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Os estomas são estruturas que existem na epiderme das folhas e caules verdes das plantas, e são responsáveis por controlar as trocas gasosas das mesmas, nomeadamente na transpiração, pois ao estarem abertos ou fechados, podem controlar a quantidade de água perdida, sob a forma de vapor, diariamente.

https://image.shutterstock.com/image-vector/structure-stomatal-complex-open-closed-260nw-1105349615.jpg

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Um estoma é constituído por duas células-guarda/células estomáticas, que envolvem/limitam uma abertura chamada de ostíolo.
As células-guarda do estoma possuem cloroplastos e a sua parede celular não apresenta sempre a mesma espessura,sendo mais espessa junto do ostíolo e menos espessa junto das células-companhia-grupo de células que rodeia as células estomáticas.
https://st.depositphotos.com/1000788/3798/v/600/depositphotos_37984595-stock-video-live-plant-cells-stoma-and.jpg

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O fecho e a abertura dos estomas está relacionado com o estado de turgescência ou de plasmólise das células-guarda.
Deste modo, se as células-guarda estiverem túrgidas, o estoma abre e, se as células-guarda estiverem plasmolisadas, o estoma fecha.

O estado de plasmólise ou turgescência das células estomáticas está relacionado com o movimento, por transporte ativo, de iões potássio (K+) para dentro das mesmas.

Na presença de luz, as proteínas transportadoras destes iões são ativadas, permitindo a sua entrada para dentro das células-guarda. Devido a esta entrada de iões, as células ficam hipertónicas, aumentando a sua pressão osmótica, o que vai fazer entrar água, por osmose, para dentro das mesmas, deixando-as túrgidas. Devido à sua estrutura particular (terem uma parede celular mais espessa do lado do ostíolo do que do lado das células de companhia), a turgercência destas células vai fazer abrir o ostíolo e, consequentemente, o estoma.
Quando não há luz, não há transporte ativo de iões para dentro das células estomáticas. Assim, o meio exterior às células é mais hipertónico do que estas, fazendo com que a água se movimente para fora das mesmas por osmose, deixado-as plasmolisadas. Deste modo, o ostíolo fecha, juntamente com o estoma.

http://www7.uc.cl/sw_educ/biologia/bio100/imagenes/69d3dc34a0ffilenameD1015typeimagegif.gif

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Quando se encontram abertos ou fechados?

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Quando se encontram abertos ou fechados?

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Os estomas estão, normalmente, abertos durante o dia e fechados durante a noite, devido ao efeito direto da luz sobre estes.
Mas nem sempre isto ocorre, pois a abertura e o fecho destes também depende de outros fatores externos como, por exemplo:

a temperatura;

a disponibilidade hídrica no solo;

a humidade do ar;

o vento;

a taxa de fotossíntese;

a salinidade do meio onde se encontram (os estomas);

etc...

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Com esta atividade prática pretendemos, para além de observar a estrutura dos estomas:

comparar a quantidade de estomas nas faces superior e inferior das folhas:

observar a influência da luz e da salinidade na abertura e fecho dos mesmos.

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Página inferior da folha de Tradescantia                           vs                                          Página superior da folha de Tradescantia  

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Página inferior da folha de Tradescantia                           vs                                          Página superior da folha de Tradescantia  

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O primeiro passo desta atividade prática foi observar em qual das faces há uma maior presença destas estruturas.
Para o fazermos, analisámos a parte inferior e superior de uma folha de Tradescantia, quer na presença de luz, quer na sua ausência.

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Observação de estomas da página inferior da Tradescantia à luz

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Observação de estomas da página inferior da Tradescantia à luz

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Na primeira observação que fizemos conseguimos observar a presença de estomas abertos.
Com o intuito de verificar se estes se distribuíam uniformemente pela página observámos três lugares diferentes da folha.
Nos três locais que observámos a quantidade de estomas foi de 1,3 e 4 estomas, respetivamente, o que comprova que a sua distribuição não é uniforme.

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Fig.1 - Observação de estomas da página inferior da Tradescantia à luz, com ampliação 400x 

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Fig.1 - Observação de estomas da página inferior da Tradescantia à luz, com ampliação 400x 

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Esquema 1- Esquema da observação de estomas da página inferior da Tradescantia à luz, com ampliação 400x 

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Esquema 1- Esquema da observação de estomas da página inferior da Tradescantia à luz, com ampliação 400x 

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Observação de estomas da página superior da Tradescantia à luz

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Observação de estomas da página superior da Tradescantia à luz

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Ao observármos, ao MOC, a página superior da folha de Tradescantia, não conseguimos observar a presença de estomas, nem mesmo após verificarmos em três lugares da preparação.
Nesta face só foi possível a observação de células da epiderme foliar.

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Fig. 2- Observação de estomas a página superior da Tradescantia à luz, com ampliação 400x

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Fig. 2- Observação de estomas a página superior da Tradescantia à luz, com ampliação 400x

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Esquema 2- Esquema da observação de estomas a página superior da Tradescantia à luz, com ampliação 400x

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Esquema 2- Esquema da observação de estomas a página superior da Tradescantia à luz, com ampliação 400x

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Observação de estomas a página inferior da Tradescantia, em obscuridade

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Observação de estomas a página inferior da Tradescantia, em obscuridade

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Voltámos a repetir as etapas anteriores, mas desta vez com uma folha que esteve em obscuridade.
Nesta página da folha de Tradescantia voltámos a encontrar estomas em três lugares da mesma e também distribuídos de forma não uniforme. A única diferença foi que estes estomas encontravam-se fechados.

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Fig. 3-Observação de estomas da página inferior da Tradescantia em obscuridade, ampliação 400x

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Fig. 3-Observação de estomas da página inferior da Tradescantia em obscuridade, ampliação 400x

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Esquema 3- Esquema da observação de estomas da página inferior da Tradescantia em obscuridade, ampliação 400x

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Esquema 3- Esquema da observação de estomas da página inferior da Tradescantia em obscuridade, ampliação 400x

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Observação de estomas da página superior da Tradescantia em obscuridade

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Observação de estomas da página superior da Tradescantia em obscuridade

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Tal como na face superior da folha presente à luz, nesta preparação também não foi possível encontrar estomas.

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    Conclusões sobre esta primeira parte da atividade     

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    Conclusões sobre esta primeira parte da atividade     

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Como foi possível comprovar, os estomas não se distribuem uniformemente na folha, havendo uma maior presença de estomas nas páginas inferiores das folhas da Tradescantia do que nas páginas superiores.

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/2esobiologia/2quincena7/actividades/estomas.jpg

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Isto deve-se, pois as superfícies dos estomas, ao estarem na página inferior da folha, estão mais protegidas dos agentes climatéricos, como o calor, o vento ou a chuva, facilitando, assim, o controle da transpiração e das trocas gasosas.

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Para além disso, os estomas não se distribuem uniformemente na mesma face, o que pudemos comprovar pelo facto de o número de estomas não ser o mesmo, em três locais distintos da epiderme da página inferior da folha. Se tivéssemos restringido a contagem de estomas a apenas uma área não estaríamos a ser coerentes, uma vez que o número de estomas dessa área pode não traduzir o número médio real de estomas.

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       Presença vs ausência           .                  da luz           

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       Presença vs ausência           .                  da luz           

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A presença e ausência da luz também influenciou os estomas, visto que à luz estes se encontravam abertos e em obscuridade estes estavam fechados.

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A salinidade influencia a abertura e o fecho dos estomas?        

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A salinidade influencia a abertura e o fecho dos estomas?        

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Após finalizarmos os primeiros dois objetivos desta atividade prática, passamos para o último: comprovar se a salinidade influencia a abertura ou fecho dos estomas.
Para tal, mergulhámos a epiderme do caule da Tradescantia em dois meios de montagem:

água destilada- meio hipotónico

solução de NaCl (cloreto de sódio)- meio hipertónico

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Observação dos estomas do caule da Tradescantia em água destilada

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Observação dos estomas do caule da Tradescantia em água destilada

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Nesta preparação, os estomas que observámos ao MOC estavam abertos.

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Fig.4-Observação dos estomas do caule da Tradescantia em água destilada, ampliação 400x

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Fig.4-Observação dos estomas do caule da Tradescantia em água destilada, ampliação 400x

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Esquema 4- Esquema da observação dos estomas do caule da Tradescantia em água destilada, ampliação 400x

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Esquema 4- Esquema da observação dos estomas do caule da Tradescantia em água destilada, ampliação 400x

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Esta abertura dos estomas pode-se explicar pela passagem da água, por osmose, do meio hipotónico para o meio hipertónico, ou seja, da água destilada para as células estomáticas do estoma.
Esta entrada de água nas células estomáticas provocou o aumento do seu volume,deixando-as túrgidas e dilatando-as. Como a parede celular destas células é menos espessa junto às células vizinhas, esta distende-se mais do que a parede que delimita o ostíolo, levado a abertura deste.

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Observação dos estomas do caule da Tradescantia numa solução de NaCl

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Observação dos estomas do caule da Tradescantia numa solução de NaCl

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Contrariamente aos estomas na preparação anterior, os estomas desta preparação encontravam-se fechados.

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Fig.5- Observação dos estomas do caule da Tradescantia numa solução de NaCl, ampliação 400x

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Fig.5- Observação dos estomas do caule da Tradescantia numa solução de NaCl, ampliação 400x

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Esquema 5- Esquema da observação dos estomas do caule da Tradescantia numa solução de NaCl, ampliação 400x

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Esquema 5- Esquema da observação dos estomas do caule da Tradescantia numa solução de NaCl, ampliação 400x

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Conclusão da influência da salinidade no meio

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Conclusão da influência da salinidade no meio

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Concluindo, quando os estomas estão em contacto com um meio hipotónico:

a água entra por osmose nas suas células estomáticas, deixando-as túrgidas;

a sua turgercência faz com que os estomas abram;

Contrariamente, quando os estomas estão envolvidos num meio hipertónico:

as suas células estomáticas perdem água, ficando plasmolisadas;

como consequência, os estomas fecham.

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Outros fatores que influenciam a abertura ou o fecho dos estomas

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Outros fatores que influenciam a abertura ou o fecho dos estomas

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Para além da luz e da salinidade do meio, a abertura e o fecho dos estomas também depende dos seguintes fatores:

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A temperatura influência a abertura e o fecho dos estomas, no sentido em que quando maior for a temperatura, maior é a taxa de transpiração da planta. Consequentemente, os estomas têm de estar abertos para permitir essa perda de água sob a forma de vapor.
Os estomas abrem, pois, à medida que a planta vai transpirando, esta também vai absorvendo água pela raíz. Esta água vai ser transportada, pelo xilema, até ás células guarda que se encontram hipertónicas em relação ao meio. Deste modo, a água vai entrar nas células, por osmose, deixando-as túrgidas e fazendo com que o estoma abra.
Por este motivo, um dos mecanismos de defesa para as plantas que vivem em zonas muito quentes é ter poucos estomas, de maneira a reduzir a perda de água por transpiração, ou então terem folhas mais pequenas- como os catos.
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Quanto maior for a disponibilidade de água no solo, mais a planta transpirará, visto que esta poderá repor a água que perdeu, absorvendo-a do solo.
Para permitir as trocas é necessários os estomas estejam abertos.
Contudo, se houver escassez de água no solo, as células-guarda ficam hipertónicas mas não ganham água nem ficam túrgidas, fazendo com que os estomas permaneçam fechados.
Por esse motivo é que as plantas que vivem em ambientes secos (tal como as que vivem em ambientes quentes) têm poucos estomas nas suas folhas/caules verdes -pois a taxa de transpiração é proporcional ao número de estomas- e/ou folhas pequenas.
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Quando há pouca humidade no ar, mantém-se um gradiente de concentração entre o ar atmosférico e a folha, fazendo com que a água passe continuamente para as células-guarda, que ficam túrgidas, provocando a abertura do estoma.
Quando a humidade do ar é elevada, não há diferença de quantidade de água nos dois meios e a água não escapa para a atmosfera, no entanto o estoma mantém-se aberto.
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Tal como todas as superfícies respiratórias, os estomas tamb+emnecessitam de ter uma superfície húmida para os gases se dissolverem mais facilmente e,assim, ocorrerem as trocas gasosas.
Deste modo, quando o vento é fraco ou moderado, à medida que este vai secando as folhas, os estomas estão abertos para transpirarem, de maneira a manterem a sua superfície de trocas húmida.
Mas, quando o vento é forte, os estomas fecham para não criarem um défice de água na raiz, visto que seria necessária uma grande taxa de transpiração para manter a superfície húmida.
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Uma maior taxa de fotossíntese provoca um maior consumo de dióxido de carbono, que provoca uma maior acidez (baixo pH) e uma maior concentração de glicose nas células estomáticas. Deste modo, as células-guarda ficam hipertónicas e, posteriormente, túrgidas com a entrada de água, fazendo com que o estoma abra.
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Para concluir, os estomas são estruturas fundamentais para as plantas terrestres, dado que, para além de permitirem as trocas gasosas, funcionam como um mecanismo de defesa contra as perdas de água.
Os estomas também foram e são bastante importantes para as plantas, pois funcionaram como um método de evolução quando estas começaram a avançar e colonizar/habitar a Terra (onde a disponibilidade de água não era tão abundante como no meio aquático).
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