, é o lugar no qual os gametas e o pólen masculinos são formados; o Estilete e o Estigma compõem a estrutura pela qual o grão de pólen adentra o óvulo; a Sépala, folha ao lado da Pétala, tem função protetiva; o Receptáculo mantém a flor estável; e o tubo polínico, linha verde-clara que parte do Estigma ao Óvulo, tem a função de conduzir o gameta masculino ao longo do Ovário até o encontro com a célula com a qual irá se juntar. Após ser fecundado pelo gameta masculino, o Óvulo dará origem ao fruto.
Bem, agora que falamos da origem e evolução das plantas (de modo extremamente resumido e metafórico), vamos ao seu funcionamento.
Em algum momento, alguns de vocês já se perguntaram como as plantas, possivelmente o grupo de organismos macroscópicos mais abundante e importante em todo o globo, funcionam? Será que elas são sensíveis, interagem com o meio físico? Ou será que as plantas não passam de organismos decorativos e produtores de alimento? Afinal, diferentemente dos animais, elas parecem não interagir muito conosco. Por meio de breves explicações acerca de seu funcionamento, vamos tentar descobrir a resposta.
Vocês sabem como as plantas respiram? Por onde que entra o ar necessário ao metabolismo celular das células vegetais? Diferente de nós, humanos, elas não possuem órgãos especializados como pulmões para a extração de oxigênio da atmosfera. Entretanto, elas possuem estruturas belas e complexas nas folhas, cujo nome é estômato. Estômato nada mais é do que um poro pelo qual os gases (incluindo o gás carbônico) difundem-se para dentro das folhas e do vegetal. Esse poro é capaz de se abrir e fechar, da mesma forma que tapamos a nossa respiração. Os mecanismos que provocam esse fechamento estão associados ao ganho e perda de água das células que compõem o sistema estomático. Para exemplificar melhor, analise a imagem que colocarei a seguir e acompanhe a explicação pelo texto —posterior à legenda.
Figura 10. Esquema de estômato de uma folha comum.
Estão vendo as células estomáticas (também chamadas células-guarda), ambas ao lado daquele pequeno poro do qual falei? Então, são elas que controlam a entrada e a saída de gases das folhas. Funciona desta maneira: essas células estomáticas realizam fotossíntese; em decorrência disso, produzem açúcares e tendem a receber água por osmose — termo que se refere à tendência da água de deslocar-se a ambientes mais concentrados de partículas e moléculas — das células adjacentes. Quando isso ocorre, elas se dilatam e abrem este poro, permitindo a entrada dos gases. Contrariamente, quando há falta de água na planta, essas células são incapazes de fazer fotossíntese, e, portanto, o estômato se fecha. Fatores ambientais, como a temperatura e a exposição à luz, também determinam a frequência de abertura e fechamento estomático. Assim, num dia muito quente, por exemplo, para evitar uma grande perda de água, a tendência é o(s) estômato(s) fechar(em)-se mais vezes do que o normal.
Além disso, os caules de algumas plantas também arranjaram uma maneira um tanto interessante de “respirar”. Eles desenvolveram estruturas chamadas lenticelas, pequenos buracos, por assim dizer, localizados em sua superfície, que permitem a difusão de gases mais rapidamente a outras partes da planta.
Figura 11. Fotografia do caule de uma árvore cuja superfície apresenta lenticelas, pequenos “buraquinhos”, por assim dizer, com a função de facilitar as trocas gasosas entre as células do caule e da raiz com o ambiente.
Quando enxergar uma árvore com essas estruturas, lembre-se que, a todo momento, de lá está entrando O2 e saindo CO2.
Agora, sabem como as plantas “puxam” a água do solo? O motivo pelo qual elas fazem isso vocês devem saber: para usar na fotossíntese e recompor a perda de água citoplasmática. No entanto, a maneira como elas conseguem “puxar” a água contra a força da gravidade é, até hoje, discutida e incerta. Isso é impressionante. Estamos rodeados por elas e, do mesmo jeito, não compreendemos inteiramente um de seus processos mais vitais. Porém, há algumas ideias bem plausíveis que tentam explicá-lo. A principal delas responsabiliza a evaporação estomática (a saída de vapor de água pelos poros dos quais falamos) e a tensão-coesão (definida pelas ligações de hidrogênio) entre as moléculas de água, que evita a fragmentação do líquido quando dentro da planta. Funciona da seguinte maneira: sabem os estômatos, aqueles poros dos quais todas as folhas são formadas, então, além de permitirem a entrada de O2 e CO2 para dentro da planta, analogamente ao nosso pulmão, eles também eliminam a todo momento a água capturada pela raiz na forma de vapor.
Figura 12. Demonstração didática da evaporação estomática e dos outros processos realizados pelas plantas.
Isso faz com que haja um desequilíbrio osmótico entre o tecido da raiz e o tecido da folha, o que impulsiona a água até o órgão fotossintético (uma parte dela é usada na fotossíntese; o seu excesso é eliminado). Então, ciclicamente, já que usou parte da água na interação com fótons e com a clorofila e eliminou a quantidade restante sob a forma vaporizada, a folha estabelece em si novamente o desequilíbrio osmótico — que, como eu disse, é um termo que se refere à tendência da água de migrar de um ambiente menos concentrado de partículas e moléculas (caso da raiz) a um mais concentrado destas (caso da folha, já que esta está constantemente criando açucares, que elevam a “vontade” da água de migrar ao órgão e diluir seus componentes moleculares) —, reiniciando o ciclo.
Então, quando olhar para uma planta, não pense nela como um monumento do qual o homem possui posse; lembre que ela, assim como nós, está constantemente inspirando e expirando, “comendo” (à sua maneira), excretando resíduos metabólicos (também pelo poro estomático) e, ainda, produzindo açúcares para que eu possa escrever, para que você possa me ler e para que possamos vislumbrar os pássaros em seus galhos.
Acredito que foi o suficiente por enquanto. No entanto, se quiserem, posso fazer outro texto acerca do Universo das plantas, falando, por exemplo, das relações (na maior parte harmoniosas) que elas estabelecem umas com as outras e, também, da maneira como elas interagem com a luz.
Enfim, é isso.
