ASSUNTO DA PRIMEIRA UNIDADE

Reprodução em ptas posteriores: 1. caract dos seres vivos; 2. reposição de indivíduos; 3.Morte em animais x morte em vegetais (potencialmente imortais, ambiente fator limitante). Ptas seculares e milenares e mantidas por clones. 4. mecanismo de reprodução (vegetativo e sexual): vegetativa: parte da pta da origem a outro vegetal idêntico. Sexual: novo individuo se origina da fusão de 2 indivíduos aplóides. Na reprodução de gametas, envolve a formação de órgãos reprodutivos.

Reprodução vegetativa: 1. os mecanismos apresentam elevado grau de diversificação; 2. Caule: enraizamento em pedaços isolados (fruticultura); 3. folha: gemas adventícias em folhas isoladas (violeta e begônia); 4. Raízes: desenvolvimento de gemas (leiteiro); 5. Flores: formação de bulbilhos a partir das flores; 6. estolões: bananeira; 7. Tubérculos: batata inglesa; 8. rizomas: tiririca, sapé; 9. sucesso condicionado às condições ambientais; 10. os hormônios desempenham papel importante neste tipo de reprodução.

Reprodução sexual: A) aspectos genético: 1. importante p/ a perpetuação da espécie; 2. permite variabilidade genética; 3. possibilita a expressão de mutações; 4. sobrevivem a variações dentro das 2 maneiras (banana); 6. Mecanismo p/ garantir o cruzamento natural. B) Aspectos fisiológicos: 1. representam fase da vida + resistentes às diversidades; 2. as sementes apresentam mecanismos eficientes de dispersão; 3. Não transmite viroses.

Sincronização da reprodução: Sobrevivência por meio de dormência (estações). Sincronização da floração p/ garantir a polinização cruzada.

Influencia dos fatores ambientais Água: menor potencial hídrico p/ ocorrer o rompimento da dormência dos botões florais (café); Temperatura: queda brusca (5ºC) induz o florescimento (algumas orquídeas); Queimadas: efeito no crescimento e na floração (espécies do cerrado), o fogo destrói possível inibidor de floração e estimula possíveis promotores de floradas por ação térmica ou efeito dos gases de combustão. Veranalizaçao: em mtas espécies a qdade ou a qualidade da florada depende de temperaturas baixas. O efeito da vernalizaçao é proporcional ao tempo de tratamento frio. Espécies de regiões temperadas anuais, bianuais ou perenes necessitam de um período de frio p/ florescer.

O controle do florescimento A transcrição p/ o florescimento envolve alterações no padrão de morfogênese e diferenciação celular do meristema apical do caule. Em ultima analise, este processo leva a formação de órgãos florais. As interações de fatores internos (idade) e externos (clima) capacitam a pta a sincronizar seu desenvolvimento reprodutivo com o ambiente.

Desenvolvimento dos órgãos florais: Qdo inicia o desenvolvimento reprodutivo, ocorre um aumento na taxa de divisão das células centrais do meristema do caule. Tamanho dos meristemas florais e vegetativos. Ocorre a transformação do meristema vegetativo num meristema primário de inflorescência q produz meristemas florais. A morfogênese floral é controlada por uma série de genes. INICIAÇAO DOS VERTICILOS FLORAIS: 1. consiste de sépalas (verdes qdo maduras); 2. composto pelas pétalas (coloridas ou branca); 3.contem estames (órgãos masculino da flor); 4. gineceu (uni e pluriocular). GENES Q REGULAM O DESENVOLVIMENTO FLORAL: genes de identidade floral; genes cadastrais (reguladores espaciais dos genes de identidade floral); genes de identidade meristemáticas (indução inicial dos genes de identidade floral)

GENES HOMÉOTICOS CONTROLAM A IDENTIDADE DE ÓRGAOS FLORAIS:

Tipo A: controla a identidade do 1 e 2 verticilos

Tipo B: controla a identidade do 2 e 3 verticilos

Tipo C: controla a identidade do 3 e 4verticilos

Evocação floral (sinais externos e internos) Uma pta pode florescer poucas semanas após germinar (anuais) ou crescer por até 20 anos ou + antes de começarem a produzir flores (perenes). REGULAÇÃO AUTONOMA: não depende de fatores ambientais p/ florescer, ex: a idade é uma fator interno. REGULAÇÃO OBRIGATÓRIA: ou qualitativa, exigem um sinal ambiental p/ florescer, ex: fotoperiodismo e vernalização, disponibilidade de água. A evolução desses sistemas de controle permitem às ptas regular o florescimento p/ uma época ótima p/ o sucesso reprodutivo.

O ápice do caule e as mudanças de fase: Durante a vida, as ptas passam por diferentes estádios de desenvolvimento, sendo q as mudanças nesses estádios ocorrem em uma única região, o meristema apical do caule. 1. A fase juvenil: dura poucos dias nas espécies herbáceas até + de 30 anos em algumas lenhosas. Condições q retardam o cresc// (qualquer estresse) tendem a prolongar a fase juvenil ou mesmo provocar o rejuvenescimento (reversão p/ a juvenilidade). 2. A fase adulta vegetativa: qdo o meristema muda p/ a fase adulta, são produzidos somente estruturas vegetativas adultas, culminando c/ a evocação floral. Ex: estacas de ptas adultas de Hera retiradas da porção basal desenvolvem-se em ptas juvenis, enqto q aquelas retidas da extremidade se desenvolvem em ptas adultas capazes de florescer. 3. A fase adulta reprodutiva: ptas aptas à evocação floral. As mudanças de fases podem ser influenciadas por nutrientes, hormônios e outros sinais químicos, porem um mesmo sinal pode originar respostas diferentes em espécies distintas ex: as giberelinas podem levar obtenção da maturidade em mtas angiospermas herbáceas, porem provoca o rejuvenescimento em angiospermas lenhosas.

Ritmos circadianos: o relógio interno Atividade biológica q mostra um ciclo de alta atividade e baixa atividade, independe de estímulos externos, com uma periodicidade regular de cerca de 24 horas. O relógio circadiano possibilita aos organismos determinar a hora do dia em q certo evento molecular ocorre. Em feijão as folhas do feijoeiro se dobram ao anoitecer repetindo esse movimento diariamente.

Fotoperiodismo: monitorando o comp do dia Os ritmos circadianos e o fotoperiodismo têm a propriedade de responder a ciclos de luz e escuro. A capacidade de um organismo detectar o comp do dia torna possível p/ um evento ocorrer em um determinado momento do ano, permitindo uma resposta sazonal. As espécies vegetais evoluíram p/ detectar as mudanças sazonais no comp do dia e suas respostas fotoperiódicas especificas são fortemente influenciadas pela latitude. Respostas ao fotoperíodo: iniciação do florescimento, formação de órgão de reserva e indução da dormência. O comprimento do dia varia com a época do ano e c/ a altitude. As ptas são classificadas em: PDC: florescem apenas em dias curtos, PDL: florescem apenas em dias longos. O estimulo só acontece qdo o comp do dia excede uma certa duração, chamada de COMPRIMENTO DO CRÍTICO DO DIA, em cada ciclo de 24 horas. Pode ocorrer uma ambigüidade sazonal no outono e na primavera. Neste caso as ptas apresentam adaptações p/ evitar a ambigüidade (1. fotoperíodo associado a vernalização. 2. distinções entre dias q estão alongando e dias q estão encurtando). PDN: espécies q florescem em qualquer condição de fotoperíodo. As ptas monitoram o comp do dia pela medição do comp da noite. Quebras da noite podem cancelar o efeito do período escuro (flash de luz interrompendo o período escuro interrompem o florescimento – métodos p/ regular o floresci//). O relógio circadiano esta envolvido no controle fotoperiodico do tempo (é necessário um período de escuro critico, seguido do período claro p/ induzir o florescimento). A folha é o sítio de percepção do estimulo fotoperiodico: folhas excisada expostas a dias curtos pode causar florescimento qdo enxertada a uma pta não induzida mantida sob dias longos. O estimulo floral é transportado pelo floema: o estimulo p/ florescer atinge 1º meristemas + próximos da folha q recebeu o estimulo.

O fitocromo é o fotorreceptor primário no fotoperiodismo. Pr: fitocromo q absorve a luz vermelha. PFr: fitocromo q absorve a luz vermelha distante. Qdo o fitocromo Pr se converte em fitocromo PFr ocorre a indução p/ o floresci//. A luz vermelho distante modifica o florescimento em algumas ptas de dias longos: a resposta é proporcional a irradiancia e a duração da luz vermelho distante (ex: cevada).

Vernalização: promove o florescimento pelo frio Mtas ptas necessitam passar por um período frio, seguido de temp + elevadas p/ florescer. Sem a vernalização algumas espécies mostram atraso no floresci// ou permanecem vegetativas. A faixa de temp p/ vernalizar pode variar de 1º C a 10ºC. A duração do tempo de exposição ao frio varia c/ a espécie. A vernalização parece ocorrer no meristema apical do caule independendo da temp q ocorra no restante da pta. P/ a vernalização ocorrer é necessário q o metabolismo esteja ativo durante o tratamento frio. Foram identificados genes q atuam na vernalização.

Sinalizações bioquímicas envolvidas no florescimento: Os eventos q resultam na evocação floral podem ocorrer em outra parte da pta e serem enviados aos meristemas apicais por sinais bioquímicos. Estes sinais atuam como ativadores ou inibidores do florescimento. O estimulo floral é transportado junto c/ fotoassimilados no floema (fato comprovado pelos experimentos c/ enxertia). Acredita-se q o estimulo floral se auto propaga (esse estimulo floral é provavelmente uma molécula q induz a própria produção-florígeno). Em algumas ptas, giberelinas exógenas podem desencadear o florescimento em substituição ao desencadeador endógeno ou aos sinais ambientais. Tb o etileno pode desencadear o florescimento em algumas espécies. Por fim, pode-se afirmar q a transcrição p/ o floresci// envolve múltiplos fatores e rotas.

Fisiologia do estresse: Estresse: fator externo (abiótico) q exerce uma influencia desvantajosa sobre a pta. Importância do clima como limitante a distribuição das espécies. Tempo de resposta da pta ao estresse (estresse por temperatura, horas, estresse por água, dias e estresse por nutrientes, dias ou meses). Prejuízo na produtividade e potencial genético (22%). Fatores bióticos tb provocam estresse. O estresse é medido em relação à fatores q possam estar relacionados c/ o desenvolvi// da pta (crescimento: aumento de biomassa; produtividade agrícola; sobrevivência da pta.

Adaptação X aclimatação: adaptação é pontual e aclimatação sofre todo um processo, com maiôs sobrevivência, esses processos resultam de eventos integrados q ocorrem em todos os níveis de organização (órgão, tecido ou célula).

Déficit hídrico e resistência a seca: Mecanismos de resistência a seca: 1. ptas q retardam a desidratação (mantém a hidratação do tecido). 2. ptas q toleram a desidratação. 3. ptas q possuem escape da seca. As estratégias de resistência à seca variam c/ as condições climáticas ou edáficas. Ptas C4 e ptas CAM possuem adaptações q permitem explorar ambientes mais áridos. Sistema radicular profundo possibilita maior captação de água.

Estratégias de adaptação ao estresse hídrico: Déficit hídrico: é o q falta p/ completar a total hidratação do tecido. Inibição da expansão foliar: 1. c/ menos água as cels tem menor pressão de turgor, maior [ ] de solutos e memb plasmática + espessa; 2. nesse caso ocorrerá inibição da expansão celr provocando lentidão na expansão foliar em situação de déficit hídrico; 3. o tamanho final da pta será menor. ESTIMULO DA ABSCISÃO FOLIAR: 1. o déficit hídrico estimula a produção de etileno q irá promover a abscisão foliar. Este ajuste de área foliar, a longo prazo, beneficiará a pta em situação de estresse hídrico. AUMENTO NO AFROUXAMENTO DAS RAÍZES: 1. o balanço funcional entre cresci// da parte aérea e o cresci// das raízes é afetado c/ o estresse hídrico. 2. o cresci// das raízes + profundas em direção ao solo é uma linha de defesa contra a seca. FECHAMENTO DE ESTOMATOS EM RESPOSTA AO ABA: 1. como resultado da perda de água as cels guardas perdem suas funções provocando fechamento dos estômatos. 2. o estômato fechado reduz a evaporação da folha, sendo considerado uma linha de defesa contra a seca. O DEFICIT HIDRICO LIMITA A FOTOSSINTESE DENTRO DO CLOROPLASTO: 1. qdo o estresse é severo, a desidratação das cels do mesófilo inibe a fotossíntese. 2. apesar do estresse hídrico afetar a translocação de assimilados, as ptas continuam a mobilizar reservas onde elas são necessárias (ex: crescimento da semente). AUMENTA O DEPOSITO DE CERA SOBRE A SUPERFÍCIE FOLIAR (esta é uma resposta evolutiva ao estresse hídrico).

Estresse e choque térmico: A temp foliar e o déficit h levam ao estresse térmico. Cels hidratadas, vegetativas e em cresci// de ptas C3 e C4 são incapazes de sobreviver a prolongada exposição de tempos acima de 45ºC. Ptas CAM suportam temps internas de até 60 a 65ºC. Já sementes secas e grãos de polém podem suportar temps de 120º e 70ºC respectivamente. Em ptas C3 e C4, exposições breves e periódicas podem induzir tolerância a temp letais por TERMOTOLERANCIA INDUZIDA. Estresse h e térmico estão relacionados. As folhas podem ser mantidas a temps + baixas por esfriamento evaporativo. # sob temps altas, a fotossíntese é inibida antes da respiração: ponto de compensação da temp: temp na qual a qdade de CO2 fixado na fotossíntese é igual a qdade perdida na respiração. Acima do ponto de compensação da temp a fotossíntese não pode repor o carbono usado como substrato p/ respiração. Como conseqüência, as reservas de carboidratos diminuem e os frutos e verduras perdem açúcares. Folhas de sombra possuem ponto de compens menor. Temps noturnas elevadas prejudicam + as ptas C3 q as C4 e as ptas CAM, pois aumentam as taxas de respiração e fotorespiração. # as ptas se aclimatam a uma faixa de temps: 1. a temp ambiente afeta a taxa fotossintética, a taxa respiratória e a permeabilidade das membranas. 2. ptas aclimatadas a temps baixas dificilmente se aclimatam a temps altas e vice-versa. 3. as taxas de cresci// dessas ptas declinam qdo a temp lhes é desfavorável. # a temp alta reduz a estabilidade de membrana: 1. as temps elevadas modificam a composição e a estrutura das membranas podendo causar perda de íons. 2. a fotossíntese é especialmente sensível a temp alta afetando a estabilidade das enzimas envolvidas neste processo. 3. sob temps elevadas algumas espécies aumentam a saturação de lipídios em membranas afim de deixa-las menos fluidas. # várias adaptações protegem as folhas contra o aquecimento excessivo: reduzindo a absorção de radiação solar; presença de tricomas foliares refletidos; presença de ceras foliares; diminuição no tamanho das folhas p/ maximizar a perda de calor. # sob temps + altas, as ptas produzem proteínas de choque térmico: 1. as temps elevadas podem desnaturar algumas enzimas; 2. como forma de proteção as ptas produzem enzimas específicas de proteção; 3. elevações repentinas de 5 a 10ºC na temp levam as ptas a produzirem as HSPs; 4. outros organismos podem produzir as HSPs, em resposta ao aumento de temp; 5. céls c/ presença das HSPs são tolerantes a altas temps. # as HSPs são mediadores da termotolerância: 1. qdo a temp se eleva acima do normal as céls passam a sintetizar + HSPs e diminuem a síntese de outras proteínas.

Resfriamento e congelamento: As temps de resfriamento são diferentes da de congelamento; espécies tropicais como milho, arroz, algodão, tomate e pepino são sensíveis ao resfria//. Qdo ptas experimentam abaixamento brusco de temp, ocorre DANOS POR RESFRIAMENTO retardando o cresci//, apresentando injurias nas folhas, etc. o dano por resfriamento pode ser minimizado se a exposição ao frio for lenta e gradual. Já o dano por congelamento ocorre a temp abaixo do ponto de congelamento da água. # Respostas ao dano por resfriamento (perda da função de membrana): folhas danificadas apresentam inibição da fotossíntese; translocação + lenta de carboidratos; taxa de respiração + baixa; inibição da síntese protéica e aumento da degradação de proteínas existentes.

Estrutura básica da membrana: 2 fitas de lipídios, acoplados e algumas proteínas. As propriedades físicas dos lipídios afetam as atividades das proteínas de membranas; ptas sensíveis ao resfriamento tem percentagem alta de cadeias de ac graxos saturados nas membranas; as memb com essa composição tendem a se solidificar em um estado semicristalino a uma temp bem superior a 0ºC; neste caso há um comprometimento da atividade da H+ ATPase, do transporte de solutos, da transdução de energia e do metabolismo dependente das enzimas. # A formação dos cristais de gelo e a desidratação do protoplasma matam as céls: existe níveis de tolerância ao congelamento em função do tecido vegetal (sementes, folhas, etc); o resfriamento rápido evita a formação de cristais de gelo evitando a destruição de estruturas subcelulares; cristais de gelos pequenos são inofensivos; o gelo geralmente forma-se primeiro nos espaços intercelulares e nos vasos (essa formação não é letal); qdo expostas a temps de congelamento por um longo período o movimento dos cristais de gelo provoca a desidratação das céls próximas. # A limitação da formação de gelo contribui p/ a tolerância ao congelamento: proteínas especializadas podem auxiliar a limitar o cresci// de cristais de gelo ao ligarem-se a eles; as proteínas anticongelamento localizam-se em céls da epiderme e em céls q delimitam os espaços intercelulares; Os açucares tem efeitos crioprotetores (eles acumulam-se nas paredes celulares onde restringem a formação de gelo). # Algumas lenhosas se aclimatam a temps mto baixas: espécies nativas de cerejeiras e ameixeiras apresentam elevado grau de tolerância a baixas temps. # Indução gênica durante a aclimatação ao frio: a desestabilização de proteínas acompanha tanto o estresse por calor qto pelo frio; a expressão das proteínas anti congelamento são reguladas por estresse pelo frio; em monocotiledôneas essas proteínas são as mesmas q protegem as ptas contra patógenos; existem ainda outros grupos de proteínas relacionadas ao estresse pelo frio.

Estresse salino: locais onde as ptas superiores podem encontrar altas [ ] de sal: costa marítima, estuários e sais de agia de irrigação. Estima-se q 1/3 da área irrigada de terra é afetada pelo sal. A evaporação contribui p/ o acumulo de solutos no solo. # Acumulação de sal nos solos prejudica o funcionamento da pta e a estrutura do solo: alta [ ] de sódio prejudica as ptas e a estrutura do solo, decrescendo a porosidade e a permeabilidade a água; a água de irrigação qdo de qualidade ruim pode adcionar grandes qdades de sais nos solos agricultáveis tornando-os inaptos p/ agricultura. # A salinidade reduz o cresce// e a fotossíntese de espécies sensíveis: as ptas podem ser divididas em 2 grupos, com base na sua resposta ás altas [ ] de sac: 1. halófitas: nativas de solos salinos. 2. glicófitas: tem menor resistência ao sal. Ptas altamente sensíveis ao sal: milho, cebola, alface, cítricas e feijoeiro. Ptas moderadamente sensíveis: algodão e cevada. Ptas altamente tolerantes: beterraba e tamareira. # o dano pelo sal envolve efeitos osmóticos e efeitos iônicos específicos: os solutos dissolvidos na zona das raízes geram um potencial osmótico baixo, q diminui o potencial h do solo. A maior parte das ptas se ajustam osmoticamente em solos salinos p/ evitar a perda de turgor e essa maneira continuar crescendo. Em condições de salinidade há ainda o efeito de toxidade iônica qdo qdades prejudiciais de íons acumulam-se nas céls.

Deficiência de oxigênio As ptas sensíveis à inundação são danificadas severamente em 24 hrs por anoxia (falta de CO2). As ptas tolerantes a inundação podem suportar temporariamente a aoxia mas não por períodos superiores a poucos dias.