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FERRAGENS PARA MARCENEIROS E MARCENARIAS - SOBRE O XILEMA
 
SOBRE XILEMA

CONCEITO

O xilema e o floema constituem os principais tecidos condutores de água, sais minerais e substâncias orgânicas elaboradas na folha ou eventualmente absorvidas pelas raízes.
Esses tecidos associados percorrem todo o corpo da planta, até as últimas ramificações dos caules e das raízes das chamadas Plantas Vasculares ou Traqueófitas: Pteridófitas, Gimnospermas e Angiospermas.
Quanto ao desenvolvimento distinguem-se o sistema vascular primário e o sistema vascular secundário.

Os tecidos vasculares primários diferenciam-se durante a formação do corpo primário da planta(originário do embrião), a partir de um meristema primário denominado procâmbio, que se localiza nos ápices dos caules e das raízes em crescimento ou associado ao primórdio foliar.
Os tecidos vasculares secundários são produzidos durante o maior estágio de desenvolvimento do vegetal, resultando um aumento de espessura, pelo acréscimo lateral de tecidos novos no corpo primário.
Esse espessamento é resultado da atividade de um meristema secundário, o câmbio vascular.
Ocorre em caules e raízes de Dicotiledôneas (exceto as anuais de pequeno porte) e Gimnospermas.

XILEMA
Também chamado de lenho, tecido lenhoso, hadroma.
A palavra xilema vem do grego xylon que significa madeira , e hadroma de hadros, duro, resistente.
É um tecido complexo que além da condução de água e sais minerais, tem outras funções importantes na planta como suporte mecânico (sustentação), reserva de água ou de nutrientes. (Mauseth 1988).
Devido a essas funções o xilema é constituído por diferentes tipos de células:

1.Elementos traqueais
1.1 traqueídeos
1.2 elementos de vaso

2.Esclerênquima
2.1 fibras
libriformes
fibro-traqueídeos
septadas
gelatinosas

2.2 esclereídeos
braquiesclereídeos ou células pétreas
macroesclereídeos
ósteoesclereídeos
astroesclereídeos
tricoesclereídos, etc.

3.Parênquima
3.1 axial
3.2.radial

4. Canais secretores (em algumas plantas)

1 -
Elementos traqueais - Elementos mais especializados do xilema e conduzem água e substâncias nela dissolvidas.
São células alongadas, com paredes espessas, secundárias e, geralmente, com numerosas pontuações; morrem na maturidade.
Apresentam grande variedade de tamanhos e formas e o espessamento da parede secundária é depositado de várias maneiras, diferindo de espécie para espécie e mesmo em diferentes órgãos de uma mesma espécie.
A deposição da lignina durante a formação da parede secundária dos elementos traqueais dá-se de maneira muito característica, o que permite classificá-los em: anelados, espiralados (ou helicoidais), escalariformes, reticulados e pontuados.

Estas diferenças contribuem para otimizar o transporte e minimizar o perigo do déficit hídrico.

1
.1.Traqueídeos são células alongadas, ricamente pontoadas, de extremidades não perfuradas.
A água passa de traqueídeo a traqueídeo através das pontoações areoladas, ou seja, a água atravessa a parede delgada (membrana) da pontoação.
Em geral nas Coníferas (Gimnospermas) pode ocorrer uma modificação na membrana da pontoação, especialmente na porção central, que se torna espessada e lignificada constituindo o torus.
Este pode deslocar-se colocando-se de encontro à abertura da pontoação, bloqueando-a.
Parece que o deslocamento do torus, atua como uma válvula, prevenindo a entrada de ar para o interior do traqueídeo condutor, (cavitação), que poderia romper a coluna de água no interior do mesmo.
Quando isto ocorre, a parte periférica da membrana (em volta do toro), é parcialmente digerida, ficando uma rede frouxa de fibrilas, mais permeável, na qual a água pode passar com um mínimo de fricção.Mauseth (1988).

Os traqueídeos  são os principais elementos condutores na maioria das Pteridófitas, (com exceção de Pteridium e Selaginella), Gimnospermas (exceto as Gnetales) e Angiospermas.

1.2
.Elementos de vaso
- cada elemento é uma célula perfurada em ambas as extremidades (raramente na lateral) e ocorre em séries longitudinais formando os vasos lenhosos.
Estes, são os principais elementos condutores nas Angiospermas e nas Gnetales (Gimnospermas/ mais evoluídas).
As extremidades dos elementos de vaso sofrem grandes modificações, com redução total ou parcial das paredes primárias, constituindo assim as chamadas placas perfuradas.
Cada placa pode conter uma grande perfuração (circular ou oval), sendo chamada placa de perfuração simples, ou pode conter numerosas perfurações e formar uma placa de perfuração múltipla.
Neste caso podem ser classificadas: em foraminadas - quando as perfurações são circulares como as encontradas na família das Dilleniaceae, Begoniaceae, Ephedraceae e Ericaceae:
Reticuladas - pequenos poros separados por rede de espessamento da parede secundária, observadas em Gilibertia smithiana (Araliaceae);
Escalariformes
- as perfurações são alongadas e estão arrumadas em séries paralelas no sentido horizontal.
Ocorrem em Rhizophora mangle (Rhizophoraceae), assim como espécies de Stiracaceae, Celastraceae, Aquifoliaceae e outras Angiospermas mais primitivas.
O transporte de água no xilema é basicamente um processo físico que quase não envolve tecidos vivos.
A água move-se na fase líquida em toda extensão do sistema vascular, chegando até aos locais de evaporação, paredes celulares do parênquima lacunoso das folhas.
Através das câmaras sub-estomáticas, ostíolos e cutícula, a água move-se para a atmosfera sob a forma de vapor.
O fluxo de vapor d´água da planta para a atmosfera deve-se ao estabelecimento de um gradiente de potencial entre a água da folha e atmosfera, e esse processo denomina-se transpiração.
Com a transpiração o potencial da água (y) das células do mesofilo torna-se mais negativo e essas células passam a retirar água do interior dos vasos do xilema, puxando toda a coluna de água para cima.
Desta forma, a perda de água nos vasos do xilema próximos às células do mesofilo resulta numa tensão (pressão negativa) e queda do potencial da água (y) no interior dos mesmos.
Com isto mais água penetra em seu interior e mais água é absorvida pelas raízes.
Assim sendo, no interior dos vasos lenhosos forma uma coluna contínua de moléculas coesas (coesão resultante da atração mútua dessas moléculas, devida à bipolaridade das mesmas) e aderidas à superfície das paredes celulares, que se estende desde a zona pilífera das raízes até as mais delicadas nervuras das folhas.

2.
Esclerênquima - tecido composto de dois tipos de células com espessamento secundário em suas paredes: fibras e esclereídeos, com função de suporte mecânico e, armazenamento de substâncias ergásticas.

2.2
- Fibras - Embora possam ocorrer em diferentes partes da planta, são mais freqüentes no xilema, constituem parte integrante deste,(fibras xilemáticas) e desenvolvem-se dos mesmos meristemas que dão origem aos outros elementos do xilema, do procâmbio e do câmbio.

Os tipos mais freqüentes são: libriformes e fibrotroqueídeos, podendo ocorrer também as septadas e gelatinosas.

2.2.1 - Libriformes - semelhantes àquelas que ocorrem no floema, são células longas, com extremidades afiladas, paredes extremamente espessas, lignificadas,com pontoações simples. Servem não só à sustentação como ao armazenamento de substâncias diversas. Acredita-se terem evoluído dos traqueídeos.

2.2.2 - Fibrotraqueídeos: estruturas intermediárias entre fibras e traqueídeos, paredes lignificadas, mais espessas que as fibras porém, mais delgadas do que os traqueídeos, dotadas de pontoações areoladas com aberturas em fenda.

2.2.3 - Septadas - desenvolvem delgadas paredes transversais, (septos), através do lume da célula, depois da formação das paredes secundárias.
Estão amplamente distribuídas entre as dicotiledôneas, geralmente mantêm seus protoplastos no alburno adulto, e estão relacionadas com o armazenamento de materiais de reserva.
Podem conter amido, óleos, resinas e cristais de oxalato de cálcio.

2.2.4 - Gelatinosas ou mucilaginosas - a parede externa é lignificada e a interna contém muita a -celulose, é pobre em lignina, denominada camada G, absorve muita água.
Estas fibras podem ou não estarem associadas ao lenho de tensão. Segundo Paviani 1974, a natureza estrutural e química das paredes.
Dessas fibras pode representar estruturas armazenadoras de água, desempenhando importante papel na fisiologia de plantas de Cerrado.
Essas estruturas foram também observadas em leguminosas que medram em dunas.

Fahn (1990), em suas pesquisas encontrou protoplastos vivos, em fibras libriformes e até mesmo em fibrotraqueídeos do alburno de muitas plantas lenhosas.
Este autor acredita que tais estruturas poderiam ser consideradas não só como suporte mecânico mas também armazenamento e várias outras funções.
É possível que a retenção do protoplasto vivo em fibras seja mais característica de certos arbustos e sub-arbustos ou lenho de plantas de ambiente xérico.
A investigação ecológica e evolucionária pode trazer à tona interessantes resultados.

3.Parênquima -
tanto no xilema primário como no xilema secundário, ocorrem células de parênquima.
No xilema secundário notam-se os parênquimas axiais e radiais, derivados respectivamente, das células iniciais fusiformes e radiais do câmbio.
Ambos os parênquimas podem conter amido, lipídios, taninos, cristais diversos, corpos de sílica, corantes e outras substâncias.
Ao término da fase de crescimento, normalmente acontece acúmulo de amido no parênquima radial, que é utilizado durante a atividade cambial.
As células de parênquima associadas aos vasos, ou células de contato, possuem numerosos vacúolos, mitocôndrias, pouco ou nenhum material de reserva.
Tais células parecem também estar envolvidas, especialmente, no metabolismo de carboidratos e transporte a curta distância.
O parênquima axial pode ser: apotraqueal e paratraqueal. O primeiro é aquele cuja posição independe completamente dos vasos, ou seja está entre as fibras e traqueídes e o segundo encontra-se associado aos vasos.
A quantidade e distribuição do parênquima axial varia nas diferentes espécies de dicotiledôneas.
Em algumas espécies há muito pouco ou inexiste, noutros constituí grande porção do lenho.
As células do parênquima radial podem também apresentar paredes secundárias com pontuações simples ou, às vezes areoladas.

Nas células do parênquima do sistema radial das dicotiledôneas são encontradas vários tipos de substâncias de reserva e parecem ser metabolicamente mais ativas do que aquelas das gimnospermas.

Tiloses ou Tilos


São evaginações de células de parênquima para o interior do vaso, através das pontuações, obliterando parcial ou inteiramente o lume deste.
O núcleo e a parte do citoplasma freqüentemente emigram para o interior da tilose.
Estas armazenam substâncias ergásticas e podem desenvolver paredes secundárias espessas.
As tiloses bloqueiam os vasos do cerne e do alburno abaixo das lesões e em conexão com algumas doenças.
Reduzem a permeabilidade da madeira. Servem como um mecanismo de defesa que inibe a difusão de patógenos para o xilema através da planta.
Isto ocorre quando o vaso deixa de ser ativo ou em conseqüência de um traumatismo.

Xilema primário

Originário do procâmbio, consiste de uma parte precoce, o protoxilema, e uma tardia, o metaxilema.

O protoxilema diferencia-se nas partes primárias do corpo da planta, que não completaram seu crescimento e diferenciação, ou seja, entre tecidos em fase de alongamento ativo, estando sujeitos a tensões, distensões e geralmente são destruídos.
Primeiros elementos a amadurecer, predominando os anelados e espiralados.
Estes, também considerados, como formas juvenis em que é grande a extensão da parede primária, de modo que eles ainda podem se alongar.
Quando destruídos os elementos do protoxilema podem ser totalmente obliterados pelas células do parênquima circundante ou formar as chamadas lacunas do protoxilema.

O Metaxilema é mais complexo e forma-se depois de completar o crescimento em extensão (primário), tornando-se não funcional após a formação do xilema secundário.
Nos vegetais que não possuem crescimento secundário o metaxilema é funcional até a maturidade.
Enquanto os tecidos circundantes não completarem sua diferenciação, os elementos do metaxilema ainda se alongam e só depositam a parede secundária quando cessar o crescimento.
Os elementos traqueais do metaxilema têm espessamentos helicoidais, escalariformes, reticulados e eventualmente pontuados.

A deposição da parede secundária é acelerada pela exposição à luz (Cutter. 1971, 1987).

Xilema secundário

Alburno

É o xilema secundário funcional, localizado na porção mais externa do caule; contém células vivas e material de reserva.
Situado próximo ao câmbio, em geral de coloração mais clara que o cerne.

Algumas vezes não se distingue pela coloração o alburno do cerne.

Cerne

As primeiras camadas de xilema secundário formadas, tornam-se inativas e em geral adquirem coloração mais escura que o lenho ativo (alburno), devido ao acúmulo de substâncias orgânicas diversas: azeites, resinas, gomas, taninos, substâncias aromáticas e corantes (oxidação de fenóis).
Isto é um processo lento e contribui para que o cerne seja mais duradouro que o alburno, menos atacável por microorganismos e decomposição, assim como menos penetrável por líquidos.

Originário do câmbio vascular, o xilema secundário é constituído dos mesmos elementos que o xilema primário, porém dispostos de modo a formar 2 sistemas: sistema axial e sistema radial.
  • Sistema axial, longitudinal ou vertical - constituído pelos traqueídeos e/ou elementos de vaso, fibras e células de parênquima
  • Sistema radial, transversal horizontal, ou sistema de raios constituído somente por células de parênquima nas Angiospermas e células de parênquima e traqueídeos nas Gimnospermas,
Estes sistemas podem ser melhor entendidos mediante os seguintes tipos de cortes:(Esau 1985, 1989; Fahn 1990)
  1. Transversal - revela as menores dimensões do sistema axial e o sistema radial (os raios) em sua maior extensão.
  2. Longitudinal - com 2 tipos de cortes:
    2.1- Radial (paralelo ao raio) - os raios mostram-se como faixas horizontais
    2.2- Tangencial (perpendicular ao raio) mostra a altura e largura do raio.
Camadas de crescimento (Anéis de crescimento)

O corte transversal de um caule de pinheiro (Pinus sp.), em estágio secundário de desenvolvimento, revela a nível do xilema a formação de camadas resultantes da presença de limites mais ou menos nítidos entre as sucessivas camadas de crescimento.
São os chamados anéis de crescimento.Cada uma destas camadas é produto de um período estacional, ou seja, o câmbio vascular mantém-se inativo durante a dormência hibernal, é reativado na primavera, produzindo novos acréscimos de xilema e floema. Assim, cada camada pode ser dividida em:

a) lenho primaveril (precoce) - Células maiores, com paredes mais delgadas.

b)lenho estival (tardio) - Células mais estreitas, com paredes mais espessadas.

A formação dessas camadas é influenciada pelas condições ambientais e abundante produção de auxinas durante o restabelecimento da gema na primavera, que é transmitida basicamente ao caule induzindo a atividade cambial. Há evidência experimental de que a duração da atividade cambial é afetada pelas condições de duração do dia (fotoperíodo)-dia curto = câmbio dormente.
A maior parte de acréscimo anual ocorre durante o verão. (Esau, 1985).

Essas camadas de crescimento geralmente são pouco demarcadas em plantas tropicais como a peroba-rosa (Aspidosperma polyneuron), no pau-marfim (Balfourodendron riedelianum), ou bastante nítidos em imbuia (Phoebe porosa), jatobá (Hymenaea courbaril).

Graças a essas zonas de crescimento, a idade de uma árvore por exemplo, pode ser determinada com bastante precisão.
Para muitas árvores tropicais os anéis de crescimento correspondem a períodos de seca e períodos de chuva, ou queda de folhas, não sendo portanto anuais.

O estudo desses anéis deu origem ao desenvolvimento de uma ciência, a Dendrocronologia, que muito tem contribuído para a Arqueologia e História da Técnica, possibilitando conhecer a época de corte de madeiras antigas de construção, e a determinação da idade de certas obras de arte e antiguidades históricas.

IMPORTÂNCIA ECONÔMICA DO XILEMA SECUNDÁRIO (MADEIRAS)

Muitos tecidos vegetais são de grande importância para a vida do ser humano como fonte de alimento.
Porém, nenhum outro exerceu papel tão importante para a sobrevivência do homem, através da história, do que a madeira ou xilema secundário, o lenho.
É a matéria prima mais valiosa, abundante, e cobiçada, existente na superfície da terra.
Contribui com 4% do Produto Interno Bruto (PIB), e gera cerca de 30 mil empregos diretos e 60 mil indiretos.(IBGE 1991,in Paula et al.1997).

A composição do xilema, a estrutura e organização dos seus elementos constituintes determinam as propriedades físicas da madeira e seu potencial para uso comercial.
Os lenhos de diferentes espécies possuem certas características que os tornam adequados para diversas utilidades.
Essas características dependem da estrutura histológica e química do tecido xilemático.
A presença ou ausência de fibras, distribuição, número relativo, diâmetro, espessura e comprimento, representam caracteres que afetam as propriedades do lenho.
A estrutura química encontra-se vinculada, principalmente, a determinados aspectos que diferem o cerne do alburno.

A estrutura da madeira das coníferas é relativamente simples quando comparada à maioria das dicotiledôneas.
Naquelas, predominam traqueídes longas e afiladas, fibrotraqueídeos pequena quantidade de parênquima axial.
A homogeneidade do lenho desses vegetais tornam sua madeira mais adequada para confecção de teclas de piano e caixa de ressonância de diversos instrumentos musicais.
O produto dos canais resiníferos, aparentemente os protege do ataque de fungos e insetos xilófagos.
É a presença de vasos, que distingue na maioria das vezes, a madeira de dicotiledôneas da madeira das coníferas.
Contudo, a estrutura da madeira das dicotiledôneas é muito mais variada, devido em grande parte aos vários tipos de células no sistema axial, incluindo, além dos elementos de vaso, diferentes tipos de fibras, células de parênquima, e até traqueídeos.
Com base nesses aspectos as madeiras são classificadas em madeiras duras (hardwood), as provenientes das dicotiledôneas, e madeiras macias (softwood) para aquelas das coníferas.

As madeiras, após tratamentos preservativos adequados, podem ser empregadas na fabricação de embalagens de mercadorias leves, na industria fosforeira (Pseudobombax tomentosum), como também utilizadas na construção civil, carpintaria, tabuado e lâminas para compensado (Virola sebifera) TELES, A.A.& PAULA, G.J., 1980.

Outras madeiras apresentam potencial para produção de papel e energia.
Em termos econômicos as madeiras do Eucalyptus não são as melhores para a geração de energia, tendo em vista sua baixa densidade.(PAULA E. J. & JUNIOR, S.G.F.,1994.
Quanto maior for a fração parede das fibras, maior será a densidade básica e conseqüentemente a madeira terá mais celulose, hemicelulose, e lignina.
Em geral, as madeiras de boa qualidade para a geração de energia são ricas em fibras de paredes espessas, fração parede das fibras e densidade altas.
Entretanto grande parte do carvão que atende à demanda do Parque Siderúrgico Nacional é produzida a partir de Eucalyptus e algumas plantas nativas.

Na produção de papel, as madeiras mais indicadas são as que possuem percentual alto de fibras de paredes finas, pouco parênquima axial e radial e densidade básica baixa.
A polpa para o parque industrial papeleiro é extraído principalmente de Pinus e Eucalyptus.

A qualidade do papel está intimamente relacionada aos caracteres anatômicos da madeira, tais como:
freqüência de poros, das fibras e de parênquima, comprimento e espessura das paredes das fibras (FOELKEL& BARRICHELO (1975).
O papel produzido com grande proporção de fibras de parede delgadas terá alta resistência ao estouro e à tração.
No entanto à medida que essa proporção seja diminuída em favor das fibras com paredes espessas, as resistências obtidas anteriormente serão reduzidas, aumentando a resistência ao rasgo.
O grau de durabilidade do lenho à ação de bactérias e fungos depende de sua composição química.
O grau de durabilidade é determinado pela presença de resinas, taninos e óleos, na parede e lume das células, assim como, a presença de tiloses que bloqueiam a passagem de fungos tanto quanto o oxigênio e água, através dos vasos. Lenhos escuros são mais resistentes.

A flora nacional é rica em espécies que fornecem madeiras preciosas como:Phoebe porosa (imbuia), Bowdichia virgillioides (sucupira), Macherium scleroxylon (caviúna), Caesalpinia ferrea (pau-ferro), Caesalpinia echinata (pau-brasil), Tabebuia heptaphylla (pau d´arco), Dalbergia nigra (jacarandá da Bahia), Torresea cearensis (serejeira), Cordia goeldiana (freijó), Cedrela fissilis (cedro), Manilkara salzmanii, (maçaranduba), Ocotea glomerata (louro), Phithecellobium langsdorfii (angelim), Plathymenia foliosa (vinhático-da-mata), Schinopsis brasiliensis (baraúna), e muitas outras.

Para finalizar, é bom lembrar que a exploração extrativista, que remonta aos tempos do Brasil colônia até os dias de hoje, os freqüentes desmatamentos, seguidos de constantes queimadas, seja para a agricultura, implantação de pastagens, ou florestas homogêneas (Pinus e Eucalyptus), até mesmo instalação de culturas de subsistência, vêm dizimando a nossa flora.
A conseqüência desastrosa dessa antropização é a ameaça de extinção de muitas de nossas espécies nativas.
Deve-se portanto haver uma consciência ecológica, no sentido de reposição da vegetação eliminada, através de planos de manejo ecológico de rendimento sustentado, utilizando-se para este fim espécies nativas, com o devido conhecimento da flora regional.Para conhecer os nomes de muitas outras espécies produtoras de madeiras, consulte Paula et al. 1997.

Observação: Os cortes e macerado foram confeccionados no Laboratório de anatomia Vegetal do instituto de Biologia da Universidade Federal da Bahia pelos autores, bem como as fotomicrografias tiradas no Lab. de Biologia Marinha do mesmo Instituto e Universidade e a editoração da página o apoio de Márcio , Técnico do CPD da UFBA.

BIBLIOGRAFIA

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MAUSETH, JAMES D. Plant Anatomy. Menlo Park, Benjamin/Cummings. 1988. 560p. il.

PAULA, J.E de & ALVES J. L. de H. 1997. Madeiras nativas. Anatomia, Dendrologia, Dendrometria, produção e uso. Ed. MDA, Brasília 543.p.

PAULA, J.E de & SILVA JUNIOR, F.G. Estudo da anatomia de madeiras indígenas com vistas à produção de energia e papel. Pesquisa Agropec. Brasileira. Brasília, v.29 n.12,p.1807-1821, dez.1994.

PAVIANI, T.I.1974. Sobre a ocorrência de fibras gelatinosas em Plathymenia reticulata Benth. Ciência e Cultura, 26(8):783-786

RAVEN, P.M. et al. Biologia Vegetal. Tradução: diversos autores. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro. 1996. 728p. il.

TELES,A.A.& PAULA, J.E. Estudo de madeiras da Amazônia visando o seu aproveitamento para polpa e papel. Brasil Florestal a. 10,n.42, p-25-34, 1980.

 
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