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Capítulo 14 - Paredes Celulares: Estrutura, Formação e Expansão

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF

14

Paredes Celulares:

Estrutura, Formação e Expansão

A

s células vegetais, diferentemente das células animais, são delimitadas por uma parede celular mecanicamente forte. Essa fina camada consiste em uma rede de microfibrilas de celulose incluída em uma matriz de polissacarídeos, proteínas e outros polímeros produzidos pela célula. A matriz de polissacarídeos e as microfibrilas de celulose unem-se em uma forte rede de uma mistura de ligações covalentes e não covalentes. A matriz pode também conter enzimas e outros materiais que modificam as características físicas e químicas da parede. Adicionalmente, a condição de hidratação da parede celular influencia bastante suas propriedades físicas e de resistência mecânica.

As paredes celulares de procariotos, fungos, algas e plantas diferem umas das outras na composição química e na estrutura molecular, ainda que cumpram, em comum, três funções: regulação do volume celular, determinação da forma celular e proteção mecânica ao delicado protoplasto contra ataques bioquímicos e físicos. As paredes celulares das plantas adquiriram funções adicionais não evidentes nas paredes celulares de outros organismos, e essas diversas funções se refletem na sua complexidade estrutural e diversidade de composição e forma.

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Capítulo 12 - Respiração e Metabolismo de Lipídeos

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF

12

Respiração e

Metabolismo de Lipídeos

A

fotossíntese fornece as unidades orgânicas básicas das quais dependem as plantas (e quase todos os outros organismos). Com seu metabolismo de carbono associado, a respiração libera, de maneira controlada, a energia armazenada nos compostos de carbono para uso celular. Ao mesmo tempo, ela gera muitos precursores de carbono para a biossíntese.

Este capítulo inicia revisando a respiração em seu contexto metabólico, enfatizando as conexões entre os processos envolvidos e as características especiais peculiares às plantas. A respiração será também relacionada aos recentes desenvolvimentos na compreensão da bioquímica e da biologia molecular das mitocôndrias vegetais e dos fluxos respiratórios em tecidos de plantas intactas. Em seguida, são descritas as rotas da biossíntese de lipídeos que levam à acumulação de gorduras e óleos, usados para a armazenagem de energia e carbono por muitas espécies vegetais. A síntese de lipídeos e sua influência sobre as propriedades das membranas também são examinadas. Finalmente, são discutidas as rotas catabólicas envolvidas na decomposição de lipídeos e na conversão de seus produtos da degradação em açúcares, que ocorre durante a germinação de sementes oleaginosas.

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Capítulo 2. O ambiente físico

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF

2

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 2.1  O clima é o componente mais importante do ambiente físico.

CONCEITO 2.2  Os ventos e

as correntes oceânicas resultam de diferenças na radiação solar ao longo da superfície terrestre.

CONCEITO 2.3  Os padrões de circulação atmosférica e oceânica de larga escala estabelecem os padrões globais de temperatura e precipitação.

CONCEITO 2.4  Os climas

regionais refletem a influência de oceanos e continentes, montanhas e vegetação.

CONCEITO 2.5  As variações climáticas sazonais e de longo prazo estão associadas a variações na posição da Terra em relação ao Sol.

CONCEITO 2.6  Salinidade, acidez e concentração de oxigênio são os principais determinantes do ambiente químico.

O ambiente físico

A variação climática e a abundância do salmão: Estudo de Caso

Os ursos-pardos da costa noroeste do Pacífico presenteiam-se sazonalmente com os salmões que chegam em grandes números para se reproduzir nos riachos da região (Figura 2.1). Os salmões são anádromos, isto

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Capítulo 12. Plantas no Hábitat

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF

Capítulo 12

Plantas no Hábitat

12.6.3

12.6.4

Estratégias de investimento em nitrogênio.

Heterogeneidade do solo, competição e simbioses na rizosfera . . . . . . . . . . . . . . . .

Nitrogênio e fósforo em uma abordagem global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Cálcio, metais pesados e “sais” . . . . . . . . . .

1001

1002

12.7

Crescimento e balanço do carbono . . .

1002

12.7.1

12.7.2

12.7.3

12.7.4

12.7.5

1004

1007

1008

1012

12.7.6

Ecologia da fotossíntese e da respiração. . .

Ecologia do crescimento . . . . . . . . . . . . . . . .

Análise funcional do crescimento. . . . . . . . .

O isótopo estável 13C na ecologia . . . . . . . . .

Biomassa, produtividade, ciclo global do carbono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Estoque de biomassa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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Capítulo 5. Lidando com a variação ambiental: energia

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5

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 5.1 

Os organismos obtêm energia a partir da luz solar, de compostos químicos inorgânicos ou por meio do consumo de compostos orgânicos.

CONCEITO 5.2  A energia luminosa e química capturada pelos autótrofos é convertida em energia armazenada nas ligações carbono-carbono.

CONCEITO 5.3  Limitações ambientais resultaram na evolução de rotas bioquímicas que aumentam a eficiência da fotossíntese.

CONCEITO 5.4 

Os heterótrofos têm adaptações para adquirir e assimilar eficientemente a energia de uma diversidade de fontes orgânicas.

Lidando com a variação ambiental: energia

Corvos fabricantes de ferramentas:

Estudo de Caso

Nós seres humanos empregamos inúmeras ferramentas para aumentar nossa capacidade de obter alimentos para satisfazer nossas necessidades energéticas. Usamos sistemas altamente mecanizados de plantio, fertilização e colheita de cultivos agrícolas para alimentar a nós mesmos e aos animais que consumimos. Por milhares de anos, usamos ferramentas especializadas para aumentar nossa eficiência para caçar presas, incluindo lanças, arcos e flechas e rifles. Vemos nossa capacidade de fabricar ferramentas como algo que nos diferencia dos outros animais.

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Apêndice

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF

Apêndice

Algumas medidas métricas usadas em ecologia

Medidas de

Unidade

Equivalentes

Comprimento

metro (m)

unidade base

Área

Volume

Temperatura

Conversão inglesa

1 m = 39,37 polegadas = 3,28 pés

3

quilômetro (km)

1 km = 1.000 (10 ) m

centímetro (cm)

1 cm = 0,01 (10 ) m

1 km = 0,62 milha

–2

1 cm = 0,39 polegada

–3

milímetro (mm)

1 mm = 0,1 cm = 10 m

micrômetro (µm)

1 µm = 0,001 mm = 10 m

nanômetro (nm)

-9

1 nm = 0,0001 µm = 10 m

metro quadrado (m2)

unidade base

hectare (ha)

1 ha = 10.000 m

litro (L)

unidade base

mililitro (mL)

Massa

Métrica

1 mm = 0,039 polegada

-6

1 m2 = 1,196 jardas quadradas

2

1 ha = 2,47 acres

1 L = 1,06 quartos

–3

1 mL = 0,001 L = 10 L

1 mL = 0,034 onça líquida

–6

microlitro (µL)

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Capítulo 25. Ecologia global

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF

25

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 25.1 

Os elementos químicos, em uma escala global, movemse entre seus reservatórios geológicos, atmosféricos, oceânicos e biológicos.

CONCEITO 25.2  A Terra está aquecendo devido às emissões antropogênicas de gases do efeito estufa.

CONCEITO 25.3  Emissões antropogênicas de enxofre e nitrogênio causam deposição

ácida, alteram a química do solo e afetam a saúde dos ecossistemas.

CONCEITO 25.4  A redução do ozônio na estratosfera e seu aumento na troposfera representam riscos para os organismos.

Ecologia global

Épicas tempestades de poeira: Estudo de Caso

Poeira geralmente é um aborrecimento sutil para a maioria dos habitantes urbanos, um sinal de negligência e de donos de casa relaxados. Vivendo em ilhas de asfalto e concreto, a maioria dos habitantes urbanos vê pouco solo nu, muito menos nuvens de poeira cruzando os céus. No entanto, ao fim da primavera de 1934, uma massiva tempestade de poeira encobriu as cidades norte-americanas de Chicago e Nova Iorque em uma névoa escura nunca vista antes por seus moradores. As pessoas engasgavam-se com a poeira, e ela fazia arder os olhos. Doze milhões de toneladas de poeira caíram sobre Chicago – cerca de 1.800 g para cada morador – e foi estimado que 350 milhões de toneladas de poeira foram carregadas pela tempestade para o Oceano

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Capítulo 4. Lidando com a variação ambiental: temperatura e água

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF

4

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 4.1  Cada

espécie tem uma faixa de tolerâncias ambientais que determina sua distribuição geográfica potencial.

CONCEITO 4.2 

A temperatura de um organismo é determinada pelas trocas de energia com o ambiente externo.

CONCEITO 4.3 

O equilíbrio hídrico de um organismo é determinado pelas trocas de água e solutos com o ambiente externo.

Lidando com a variação ambiental: temperatura e água

Rãs congeladas: Estudo de Caso

No filme Austin Powers: um agente nada discreto, um superespião de 1960 concorda voluntariamente em ser congelado criogenicamente, de modo que suas habilidades possam ser recuperadas se o Dr. Evil, seu arqui-inimigo que foi congelado para evitar ser capturado por Austin, ressurgir no futuro. De fato, 30 anos depois, os dois são descongelados e continuam suas aventuras de tentar dominar o mundo e impedir essa dominação.

A ideia de suspensão da animação – a vida suspensa temporariamente

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Capítulo 6 - Transporte de Solutos

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF

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Transporte de Solutos

O

interior de uma célula vegetal é separado da parede celular e do ambiente por uma membrana plasmática cuja espessura é de apenas duas camadas de moléculas lipídicas. Essa camada delgada separa um ambiente interno relativamente constante do entorno variável. Além de formar uma barreira hidrofóbica à difusão, a membrana deve facilitar e regular continuamente o tráfego de íons e moléculas selecionados para dentro e para fora, à medida que a célula absorve nutrientes, exporta resíduos e regula sua pressão de turgor. Funções semelhantes são realizadas por membranas internas que separam os vários compartimentos dentro de cada célula.

A membrana plasmática também detecta informações sobre o ambiente, sobre sinais moleculares vindos de outras células e sobre a presença de patógenos invasores. Com frequência, esses sinais são retransmitidos por mudanças no fluxo iônico através da membrana.

O movimento molecular e iônico de um local para outro é conhecido como transporte. O transporte local de solutos para dentro ou dentro de células é regulado principalmente por proteínas de membrana. O transporte, em maior escala, entre os órgãos vegetais ou entre eles e o ambiente também é controlado pelo transporte de membranas em nível celular. Por exemplo, o transporte da sacarose da folha à raiz pelo floema, denominado translocação, é governado e regulado pelo transporte de membrana para dentro das células do floema foliar e deste para as células de armazenagem da raiz (ver Capítulo 11).

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Capítulo 20 - O Controle do Florescimento e o Desenvolvimento Floral

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF

20

O Controle do

Florescimento e o

Desenvolvimento

Floral

A

maioria das pessoas aguarda ansiosamente a estação da primavera e a profusão de flores que ela traz. Alguns planejam cuidadosamente suas férias de forma a coincidir com estações específicas de florescimento:

Citrus ao longo da Blossom Trail no sul da Califórnia, tulipas na Holanda. Em

Washington, D.C., e no Japão, as florações das cerejeiras são festejadas com animadas cerimônias. Com a progressão da primavera para o verão, do verão para o outono e do outono para o inverno, as plantas nativas florescem em seu devido tempo. O florescimento na época correta do ano é crucial para o sucesso reprodutivo da planta; plantas de polinização cruzada devem florescer em sincronia com outros indivíduos de suas espécies, e também com seus polinizadores, em uma época do ano ideal para o desenvolvimento da semente.

Embora a forte correlação entre o florescimento e as estações seja de conhecimento comum, o fenômeno abrange questões fundamentais que serão consideradas neste capítulo:

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Capítulo 14. A Vegetação da Terra

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF

Capítulo 14

A Vegetação da Terra

14.1

A vegetação das zonas temperadas . . .

14.1.1

Das terras baixas até o nível inferior das florestas das montanhas . . . . . . . . . . . . . . . .

Nível superior das florestas das montanhas e nível alpino . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1083

14.2

Os biomas da Terra. . . . . . . . . . . . . . . . .

1085

14.2.1

Florestas tropicais úmidas das terras baixas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Florestas tropicais úmidas das montanhas . . .

Vegetação tropical e subtropical de altitude. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Florestas semideciduais tropicais . . . . . . . .

Savanas tropicais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14.1.2

14.2.2

14.2.3

14.2.4

14.2.5

1080

14.2.6

14.2.7

1080

14.2.8

14.2.9

14.2.10

14.2.11

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Capítulo 11. Fundamentos de Ecologia Vegetal

Andreas Bresinsky; Christian Körner; Joachim W. Kadereit; Gunther Neuhaus; Uwe Sonnewald Grupo A PDF

Capítulo 11

Fundamentos de Ecologia

Vegetal

11.1

Limitação, aptidão e ótimo . . . . . . . . . .

950

11.2

Estresse e adaptação . . . . . . . . . . . . . . .

951

11.3

O fator tempo e reações não lineares .

951

11.3.1

11.3.2

Fenologia e escala biológica de tempo . . . .

Não linearidade e frequência . . . . . . . . . . . .

951

953

11.4

Variação biológica . . . . . . . . . . . . . . . . .

954

11.5

O ecossistema e sua estrutura . . . . . . .

955

11.5.1

A estrutura da biocenose. . . . . . . . . . . . . . . .

955

A ecologia científica ocupa-se com as interações entre organismos e seu ambiente vivo e não vivo. Ela abrange todos os níveis de integração, desde o organismo individual até a biosfera, o que enseja uma grande multiplicidade de enfoques de pesquisa e de subdisciplinas (ver 11.6).

Como ciência relativamente jovem, a ecologia ainda tenta construir um arcabouço conceitual, que, de modo semelhante à física, se baseie em algumas afirmações fundamentais com caráter de validade geral. Tais premissas foram formuladas por autores como T.R. Malthus, C.

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Capítulo 23. Biologia da conservação

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF

23

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 23.1  A biologia da conservação é uma ciência interdisciplinar que aplica os princípios da ecologia para a conservação da biodiversidade.

CONCEITO 23.2 

A biodiversidade está sendo reduzida globalmente.

CONCEITO 23.3 

As principais ameaças à biodiversidade incluem perda de hábitat, espécies invasoras, sobre-exploração, poluição, doenças e mudanças climáticas.

CONCEITO 23.4  Biólogos da conservação usam muitas ferramentas e trabalham em múltiplas escalas para manejar as populações em declínio.

CONCEITO 23.5  Priorizar espécies ajuda a maximizar a biodiversidade que pode ser protegida com recursos limitados.

Biologia da conservação

Pássaros e bombas podem coexistir?

Estudo de Caso

Será que usar áreas como testes de bombardeios pode ser o segredo para o sucesso da conservação? Embora possa parecer estranho, décadas de bombardeios na base militar de Fort Bragg, na região de Sandhills,

Carolina do Norte, protegeram inadvertidamente milhares de hectares de savana de pinheiros-de-folhas-longas, ajudando nos esforços para salvar o ameaçado pica-pau-de-topete-vermelho (Figura 23.1).

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Capítulo 3 - Água e Células Vegetais

Lincoln Taiz; Eduardo Zeiger; Ian Max Møller; Angus Murphy Grupo A PDF

3

Água e Células

Vegetais

A

água desempenha um papel fundamental na vida da planta. A fotossíntese exige que as plantas retirem dióxido de carbono da atmosfera e, ao mesmo tempo, as expõe à perda de água e à ameaça de desidratação.

Para impedir a dessecação das folhas, a água deve ser absorvida pelas raízes e transportada ao longo do corpo da planta. Mesmo pequenos desequilíbrios entre a absorção e o transporte de água e a perda desta para a atmosfera podem causar déficits hídricos e o funcionamento ineficiente de inúmeros processos celulares. Portanto, equilibrar a absorção, o transporte e a perda de

água representa um importante desafio para as plantas terrestres.

Uma grande diferença entre células animais e vegetais, e que tem um impacto imenso sobre suas respectivas relações hídricas, é que as células vegetais têm paredes celulares. As paredes celulares permitem às células vegetais desenvolverem enormes pressões hidrostáticas internas, denominadas pressão de turgor. A pressão de turgor é essencial para muitos processos fisiológicos, incluindo expansão celular, abertura estomática, transporte no floema e vários processos de transporte através de membranas. A pressão de turgor também contribui para a rigidez e a estabilidade mecânica de tecidos vegetais não lignificados. Neste capítulo, considera-se de que forma a água se movimenta para dentro e para fora das células vegetais, enfatizando as suas propriedades moleculares e as forças físicas que influenciam seu movimento em nível celular.

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Capítulo 22. Oferta e ciclagem de nutrientes

Michael L. Cain; William D. Bowman; Sally D. Hacker Grupo A PDF

22

CONCEITOS-CHAVE

CONCEITO 22.1  Aportes

nutricionais em ecossistemas ocorrem por meio da decomposição química dos minerais das rochas ou por meio da fixação de gases atmosféricos.

CONCEITO 22.2 

Transformações químicas e biológicas nos ecossistemas alteram a forma química e a oferta de nutrientes.

CONCEITO 22.3 

Os nutrientes circulam através dos componentes dos ecossistemas.

CONCEITO 22.4 

Os ecossistemas de água doce e marinhos recebem aporte de nutrientes dos ecossistemas terrestres.

Oferta e ciclagem de nutrientes

Uma crosta frágil: Estudo de Caso

O Planalto do Colorado no oeste da América do Norte inclui vastas extensões de montanhas isoladas, formações de arenito detalhadamente recortadas, cânions multicoloridos e profundamente escavados. Uma das feições mais raras dessa região bela e acidentada, no entanto, ocorre em uma escala muito pequena: trata-se de uma área com solo convoluto e escuro (Figura 22.1). Examinando mais de perto, o solo se parece com a miniatura de uma paisagem de montanhas e vales, cobertos com manchas pretas, verde-escuras e brancas semelhantes a líquens. A comparação é apropriada, pois essa crosta na superfície do solo, conhecida simplesmente como crosta biológica (ou crosta criptobiótica), é composta por uma mistura de centenas de espécies de cianobactérias, líquens e musgos

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