Funções Metabólicas nos Vegetais

Você já ouviu falar em “cegueira botânica”? O termo refere-se ao fato de que, apesar do reconhecimento da importância das plantas para o homem, o interesse pela biologia vegetal é tão pequeno que as plantas raramente são percebidas como algo mais que componentes da paisagem ou objetos de decoração. Comumente, encontramos pessoas que não reconhecem as plantas como seres vivos. Já entre aqueles que compreendem as plantas como organismos vivos, ideias incorretas são frequentes, como a visão de que as plantas respiram apenas durante a noite. Desta forma, faz-se necessária a discussão sobre estratégias que permitam melhorar a compreensão da população sobre os interessantes processos metabólicos que ocorrem nos vegetais, uma vez que são essenciais para nossa sobre vivência no planeta.

O poético texto apresentado a seguir traz uma sensível síntese dos principais pontos do metabolismo vegetal. Sua leitura representa um agradável ponto de partida em busca de modos criativos de apresentar aos nossos estudantes, bem como ao grande público, as maravilhas do metabolismo vegetal.

A infinita beleza da fotossíntese

Apesar de complexa e muitas vezes difícil de compreender, a fotossíntese, às vezes, é cantada em versos, como na canção de Caetano Veloso Luz do sol, que inicia com a frase…

Luz do sol, que a folha traga e traduz

Além de ser a forma mais eficiente de “empacotar” carbono, seqüestrando-o da atmosfera e armazenando este átomo por um longo tempo nos corpos de animais plantas e microorganismos, a fotossíntese é o processo por traz não somente de toda a produção de alimentos para nós e todos os organismos vivos em nosso planeta. Até mesmo o petróleo, para ser formado, necessitou do processo fotossintético para ocorrer!

Em verde novo, em folha, em graça, em vida, em força, em luz.

Para que o verde das folhas seja traduzido em força, ao entrar nos cloroplastos (organelas que têm clorofila e dão a cor verde às plantas) o C, ou seja, carbono do CO2, é bioquimicamente ligado a compostos de carbono (ácidos) já existentes nas folhas, de forma que a cadeia de carbono vai aumentando até formar moléculas de 6 carbonos (a glicose e a frutose). Estes açúcares podem ser ligados entre si, formando sacarose e serem transportados para o resto da planta usar para crescer. Alternativamente, as glicoses podem ser encadeadas entre si e formam grânulos de amido que serão guardados para uso durante a noite ou no outro dia. A energia para fazer tudo isso vem da luz. A energia da luz é inicialmente guardada em ligações que envolvem átomos de fósforo que é um componente tão importante quanto o carbono para que a planta consiga realizar a fotossíntese.

Céu azul, que vem até onde os pés,

Tocam a terra e a terra inspira e exala os seus azuis

O papel da terra é armazenar a água, que tem uma função extremamente interessante na fotossíntese. Para que a energia da luz seja processada, os elétrons vêm da água. A primeira reação que ocorre é a quebra de uma molécula de água formando duas moléculas de hidrogênio (2 x H2) e uma de oxigênio (1x O2). Portanto, sem água, não pode haver fotossíntese. Uma conseqüência importante desse processo de “quebra da água” é que o oxigênio produzido volta para a atmosfera. Portanto, plantas realizando fotossíntese, além de retirarem o gás carbônico do ar, devolvem o oxigênio. De um ponto de vista humano, melhoram a qualidade do ar que respiramos. É daí que vem a idéia de que as florestas funcionam como pulmões do mundo.

Reza, reza o rio, córrego pro rio, rio pro mar

Reza a correnteza, roça, beira, doura a areia

As reações da fotossíntese realmente são como uma correnteza que empurra as moléculas e as transforma. Como a fotossíntese de uma planta inteira tem que “dar lucro”, isto é, o processo tem que produzir mais açúcares do que consome (senão a planta não cresce), a liberação de oxigênio no transporte de elétrons acaba sendo maior do que o consumo de oxigênio consumido na respiração das plantas. Fazer a fotossíntese dar lucro não é nada fácil e é por isto que as plantas respiram tão pouco e se movimentam tão lentamente. Elas não poderiam ter músculos e se movimentarem rápido, pois como o gasto de energia para a movimentação de músculos nos animais é enorme e com todo este gasto nenhuma planta conseguiria crescer e se reproduzir.

Marcha o homem sobre o chão, leva no coração uma ferida acesa

A marcha da humanidade abriu uma ferida sem precedentes, que vem gerando o aquecimento global. Desse ponto de vista, o papel da fotossíntese em produzir oxigênio e consumir gás carbônico é ótimo, pois as plantas trocam um gás que provoca o efeito estufa (o CO2) por um gás que não provoca este efeito (o O2). A conseqüência é de apenas amenizar o aumento do aquecimento, pois nós emitimos uma grande quantidade de CO2 devido à queima de combustíveis fósseis.

A água vem lá debaixo, ou seja, da raiz e é transportada para as folhas. A planta é um sistema aberto, ou seja, enquanto parte da água é usada na fotossíntese, uma grande parte é perdida através dos estômatos que têm que ficar abertos para deixar entrar o CO2. Portanto, para poder obter energia, a planta tem que perder água. Transportar água constantemente das raízes para o topo da planta é super importante porque os nutrientes (cálcio, potássio, fósforo etc) vão para cima com ela.

Assim, os estômatos abertos e a própria fotossíntese funcionam como bombas que puxam água e nutrientes para cima. As plantas podem ser comparadas a ares condicionados, que borrifam vapor de água na atmosfera durante o dia.

Mas o que é mais interessante ainda é que a produção e o transporte dos açúcares e seu bombeamento para baixo levam a sacarose a todas as partes da planta. Este transporte funciona como uma bomba no sentido inverso. Quando a planta cresce ela consome os açúcares para suprir os processos com a energia que ficou guardada nas ligações entre os carbonos que a fotossíntese fez. É isto que chamamos de respiração, um processo que libera CO2 de volta para a atmosfera.

Dono do sim e do não diante da visão da infinita beleza

As duas bombas (para cima e para baixo) estão interligadas na planta e formam uma circulação que liga o solo à atmosfera. Isto é o que possibilita a vida no planeta. Daí a profundidade ainda maior da frase do Caetano, pois a força a que ele se refere não é só a da fotossíntese, mas a de toda a biodiversidade.

Veja que uma parte do carbono assimilado como CO2 fica na planta como sacarose outra parte vira amido e outra vira celulose. Quando um átomo de C vira sacarose e é transportado e respirado rapidamente, podemos dizer que o C deu um “passeio rápido” pela planta e voltou à atmosfera. Nesse caso, o seqüestro de carbono de curtíssimo prazo. Quando o C fica armazenado alguns dias ou até alguns meses (no caso das plantas que perdem as folhas durante o inverno) como amido o seqüestro de carbono é mais longo. Mas quando o C vai parar na celulose fica guardado no tronco da árvore pelo resto da vida da planta. Este é um tipo de seqüestro de carbono que é característico das árvores e é por isso que elas são tão importantes no contexto das mudanças climáticas globais.

A fotossíntese acontece de dia, somente enquanto há luz acima de um determinado nível. O uso do amido que foi guardado geralmente ocorre à noite, de forma que quando amanhece a planta já degradou parcial ou totalmente o amido, transformou-o em sacarose e transportou-o para outras partes.

Para que a planta se mantenha viva, seu balanço “econômico” tem que ser mantido “no lucro” ou com “perdas mínimas”. O que ocorre com várias espécies de árvores da Mata Atlântica e do cerrado é que durante o inverno chove muito pouco e com isto o transporte de água cai drasticamente. Como sem água não dá para fazer fotossíntese, mesmo que haja luz, muitas espécies jogam fora as folhas total ou parcialmente. Isto faz com que o metabolismo desacelere consideravelmente. Porém, antes mesmo da água voltar a fluir, a produção de novas folhas exigirá carbono e energia. Como não há folhas, para fazê-las a planta lança mão das reservas de amido guardadas “na poupança” (geralmente nos ramos) no fim último período favorável.

Finda por ferir com a mão essa delicadeza

Em tempos de aquecimento global induzido pelas mãos do homem, a vida pode estar ameaçada e por isto, a fotossíntese se tornou crucial para a sobrevivência da civilização, pois ela é o único meio de manter a biodiversidade e a vida no planeta. Mesmo assim, apesar de ser um dos processos bioquímicos mais estudados da história da civilização, é ainda um mistério para muitas pessoas, que por não a conhecerem não podem apreciar sua infinita beleza, que reside no fato de que só existimos por causa dela.