1. LAS FUNCIONES DE RELACIÓN EN PLANTAS
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- Juan Antonio Piñeiro Rojas
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1 1. LAS FUNCIONES DE RELACIÓN EN PLANTAS Las plantas presentan un sistema de coordinación que les permite relacionarse con el medio mediante la regulación de sus procesos internos. La regulación de sus actividades y funcionamiento dependen de unos factores químicos internos que realizan una coordinación química u hormonal: las fitohormonas. Además, las plantas son capaces de percibir gran variedad de factores ambientales y responder a ellos mediante dos tipos de movimientos que no implican desplazamientos: los tropismos y las nastias LA COORDINACIÓN HORMONAL EN PLANTAS Las hormonas vegetales o fitohormonas son compuestos químicos producidos por las células meristemáticas o embrionarias y que, transportadas generalmente por los tejidos conductores a otras partes de la planta, actúan sobre diversos órganos y ejercen varias funciones, aunque para ello se requieren cantidades muy pequeñas. Principalmente actúan sobre el crecimiento por lo que se consideran factores o reguladores del crecimiento. Las resumimos en el siguiente cuadro: HORMONA Auxinas Citocininas Giberelinas Ácido abscísico Etileno LUGAR DE SÍNTESIS Meristemo apical Meristemo de la raíz Meristemo de la raíz y tallo Frutos inmaduros y semillas En numerosas partes: hojas, frutos, semillas, tubérculos, Todas las partes de la planta FUNCIONES QUE REALIZA Crecimiento del tallo y la raíz Formación de raíces laterales Fenómeno de dominancia apical (predomina la yema apical frente a las axilares, crecimiento en longitud) Promueve división celular del cámbium, crecimiento en grosor Estimula la división celular Favorece el desarrollo de las yemas axilares Detiene las caídas de las hojas Produce el alargamiento celular Estimula la floración y la fructificación así como la germinación de semillas Inhibe el crecimiento Produce el letargo de yemas y semillas Inhibe el crecimiento Favorece la caída de las hojas y la maduración de los frutos Página 1 de 8
2 2.2. LOS TROPISMOS Y LAS NASTIAS Los TROPISMOS son respuestas permanentes en forma de crecimiento direccional de algún órgano de la planta a un estímulo externo que viene de una dirección concreta. Si la planta se acerca al estímulo, se dice que el tropismo es positivo, y negativo si se aleja de él. Los principales tropismos son: Geotropismo: Respuesta de la planta a la gravedad terrestre. Los tallos tienen geotropismo positivo, creciendo en dirección opuesta a la fuerza de la gravedad, mientras que las raíces tienen geotropismo positivo. Fototropismo: Movimiento de respuesta a la luz. Los tallos, con fototropismo positivo, se acercan a la fuente luminosa, mientras que las raíces se alejan de ella al tener fototropismo negativo. Tigmotropismo: Respuesta de la planta al contacto con objetos sólidos. Los más conocidos son la curvatura de las plantas con zarcillos, como la vid. Página 2 de 8
3 Quimiotropismo: Respuesta de las plantas a sustancias químicas del medio. Por ejemplo, la raíz presentará quimiotropismo positivo o negativo según las sustancias que haya en el suelo, la formación y avance del tubo polínico hasta el saco embrionario es otro ejemplo. Hidrotropismo: Respuesta de la planta a la presencia de agua, para las raíces es positivo y para los tallos, negativo. Las NASTIAS son movimientos pasajeros que se producen en la planta como respuesta a estímulos, en este caso la respuesta no depende de la dirección del estímulo. Algunos ejemplos son: Nictinastias: movimientos de apertura y cierre de algunas flores debidos a estímulos luminosos o térmicos, como por ejemplo el Dondiego de Noche. Sismonastia: estímulos ligados al contacto del vegetal con algo o a su sacudida. Por ejemplo la Mimosa pudica pliega sus foliolos al mínimo contacto. Las plantas carnívoras también presentan este movimiento cuando detectan a sus presas. 2. LAS FUNCIONES DE REPRODUCCIÓN EN PLANTAS 2.1. LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL La reproducción asexual o vegetativa es aquella en la que no intervienen gametos, de un solo individuo se separa una unidad reproductora, constituida por una célula o grupo de células, que dan lugar, tras su desarrollo, a un duplicado del progenitor. A partir de un solo individuo se pueden formar gran cantidad de descendientes que son idénticos entre sí e idénticos a su progenitor. No existen combinaciones genéticas porque no existe mezcla ni unión de gametos. En los vegetales la reproducción asexual puede ser por: Esporulación: es la reproducción por esporas (células reproductoras). Pueden ser de distintos tipos, presentando o no envoltura protectora, flagelos, Si se originan en el interior de los esporangios se denominan endosporas, si lo hacen en el exterior se denominan exosporas. Página 3 de 8
4 Escisión o Fragmentación: consiste en el desarrollo de nuevos individuos a partir de fragmentos del progenitor. Se presenta en algas, líquenes y musgos. Algunas espermatofitas (plantas con semilla) también se pueden multiplicar así a partir de sus tallos o ramas. Gemación: formación de nuevos individuos a partir de protuberancias o yemas, que son grupos de células meristemáticas que mantienen su capacidad de división en la planta adulta y que también pueden ser formas de resistencia a las condiciones climáticas adversas. Puede ser a través de: Estolones: tallos rastreros, que crecen a ras del suelo, y que en sus extremos desarrollan yemas que darán lugar a una nueva planta. Por ejemplo, el fresal. Rizomas: tallos subterráneos horizontales que acumulan reservas nutritivas, cuando sus yemas se desarrollan originan nuevos individuos. Se presentan, por ejemplo, en el bambú. Tubérculos: tallos subterráneos horizontales que acumulan gran cantidad de sustancias de reserva y en su superficie presentan yemas, vulgarmente llamados ojos, a partir de las cuales brotan plantas. Se presentan, por ejemplo, en la patata. Bulbos: son yemas subterráneas con hojas desarrolladas alrededor del tallo y cargadas de sustancias de reserva. Se producen, por ejemplo, en la cebolla. En las plantas es común la reproducción asexual controlada que se conoce como multiplicación vegetativa va artificial, por ejemplo los esquejes. Página 4 de 8
5 2.2. LA REPRODUCCIÓN SEXUAL La reproducción sexual es aquella en la que participan dos células sexuales o gametos, aportadas por dos progenitores. En comparación con la reproducción asexual, presenta las desventajas de ser menos rápida y producir menor número de descendientes, sin embargo, presenta la ventaja de provocar variabilidad genética entre los miembros de la especie, ya que al producirse la combinación de genes, los descendientes no son genéticamente idénticos a los progenitores. En los vegetales se pueden presentar dos modalidades de gametos: En la isogamia los dos gametos son iguales. Tiene lugar en los vegetales más primitivos, como en las algas verdes. En la anisogamia los dos gametos son diferentes. Una variante de la anisogamia es la oogamia, en la que el gameto femenino es grande e inmóvil y se denomina oosfera, mientras que el masculino es pequeño y móvil y se llama anterozoide. En las espermatofitas, los anterozoides se han reducido a simples núcleos, denominados núcleos espermáticos. Los gametos se forman en unas estructuras denominadas gametangios. En los briofitos y los cormofitas, el gametangio masculino se denomina anteridio y el femenino, arquegonio. Las especies vegetales, al igual que las animales, pueden ser: unisexuales o dioicas: existen dos tipos de individuos diferentes, cada uno de sexo diferente. monoicas o hermafroditas: el mismo individuo tiene los dos sexos y produce los dos tipos de gametos. En este caso, no se suele dar la autofecundación y los órganos suelen madurar en momentos diferentes. Lo más frecuente es la fecundación cruzada. En ella los dos individuos hermafroditas se fecundan mutuamente. Página 5 de 8
6 2.3. LOS CICLOS BIOLÓGICOS Se denomina ciclo biológico al círculo imaginario que describe una especie, partiendo del estado de cigoto hasta que alcanza de nuevo el mismo estado. Según el momento en el que se produce la meiosis (división reduccional de cromosomas) se distinguen tres tipos de ciclos biológicos: Ciclo haplonte: Presente en algas unicelulares. Estos organismos presentan dotación cromosómica haploide. La meiosis se produce inmediatamente después de la fecundación, de tal forma que el cigoto diploide se divide por meiosis dando lugar a cuatro células haploides, cada una de las cuales originará un individuo adulto haploide. Ciclo diplonte: Presente en algas pluricelulares. Propia de organismos que, en estado adulto, presentan dotación cromosómica diploide, como ocurre en animales y en algunas algas. La meiosis se produce al formarse los gametos. El cigoto es diploide y origina un adulto diploide que formará gametos haploides por meiosis. Por tanto, las células adultas son diploides y sólo los gametos son haploides. Página 6 de 8
7 Ciclo diplohaplonte: Presente en musgos, helechos y plantas con semillas. Es propio de los organismos que presentan alternancia de fases, es decir, existen individuos haploides y otros diploides. La meiosis se produce al formarse las esporas. La fase diploide es la esporofítica, un tipo de individuo produce por meiosis esporas haploides o meiosporas. Estas esporas dan lugar a un adulto haploide llamado gametofito, en el que se forman los gametos haploides. Tras la fecundación se produce un cigoto diploide que origina una nueva fase esporofítica. Como ejemplo de ciclo biológico de una planta veremos el ciclo reproductor de un helecho (Filo pterofitos): Los helechos presentan en su ciclo biológico una alternancia de generaciones (el esporofito corresponde con el helecho adulto y el gametofito con el prótalo) y se reproducen por esporas. En la primavera, sobre el envés de las hojas, aparecen los esporangios (2n), que son estructuras esféricas con pedúnculo de unión a la fronde donde se producen las esporas por meiosis (n). Los esporangios se disponen en grupos llamados soros, que cuando son jóvenes, están cubiertos de una membrana de protección llamada indusio. Tras producirse la liberación de las esporas, éstas germinan desarrollándose el prótalo (n), que corresponde con el gametofito y consiste en una lámina verde con rizoides en su cara inferior. También en el envés se encuentran los arquegonios y los anteridios. En la primavera siguiente al nacimiento del prótalo, se produce la maduración de los gametos (n). Los anterozoides (gametos masculinos), curvados en espiral y pluriflagelados, fecundan a la oosfera (gameto femenino), formándose el cigoto (2n) que comienza su división, dando lugar al embrión. Éste se alimenta del prótalo hasta que adquiere capacidad fotosintética. Entonces, se desarrolla, se enraíza y se independiza del gametofito, el cual se desintegra, dando lugar a un nuevo esporofito. Página 7 de 8
8 Como sabemos, el reino de las plantas incluye a los espermatófitos (plantas con semilla) que se consideran las más evolucionadas, los helechos (pteridófitas) y los musgos (briófitas), plantas de características más primitivas. La evolución de las plantas guarda una estrecha relación con la evolución de sus ciclos biológicos diplohaplontes. En estos ciclos se observa que a medida que se avanza en la escala evolutiva, existe una continua y progresiva reducción de las fases gametofíticas haploides (que es domimante en musgos) y que prácticamente llegan a desaparecer en las espermatofitas en beneficio de la fase diploide. La dotación cromosómica diploide aumenta la estabilidad genética de los individuos porque cada carácter tendrá dos genes que lo guarden. La evolución ha seleccionado la fase diploide cada vez más larga y de mayor importancia. Página 8 de 8
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