30.2: Caules
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- 182018
Habilidades para desenvolver
- Descreva a função principal e a estrutura básica das hastes
- Compare e contraste as funções do tecido dérmico, do tecido vascular e do tecido fundamental
- Faça a distinção entre crescimento primário e crescimento secundário em caules
- Resuma a origem dos anéis anuais
- Liste e descreva exemplos de caules modificados
Os caules fazem parte do sistema de brotos de uma planta. Eles podem variar em comprimento de alguns milímetros a centenas de metros e também variar em diâmetro, dependendo do tipo de planta. Os caules geralmente estão acima do solo, embora os caules de algumas plantas, como a batata, também cresçam no subsolo. Os caules podem ser herbáceos (macios) ou lenhosos por natureza. Sua principal função é dar suporte à planta, segurando folhas, flores e brotos; em alguns casos, os caules também armazenam alimentos para a planta. Um caule pode ser não ramificado, como o de uma palmeira, ou pode ser altamente ramificado, como o de uma magnólia. O caule da planta conecta as raízes às folhas, ajudando a transportar água e minerais absorvidos para diferentes partes da planta. Também ajuda a transportar os produtos da fotossíntese, nomeadamente os açúcares, das folhas para o resto da planta.
Os caules das plantas, acima ou abaixo do solo, são caracterizados pela presença de nós e entrenós (Figura\(\PageIndex{1}\)). Os nós são pontos de fixação de folhas, raízes aéreas e flores. A região do caule entre dois nós é chamada de entrenó. O caule que se estende do caule até a base da folha é o pecíolo. Um botão axilar geralmente é encontrado na axila - a área entre a base de uma folha e o caule - onde pode dar origem a um galho ou flor. O ápice (ponta) da parte aérea contém o meristema apical dentro do botão apical.
Anatomia do caule
O caule e outros órgãos vegetais surgem do tecido do solo e são compostos principalmente por tecidos simples formados por três tipos de células: células do parênquima, colênquima e esclerênquima.
As células do parênquima são as células vegetais mais comuns (Figura\(\PageIndex{2}\)). Eles são encontrados no caule, na raiz, no interior da folha e na polpa da fruta. As células do parênquima são responsáveis pelas funções metabólicas, como a fotossíntese, e ajudam a reparar e curar feridas. Algumas células do parênquima também armazenam amido.
As células do colênquima são células alongadas com paredes desigualmente espessadas (Figura\(\PageIndex{3}\)). Eles fornecem suporte estrutural, principalmente ao caule e às folhas. Essas células estão vivas na maturidade e geralmente são encontradas abaixo da epiderme. Os “cordões” de um talo de aipo são um exemplo de células de colênquima.
As células do esclerênquima também fornecem suporte à planta, mas, diferentemente das células do colênquima, muitas delas estão mortas na maturidade. Existem dois tipos de células esclerênquimas: fibras e esclereides. Ambos os tipos têm paredes celulares secundárias que são espessadas com depósitos de lignina, um composto orgânico que é um componente essencial da madeira. As fibras são células longas e delgadas; os esclereídeos são de tamanho menor. Os esclereídeos dão às peras sua textura arenosa. Os humanos usam fibras de esclerênquima para fazer linho e corda (Figura\(\PageIndex{4}\)).
Conexão artística
Quais camadas do caule são feitas de células do parênquima?
- córtex e medula
- floema
- esclerênquima
- xilema
Como o resto da planta, o caule tem três sistemas de tecidos: tecido dérmico, vascular e terrestre. Cada uma é diferenciada por tipos de células característicos que realizam tarefas específicas necessárias para o crescimento e sobrevivência da planta.
Tecido dérmico
O tecido dérmico do caule consiste principalmente de epiderme, uma única camada de células cobrindo e protegendo o tecido subjacente. As plantas lenhosas têm uma camada externa resistente e impermeável de células de cortiça, comumente conhecida como casca, que protege ainda mais a planta contra danos. As células epidérmicas são as mais numerosas e menos diferenciadas das células da epiderme. A epiderme de uma folha também contém aberturas conhecidas como estômatos, por meio das quais ocorre a troca de gases (Figura\(\PageIndex{5}\)). Duas células, conhecidas como células de guarda, envolvem cada estoma foliar, controlando sua abertura e fechamento e, assim, regulando a absorção de dióxido de carbono e a liberação de oxigênio e vapor d'água. Os tricomas são estruturas semelhantes a pêlos na superfície epidérmica. Eles ajudam a reduzir a transpiração (a perda de água por partes da planta acima do solo), aumentam a refletância solar e armazenam compostos que defendem as folhas contra a predação por herbívoros.
Tecido vascular
O xilema e o floema que compõem o tecido vascular do caule estão dispostos em filamentos distintos chamados feixes vasculares, que sobem e descem ao longo do caule. Quando o caule é visto em seção transversal, os feixes vasculares das hastes de dicotiledôneas são dispostos em um anel. Em plantas com caules que vivem por mais de um ano, os feixes individuais crescem juntos e produzem os anéis de crescimento característicos. Nas hastes monocotiledôneas, os feixes vasculares são espalhados aleatoriamente pelo tecido do solo (Figura\(\PageIndex{6}\)).
O tecido do xilema tem três tipos de células: parênquima do xilema, traqueídeos e elementos vasculares. Os dois últimos tipos conduzem água e morrem na maturidade. Os traqueídeos são células do xilema com paredes celulares secundárias espessas que são lignificadas. A água se move de um traqueídeo para outro através de regiões nas paredes laterais conhecidas como poços, onde as paredes secundárias estão ausentes. Os elementos dos vasos são células do xilema com paredes mais finas; eles são mais curtos que os traqueídeos. Cada elemento do vaso é conectado ao próximo por meio de uma placa de perfuração nas paredes finais do elemento. A água se move pelas placas de perfuração para subir pela planta.
O tecido do floema é composto por células do tubo peneiro, células companheiras, parênquima do floema e fibras do floema. Uma série de células de tubo de peneira (também chamadas de elementos de tubo de peneira) são dispostas de ponta a ponta para formar um longo tubo de peneira, que transporta substâncias orgânicas, como açúcares e aminoácidos. Os açúcares fluem de uma célula de tubo de peneira para a próxima através de placas de peneira perfuradas, que são encontradas nas junções finais entre duas células. Embora ainda estejam vivos na maturidade, o núcleo e outros componentes celulares das células do tubo peneiro se desintegraram. As células companheiras são encontradas ao lado das células do tubo peneiro, fornecendo-lhes suporte metabólico. As células companheiras contêm mais ribossomos e mitocôndrias do que as células do tubo peneiro, que não possuem algumas organelas celulares.
Tecido moído
O tecido do solo é formado principalmente por células do parênquima, mas também pode conter células de colênquima e esclerênquima que ajudam a sustentar o caule. O tecido moído em direção ao interior do tecido vascular em um caule ou raiz é conhecido como medula, enquanto a camada de tecido entre o tecido vascular e a epiderme é conhecida como córtex.
Crescimento em caules
O crescimento nas plantas ocorre à medida que os caules e as raízes se alongam. Algumas plantas, especialmente as lenhosas, também aumentam de espessura durante sua vida útil. O aumento no comprimento da parte aérea e da raiz é conhecido como crescimento primário e é o resultado da divisão celular no meristema apical da parte aérea. O crescimento secundário é caracterizado por um aumento na espessura ou circunferência da planta e é causado pela divisão celular no meristema lateral. A figura\(\PageIndex{7}\) mostra as áreas de crescimento primário e secundário em uma planta. As plantas herbáceas sofrem principalmente crescimento primário, com quase nenhum crescimento secundário ou aumento na espessura. O crescimento secundário ou “madeira” é perceptível em plantas lenhosas; ocorre em algumas dicotiledôneas, mas ocorre muito raramente em monocotiledôneas.
Algumas partes da planta, como caules e raízes, continuam a crescer ao longo da vida da planta: um fenômeno chamado crescimento indeterminado. Outras partes da planta, como folhas e flores, apresentam crescimento determinado, que cessa quando uma parte da planta atinge um tamanho específico.
Crescimento primário
A maior parte do crescimento primário ocorre nos ápices, ou pontas, dos caules e raízes. O crescimento primário é resultado da divisão rápida das células nos meristemas apicais na ponta da parte aérea e na ponta da raiz. O alongamento celular subsequente também contribui para o crescimento primário. O crescimento de brotos e raízes durante o crescimento primário permite que as plantas busquem continuamente água (raízes) ou luz solar (brotos).
A influência do broto apical no crescimento geral da planta é conhecida como dominância apical, que diminui o crescimento dos botões axilares que se formam ao longo das laterais dos galhos e caules. A maioria das árvores coníferas exibe forte dominância apical, produzindo assim a típica forma cônica de árvore de Natal. Se o botão apical for removido, os botões axilares começarão a formar ramos laterais. Os jardineiros aproveitam esse fato quando podam as plantas cortando as pontas dos galhos, estimulando assim o crescimento dos brotos axilares, dando à planta uma forma espessa.
Link para o aprendizado
Assista a este vídeo da BBC Nature que mostra como a fotografia com lapso de tempo captura o crescimento das plantas em alta velocidade.
Crescimento secundário
O aumento na espessura do caule resultante do crescimento secundário é devido à atividade dos meristemas laterais, que faltam nas plantas herbáceas. Os meristemas laterais incluem o câmbio vascular e, nas plantas lenhosas, o câmbio da cortiça (ver Figura\(\PageIndex{8}\)). O câmbio vascular está localizado fora do xilema primário e no interior do floema primário. As células do câmbio vascular se dividem e formam o xilema secundário (traqueídeos e elementos vasculares) para dentro e o floema secundário (elementos de peneira e células companheiras) para o exterior. O espessamento do caule que ocorre no crescimento secundário é devido à formação do floema secundário e do xilema secundário pelo câmbio vascular, mais a ação da cortiça cambium, que forma a camada externa dura do caule. As células do xilema secundário contêm lignina, que proporciona resistência e resistência.
Nas plantas lenhosas, a cortiça cambium é o meristema lateral mais externo. Produz células de cortiça (casca) contendo uma substância cerosa conhecida como suberina que pode repelir a água. A casca protege a planta contra danos físicos e ajuda a reduzir a perda de água. O câmbio da cortiça também produz uma camada de células conhecida como feloderma, que cresce para dentro a partir do câmbio. O câmbio da cortiça, as células da cortiça e o feloderma são denominados coletivamente de periderma. O periderma substitui a epiderme em plantas maduras. Em algumas plantas, o periderme tem muitas aberturas, conhecidas como lenticelas, que permitem que as células internas troquem gases com a atmosfera externa (Figura\(\PageIndex{8}\)). Isso fornece oxigênio às células vivas e metabolicamente ativas do córtex, xilema e floema.
Anéis anuais
A atividade do câmbio vascular dá origem a anéis de crescimento anuais. Durante a estação de crescimento da primavera, as células do xilema secundário têm um grande diâmetro interno e suas paredes celulares primárias não são muito espessadas. Isso é conhecido como madeira antiga ou madeira de primavera. Durante o outono, o xilema secundário desenvolve paredes celulares espessas, formando madeira tardia ou madeira de outono, que é mais densa do que a madeira antiga. Essa alternância de madeira precoce e tardia se deve em grande parte a uma diminuição sazonal no número de elementos do vaso e a um aumento sazonal no número de traqueídeos. Isso resulta na formação de um anel anual, que pode ser visto como um anel circular na seção transversal do caule (Figura\(\PageIndex{9}\)). Um exame do número de anéis anuais e sua natureza (como tamanho e espessura da parede celular) pode revelar a idade da árvore e as condições climáticas predominantes durante cada estação.
Modificações do caule
Algumas espécies de plantas têm caules modificados que são especialmente adequados a um habitat e ambiente específicos (Figura\(\PageIndex{10}\)). Um rizoma é um caule modificado que cresce horizontalmente no subsolo e tem nós e entrenós. Brotos verticais podem surgir dos brotos do rizoma de algumas plantas, como gengibre e samambaias. Os cormos são semelhantes aos rizomas, exceto que são mais arredondados e carnudos (como no gladíolo). Os cormos contêm alimentos armazenados que permitem que algumas plantas sobrevivam ao inverno. Estolões são caules que correm quase paralelos ao solo, ou logo abaixo da superfície, e podem dar origem a novas plantas nos nós. Os corredores são um tipo de estolão que corre acima do solo e produz novas plantas clones em nós em intervalos variados: morangos são um exemplo. Os tubérculos são caules modificados que podem armazenar amido, como visto na batata (Solanum sp.). Os tubérculos surgem como pontas inchadas dos estolões e contêm muitos botões adventícios ou incomuns (familiares para nós como os “olhos” das batatas). Um bulbo, que funciona como uma unidade de armazenamento subterrâneo, é uma modificação de um caule que tem a aparência de folhas carnudas ampliadas emergindo do caule ou ao redor da base do caule, como visto na íris.
Link para o aprendizado
Assista à botânica Wendy Hodgson, do Desert Botanical Garden, em Phoenix, Arizona, explicar como as plantas de agave eram cultivadas para alimentação há centenas de anos no deserto do Arizona neste vídeo: Encontrando as raízes de uma colheita antiga.
Algumas modificações aéreas dos caules são gavinhas e espinhos (Figura\(\PageIndex{11}\)). As gavinhas são fios delgados e entrelaçados que permitem que uma planta (como uma videira ou uma abóbora) busque apoio subindo em outras superfícies. Espinhos são galhos modificados que aparecem como protuberâncias pontiagudas que protegem a planta; exemplos comuns incluem rosas, laranja Osage e bengala do diabo.
Resumo
O caule de uma planta traz folhas, flores e frutos. Os caules são caracterizados pela presença de nós (pontos de fixação das folhas ou galhos) e entrenós (regiões entre os nós).
Os órgãos vegetais são constituídos por tecidos simples e complexos. O caule tem três sistemas de tecidos: tecido dérmico, vascular e terrestre. O tecido dérmico é a cobertura externa da planta. Ele contém células epidérmicas, estômatos, células de guarda e tricomas. O tecido vascular é composto por tecidos do xilema e do floema e conduz água, minerais e produtos fotossintéticos. O tecido fundamental é responsável pela fotossíntese e suporte e é composto por células do parênquima, colênquima e esclerênquima.
O crescimento primário ocorre nas pontas das raízes e brotos, causando um aumento no comprimento. As plantas lenhosas também podem apresentar crescimento secundário ou aumento de espessura. Em plantas lenhosas, especialmente árvores, anéis anuais podem se formar à medida que o crescimento diminui no final de cada temporada. Algumas espécies de plantas têm caules modificados que ajudam a armazenar alimentos, propagar novas plantas ou desencorajar predadores. Rizomas, cormos, estolões, corredores, tubérculos, bulbos, gavinhas e espinhos são exemplos de caules modificados.
Conexões artísticas
Figura\(\PageIndex{4}\): Quais camadas do caule são feitas de células do parênquima?
- córtex e medula
- epiderme
- esclerênquima
- epiderme e córtex.
- Responda
-
A e B. O córtex, a medula e a epiderme são feitos de células do parênquima.
Glossário
- broto apical
- broto formado na ponta do broto
- broto axilar
- broto localizado na axila: a área do caule onde o pecíolo se conecta ao caule
- latido
- camada epidérmica externa resistente e impermeável de células de cortiça
- bulbo
- caule subterrâneo modificado que consiste em um grande broto cercado por inúmeras escamas de folhas
- célula de colênquima
- célula vegetal alongada com paredes irregularmente espessadas; fornece suporte estrutural ao caule e às folhas
- célula companheira
- célula do floema que está conectada às células do tubo peneiro; tem grandes quantidades de ribossomos e mitocôndrias
- milho
- caule subterrâneo arredondado e carnudo que contém alimentos armazenados
- córtex
- tecido moído encontrado entre o tecido vascular e a epiderme em um caule ou raiz
- epiderme
- camada única de células encontrada no tecido dérmico vegetal; cobre e protege o tecido subjacente
- células de guarda
- células emparelhadas em ambos os lados de um estoma que controlam a abertura estomática e, assim, regulam o movimento de gases e vapor de água
- entrenó
- região entre os nós do caule
- lenticela
- abertura na superfície de caules lenhosos maduros que facilita a troca gasosa
- nó
- ponto ao longo do caule no qual as folhas, flores ou raízes aéreas se originam
- célula do parênquima
- tipo mais comum de célula vegetal; encontrado no caule, raiz, folha e polpa da fruta; local de fotossíntese e armazenamento de amido
- periderme
- cobertura mais externa de caules lenhosos; consiste no câmbio da cortiça, nas células da cortiça e no feloderma
- mesocarpo
- tecido moído encontrado em direção ao interior do tecido vascular em um caule ou raiz
- crescimento primário
- crescimento resultando em um aumento no comprimento do caule e da raiz; causado pela divisão celular na parte aérea ou no meristema apical da raiz
- rizoma
- caule subterrâneo modificado que cresce horizontalmente em relação à superfície do solo e tem nós e entrenós
- corredor
- estolão que corre acima do solo e produz novas plantas clonadas em nós
- célula de esclerênquima
- célula vegetal que tem paredes secundárias espessas e fornece suporte estrutural; geralmente morta na maturidade
- crescimento secundário
- crescimento resultando em um aumento na espessura ou circunferência; causado pelo meristema lateral e pelo câmbio da cortiça
- célula de tubo de peneira
- célula do floema disposta de ponta a ponta para formar um tubo de peneira que transporta substâncias orgânicas, como açúcares e aminoácidos
- estolão
- caule modificado que corre paralelo ao solo e pode dar origem a novas plantas nos nós
- gavinha
- caule modificado que consiste em fios delgados e entrelaçados usados para suporte ou escalada
- espinho
- ramo de caule modificado que aparece como uma protuberância acentuada que protege a planta
- traqueída
- célula do xilema com paredes secundárias espessas que ajuda a transportar água
- tricomas
- estrutura semelhante a um cabelo na superfície epidérmica
- tubérculo
- caule subterrâneo modificado adaptado para armazenamento de amido; tem muitos botões adventícios
- elemento do vaso
- célula do xilema que é mais curta que uma traqueida e tem paredes mais finas