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36.4:

Respostas à Gravidade e ao Toque

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Biology
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Responses to Gravity and Touch

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Plantas tipicamente têm rebentos que brotam do chão e raízes que crescem para baixo na terra. Como as plantas sentem que onde está para cima e onde está para baixo? Plantas crescem e movem-se em resposta à gravidade, um fenómeno chamado gravitropismo.O crescimento no sentido da gravidade, tal como o crescimento para baixo das raízes, é chamado gravitropismo positivo. O crescimento na direção oposta da gravidade, como o crescimento descendente dos turiões, é chamado gravitropismo negativo. Nas raízes, a capa da raiz contém células especializadas de deteção de gravidade chamadas de estatócitos.Dentro dos estatócitos, densas organelas cheias de amido amiloplastos ou estatólitos assentam para baixo em resposta à gravidade. Em raízes orientadas verticalmente, estatólitos instalam-se perto da parte inferior de cada célula. Quando as raízes são rodadas para serem orientadas horizontalmente, os estatólitos deslizam para baixo e coletam na parede vertical anterior que agora forma o fundo da célula.Os amiloplastos de assentamento permitem a planta sentir a gravidade, desencadear um padrão de alongamento assimétrico na ponta da raiz;o crescimento é estimulado no lado superior da raiz e suprimido no lado inferior. O alongamento rápido de células no lado superior faz com que a raiz se curve à medida que cresce para baixo. As plantas também crescem em resposta ao toque.Por exemplo, as raízes de muitas plantas contornam obstáculos, enquanto as plantas trepadeiras têm brotos que envolvem estruturas. O tigmotrismo é o crescimento direcional exibido por plantas em resposta ao toque. As raízes geralmente crescem dos objetos que tocam, permitindo que elas sigam caminho de menor resistência através do solo;isto é chamado tigmotrismo negativo.Em contraste, os filamentos de gavinhas, de plantas trepadeiras crescem em direção aos objetos que tocam, e às vezes se enrolando rapidamente ao redor deles;isto é tigmotrismo positivo. As gavinhas são altamente sensíveis ao toque. O contacto com um estímulo induz a contração das células no lado de contacto e o alongamento das células no lado sem contacto.Este crescimento diferencial eventualmente faz com que as gavinhas se enrolem em torno do objeto, protegendo assim a planta.

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Respostas à Gravidade e ao Toque

Gravitropismo: Respostas das Plantas à Gravidade

Plantas mais altas sentem a gravidade usando estatócitos, células encontradas perto do tecido vascular em rebentos, e na columela da tampa de raiz nas raízes. Os estatócitos contêm organelos cheios de amido chamados estatólitos. Os estatólitos instalam-se, ou sedimentam, na parte inferior do estatócito na direção da gravidade.

A sedimentação de estatólitos desencadeia uma cascata de sinalização, resultando na distribuição assimétrica da hormona vegetal auxina através das extremidades das raízes e dos rebentos. Este processo gera um gradiente lateral de auxina, no qual os níveis de auxina são mais altos nos lados inferiores das raízes e rebentos.

Nas raízes, a maior concentração de auxina no lado inferior inibe a expansão celular. As células, portanto, expandirão mais rapidamente na parte superior, fazendo com que a raiz se dobre para baixo. Em contraste, a maior concentração de auxina no lado inferior dos rebentos promove a expansão celular. As células expandem mais rapidamente no lado inferior, fazendo com que os rebentos se dobrem para cima.

Tigmotropismo: Respostas das Plantas ao Toque

Plantas trepadeiras têm gavinhas – rebentos modificados que se enrolam em torno de objetos. As extremidades desses tendões têm células epidérmicas sensoriais sensíveis ao toque que desencadeiam o crescimento diferencial. Aqui, as células do lado da gavinha que toca o objeto crescem mais lentamente do que aquelas do lado oposto ao ponto de contato, permitindo que as gavinhas se curvem em direção aos objetos que tocam.

Interações entre Tigmotropismo e Gravitropismo

Quando uma raiz orientada verticalmente encontra um obstáculo durante o crescimento descendente, ela cresce para longe do ponto de contato. Assim, para raízes orientadas verticalmente, o tigmotropismo substitui o gravitropismo. As raízes orientadas horizontalmente, no entanto, crescem para baixo mesmo na presença de obstáculos. O caminho que as raízes tomam durante o seu crescimento é, portanto, provavelmente regulado pelas interações entre essas respostas.

Suggested Reading

Braam, Janet. "In Touch: Plant Responses to Mechanical Stimuli." New Phytologist. 165 (2)2005: 373–89. [Source]

Jaffe, Mordecai J, A Carl Leopold, and Richard C Staples. "Thigmo Responses in Plants and Fungi." American Journal of Botany. 89 (3)2002: 375–82. [Source]

Su, Shih-Heng, Nicole M Gibbs, Amy L Jancewicz, and Patrick H Masson. "Molecular Mechanisms of Root Gravitropism." Current Biology. 27 (17)2017: PR964–R972. [Source]