Ecofisiologia de Sementes

O que é?

• A ecofisiologia pode ser interpretada como o estudo de como os organismos funcionam e respondem a mudanças em seus ambientes naturais.

• É um ramo da fisiologia comparativa que estuda a diversidade fisiológica em relação ao ambiente e suas implicações na ecologia dos organismos.

Pontos de estudo...

• Fisiologia da Germinação: Germinação.

• •Fotomorfogênese: Fitocromo •

• Dormência: Tipos de Dormência em Sementes; Métodos de Quebra de Dormência: naturais e em laboratório.

Fisiologia da germinação

• O comportamento das sementes dependem de características de dormência inata de cada espécie e de fatores como a disponibilidade de água no solo, associada a outros fatores, que determinam a intensidade e a velocidade de germinação da espécie.

Germinação

• A germinação é uma sequência de eventos fisiológicos influenciada por fatores externos (ambientais) e internos (dormência, inibidores e promotores da germinação) às sementes: cada fator pode atuar por si ou em interação com os demais.

Germinação

• Tendo-se uma semente viável em repouso, por quiescência ou dormência, quando são satisfeitas uma série de condições externas e internas, ocorrerá o crescimento do embrião, o qual conduzirá à germinação. Por isso, do ponto de vista fisiológico, germinar é simplesmente sair do repouso e entrar em atividade metabólica.

Água • A água é requerida em quantidade adequada até

que a semente germine. A água é o ativador dos processos bioquímicos e fisiológicos da germinação das sementes.

Oxigênio • O oxigênio é requerido para a respiração celular a qual

aumenta drasticamente com a germinação. Se um ambiente anaeróbico for mantido (por ex. sementes mergulhadas em água, ou em solo encharcado) a respiração é inibida e a germinação não se processa.

Luz • As sementes podem ser classificadas em 3

categorias dependendo de suas respostas à luz: - Fotoblásticas positivas: luz estimula a germinação - Fotoblásticas negativas: luz inibe a germinação - Fotoblásticas neutras: germinam tanto na luz

como no escuro.

Temperatura • Muitas sementes tem um mínimo, máximo e uma

temperatura do solo ótima que melhor germina. Geralmente temperaturas entre 25°C e 35°C são consideradas como ótima para a maioria das espécies.

Fatores externos que influenciam a

germinação:

Fotomorfogênese

• O que é?

• Conjunto de efeitos biológicos provocados nas plantas pela luz.

• Neste processo, a percepção da radiação e a capacidade de responder a ela é característica das plantas e varia de acordo com a espécie vegetal.

Fitocromo

• A maior parte das respostas fotomorfogênicas das plantas está sob o controle de fotoreceptores denominados como fitocromos.

• Fitocromos = poteínas pigmentadas.

• Se concentram em células das regiões de crescimento, responsáveis pelo desenvolvimento das plantas, tais como meristemas e regiões subapicais de caules e raízes.

Importância ecofisiológica dos

fitocromos

• Controle da germinação de sementes fotoblásticas;

• Desestiolamento de plântulas recém-germinadas;

• Detecção da aurora e do crepúsculo e sincronização do relógio biológico;

• Percepção fotoperiódica.

• Feijão crescido no escuro.

• Feijão crescido no claro.

• Abertura e fechamento estomático

Dormência • Estado dos órgãos, principalmente dos vegetais,

cujas condições climáticas ou fisiológicas impedem temporariamente o desenvolvimento. Uma fase de repouso, de hibernação das plantas.

• Vantagens

- Sobrevivência e preservação das espécies;

-Tolerância à condições ambientais diversas;

- Disseminação de estruturas propagativas;

- Evitar a germinação prematura.

• Desvantagens

- Necessidade de quebrar a dormência;

- Germinação/Brotação irregular.

Quiescência ≠ Dormência

• Quiescência:

- redução das atividades de crescimento e desenvolvimento provocados por fatores exógenos - climáticos (umidade, temperatura, luz).

• Dormência:

- a redução do metabolismo apresenta um controle interno (endógeno) – poder ser induzido por um fator externo.

Principais causas de dormência

• Tegumento impermeável: as sementes com estas características, são chamados de sementes com casca dura, por não conseguirem absorver água e/ou oxigênio;

• Embrião fisiologicamente imaturo ou rudimentar: no processo de maturidade da semente o embrião não está totalmente formado, sendo necessário dar condições favoráveis para o seu desenvolvimento.

• Substâncias inibidoras: são substâncias existentes nos sementes que podem impedir a sua germinação;

• Embrião dormente: o próprio embrião se encontra em estado de dormência, geralmente nesse caso a dormência é superada com choque térmico ou luz.

• Combinação de causas: necessariamente os sementes não apresentam somente um tipo de dormência, podendo haver na mesma espécie mais de uma causa de dormência.

Processos para quebra de dormência

• Artificiais:

• Escarificação química: feito geralmente com ácidos (sulfúrico, clorídrico etc.), que possibilita os sementes executar trocas com o meio, água e/ou gases;

• Escarificação mecânica: é a abrasão das sementes sobre uma superfície áspera (lixa, piso áspero, etc). É utilizado para facilitar a absorção de água pela semente;

• Estratificação: consiste num tratamento úmido à baixa temperatura, auxiliando as sementes na maturação do embrião, trocas gasosas e embebição por água.

• Choque de temperatura: é feito com alternância de temperaturas variando em aproximadamente 20ºC, em períodos de 8 a 12 horas;

• Água quente: é utilizado em sementes que apresentam impermeabilidade do tegumento e consiste em imersão das sementes em água na temperatura de 76 a 100ºC, com um tempo de tratamento específico para cada espécie.

Processos para quebra de dormência

Processos para quebra de dormência

•Naturais:

• Escarificação:

Através da ação de microorganismos, fungos e ácidos fracos do solo;

Através da ação dos ácidos do trato digestivo de animais;

Através da alternância de temperatura diurna e noturna.

• Impactação:

As sementes são arrastadas pelas correntezas de rios ou da chuva, juntamente com os cascalhos.

BOA NOITE!!!

Perguntas...

• 1 - Cite os fatores externos que influenciam no processo de germinação.

• 2 – O que é fotomorfogênese?

• 3 – Dormência é uma fase de repouso, hibernação das sementes/plantas. Cite uma das vantagens e uma desvantagem desse processo.

• 4 – Cite um dos processos naturais utilizados para a quebra de dormência em sementes.

Perguntas...

• 1 - Cite os fatores externos que influenciam no processo de germinação.

• Água, oxigênio, luz e temperatura.

• 2 – O que é fotomorfogênese?

• Conjunto de efeitos biológicos provocados nas plantas pela luz.

Perguntas...

• 3 – Dormência é uma fase de repouso, hibernação das sementes/plantas. Cite uma das vantagens e uma desvantagem desse processo.

Vantagens: Sobrevivência e preservação das espécies; ou Tolerância à condições ambientais diversas;

ou Disseminação de estruturas propagativas;

ou Evitar a germinação prematura.

Desvantagens: Necessidade de quebrar a dormência; ou Germinação/Brotação irregular.

Perguntas...

• 4 – Cite um dos processos naturais utilizados para a quebra de dormência em sementes.

• Escarificação; ou

• Impactação