Auxina

Auxina

As auxinas são substâncias de ocorrência natural derivadas do ácido indoleacético (IAA), sintetizadas a partir do aminoácido triptofano. Constituem um grupo de fito-hormonas e são produzidas pelas plantas, essencialmente em tecidos em divisão activa, como meristemas apicais, botões, folhas jovens e frutos em desenvolvimento.

As auxinas foram as primeiras hormonas vegetais a ser descobertas. O radical acético das auxinas parece ser o principal responsável pela acção deste tipo de hormonas, já que, mantendo este grupo, conseguem-se produzir diversos tipos de moléculas artificiais com acção semelhante. As auxinas produzem diferentes efeitos fisiológicos nas plantas. Estas fito-hormonas podem estimular o alongamento celular em caules e coleóptilos, inibir o crescimento de raízes, promover a formação de raízes laterais e adventícias, retardar o início da abcisão foliar, estimular ou inibir a floração e induzir a diferenciação de tecidos vasculares, influenciando a quantidade relativa de xilema e floema. Intervêm, ainda, no desenvolvimento de frutos, promovendo-o, sendo produzidas em sementes em desenvolvimento.

A acção das auxinas depende de vários factores, nomeadamente da sua concentração e do tecido ou órgão em que actua. Por exemplo, a concentração de auxina que estimula o alongamento em caules tem o efeito contrário nas raízes, inibindo o seu crescimento.

As auxinas podem ainda influenciar a produção de outras hormonas. Estimulam a síntese de etileno, provocando o aumento das taxas de secreção dos dictiossomas, desempenhando um papel no controlo de algumas fases da respiração e influenciando numerosas fases do crescimento.

Muitas monocotiledóneas são menos sensíveis às auxinas do que as dicotiledóneas, mas altas concentrações podem matar os tecidos. O efeito das auxinas, combinado com o de outras hormonas, é responsável por muitas fases do crescimento.

Os fruticultores tratam os ramos florais com auxinas para provocar uma floração uniforme e tratam posteriormente os frutos para evitar a formação das camadas de abcisão e a subsequente queda prematura do fruto. Se as auxinas são aplicadas às flores antes que tenha ocorrido a polinização, podem-se formar e desenvolver frutos sem sementes. Alguns tipos de auxinas têm efeitos prejudiciais nos humanos e outros animais.

Ácido Abcísico (ABA)

Ácido Abcísico (ABA)

O ácido abcísico (ABA) é uma fito-hormona cujos efeitos biológicos incluem a iniciação e manutenção do estado de dormência em sementes e gomos, a indução do fecho dos estomas.

Em 1963, três grupos de investigadores trabalhando independentemente, na Grã-Bretanha, Estados Unidos da América e Nova Zelândia, descobriram uma hormona inibidora do crescimento. Nos vários estudos realizados foram isoladas duas substâncias, a dormina, que induzia a dormência em gomos de plantas, e a abcisina, que promovia a abcisão de frutos. Em 1965, a dormina e a abcisina foram identificadas como o mesmo composto, o qual foi oficialmente designado ácido abcísico (ABA).

O ácido abcísico (ABA) é sintetizado a partir de um intermediário de carotenóides em células que possuem amiloplastos ou cloroplastos. Encontra-se em muitas partes das plantas, mas é particularmente comum nos frutos carnudos, onde evita a germinação das sementes. O seu transporte nas plantas ocorre através do xilema e do floema.

Durante o desenvolvimento das sementes, o ácido abcísico actua promovendo a acumulação de proteínas de reserva e a resistência das sementes à desidratação.

A dormência das sementes é regulada pela concentração relativa de ácido abcísico e de giberelinas. O ácido abcísico actua de forma a inibir a produção de α-amilase, a qual é induzida pelas giberelinas, promovendo o estado de dormência nas sementes. A quebra deste estado ocorre quando se verifica um decréscimo na concentração de ácido abcísico em relação à de giberelinas.

A inibição provocada pelo ABA pode ser reversível pela aplicação de giberelinas.

O ácido abcísico induz o estado de dormência em gomos ou botões. Quando aplicado em botões (florais ou foliares) activos das plantas, a folha primordial origina escamas envolventes e o botão entra em dormência como se fosse Inverno.

Em situações de carência hídrica, o movimento de fecho dos estomas é promovido pelo ácido abcísico, que aumenta de concentração nas folhas, contribuindo para a diminuição da perda de água por transpiração. Esta fito-hormona interfere com o transporte ou retenção dos iões potássio nas células-guarda, provocando o fecho dos estomas.

Outro efeito biológico do ácido abcísico durante períodos de secura é a inibição do crescimento do caule e a promoção do crescimento da raiz.

Quando as condições se tornam favoráveis e a água se torna suficiente para as necessidades das folhas, o ácido abcísico é metabolicamente decomposto e os estomas reabrem.

O ácido abcísico é inibidor do crescimento da célula. Inicialmente acreditava-se que o ácido abcísico provocava a formação da camada de abcisão nas folhas e frutos. Embora esta crença se mantivesse durante uns anos, verificou-se que é o etileno que desempenha um papel importante no processo de abcisão.

A forma como o ácido abcísico promove a senescência foliar é independente do modo como o etileno actua.

Charles Darwin

Charles Darwin

Naturalista e biólogo inglês, Charles Robert Darwin nasceu a 12 de Fevereiro de 1809, em Shrewsbury, e morreu a 19 de Abril de 1882, em Dawn, Kent. Neto de Erasmus Darwin, um médico e poeta conhecido, e filho de um médico, perdeu a mãe com apenas oito anos e, desde então, a sua educação ficou a cargo das irmãs mais velhas. Ingressou na Universidade de Edimburgo em 1825 para estudar Medicina mas, não se sentindo identificado com o curso, mudou para a Universidade de Cambridge com o intuito de se tornar pastor da Igreja. Apesar das suas intenções, Darwin conheceu os professores John Henslow, de biologia, e Adam Sedgwickint, de geologia, que lhe despertaram o interesse pelo estudo da História Natural, área a que se veio a dedicar no percurso da sua vida. Findos os estudos universitários, em 1831, participou como naturalista na viagem do navio inglês Beagle. Esta viagem a várias partes do globo proporcionou-lhe o estudo e desenvolvimento aprofundado dos seus conhecimentos, assim como novos dados de investigação sobre a evolução da Terra, desde as variações geológicas à descoberta de fósseis que se assemelhavam a animais que ainda habitavam na mesma região. De regresso a Inglaterra, em 1836, Darwin deu início ao estudo científico baseado nas suas experiências e descobertas e lançou uma publicação científica com o nome Journal of Researches , em 1839. Ainda nesse ano, casou com Emma Wedgwood, com quem viria a ter 10 filhos, e mudou-se para Down House, em Kent. Mais tarde, em 1859, publicou a célebre obra em que expôs a sua teoria, The Origin of Species by Means of Natural Selection (A Origem das Espécies pela Selecção Natural). Apesar de reconhecer que os seus conhecimentos sobre hereditariedade eram limitados, representou em forma de árvore a relação entre os animais e plantas da actualidade com outros já extintos, seus ancestrais. The Origin of Species by Means of Natural Selection foi alvo de várias críticas por parte de outros cientistas que alegavam falta de provas e explicações para fundamentar as teorias apresentadas.

Em 1871 Darwin aplicou a sua teoria ao estudo da origem do homem, dando importância ao factor sexual na selecção natural, na obra The Descent of Man and Selection in Relation to Sex (A Ascendência do Homem e a Selecção em Relação com o Sexo ). Cerca de 1880, realizou, juntamente com o seu filho Francis, uma série de experiências através das quais, utilizando sementes de gramíneas, sobretudo de aveia, tentou descobrir as razões que levavam a que algumas plantas se inclinassem para a luz. Após várias horas de observações, concluiu que as plantas produzem substâncias - fito-hormonas - que influenciam o seu comportamento assim como o seu crescimento. Os resultados destas experiências foram relatados mais tarde no livro The Power of Movement in Plants (1881). Nas duas últimas décadas da sua vida, Darwin escreveu, aliás, vários livros sobre botânica, nos quais descreveu pormenorizadamente todas as observações e experiências que realizou com plantas. O trabalho de investigação sobre a importância das hormonas no crescimento das plantas continuaria a ser desenvolvido, mais tarde, por Peter Boysen-Jensen (1913), Arpad Paal (1918) e Frits Went (1926).

A doutrina proposta por Darwin, segundo a qual a luta pela vida e a selecção natural são mecanismos da evolução dos seres vivos, é conhecida por darwinismo. As suas teorias foram postas em causa, principalmente por membros da Igreja, até inícios do século XX.

Foi membro da Royal Society e membro honorário de várias academias de ciências.

Os restos mortais de Charles Darwin encontram-se na Abadia de Westminster

Fermentação

Fermentação

Em sentido restrito, a fermentação é um processo constituído por reacções químicas de oxirredução produtoras de energia, em que as substâncias iniciais e os aceitadores finais são compostos orgânicos. Desta maneira diferencia-se nitidamente uma fermentação dos processos em que o aceitador final é o oxigénio molecular (respiração aeróbia em sentido restrito) daqueles em que o aceitador final é um composto inorgânico (respiração anaeróbia).
A fermentação ocorre geralmente segundo dois processos. Num, a glicose é transformada em álcool etílico e dióxido de carbono - é a fermentação alcoólica; no outro, a glicose é convertida em ácido láctico - é a fermentação láctica. O processo depende do tipo de organismo em que ocorre a fermentação. Por exemplo, as leveduras existentes nas uvas produzem álcool como produto final, enquanto as células musculares produzem ácido láctico.
Em qualquer dos casos a quantidade de energia libertada é idêntica, produzindo-se duas moléculas de ATP (trifosfato de adenosina) por cada molécula de glicose.
Além das já mencionadas, existe uma grande variedade de vias fermentativas, como: a fermentação heteroláctica, em que para além do ácido láctico se formam o etanol e o dióxido de carbono; a fermentação glicerínica, que teve grande interesse industrial durante a Primeira Guerra Mundial (a Alemanha produzia, por via fermentativa, 1000 toneladas mensais de glicerina); a fermentação propiónica; a fermentação acética, que a partir do vinho em contacto com o O2 origina ácido acético; entre muitas outras, algumas das quais têm importância industrial e permitem identificar grupos específicos de organismos.

Ansa de Henle

Ansa de Henle

Dobra em U do túbulo renal dos mamíferos que se encontra na zona medular do rim. O tecido renal é constituído por cerca de um milhão de unidades funcionais em cada rim, denominadas tubos uriníferos ou nefrídios. A ansa de Henle liga a porção do tubo contornado proximal e a porção do tubo contornado distal.

Quimiossíntese

Quimiossíntese

O metabolismo de todos os seres vivos engloba dois tipos de reacções: reacções exoenergéticas ou catabolismo e reacções endoenergéticas ou anabolismo.
As reacções anabólicas permitem que cada ser vivo fabrique os seus próprios compostos orgânicos, nos quais é armazenada energia que, mais tarde, pode ser mobilizada.
Com base no modo como produzem os seus compostos orgânicos, os seres vivos podem ser divididos em produtores e consumidores. Estes últimos apenas são capazes de fabricar nova matéria orgânica a partir de material orgânico preexistente, enquanto que os produtores, a partir de água, dióxido de carbono e de uma fonte de energia, conseguem realizar a síntese orgânica.
Dentro dos produtores, podem-se considerar dois tipos de reacções de síntese, distinguíveis pela fonte energética a que recorrem: fotossíntese e quimiossíntese.
A fotossíntese, realizada pelas plantas, algas e algumas bactérias, usa a radiação (luz) solar como fonte energética.
A quimiossíntese, também designada de fotossíntese bacteriana, é um processo com um menor rendimento energético que a fotossíntese, recorrendo à oxidação de compostos químicos (derivados de enxofre, azoto e ferro, nomeadamente) para a obtenção de energia, que utilizam depois na síntese de compostos orgânicos. É utilizada pelos seres vivos que habitam a grandes profundidades nos oceanos, junto de chaminés vulcânicas, onde a luz não chega e a temperatura pode superar os 400 ºC. Nesta zona, os microorganismos utilizam, principalmente, o sulfureto de ferro como substracto de oxidação.
Este processo é importante no ciclo de materiais dos ecossistemas, nomeadamente do azoto, já que os microorganismos quimiossintécticos oxidam os átomos deste elemento presentes na matéria orgânica em decomposição, libertando óxidos de azoto. Estes elementos são depois absorvidos pelas plantas, que os reincorporam assim no ciclo dos materiais. Como exemplo de microorganismos que realizam este tipo de processo anabólico, podem-se mencionar alguns tipos de cianobactérias, ferrobactérias (oxidam compostos com ferro), sulfobactérias (recorrem a compostos com enxofre) e as nitrobactérias (oxidam moléculas com azoto), nas quais se encontram dois géneros principais, as Nitrosomonas e as Nitrobacter.

Fotossíntese

Fotossíntese

Processo a partir do qual os organismos autotróficos fotossintéticos convertem a matéria mineral (matéria-prima inorgânica) em matéria orgânica, utilizando a energia luminosa. Este processo é realizado por plantas, algas, algumas bactérias e cianobactérias.

A fotossíntese inclui a fixação do dióxido de carbono atmosférico, usado na síntese de hidratos de carbono, resultando na libertação de oxigénio.

A compreensão do processo fotossintético teve por base vários estudos. Entre os vários investigadores, destacam-se:

- Joseph Priestley - em 1771 observou que, ao colocar uma vela num frasco selado, a chama apagava-se antes de a cera ser consumida. Repetindo a experiência, mas colocando no interior do frasco uma planta, verificou a formação de uma substância - o oxigénio - que permitia que a vela ardesse até ao fim.

- Jan Ingenhousz - deu continuidade às experiências de Priestley, observando que a substância responsável pela combustão completa da vela só se formava quando a planta era exposta à luz e que apenas as partes verdes eram capazes de a produzir.

- Jean Senebier - demonstrou, em 1796, que o dióxido de carbono era responsável pela extinção da chama da vela encerrada no frasco e que as plantas fixavam esta molécula durante a fotossíntese.

- Theodore de Saussure - os seus trabalhos mostraram que o dióxido de carbono fixado pelas plantas não era o único responsável pelo seu crescimento. Sugeriu que o aumento de massa se devia também à incorporação de água. Apenas em 1845 foi estabelecido que a energia solar é armazenada sob a forma de energia química nos produtos resultantes do processo fotossintético.

A fotossíntese pode ser compreendida como um processo físico-químico, traduzido pela seguinte equação geral:

A energia luminosa utilizada na fotossíntese é captada através de pigmentos fotossintéticos - clorofilas (a, b, c e d), carotenóides e ficobilinas (ficoeritrina e ficocianina). Os diferentes tipos de pigmentos fotossintéticos possuem estruturas diversas, permitindo que cada um seja capaz de captar radiações de vários comprimentos de onda.

A faixa do espectro electromagnético correspondente à luz visível - que inclui radiações com comprimentos de onda que vão desde o violeta, com cerca de 380 nm, ao vermelho, com 700 nm - é designada radiação fotossinteticamente activa. As radiações mais eficientes para a fotossíntese são absorvidas pelos pigmentos nas faixas vermelho-alaranjada e azul-violeta do espectro electromagnético.

Os seres autotróficos fotossintéticos possuem um ou mais pigmentos fotossintéticos. Nas plantas superiores, os principais pigmentos fotossintéticos são as clorofilas (a e b) e os carotenóides: as clorofilas são responsáveis pela cor verde característica das plantas, enquanto que os carotenóides, também chamados pigmentos acessórios, são amarelados ou alaranjados. Nas plantas a fotossíntese ocorre ao nível dos cloroplastos: é na membrana dos tilacóides destes organelos que se localizam as clorofilas.

O processo fotossintético compreende duas fases: a fase fotoquímica (luminosa), dependente da luz, e a fase química (obscura), não dependente da luz.

A fase fotoquímica ocorre nos tilacóides. Nesta etapa têm lugar reacções fotoquímicas importantes: - fotólise da água - dissociação da molécula de água em oxigénio e hidrogénio, na presença da luz; a água funciona como o dador primário de electrões; - oxidação da clorofila a - ao ser excitada pela luz, a clorofila a emite electrões, ficando na forma reduzida; - fluxo de electrões - percurso seguido pelos electrões ao longo de cadeias de transportadores, onde ocorrem transferências energéticas que permitem a fotofosforilação do ADP em ATP; . redução do NADP+ - os electrões reduzem o NADP+ (aceitador final de electrões) a NAPH. Para que a fase fotoquímica ocorra é necessária a presença de luz, água, ADP+Pi e NADP+. Os produtos finais são O2, ATP, NADPH e H+.

A fase química, também denominada ciclo de Calvin ou ciclo fotossintético redutor do carbono, ocorre no estroma e compreende um conjunto de reacções que não dependem da luz. Ali, o dióxido de carbono é fixado, combinando-se com a ribulose difosfato (RuDP). Os electrões do NADPH e o ATP, produzidos na fase fotoquímica, são utilizados na produção do aldeído fosfoglicérido (PGAL), que pode seguir duas vias - intervir na regeneração da ribulose difosfato ou ser usado na síntese da glicose. A fase não dependente da luz requer a presença de ATP, NADPH e CO2. Os produtos finais desta fase são glicose, ADP+Pi, NADP+ e RuDP. A fotossíntese pode ser influenciada por vários factores, internos e externos. Os factores internos podem ser, por exemplo, a estrutura dos cloroplastos e das folhas, o teor de pigmentos fotossintéticos, a quantidade de produtos fotossintéticos acumulada nos cloroplastos, a concentração de enzimas e de nutrientes. Exemplos de factores externos que interferem com o processo fotossintético são a luz, a temperatura, a salinidade, o grau de hidratação e a pressão parcial de CO2.