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34.15: Adaptações que Reduzem a Perda de Água
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Adaptations that Reduce Water Loss
 
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34.15: Adaptations that Reduce Water Loss

34.15: Adaptações que Reduzem a Perda de Água

Though evaporation from plant leaves drives transpiration, it also results in loss of water. Because water is critical for photosynthetic reactions and other cellular processes, evolutionary pressures on plants in different environments have driven the acquisition of adaptations that reduce water loss.

In land plants, the uppermost cell layer of a plant leaf, called the epidermis, is coated with a waxy substance called the cuticle. This hydrophobic layer is composed of the polymer cutin and other plant-derived waxes that are synthesized by epidermal cells. These substances prevent unwanted water loss and the entry of unneeded solutes. The specific composition and thickness of the cuticle vary according to plant species and environment. Other leaf adaptations can also minimize evaporation, primarily by reducing surface area. For example, some grasses have a folded structure that reduces water loss. Alternatively, other grass species undergo a rolling of the blade to protect against evaporation. Some desert-dwelling plants have leaves coated in microscopic hairs that trap water vapor, therefore reducing evaporation.

Water primarily evaporates through tiny holes in plant leaves called stomata. The stomata of some plants are located exclusively on the lower leaf surface, protecting them from excessive heat-associated evaporation. Other plants trap water vapor near stomata that are located in pits on their leaves, reducing evaporative water loss, as the guard cells that flank the stomatal opening can sense relative humidity. Some desert plants open their stomata only at night when evaporation is less likely to occur. This strategy is called Crassulacean Acid Metabolism (CAM), and plants that use it capture and fix carbon dioxide at night, and run light-dependent photosynthetic reactions during the day. Some scientists have proposed bioengineering plants to decouple carbon fixation from photosynthesis by utilizing CAM as a mitigation effort for evaporation associated with warming global temperatures.

Embora a evaporação das folhas vegetais impulsione a transpiração, também resulta em perda de água. Como a água é fundamental para reações fotossintéticas e outros processos celulares, pressões evolutivas sobre plantas em diferentes ambientes têm impulsionado a aquisição de adaptações que reduzem a perda de água.

Em plantas terrestres, a camada celular superior de uma folha de planta, chamada epiderme, está revestida com uma substância cerada chamada cutícula. Esta camada hidrofóbica é composta pelo polímero cutina e outras ceras derivadas de plantas que são sintetizadas por células epidérmicas. Essas substâncias previnem a perda indesejada de água e a entrada de solutos não necessários. A composição específica e a espessura da cutícula variam de acordo com espécies e ambientes vegetais. Outras adaptações de folhas também podem minimizar a evaporação, principalmente pela redução da área da superfície. Por exemplo, algumas gramíneas têm uma estrutura dobrada que reduz a perda de água. Alternativamente, outras espécies de relva passam por um enrolamento da lâmina para proteger contra a evaporação. Algumas plantas que habitam o deserto têm folhas revestidas por pêlos microscópicos que prendem vapor de água, reduzindo assim a evaporação.

A água evapora principalmente através de pequenos buracos em folhas de plantas chamadas estomas. Os estomas de algumas plantas estão localizados exclusivamente à superfície da folha inferior, protegendo-as da evaporação excessiva associada ao calor. Outras plantas capturam vapor de água perto de estomas que estão localizados em poços nas suas folhas, reduzindo a perda de água por evaporação, uma vez que as células-guarda que flanqueiam a abertura dos estomas podem sentir humidade relativa. Algumas plantas do deserto abrem os seus estomas apenas à noite quando a evaporação é menos provável de ocorrer. Essa estratégia é chamada de Metabolismo Ácido das Crassuláceas (CAM), e plantas que o usam capturam e fixam dióxido de carbono à noite, e executam reações fotossintéticas dependentes da luz durante o dia. Alguns cientistas propuseram criar plantas por bioengenharia para desvincular a fixação de carbono da fotossíntese, utilizando o CAM como um esforço de mitigação para a evaporação associado ao aquecimento das temperaturas globais.


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