Como é que as plantas usam a água?

As plantas usam a água nos processos químicos e bioquímicos que estão relacionados com o seu metabolismo e crescimento.

Um dos processos centrais em que as plantas usam a água é na fotossíntese, mas a água desempenha outros papéis vitais. Por exemplo, transporta os nutrientes do solo para as células e ajuda na regulação da temperatura, sendo indispensável para as reações que se produzem dentro das células, incluindo na manutenção da sua forma.

A grande maioria das plantas e todas as árvores possuem um sistema vascular que permite a troca de substâncias essenciais com o meio ambiente e o seu transporte até às células. Este sistema vascular é composto por duas “vias”:

– o xilema, que transporta a água e os minerais (seiva bruta) desde a raiz até aos ramos e às folhas;

– e o floema, que transporta os compostos orgânicos produzidos na fotossíntese (seiva elaborada) desde as folhas (onde se faz a fotossíntese) até ao tronco e raiz – dando à planta a energia de que necessita.

Assim, a água é absorvida pelas células das raízes (através dos pelos radiculares – extensões das células que envolvem as raízes), percorre a planta e uma parte é consumida nos processos internos. Contudo, a maioria volta a ser libertada para a atmosfera, através da evaporação e da transpiração. É assim que a água volta a integrar o ciclo hidrológico (troca contínua de água entre as plantas, a atmosfera, o solo, e os reservatórios superficiais e subterrâneos) contribuindo para a regulação climática global, o arrefecimento da superfície e a disponibilidade e qualidade da água doce.

As folhas têm poros minúsculos (estomas), localizados principalmente na sua parte inferior, mas também na superior, que regulam as trocas gasosas, funcionam como “janelas” entre o interior da planta e o ambiente exterior. É através destes estomas que as árvores respiram, transpiram e fazem a fotossíntese. Por eles, a água é libertada para a atmosfera sob a forma de vapor, sendo outra parte libertada por evaporação, o que contribui também para o arrefecimento da planta. Os mesmos estomas que permitem a saída da água possibilitam a entrada do dióxido de carbono, essencial à fotossíntese.

Mais de 95% da água absorvida pelas plantas volta à atmosfera através da transpiração, de acordo com a Teoria da tensão-coesão-adesão, que explica o movimento ascendente da seiva nas plantas como consequência da libertação de vapor de água pelos estomas.

Quando existe abundância de água, os estomas abrem-se para promover a saída do vapor de água. Já quando as plantas sofrem carência de água (stress hídrico), estas “janelas” das folhas fecham-se para preservar a humidade no seu interior. Mas ao fecharem os seus estomas para impedir a saída da água, as folhas limitam também a entrada de dióxido de carbono, condicionando a fotossíntese. Ou seja, com menos água e menos energia proveniente da fotossíntese, o crescimento da planta ou árvore será menor.

Assim, podemos dizer que as árvores e plantas usam a água disponível (e os outros nutrientes) para crescer: com mais disponibilidade de água podem crescer mais e com falta de água crescem menos. Estas estratégias de adaptação ao ambiente existem em todas as plantas e árvores, que regulam o seu crescimento em função da disponibilidade de água, entre outros fatores.

Um estudo recente do Instituto Gulbenkian Ciência veio mostrar que, quando a disponibilidade de água no solo diminui, as plantas produzem uma hormona que induz o fecho rápido dos estomas nas folhas, evitando perdas de água por transpiração, e que interrompe o crescimento de alguns dos órgãos, permitindo que os recursos disponíveis possam ser usados para a proteção da planta.

Embora as plantas e árvores que vivem em ambientes mais secos tenham desenvolvido diferentes estratégias de retenção da humidade para se autopreservarem – redução da folhagem, aumento da espessura da cutícula cerosa que reveste as folhas, redução da superfície da folha ou maior extensão do sistema radicular, entre outras – em situação contínua de escassez de água as plantas não conseguem manter as funções do seu organismo e acabam por morrer.

Em paralelo, as plantas usam a água para outros fins: por exemplo, a água dentro das suas células exerce pressão na parede celular, permitindo a manutenção da sua forma e volume (manutenção da pressão de turgência). É esta pressão da água que sustenta a morfologia das células e das plantas. Quando a quantidade de água diminui, as células perdem a pressão de turgência e as plantas murcham, por perderem esta sustentação e firmeza.

Como é que as plantas usam a água na fotossíntese?

A água (H₂O) é parte essencial da fotossíntese, tal como o dióxido de carbono (CO₂) e a energia solar. Durante a fotossíntese, as moléculas de água são partidas (fotólise da água), separando-se o oxigénio (O) do hidrogénio (H), e integram um processo complexo, essencial às reações de fixação de carbono e fornecimento de energia (glicose) às plantas. No processo, é gerado oxigénio (O₂), um subproduto essencial à vida que é libertado para a atmosfera.

Por cada molécula de dióxido de carbono usada na fotossíntese, as plantas precisam de uma molécula de água. Assim, quanto mais produtiva for a espécie, mais água e nutrientes vai utilizar. Isto significa que, num mesmo período, as espécies de plantas e árvores que crescem mais rapidamente usam mais água, fazem a fotossíntese a maior ritmo e produzem mais biomassa, comparativamente às espécies de crescimento mais lento, mas também transpiram mais vapor de água, fixam mais carbono e libertam mais oxigénio.