--- title: "A vida vegetal: prosperar enraizado" book: "Biologia do ensino médio" subject: biology language: pt chapter: 28 exercises: 15 source: https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/28-a-vida-vegetal-prosperar-enraizado --- # Capítulo 28 — A vida vegetal: prosperar enraizado Um carvalho não consegue caminhar até a água, fugir de uma lagarta nem sair à procura de um parceiro. Ele fica onde a bolota dele caiu por três séculos, e nesse tempo levanta centenas de toneladas de água do solo, afasta milhares de [espécies](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/5-a-biodiversidade-em-todas-as-escalas#def-g10-biodiversity-scales-species) que o comeriam, vira as folhas para acompanhar a luz e manda o pólen e as bolotas dele pelo campo afora pelo vento e pelo gaio. Uma vida enraizada não é uma vida passiva; é um conjunto diferente de soluções para os mesmos problemas — alimentar-se, defender-se, mover-se, reproduzir-se — e este capítulo passa em revista essas soluções. ## 28.1 Um corpo construído para a troca **Proposição 28.1 (Dois sistemas, duas superfícies).** Uma planta com flor é organizada em dois sistemas: o *sistema radicular* no solo, que absorve água e íons minerais e ancora a planta, e o *sistema caulinar* no ar — caules e folhas —, que capta luz e gás carbônico. Cada um é uma vasta superfície de troca: as folhas de uma árvore grande estendem várias centenas de metros quadrados de superfície à luz, e as raízes dela, prolongadas por bilhões de *pelos absorventes* microscópicos, várias centenas de metros quadrados ao solo. Uma planta é, acima de tudo, um modo de espalhar superfície em duas direções a partir de um ponto fixo. **Evidence.** Uma única planta de centeio cultivada por quatro meses numa caixa de terra tinha $1.4 \times 10^{10}$ [pelos absorventes](#prop-g12-plant-rooted-life-surfaces), com um comprimento total de mais de $10\,000\,\mathrm{km}$ e uma superfície de cerca de $400\,\mathrm{m}^{2}$, dez vezes a das folhas dela. Um carvalho adulto carrega uns 250 000 folhas; um hectare de floresta apresenta ao céu $5\text{ to }8\,\mathrm{ha}$ de superfície foliar. Cortar os [pelos absorventes](#prop-g12-plant-rooted-life-surfaces) de uma plântula, ou revestir as folhas, interrompe o crescimento dela em poucos dias. ∎ ![Uma folha em corte. A luz entra pela pele superior transparente até as células em paliçada, abarrotadas de cloroplastos; o gás carbônico entra pelos estômatos da pele inferior e se difunde pelos espaços de ar da camada esponjosa até as células que o usam.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g12-plant-rooted-life/fig-1346d8bee275.svg) *Uma folha em corte. A luz entra pela pele superior transparente até as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) em paliçada, abarrotadas de [cloroplastos](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-organelle); o gás carbônico entra pelos [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) da pele inferior e se difunde pelos espaços de ar da camada esponjosa até as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) que o usam.* **Definição 28.2 (Estômatos).** Um *estômato* é um poro na pele de uma folha, delimitado por duas *células-guarda* que o abrem inchando e o fecham murchando. Pelos estômatos abertos o gás carbônico entra para a [fotossíntese](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-autotrophy) e o vapor de água sai — a *transpiração* que uma planta não consegue evitar enquanto se alimenta. Uma folha carrega de cem a trezentos estômatos por milímetro quadrado, quase todos na face inferior; eles se abrem na luz e se fecham no escuro e na seca. ![Um estômato visto no microscópio eletrônico de varredura: as duas células-guarda em forma de rim em volta do poro, entre as células achatadas da pele da folha. O poro tem alguns micrômetros de largura.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g12-plant-rooted-life/img-6ad63f07754a.jpg) *Um [estômato](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) visto no microscópio eletrônico de varredura: as duas células-guarda em forma de rim em volta do poro, entre as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) achatadas da pele da folha. O poro tem alguns micrômetros de largura.* ![Um dia de verão de uma folha. Os estômatos se abrem com a luz e se fecham à noite; numa tarde quente eles se fecham em parte para limitar a perda de água, e a transpiração — que acompanha a abertura deles — cai junto.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g12-plant-rooted-life/fig-49f0d59567f7.svg) *Um dia de verão de uma folha. Os [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) se abrem com a luz e se fecham à noite; numa tarde quente eles se fecham em parte para limitar a perda de água, e a transpiração — que acompanha a abertura deles — cai junto.* ## 28.2 Mover água e alimento sem coração **Proposição 28.3 (Duas seivas).** Uma planta tem dois sistemas de transporte, os dois feitos de [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) longas unidas em tubos nas nervuras de todo órgão. - O *xilema* carrega a *seiva bruta* — água e íons minerais absorvidos pelas raízes — para cima, até as folhas. A força motriz é a transpiração: a água que evapora das [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) da folha puxa para cima, desde as raízes, a coluna contínua de água do [xilema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps) , como um pavio puxa o óleo. Sem bomba, sem energia gasta pela planta: quem levanta é o sol. - O *floema* carrega a *seiva elaborada* — água com os açúcares feitos pelas folhas — das folhas a todo órgão que os consome ou os armazena: pontas em crescimento, raízes, frutos, sementes, tubérculos. Ela flui da fonte ao dreno, na direção em que os drenos estiverem. **Evidence.** Um caule cortado colocado em água tingida mostra o corante subindo pelo [xilema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps), mais rápido num ramo que transpira que num fechado dentro de um saco; um ramo com as folhas removidas não levanta nada. Um anel de casca (que contém o [floema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps)) retirado de um tronco impede o açúcar de chegar às raízes, que passam fome em poucos meses, enquanto as folhas acima do anel continuam abastecidas de água; o açúcar se acumula acima do anel e a casca incha. Pulgões que se alimentam do [floema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps) com as bocas em forma de agulha dão, quando separados da agulha, uma gota de seiva açucarada sob pressão. ∎ ![Os dois fluxos. A seiva bruta sobe pelo xilema da raiz à folha, puxada pela água que evapora pelos estômatos; a seiva elaborada viaja pelo floema das folhas até onde o açúcar é usado ou armazenado — para baixo até as raízes, para cima até um fruto.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g12-plant-rooted-life/fig-571e1ba2bf26.svg) *Os dois fluxos. A seiva bruta sobe pelo [xilema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps) da raiz à folha, puxada pela água que evapora pelos [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata); a seiva elaborada viaja pelo [floema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps) das folhas até onde o açúcar é usado ou armazenado — para baixo até as raízes, para cima até um fruto.* **Exemplo 28.4 (Os números de uma árvore).** Uma bétula adulta num dia de verão transpira $300\text{ to }400\,\mathrm{L}$ de água, levantada $20\,\mathrm{m}$ por tubos de [xilema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps) de um décimo de milímetro de largura a $1\text{ to }5\,\mathrm{m}$ por hora. Menos de 1% dessa água fica para a [fotossíntese](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-autotrophy); o resto é o preço dos [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) abertos. Em troca, as folhas fixam uns $5\,\mathrm{kg}$ de gás carbônico em $3.5\,\mathrm{kg}$ de açúcar, dos quais o [floema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps) entrega uma parte a cada ponta de raiz e a cada semente que amadurece. ## 28.3 Manter a posição **Proposição 28.5 (As defesas de um organismo enraizado).** Incapazes de fugir, as plantas se defendem no lugar. - *Estruturas* : uma cutícula cerosa e a casca contra o ressecamento e a infecção; espinhos, acúleos, pelos urticantes e sílica contra os herbívoros; uma parede grossa de celulose em cada [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) . - *Química* : taninos que tornam as folhas indigestas, alcaloides amargos (cafeína, nicotina, morfina), toxinas, resinas e látex que selam ferimentos e envenenam insetos; muitos são feitos só depois de um ataque, e alguns são liberados como sinais voláteis que avisam as folhas vizinhas e atraem os predadores do inseto atacante. - *Tolerância e renovação* : pontos de crescimento em cada nó, de modo que um ramo pastado rebrota; dormência ao longo do inverno ou da seca; sementes que esperam anos no solo. **Demonstração.** *Admitido neste nível.* ∎ **Exemplo 28.6 (A refeição de uma lagarta, respondida).** Poucas horas depois das primeiras mordidas de uma lagarta, um tomateiro fabrica, por todas as folhas dele, [proteínas](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/14-do-gene-a-proteina#def-g11-gene-expression-protein) que bloqueiam as [enzimas](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/15-as-enzimas-e-o-fenotipo#def-g11-enzymes-and-phenotype-enzyme) digestivas do inseto; em um dia, uma substância que ele libera no ar já atraiu uma vespa parasita até a lagarta. Os tomateiros vizinhos, que recebem o mesmo sinal pelo ar, começam a fabricar os bloqueadores da digestão antes que lagarta nenhuma chegue neles. A planta não se move, mas não está indefesa, e não está sozinha. ## 28.4 Crescer em direção a, crescer para longe de **Proposição 28.7 (O crescimento como movimento).** Uma planta se move crescendo. Os ramos dela crescem em direção à luz e contra a gravidade, as raízes dela em direção à gravidade e à água: *tropismos*, respostas de crescimento dirigidas. Eles são controlados por [hormônios](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/20-o-controle-hormonal-da-reproducao#def-g11-hormones-and-reproduction-hormone), dos quais o primeiro identificado, a *auxina*, é feito na ponta em crescimento de um ramo e transportado caule abaixo; as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) que recebem mais auxina se alongam mais. A luz que incide num lado de um ramo desloca a auxina para o lado sombreado, que cresce mais rápido e curva o ramo em direção à luz. **Evidence.** Plântulas de gramínea iluminadas de um lado se curvam em direção à luz; com a ponta coberta elas não se curvam, embora a região que se curva fique mais abaixo; cobertas só na base, elas se curvam normalmente: a ponta percebe, a base responde, e algo viaja entre as duas. Uma ponta cortada e colocada sobre um bloco de gel, e depois o gel colocado num lado de uma plântula decapitada, a faz se curvar para o lado oposto ao do bloco no escuro — a substância do gel, a auxina, basta. Medido diretamente, o lado sombreado de uma plântula iluminada guarda cerca do dobro da auxina do lado iluminado. ∎ ![Os experimentos clássicos sobre a curvatura de plântulas em direção à luz. A ponta percebe a luz; a região abaixo dela faz a curvatura; um sinal — a auxina — passa de uma à outra.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/biology-2/g12-plant-rooted-life/fig-f3d45db9221e.svg) *Os experimentos clássicos sobre a curvatura de plântulas em direção à luz. A ponta percebe a luz; a região abaixo dela faz a curvatura; um sinal — a auxina — passa de uma à outra.* ## 28.5 Reproduzir-se sem se mover **Proposição 28.8 (As flores e os visitantes delas).** A *flor* é o órgão reprodutor da maioria das plantas terrestres: *estames* que fabricam o pólen, os gametas masculinos da planta, e um *pistilo* cujos óvulos guardam os gametas femininos. Como nenhum dos genitores se move, o pólen precisa ser levado de uma flor a outra — pelo vento, no caso das gramíneas e de muitas árvores, cujas flores pequenas e sem graça soltam pólen aos milhões, ou por animais, no caso da maioria das plantas com flor, cujas pétalas, aromas e néctar são o pagamento oferecido aos insetos, aves e morcegos que carregam pólen enquanto se alimentam. A flor e o polinizador muitas vezes evoluíram juntos, cada um adaptado à forma e aos hábitos do outro. **Demonstração.** *Admitido neste nível.* ∎ **Exemplo 28.9 (Formas que combinam).** Uma flor com um tubo de néctar de $30\,\mathrm{cm}$ é visitada por uma mariposa de língua de $30\,\mathrm{cm}$, e por mais nada; uma flor tubular, vermelha, sem aroma e aberta de dia é uma flor de ave; uma flor pálida que se abre à noite com um aroma forte é de mariposa; uma taça de pétalas amarelas com uma plataforma de pouso é de abelha. A planta paga em açúcar por um serviço que não consegue fazer, e a especialização do polinizador garante que o pólen vá para outra flor da mesma [espécie](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/5-a-biodiversidade-em-todas-as-escalas#def-g10-biodiversity-scales-species). **Proposição 28.10 (Os frutos e a dispersão).** Depois da fecundação, o óvulo vira uma *semente* — um embrião com uma reserva de alimento, dormente, num tegumento protetor — e o pistilo vira um *fruto* que leva as sementes para longe do genitor: no vento, por asas e plumas; pela água; no pelo dos animais, por ganchos; e dentro dos animais, quando um fruto carnoso é comido e as sementes dele são largadas em outro lugar, intactas, com uma dose de adubo. A semente é o único estágio móvel da planta e o único meio que ela tem de esperar: ela consegue viajar quilômetros e dormir anos. **Demonstração.** *Admitido neste nível.* ∎ **Método 28.11 (Ler uma adaptação à vida enraizada).** Para qualquer característica de uma planta, pergunte: 1. De qual necessidade de um organismo fixo ela dá conta — captar luz ou gás carbônico, absorver água, transportar, defender, orientar, dispersar pólen ou sementes? 2. Que superfície, estrutura ou substância ela usa, e a que custo (água perdida pelos [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) , energia gasta com néctar ou toxinas)? 3. Ela envolve outro organismo (polinizador, dispersor, fungo de raiz, herbívoro), e o que cada parceiro ganha? 4. Ela é construída de uma vez (casca, espinhos) ou produzida sob demanda (uma toxina depois do ataque, uma curvatura em direção à luz)? **Observação 28.12 (Metade da vida, parada).** As plantas perfazem a maior parte da massa viva da Terra e alimentam quase todo o resto. Os capítulos sobre a [fotossíntese](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-autotrophy) e a respiração que vêm a seguir descrevem a química delas; este descreveu o corpo que a faz funcionar: um ponto fixo, a partir do qual superfícies se espalham pelo solo e pelo ar, seivas fluem sem bomba, a química substitui a fuga, o crescimento substitui o movimento, e animais são contratados para fazer as viagens. ## 28.6 Exercícios **Exercício 28.1 ★.** Nomeie os dois sistemas de uma planta com flor e a superfície de troca de cada um. **Solução de Exercício 28.1.** O sistema radicular, cujos [pelos absorventes](#prop-g12-plant-rooted-life-surfaces) apresentam uma vasta superfície ao solo, e o sistema caulinar, cujas folhas apresentam uma vasta superfície à luz e ao ar. **Exercício 28.2 ★.** O que é um [estômato](#def-g12-plant-rooted-life-stomata), o que passa por ele em cada direção, e quando ele fica aberto? **Solução de Exercício 28.2.** Um poro na pele da folha delimitado por duas células-guarda. O gás carbônico entra, o vapor de água (e o oxigênio) sai. Aberto na luz, fechado à noite e na seca. **Exercício 28.3 ★.** Distinga a seiva bruta da seiva elaborada: conteúdo, tubos, direção, força motriz. **Solução de Exercício 28.3.** Seiva bruta: água e íons minerais, no [xilema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps), das raízes às folhas, puxada pela transpiração. Seiva elaborada: água e açúcares, no [floema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps), das folhas aos órgãos que usam ou armazenam açúcar, nas duas direções, empurrada pela pressão das [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) carregadas de açúcar. **Exercício 28.4 ★.** Dê duas defesas estruturais e duas químicas das plantas. **Solução de Exercício 28.4.** Estruturais: cutícula e casca, espinhos (também pelos urticantes, sílica, [paredes celulares](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-organelle)). Químicas: taninos, alcaloides (também toxinas, resinas, látex). **Exercício 28.5 ★.** O que é um tropismo? Qual [hormônio](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/20-o-controle-hormonal-da-reproducao#def-g11-hormones-and-reproduction-hormone) controla a curvatura de um ramo em direção à luz, e onde ele é feito? **Solução de Exercício 28.5.** Uma resposta de crescimento dirigida a um estímulo (luz, gravidade, água). A auxina, feita na ponta em crescimento do ramo. **Exercício 28.6 ★★.** Uma folha de $40\,\mathrm{cm}^{2}$ carrega 200 [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) por milímetro quadrado na face inferior. Quantos [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) ela tem? E quantos numa árvore de 200 000 folhas? **Solução de Exercício 28.6.** $40\,\mathrm{cm}^{2} = 4000\,\mathrm{mm}^{2}$: $4000 \times 200 = 8 \times 10^{5}$ [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) por folha; $1.6 \times 10^{11}$ na árvore. **Exercício 28.7 ★★.** A partir da figura do dia de verão, em que hora a transpiração é a mais alta, e por que ela cai no meio da tarde embora a luz não caia? **Solução de Exercício 28.7.** Por volta do meio-dia e do começo da tarde. No calor da tarde, as células-guarda fecham os [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) em parte para limitar a perda de água, e a transpiração acompanha a abertura, não a luz. **Exercício 28.8 ★★.** Um anel de casca é retirado em volta de um tronco na primavera. Preveja o que acontece com as folhas, com as raízes e com a casca logo acima do anel ao longo dos meses seguintes. **Solução de Exercício 28.8.** As folhas ficam verdes e abastecidas de água (o [xilema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps), dentro da madeira, está intacto). As raízes, cortadas do açúcar das folhas, esgotam as reservas delas ao longo de meses e morrem, e a árvore com elas. Logo acima do anel, a casca incha com o açúcar que não consegue mais passar. **Exercício 28.9 ★★.** Na figura das plântulas, explique o que cada um dos quatro experimentos inclui ou exclui, e por que os quatro são necessários. **Solução de Exercício 28.9.** Intacta: a resposta existe. Ponta coberta: é na ponta que a luz é percebida. Base coberta: a base não precisa ser iluminada para se curvar — ela responde a um sinal, não à luz. Ponta removida: a ponta é necessária; o sinal vem dela. Juntos, eles separam a percepção (ponta) da resposta (base) e mostram que algo viaja entre as duas. **Exercício 28.10 ★★.** Uma planta levanta $300\,\mathrm{L}$ de água por dia até as folhas dela sem gastar energia com isso. Explique de onde vem a energia. **Solução de Exercício 28.10.** Do sol: a evaporação da água na superfície da folha, impulsionada pelo calor solar e pelo ar seco, puxa a coluna contínua de água [xilema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps) acima. A planta fornece os tubos e os [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) abertos, não a energia. **Exercício 28.11 ★★.** Compare uma flor polinizada pelo vento e uma polinizada por insetos em quatro pontos, e explique cada diferença pelo transportador. **Solução de Exercício 28.11.** Flor de vento: pequena, sem graça, sem aroma, sem néctar, quantidades enormes de pólen leve, estigmas plumosos — o vento é cego e de graça, e assim a planta investe na quantidade. Flor de inseto: grande, colorida, perfumada, com néctar, pólen pegajoso em quantidades modestas — o transportador precisa ser atraído e pago, e entrega o pólen com precisão. **Exercício 28.12 ★★★.** Uma planta fecha os [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) durante uma seca. Explique o que ela ganha, o que ela perde, e por que uma seca longa a mata mesmo que ela tenha parado de perder água. **Solução de Exercício 28.12.** Ela ganha água, mantendo as [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) dela túrgidas e vivas; ela perde a entrada de gás carbônico, portanto a [fotossíntese](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-autotrophy), e o resfriamento da transpiração. [Estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) fechados significam nenhum açúcar produzido: a planta vive das reservas dela, e uma seca longa a mata de fome antes de a secar. **Exercício 28.13 ★★★.** A cafeína é tóxica para os insetos nas doses de uma folha de café, mas está presente a um décimo dessa dose no néctar, onde melhora a memória que as abelhas têm da flor. Leia isso com o [Método 28.11](#met-g12-plant-rooted-life-read): o que a mesma molécula faz nos dois lugares? **Solução de Exercício 28.13.** Na folha, uma defesa: uma toxina contra os herbívoros, embutida no tecido. No néctar, um recrutamento: uma dose baixa que faz o polinizador lembrar e voltar, paga junto com o açúcar. Uma substância, duas necessidades, dosada conforme o lugar. **Exercício 28.14 ★★★.** Uma mariposa de língua de $30\,\mathrm{cm}$ é a única polinizadora de uma flor com um tubo de néctar de $30\,\mathrm{cm}$. Explique como um par assim consegue evoluir passo a passo, e o que cada parceiro arrisca se o outro desaparecer. **Solução de Exercício 28.14.** As flores de tubo um pouco mais longo são polinizadas apenas pelas mariposas que chegam ao fundo, e assim o pólen delas vai para flores do mesmo tipo; as mariposas de língua um pouco mais longa conseguem néctar que as outras não conseguem; cada pequena vantagem é selecionada, e o tubo e a língua se alongam juntos ao longo de muitas gerações. Se a mariposa desaparecer, a flor não produz semente; se a flor desaparecer, a mariposa perde o único alimento dela. **Exercício 28.15 ★★★.** “Uma planta é um organismo passivo.” Reescreva a frase corretamente num parágrafo, com um exemplo de percepção, um de resposta, um de defesa e um de recrutamento. **Solução de Exercício 28.15.** Uma planta percebe a luz com a ponta dos ramos dela e a gravidade com as raízes dela; ela responde crescendo em direção a uma e ao longo da outra; ela se defende com casca e espinhos, e fabrica toxinas e bloqueadores da digestão poucas horas depois de um ataque; e ela recruta insetos para carregar o pólen dela, aves para carregar as sementes dela e vespas para matar as lagartas dela, pagando em néctar, fruto e aroma. Ela age sem se mover. ## 28.7 Problema: um dia de verão de um carvalho **Problema 28.1.** Problema de fim de semana — as trocas de uma árvore contabilizadas: folhas e estômatos contados, água levantada e açúcar feito, as entregas do floema e as sementes enviadas Um carvalho adulto carrega 250 000 folhas de $25\,\mathrm{cm}^{2}$ cada uma. As faces inferiores das folhas dele têm 250 [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) por milímetro quadrado. Num dia de verão, cada metro quadrado de folha transpira $0.6\,\mathrm{L}$ de água e fixa $8\,\mathrm{g}$ de gás carbônico em açúcar. As folhas têm 90% de água; a [fotossíntese](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-autotrophy) usa $1\,\mathrm{g}$ de água por $1.6\,\mathrm{g}$ de açúcar produzido. **Parte I — Superfícies.** 1. Calcule a área foliar total do carvalho, em metros quadrados. 2. Calcule o número de [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) da árvore. 3. A copa da árvore cobre $150\,\mathrm{m}^{2}$ de chão. Quantos metros quadrados de folha ficam empilhados acima de cada metro quadrado de chão? 4. Os [pelos absorventes](#prop-g12-plant-rooted-life-surfaces) de uma árvore dessas apresentam cerca de $1000\,\mathrm{m}^{2}$ ao solo. Compare com as folhas e explique por que as duas superfícies são da mesma ordem. 5. Por que a superfície foliar precisa ser espalhada fina e empilhada, em vez de concentrada num órgão espesso só? **Parte II — A água.** 6. Calcule o volume de água que o carvalho transpira no dia. 7. Calcule a massa de açúcar produzida e a massa de água usada para produzi-la. Que fração da água transpirada é essa? 8. Explique por que a árvore não consegue guardar o resto: o que aconteceria se ela fechasse os [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) para economizá-lo? 9. A água sobe $20\,\mathrm{m}$ pelo [xilema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps) . O que fornece a energia, e quanto uma bomba própria da árvore teria custado a ela? 10. Numa tarde quente e seca, a transpiração cai a um terço enquanto a luz está no máximo. O que a árvore fez, e quanto isso custa em açúcar? **Parte III — O açúcar.** As raízes, o tronco e os ramos em crescimento do carvalho consomem $2\,\mathrm{kg}$ de açúcar por dia na respiração e no crescimento; as bolotas levam mais $0.5\,\mathrm{kg}$ durante a temporada delas. 11. Calcule o açúcar produzido no dia e a fração entregue às raízes, ao tronco e aos ramos, e a entregue às bolotas. 12. Qual tecido carrega o açúcar, e de onde para onde? 13. O que acontece com o açúcar excedente, e onde ele pode ser encontrado na primavera seguinte? 14. Um anel de casca é cortado em junho. Quais dos números da questão 11 mudam, e como? 15. Explique por que uma árvore que perde metade das folhas para lagartas em maio ainda consegue produzir bolotas, se a temporada for boa. **Parte IV — Enviar a geração seguinte.** O carvalho é polinizado pelo vento e produz, num ano bom, 10 000 bolotas; os gaios carregam e enterram cerca de 3000, das quais depois comem a maioria; esquilos e camundongos comem quase todo o resto. 16. Liste três características que você espera das flores do carvalho, pela polinização dele pelo vento. 17. Por que a árvore “paga” os gaios com bolotas que ela vai perder, em vez de largar as bolotas embaixo dela mesma? 18. Se um gaio esquece 5% das bolotas que enterra e uma bolota enterrada em 50 vira uma muda, quantas mudas a safra do ano dá? 19. O carvalho vive 300 anos e precisa ser substituído por uma árvore adulta. Compare com a sua resposta anterior e explique por que os números fazem sentido. 20. Enuncie o resultado: a área foliar e o número de [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) do carvalho, os litros que ele levanta num dia pelos quilogramas de açúcar que produz, e os dois agentes que fazem as viagens por ele. **Solução de Problema 28.1.** **1.** $250\,000 \times 25\,\mathrm{cm}^{2} = 6.25 \times 10^{6}\, \mathrm{cm}^{2} = 625\,\mathrm{m}^{2}$. **2.** $625\,\mathrm{m}^{2} = 6.25 \times 10^{8}\,\mathrm{mm}^{2}$; $\times 250 \approx 1.6 \times 10^{11}$ [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata). **3.** $625/150 \approx 4$ metros quadrados de folha por metro quadrado de chão. **4.** Cerca de $1000\,\mathrm{m}^{2}$ de [pelos absorventes](#prop-g12-plant-rooted-life-surfaces) contra $625\,\mathrm{m}^{2}$ de folhas: comparáveis. As duas são superfícies de troca dimensionadas para os mesmos fluxos — a água que as folhas perdem precisa ser absorvida pelas raízes. **5.** A luz é absorvida em uma fração de milímetro de tecido, e o gás carbônico se difunde apenas por distâncias curtas: um órgão espesso deixaria a maioria das [células](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) dele no escuro e sem alimento. Folhas finas e empilhadas põem cada [célula](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/2-a-celula-a-unidade-comum-da-vida#def-g10-cells-common-unit-cell) perto da luz e do ar. **6.** $625 \times 0.6 = 375\,\mathrm{L}$. **7.** $625 \times 8 = 5\,\mathrm{kg}$ de gás carbônico, o que dá cerca de $5/1.47 \approx 3.4\,\mathrm{kg}$ de açúcar (ou, mais simples: o açúcar feito a partir de $5\,\mathrm{kg}$ de $\mathrm{CO_2}$ é cerca de $3.4\,\mathrm{kg}$); água usada $3.4/1.6 \approx 2.1\,\mathrm{kg}$: cerca de 0.6% dos $375\,\mathrm{L}$ transpirados. **8.** O gás carbônico entra pelos mesmos [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) abertos que deixam a água sair; fechá-los interrompe a [fotossíntese](https://one-course.com/books/biology/2/pt/chapter/4-o-metabolismo-celular#def-g10-cell-metabolism-autotrophy). A água é o preço do açúcar. **9.** O sol, ao evaporar a água nas folhas. Levantar $375\,\mathrm{kg}$ por $20\,\mathrm{m}$ são cerca de $75\,\mathrm{kJ}$ de trabalho — pouco em si, mas uma bomba biológica exigiria tecidos, ATP e manutenção que a árvore não precisa construir. **10.** Ela fechou em parte os [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata) contra o calor seco; a entrada de gás carbônico e a produção de açúcar caem numa fração parecida — uns $2\,\mathrm{kg}$ de açúcar perdidos ao longo da tarde. **11.** Cerca de $3.4\,\mathrm{kg}$ produzidos; $2\,\mathrm{kg}$ (60%) para as raízes, o tronco e os ramos, $0.5\,\mathrm{kg}$ (15%) para as bolotas. **12.** O [floema](#prop-g12-plant-rooted-life-saps), das folhas (fonte) para as raízes, o tronco, os ramos e as bolotas (drenos). **13.** Armazenado como amido no tronco e nas raízes; na primavera seguinte ele é convertido de volta em açúcar para construir as folhas novas antes que elas consigam se alimentar sozinhas. **14.** O açúcar continua chegando aos ramos e às bolotas acima do anel; as raízes e o tronco de baixo não recebem nada: a parcela de $2\,\mathrm{kg}$ deles cai ao que estiver armazenado, e eles passam fome ao longo da temporada. **15.** As folhas restantes continuam produzindo açúcar, o amido armazenado do tronco e das raízes cobre a falta, e a árvore consegue lançar folhas novas a partir dos muitos pontos de crescimento dela; as bolotas são um dreno que a árvore ainda consegue encher se o açúcar do verão bastar. **16.** Flores pequenas e esverdeadas, sem pétalas, aroma nem néctar, penduradas em amentilhos que soltam nuvens de pólen leve; estigmas grandes e plumosos para capturá-lo. **17.** As bolotas largadas sob o genitor crescem, se é que crescem, na sombra dele e competem com ele; um gaio as leva centenas de metros e as enterra na profundidade certa. Perder a maioria delas é o preço de colocar algumas bem. **18.** $3000 \times 0.05 = 150$ bolotas esquecidas; $150/50 = 3$ mudas. **19.** Três mudas por ano ao longo de algumas décadas de boas safras dão talvez uma centena de mudas na vida da árvore, das quais uma precisa chegar à idade adulta. Os números são grandes porque quase toda semente e toda muda se perdem. **20.** $625\,\mathrm{m}^{2}$ de folha e uns $1.6 \times 10^{11}$ [estômatos](#def-g12-plant-rooted-life-stomata); cerca de $375\,\mathrm{L}$ levantados num dia por $3.4\,\mathrm{kg}$ de açúcar; o vento para o pólen dele e o gaio para as bolotas dele.