Tejidos vegetales. 4ta. clase teórica:

Transcripción

1 4ta. clase teórica: Tejidos vegetales Buenas páginas para visitar sobre histología y anatomía: botweb.uwsp.edu/anatomy/default.htm webs.uvigo.es/mmegias/inicio.html

2 Desarrollo de una planta vascular Embriogénesis cigota embrión Desarrollo: vegetativo reproductivo plántula planta adulta

3 Desarrollo vegetativo Desarrollo vegetativo de la planta: tres procesos que se superponen Crecimiento = aumento irreversible del tamaño Una combinación de división celular y elongación/expansión Morfogénesis: generación de la forma de la planta, dada por los planos de división celular y de elongación además de muerte celular programada Diferenciación: proceso por el cual células con idéntico material genético se vuelven diferentes (expresión de genes, en general dada por la posición de la célula) determinación o diferenciación vs. totipotencia

4 eje de crecimiento primario Planos de corte o sección transversal longitudinal radial longitudinal tangencial

5 Tejidos de una planta vascular Podemos clasificarlos según su estructura: simples: un solo tipo celular compuestos: diferentes tipos celulares su ontogenia (desarrollo): embrionarios: generan nuevas células, sin diferenciación adultos: células ya diferenciadas su función :

6 Tejidos de una planta vascular Clasificados según su función: Tejidos generadores de células: meristemas Tejido con función metabólica: parénquima Tejidos de protección: epidermis peridermis Tejidos de sostén: colénquima esclerénquima Tejidos de conducción: xilema floema

7 Meristemas Las células totipotentes se encuentran en los meristemas Los meristemas Generan todas las células nuevas del vegetal Permiten el crecimiento permanente: La planta adulta sigue creciendo Meristemas apicales crecimiento en longitud (primario) Meristemas laterales crecimiento en grosor (secundario) meristemas apicales del vástago en cada ramificación meristemas laterales: crecimiento en grosor del tallo y la raíz meristemas (sub)apicales de la raíz en cada ramificación Nabors Int. a la Botánica 2006

8 Meristemas: clasificación Según la posición: APICALES: localizados en el ápice de los órganos que forman LATERALES: localizados en la periferia de los órganos crecimiento en grosor INTERCALARES: situados entre células ya diferenciadas (maduras), ej.: en los nudos del tallo AXILARES: los meristemas (apicales) de las yemas (en las axilas foliares) Según el origen de las células que lo forman: PRIMARIOS : derivados de células embrionarias, son los meristemas apicales del tallo y raíz, presentes en el embrión, y los de las yemas. Producen los tejidos primarios. SECUNDARIOS: derivados de células maduras provenientes de tejidos primarios, que se mantienen desdiferenciadas. Producen los tejidos secundarios. No todas las plantas presentan crecimiento secundario

9 Las células meristemáticas Las células meristemáticas (células iniciales) son células indiferenciadas: pequeñas isodiamétricas con pared celular primaria delgada abundantes ribosomas complejo de Golgi muy desarrollado numerosos proplástidos, mitocondrias muchas vacuolas pequeñas núcleo grande y en posición central en diferentes estadios de la división celular (mitosis) células meristemáticas determinación o diferenciación vs. totipotencia

10 Las células meristemáticas Son células totipotentes y se autoperpetúan: la mitosis genera una célula hija que permanece como inicial (indiferenciada) y otra derivada o precursora que se dividirá activamente el tamaño del meristema permanece constante Célula inicial Células diferenciadas mitosis diferenciación (sin mitosis) Células derivadas

11 Meristemas en el embrión meristema apical del vástago protodermis meristema fundamental procámbium cotiledón hipocotilo raíz meristema apical de la raíz dérmico procambium o vascular fundamental

12 Meristemas primarios derivados Las células derivadas se dividen y diferencian progresivamente generando tres meristemas primarios derivados dispuestos en forma concéntrica: protodermis meristema fundamental procámbium que formarán respectivamente los tres sistemas de tejidos primarios: dérmico fundamental vascular meristema apical

13 Planos de división de las células meristemáticas La forma final del órgano vegetal depende del plano de división predominante en las células derivadas Plano con respecto a la superficie: Divisiones anticlinales crecimiento en superficie Divisiones periclinales crecimiento en grosor Divisiones en varios planos crecimiento en volumen anticlinal periclinal periclinal: paralelo a la superfice anticlinal: perpendicular a la superficie

14 El meristema apical del tallo Meristema apical del vástago visto desde arriba primordios foliares Meristema apical del vástago en corte longitudinal ZC ZP ZP divisiones anticlinales túnica L1 L2 ZC: zona central ZP = zona periférica, origina los primordios foliares corpus divisiones en 3 dimensiones Jones et al The molecular life of plants

15 El meristema apical del tallo meristema fundamental meristema fundamental protodermis túnica corpus

16 El meristema apical de la raíz Nabors Int. a la Botánica 2006

17 El meristema apical de la raíz

18 Microscopio óptico virtual

19 Estructura histológica del cuerpo de una planta Tres sistemas de tejidos: dérmico fundamental vascular vascular

20 Tejidos fundamentales Parénquima Se origina en el meristema fundamental Tejido simple constituido por células vivas isodiamétricas generalmente bien vacuoladas numerosos plástidos poco diferenciadas en general con paredes primarias delgadas puede haber espacios intercelulares capaces de reanudar la actividad meristemática Cicatrización Cumple diversas funciones: Parénquima fundamental: solidez y turgencia Clorénquima: fotosíntesis Parénquima de reserva Aerénquima Potencial meristemático

21 Tejidos fundamentales Parénquima Clorénquima = parénquima clorofílico En el mesófilo de las hojas En tallos jóvenes Las células contienen cloroplastos diferenciados CT de hoja en empalizada lacunar o esponjoso

22 Tejidos fundamentales Parénquima Aerénquima Con amplios espacios aéreos, formados por aumento del espacio intercelular o lisis controlada de células Facilita la aireación en ambientes acuáticos o suelos anegados Permite la flotación espacios intercelulares lagunas o cámaras aéreas lisígenas CT de hoja de camalote CT tallo sumergido de Cabomba sp.

23 Tejidos fundamentales Parénquima Aerénquima lisígeno CT raíz de Oryza sativa (arroz) diafragma CL tallo de camalote CT tallo de Acorus sp. lagunas o cámaras aéreas

24 Tejidos fundamentales Parénquima Aerénquima lisígeno en arroz Miyamoto et al. J Exp Bot 2001

25 Tejidos fundamentales Parénquima Parénquima reservante Almacena sustancias de reserva en solución o como partículas sólidas En raíces engrosadas, tallos subterráneos, semillas, frutos carnosos Las reservas se acumulan en las vacuolas, los plástidos o las paredes celulares amiloplastos en raíz tuberosa de Manihot esculenta (mandioca)

26 Tejidos fundamentales Parénquima Parénquima acuífero En tallos y hojas de plantas suculentas Acumula agua para utilizarla en períodos de sequía Agua y mucílago se acumulan en las grandes vacuolas, aumentan la capacidad de la célula de absorber y retener agua Parénquima acuífero en Brasilicereus sp. Parénquima acuífero en Opuntia (tuna)

27 Tejidos dérmicos Epidermis Tejido compuesto: varios tipos celulares Se diferencia a partir de la protodermis embrionaria en el vástago y la rizodermis en la raíz, por divisiones anticlinales Recubre todo el cuerpo (primario) de la planta, todos los órganos Las células forman una capa compacta, sin espacios intercelulares Protege contra la desecación en la parte aérea Regula el intercambio gaseoso (entrada de CO 2 y salida de agua) Participa en la absorción de agua y solutos en la raíz célula del pavimento pelo radical estomas Epidermis de hoja de Lilium Epidermis de la raíz

28 Tejidos dérmicos Epidermis La cutícula Sólo en la parte aérea, es la capa protectora más externa de las plantas Formada por cutina (polímero lipídico) y ceras, es casi impermeable al agua y los gases impide la evaporación excesiva CT de hoja de Clivia cutícula célula del pavimento

29 Tejidos dérmicos Epidermis impronta hecha con silicona vista al microscopio óptico

30 Tejidos dérmicos Epidermis Estomas: en la epidermis de las hojas (y tallo en algunas herbáceas) Regulan el intercambio gaseoso (entrada de CO 2 y salida de agua) Las células oclusivas o de la guarda son las únicas células epidérmicas que contienen cloroplastos La pared interna al ostíolo es más gruesa y menos flexible que en el resto de la célula facilita apertura/cierre según la turgencia Epidermis en vista superficial Estoma en CT de hoja de Iris

31 Tejidos dérmicos Epidermis

32 Tejidos dérmicos Epidermis Tricomas, pelos glandulares Se forman a partir de células del pavimento que se alargan y proliferan Pueden ser uni- o multicelulares Funciones de protección contra patógenos, evitar desecación y exceso de luz, secreción de sustancias tomate

33 Tejidos dérmicos Epidermis Pelos radiculares Se forman en la zona inmediatamente superior a la zona de alargamiento de la raíz, a partir de células epidérmicas que se alargan, son unicelulares Función de absorción de sales y solutos, aumentan la superficie de contacto

34 Tejidos de sostén: Colénquima y esclerénquima Tejidos que proporcionan rigidez y resistencia a la planta Las paredes celulares tienen una función preponderante Pared celular primaria y células vivas a la madurez: COLÉNQUIMA Pared secundaria, lignificada, células muertas a la madurez: ESCLERÉNQUIMA

35 Tejidos de sostén Colénquima Células alargadas con engrosamiento de la pared primaria (células vivas, no hay lignificación) Tejido simple, un solo tipo celular Tejido plástico, puede cambiar de forma sin romperse Se encuentra interno a la epidermis en tallos primarios y en pecíolos de las hojas En plantas herbáceas, partes jóvenes de plantas leñosas corte transversal corte transversal corte longitudinal

36 Tejidos de sostén Colénquima colénquima en CT de tallo de lechuga epidermis célula de colénquima filamento estaminal de trigo colénquima

37 Corte transversal de un tallo herbáceo Photo 2004 Ross E. Koning

38 Tejidos de sostén Esclerénquima Células funcionales muertas a la madurez Sin citoplasma (con lumen) y pared secundaria lignificada, puntuaciones células isodiamétricas: esclereidas (libres o agrupadas) células alargadas: fibras (forman haces) Característico de órganos que han dejado de crecer esclereidas fibras

39 Tejidos de sostén Esclerénquima fibras de esclerénquima en CT de tallo fibras de esclerénquima rodeando un haz vascular fibras de esclerénquima en CL de tallo

40 Tejidos de conducción = Tejidos vasculares Los tejidos más complejos, varios tipos celulares Originados en el procámbium (órganos primarios) y en el cámbium vascular (órganos secundarios) Células de forma generalmente alargada en la dirección general del trasporte haces vasculares a lo largo de toda la planta Paredes terminales generalmente oblicuas para aumentar la superficie de contacto y facilitar el pasaje de sustancias Células que pueden están fusionadas entre sí formando verdaderos tubos conductores Xilema y floema

41 Tejidos de conducción: Haces vasculares Corte transversal: Corte longitudinal: xilema floema exterior centro El xilema se ubica hacia adentro con respecto al floema en la mayoría de las plantas vasculares centro exterior

42 Tejidos de conducción Tejido compuesto 1. Células funcionales muertas a la madurez, con pared secundaria: fibras : elemento de sostén traqueidas elementos de vaso elementos conductores Xilema 2. Células funcionales parenquimáticas, vivas, con solo pared primaria o también pared 2ria pero no lignificada Función: transporte de agua y minerales disueltos desde la región de absorción a la de evaporación Transporte unidireccional Este tejido es el que forma parte de la madera (xylon = madera)

43 Tejidos de conducción Xilema Tipos celulares del xilema: En corte longitudinal Esquemas a escala Placa de perforación Puntuaciones

44 Tejidos de conducción Xilema Traqueidas: circulación lateral de agua y solutos Las traqueidas son elementos imperforados. La savia circula atravesando la pared delgada de las puntuaciones. El leño de la mayoría de las Pteridophyta y de casi todas las Gimnospermae está constituido exclusivamente por traqueidas como células conductoras Pueden medir hasta 5mm

45 Tejidos de conducción Xilema Traqueidas y otras células con pared secundaria: puntuaciones Puntuación simple: interrupción de la pared secundaria Puntuación simple ramificada: esclereidas (en esclerénquima)

46 Tejidos de conducción Xilema Traqueidas y otras células con pared secundaria: puntuaciones Puntuación areolada o rebordeada: la pared secundaria se deposita formando un reborde o aréola

47 Raven Biology of Plants 2013 Tejidos de conducción Xilema placas de perforación (paredes transversales) tres elementos de vaso

48 Tejidos de conducción Xilema En elementos de vaso las paredes terminales presentan poca resistencia al paso del agua placas de perforación Las paredes laterales de los elementos de vaso pueden también tener puntuaciones o distintos patrones de deposición de la lignina botweb.uwsp.edu/anatomy/xylemdevelopment1new.htm

49 Tejidos de conducción Xilema Patrones de lignificación de las paredes laterales de los elementos de vaso del xilema xilema diferenciado tempranamente = protoxilema xilema más tardío = metaxilema

50 Tejidos de conducción Xilema Patrones de lignificación de las placas de perforación: paredes terminales de los elementos de vaso

51 Tejidos de conducción Xilema Elementos de vaso vasos del xilema Los vasos pueden medir hasta 4,5 metros de longitud Un vaso está formado por un continuo de elementos de vaso con un mismo origen ontogenético

52 Tejidos de conducción Floema Tejido compuesto 1. Los elementos conductores son células vivas sin pared 2ria. Sin núcleos y sin vacuola central, especializadas para el transporte de compuestos orgánicos células cribosas elementos conductores elementos de tubo criboso 2. Células nucleadas ubicadas lateralmente a las conductoras (cel. albuminosa o célula acompañante) 3. Fibras: elementos de sostén, pared secundaria, muertas a la madurez Función: transporte de fotosintatos, hormonas Continuidad del citoplasma a través de la placa/área cribosa

53 Tejidos de conducción Floema Esquema de CL de floema de Nicotiana tabacum

54 Raven Biology of Plants 2013 Tejidos de conducción Floema Las células acompañantes están activamente comunicadas con los elementos de tubo criboso mediante plasmodesmos célula acompañante e. de tubo criboso

55 Tejidos de conducción Floema Los elementos cribosos se comunican entre sí a través de placas cribosas: los citoplasmas de elementos vecinos forman un continuo en dirección longitudinal

56 Tejidos de conducción Floema Los elementos de tubo criboso y las placas cribosas corte longitudinal corte transversal Raven Biology of Plants 2013

57 Tejidos de conducción Floema Los elementos cribosos de las angiospermas se comunican entre sí a través de placas cribosas: los citoplasmas de elementos vecinos forman un continuo longitudinal

58 Tejidos de conducción Floema Los elementos de tubo criboso de las angiospermas están especializados para el transporte de sustancias a través del citoplasma corte longitudinal: el elemento de tubo criboso y célula acompañante están conectados por plasmodesmos vista externa de un elemento de tubo criboso

59 Tejidos de conducción Floema Desarrollo de los elementos cribosos y las células acompañantes en floema de angiospermas una célula precursora se divide periclinalmente se empiezan a desarrollar las placas cribosas en las paredes terminales y áreas cribosas laterales se descomponen el núcleo y la vacuola del elemento de tubo criboso en el elemento de tc maduro perduran el citoplasma, sistema endomembrana, mitocondrias y plástidos

60 Tejidos de conducción Floema El floema de las plantas vasculares sin semilla y las gimnospermas posee células cribosas que se comunican entre sí lateralmente a través de áreas cribosas (en vez de placas cribosas)

61 Los tejidos de las plantas vasculares Símbolos para su descripción anatómica esquemática (Metcalfe y Chalk 1979)

62 Los tejidos de las plantas vasculares

63 Pregunta de repaso Qué tejidos vegetales puede distinguir en este corte transversal de tallo? Clasifíquelos según su estructura, su función y el número de tipos celulares que los componen Photo 2004 Ross E. Koning