O mundo mágico da semente: informações de um organismo vivo

Edição XXIII | 04 - Jul . 2019

Maria de Fátima Zorato - fatima@mfzorato.com.br

    Tarefa hercúlea é trazer este mundo surpreendente à realidade cotidiana. 

    Sempre que se pensa em organismo vivo, deve-se levar em conta a configuração integrada e perfeita de sua menor estrutura, a unidade fundamental da vida, a célula. 

    Para tornar o texto claro e objetivo, no sentido de melhor entendimento para todos, foram consultadas literaturas importantes (Taiz e Zeiger; Raven et al.; Marcos-Filho; Griffiths et al.; Farah, S. B.; Bryant, J. A.) e, aqui, tentamos deixar de maneira menos complexa, resumindo e utilizando linguagem mais simples. 

    Na célula dos eucariotos (plantas e animais), uma minúscula fábrica, invisível a olho nu, são produzidas as substâncias químicas necessárias para o desempenho de suas tarefas fundamentais, quer seja crescer, reproduzir-se em novas células e desempenhar a parte do trabalho geral que lhe cabe na organização de um ser vivo. As várias atividades da célula não ocorrem ao acaso, mas estão associadas com estruturas específicas que interagem de maneira muito organizada. 

    A formação, o desenvolvimento, o crescimento e até mesmo a sobrevivência de uma semente depende do funcionamento adequado de suas células e componentes, umas máquinas divididas em núcleo e citoplasma, envoltas de membrana plasmática. O núcleo, o “escritório administrativo da fábrica”, possui a informação hereditária na forma de ácido desoxirribonucleico (DNA), que regula as atividades da célula e decide o que será fabricado, em que quantidade e em que momento. Portanto, define o tipo de trabalho que será realizado por uma célula específica e controla a divisão celular. O citoplasma, delimitado externamente pela membrana plasmática, é o local de realização do trabalho, no qual estão presentes o maquinário e a linha de montagem da fábrica. Possui estrutura dividida em vários compartimentos altamente organizados: as organelas celulares, também delimitadas por membranas, incluindo plastídeos; as mitocôndrias; os microcorpos; os oleossomos e um grande vacúolo central. Conta ainda com estruturas não-membranáceas, tais como os ribossomos (fábrica de proteínas) e a parede celular. 

    Toda a fábrica necessita de energia para seu funcionamento e a célula obtém essa energia degradando moléculas, principalmente glicose e ácidos graxos, de modo gradual e semelhante a uma linha de montagem. Grande parte da energia originalmente presente nas moléculas de alimento é convertida em adenosina-trifosfato (ATP), principal moeda energética da célula, a forma mais versátil de obter energia, ou seja, o principal combustível das células.  

    A membrana plasmática ou celular tem papel relevante na fábrica porque é a principal responsável pelo controle da entrada e saída de substâncias na célula. Enquanto algumas substâncias essenciais atravessam livremente, outras são bloqueadas, o que previne perdas de constituintes celulares. Esta função de regulagem é que torna possível à célula a manutenção de sua integridade estrutural e funcional. Sua estrutura é a chave para sua função. Sua espessura é de apenas duas camadas de moléculas de lipídios (fosfolipídios). Nesta bicamada lipídica estão inseridas distintas proteínas de membranas que desempenham diferentes funções, algumas como enzimas, outras como receptores e outras como proteínas de transporte.  

    Ainda existem muitos outros participantes que exercem papel fundamental no oculto mundo biológico, mas o objetivo principal do texto é dar a noção exata de que uma semente é constituída de células que atuam como operários de uma grande e perfeita fábrica.  


    A construção é  composta de elementos interligados que funcionam como um todo

    O desenvolvimento da semente é um conjunto de processos que vão desde o óvulo fecundado até a semente madura. Dentro da oosfera fecundada há a informação genética, que direciona, em primeiro lugar, a polaridade essencial à planta, seguida da organização e diferenciação celular, levando à formação de uma planta reconhecível, com órgãos definidos (um embrião) que, após a germinação, dará origem a uma planta adulta. Apesar de a semente conter uma miniatura de planta, o embrião, o seu desenvolvimento é suspenso pelo processo de desidratação ou de maturação. 

    Quando a semente inicia sua germinação, as regiões de crescimento do embrião, o ápice radicular e caulinar, começam a crescer novamente, a partir do ponto onde haviam parado durante a maturação da semente. Também são revertidos alguns processos que ocorreram durante o desenvolvimento, ou seja, as reservas estocadas e depositadas, incluindo proteínas, os carboidratos e os lipídios, são hidrolisados durante a germinação, para fornecer nutrientes ao embrião em crescimento, até que ele se estabeleça como uma plântula independente. Portanto, existe uma característica geral, em que pese as variações morfológicas e de padrões de desenvolvimento das sementes, que é a embriogênese – a formação de uma nova planta dentro da semente. Ou seja, a embriogênese inicia o desenvolvimento da planta; é um processo contínuo, estabelece o plano básico do corpo do vegetal e forma os meristemas que geram órgãos adicionais ao adulto. 

    A maior parte do desenvolvimento vegetal é pós-embrionária e ocorre a partir dos meristemas, cujas células derivadas tornam-se os tecidos e órgãos que determinam o tamanho, a forma e a estrutura definitiva da planta.  


    Fatores que interferem no desenvolvimento da fábrica biológica

    É fato conhecido que os processos durante a formação e o desenvolvimento impactam no desempenho da semente, e que as condições ambientais podem causar alterações na composição química da semente madura, que ainda pode sofrer interferência na qualidade bioquímica e fisiológica. A planta matriz está constantemente exposta aos fatores externos, que exercem influência desvantajosa sobre ela. Destacam-se, entre os fatores, os ambientais ou abióticos (temperatura, água, luminosidade etc.) e os fatores bióticos (patógenos, insetos, ervas daninhas). Temos que ter em mente que excesso ou déficit são prejudiciais tanto à planta quanto à semente. 

    O estresse provocado por déficit hídrico leva à expressão de conjunto de genes envolvidos na aclimatação e adaptação ao estresse. Esses genes agem como intermediários das respostas celulares. O estresse pelo calor inibe a fotossíntese e prejudica a função de membrana e a estabilidade proteica. As proteínas e as enzimas, as quais são proteínas catalizadoras que aceleram as reações químicas e são responsáveis pela eficiência da maquinaria química intracelular, podem sofrer desnaturação com elevadas temperaturas. Portanto, em situações desvantajosas, a atividade celular sofre restrições em seu pleno funcionamento. Sempre que o extremo entra em ação, há consequência para o organismo vivo. 


Nos bastidores, se assim podemos dizer, o mundo misterioso de uma semente tem um arsenal biológico atuando de modo intenso e preciso.


    A emergência da plântula é a comprovação do início, do meio ou o fim do processo e representa o auge do desenvolvimento embrionário. Porém, como sabido, a raiz e o sistema caulinar do embrião não sairão da semente no processo de germinação até que as condições externas estejam adequadas e que todas as condições que levaram à formação da semente na planta-mãe tenham sido vantajosas.

    Nos bastidores, se assim podemos dizer, o mundo misterioso de uma semente tem um arsenal biológico atuando de modo intenso e preciso.  

    O objetivo deste resumo básico é trazer nosso entendimento mais próximo do grau de complexidade que tem uma semente, que representa um conjunto de células, e a sua maquinaria deve operar em perfeitas condições para que a fábrica seja eficaz.  

    No Brasil, as condições ambientais são distintas e as respostas da semente pode também estar demonstrando diferenças. Estamos, de forma holística, olhando e entendendo este mundo mágico e desafiador? 

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