Estructura y Fisiología Vegetal: Compendio Capítulos 35 al 38

Transcripción

1 Estructura floral Estructura y Fisiología Vegetal: Compendio Capítulos 35 al 38 Dr. Fernando J. Bird-Picó Departamento de Biología Recinto Universitario de Mayagüez Diferencia en espectro visual y uv Dr. Fernando J. Bird-Picó

2 Doble fecundación Desarrollo embrionario Semilla Desarrollo de la Fruta cotiledón radícula Hoja de follaje plúmula hipocotilo Inicialmente por la producción de auxina en la semilla en desarrollo o por el polen que fecunda a la flor. La semilla no es necesaria para el desarrollo de la fruta siempre y cuando se provean auxinas en forma artificial: 1) por mutación: frutas partenocárpicas: incapaces de reproducción como el guineo y la china "navel": descubierta en Brasil en el siglo XIX, por mutación. 2) artificialmente: roceándoles auxina en la flor no fecundada Dr. Fernando J. Bird-Picó

3 Estructura Vegetal Raíces Tallos Hojas Flores Frutos Estructura Vegetal Por lo general, el sistema radical se encuentra debajo del sustrato El resto de la planta (tallos, hojas, flores y frutos) se encuentran sobre el sustrato Ambos están conectados entre sí pues la planta necesita materiales de ambos ambientes: aire y tierra. Células, Tejidos y Órganos Células: varios tipos en las plantas Tejidos: compuestos de células similares en estructura y función Órganos: compuestos de diferentes tejidos Tejidos: Simples y Complejos Tejido simple: compuesto de un sólo tipo de célula Tejido complejo: compuesto de más de un tipo de célula Tres tipos de tejidos en las plantas: Fundamental vascular y dermal Dr. Fernando J. Bird-Picó

4 Tejido Fundamental Forma la mayor parte del cuerpo de las herbáceas. Se compone de parénquima, colénquima y esclerénquimas Estos tres tipos de células se diferencian por la estructura de su pared celular. Tejido Fundamental Parénquima Parénquima Paredes primarias delgadas Función de almacenamiento y secreción de aceites, almidón, agua y sales minerales También en la fotosíntesis Están vivas al madurar el tejido en donde se encuentran Dr. Fernando J. Bird-Picó

5 Tejido Fundamental: Colénquima Colénquima Paredes primarias de grosor variable Provee apoyo estructural en órganos vegetales blandos o suaves Estan vivas al madurar el tejido en donde se encuentran, pero las esquinas de sus paredes primarias son gruesas. Colénquima Tejido Fundamental: Esclerénquima Pared primaria y secundaria gruesas Pared secundaria rica en lignina Especializadas para el apoyo estructural Al madurarse en el tejido en que se encuentran, usualmente se mueren. Esclereidas son cortas y cúbicas, en cáscaras de nueces y la pepa de frutas pétreas. Fibras son alargadas y se encuentran en grupos, en la madera y corteza de angiospermas Dr. Fernando J. Bird-Picó

6 Esclerénquima: Esclereidas Esclerénquima: Fibras Tejido Vascular Se compone de xilema y floema, que es continuo desde las raíces hasta el tallo y las hojas Xilema: transporta agua y minerales de la zona radical al dosel de la planta (ramas, hojas). Ambas partes comunicadas por el tallo. Floema: transporta compuestos orgánicos en solución desde el dosel hacia el resto de la planta Xilema Traqueidas (gimnospermas) y elementos de vaso (angiospermas): conducen los fluidos. Células muertas cuando madura; sólo queda el lúmen de pared celular Líquido pasa de uno a otro verticalmente, pero también hay conducción lateral Dr. Fernando J. Bird-Picó

7 traqueida Elemento de vaso Elemento de vaso Floema Elementos cribosos son las células de transporte en el floema: transporte de compuetos orgánicos Elementos cribosos poseen placa cribosa en ambos terminales Estas células están vivas cuando madura Célula acompañante adyacente al elemento criboso: dirige metabolismo del mismo por los plasmodesmos Dr. Fernando J. Bird-Picó

8 Tejido Dermal Floema Epidermis: capa más externa de células en las plantas herbáceas Usualmente una sóla capa de células No fotosintéticas y transparentes Con cutícula Epidermis Compuesta de células de parénquima, y puede tener células guardianas (rodeando la estoma) y tricomas. Tricomas: aumenta área de superficie en raíces; excreción de sal en plantas halofitas, y protección contra evaporación y depredadores Dr. Fernando J. Bird-Picó

9 Epidermis Peridermo Peridermo En plantas leñosas, la epidermis es remplazada por peridermo: tejido complejo compuesto de células de corcho y parénquima de corcho. Células de corcho: se mueren al madurar y su función es impermeabilizar la estructura Parénquima de corcho: función de almacenaje Crecimiento en las Plantas El crecimiento de las células eincluye tres componentes principales: Mitosis Alargamiento celular Diferenciación celular Dr. Fernando J. Bird-Picó

10 Crecimiento en las Plantas Meristemos Meristemos: áreas especializadas cuyas células se dividen constantemente Crecimiento primario: todas las plantas lo poseen crecer en tamaño vertical la planta Crecimiento secundario: aumentar en diámetro, solamente las gimnospermas y plantas leñosas Dr. Fernando J. Bird-Picó

11 Crecimiento Secundario Meristemos laterales: extienden el diámetro de tallos y raíces Poseen dos áreas meristemáticas: Cambium vascular Cambium de corcho Desarrollo del xilema y floema secundario Dr. Fernando J. Bird-Picó

12 El agua es retenida en el suelo por fuerzas capilares; por esta razón el árbol tiene que recoger agua de una gran área alrededor de la planta: sistema radical complejo. Se absorben minerales en la raíz por transporte activo; se crea un gradiente osmótico: capa cerosa en la endodermis no deja que salgan los iones; el agua se mueve siempre hacia la raíz = presión de raíz. Si el suelo tiene mucha cantidad de agua y oxígeno para respiración (produce ATP), la presión de raíz es suficientemente fuerte para empujar esa columna de agua hacia las hojas de las herbáceas y ciertos arbustos: gutación--> gotas de savia del xilema (minerales y agua). Dr. Fernando J. Bird-Picó

13 Árboles: no es suficiente esta presión de raíz. La cohesión de las moléculas de agua entre sí y la adhesión a las paredes: vasos del xilema son muy delgados, y las moléculas están formando una hilera continua desde la raíz hasta las hojas. Cuando se evapora en las hojas, se reemplaza molécula por molécula. Si se rompe esta continuidad, no funciona; si se congela en invierno, se disipa gas y se interrumpe. xilema: traqueidas y vasos tienen poros laterales: se re-dirige el flujo alrededor de la interrupción Floema Dr. Fernando J. Bird-Picó

14 La savia se compone de 30% de materia orgánica, tales como disacáridos (sacarosa), amino ácidos y otras substancias que son transportadas a razón de 200 cm/hora (por estudios radioactivos). El floema es un tejido vivo y activo. El mecanismo de presión-flujo se ha investigado gracias a la presencia de insectos chupadores de savia: áfidos, herramienta muy útil. Las azúcares se sintetizan durante el día en el parénquima de las hojas y se transporta a otros tejidos por translocación: a los tubos cribosos (sieve cells), en donde harán los mismos hipertónicos. El floema absorbe agua de los tejidos de la hoja, y por lo tanto, en el floema de la hoja vamos a encontrar una alta presión hidrostática que ocasiona flujo hacia abajo. A medida que los tejidos absorben los carbohidratos, el floema se vuelve hipotónico y pierde agua por osmosis. Como esto ocurre verticalmente, acelera el flujo de la savia. Este flujo no siempre es hacia abajo: en la primavera, este flujo es opuesto, desde las raíces y tronco hacia las hojas. También se transportan otras substancias en este tejido. Dr. Fernando J. Bird-Picó

15 Raíces Función es aumentar el área de absorción. Todo lo que la planta necesita entra por las raíces, a excepción de O 2, CO 2, y luz. Hay diferentes adaptaciones: profundas y gruesas, superficiales y extensas, etc. raíces gruesas: leñosas como el tronco, cubiertas por corcho y lenticelos: intercambio de gases raíces pequeñas y delgadas: cubiertas solamente por la epidermis: hay células modificadas para formar pelos radicales. Ejemplo lo es el centeno: a los 4 meses de edad, su sistema radical poseía un área de superficie de 639 m 2, unas 130 veces más que el área superficial de las hojas y tallos. Unos 14 millones de pelos radicales, que median unos 500 kilómetros de longitud. agua y minerales, pasan del citoplasma de una célula a otra hasta el centro de la raíz, donde están los haces vasculares. corteza: células de parénquima, no hay cloroplastos. Su función es la de almacenar almidón y otras sustancias orgánicas. Dr. Fernando J. Bird-Picó

16 endodermis: sus células son compactas y están impregnadas de cera Cinta de Caspary: impermeable al agua. Controla el flujo de agua y minerales. Ejemplo: en los mangles, viven en agua salina: la savia del xilema tiene menos (-) sal que el agua del exterior: regula el paso de sales. La presión de transpiración hala el agua solamente, la sal que entra se excreta por glándulas en las axilas de las hojas. plantas terrestres: bombean sales por transporte activo, el agua le sigue por osmosis. Respiración Radical: O 2 tiene que estar disponible, o se mueren las células en la raíz: si esto ocurre, no hay transporte. Si hay mucha agua, no hay aire en el suelo. plantas acuáticas: lotos y lirios de agua: estomas dorsales en vez de ventrales. Los tejidos son mas esponjosos, para la flotación, de forma tal que no necesitan soporte. De la misma forma llevan aire a las raíces. Algunos insectos parásitos de la raíz dependen de este aire para sobrevivir. Mangle: las raíces poseen pneumatóforos fuera del agua para obtener aire. Cipreses: raíces extensas sobre el suelo para sostener el árbol: apuntalamiento o contrafuerte ("butresses"). Dr. Fernando J. Bird-Picó

17 Figure 35.4 Zancos Muchas plantas tienen raíces modificadas: Raíces estranguladoras Composición del Suelo zancos Para almacenar Pneumatóforos Contrafuertes Suelo: espacios microscópicos que están libres: potencialmente pueden tener aire o líquido. El agua es drenada por gravedad; el resto es atraída por fuerzas capilares del suelo que la retiene. Disuelve iones minerales y forma lo que se llama la solución de suelo. Cuando el suelo está lleno a capacidad de agua que puede retener por fuerzas capilares se le llama la capacidad de campo de dicho suelo. Composición del Suelo El suelo está compuesto principalmente de 5 materiales: minerales inorgánicos, materia orgánica, microorganismos del suelo, aire del suelo, y agua en el suelo. La cantidad de cada uno de estos materiales con relación a los demás determina las características físicas y químicas de ese suelo en particular. Estas características finalmente determinan el tipo de vegetación que ese suelo puede sustentar. Composición del Suelo Textura: depende del tamaño de las partículas inorgánicas arena, arenilla ("silt"), y arcilla. La arcilla es importante, ya que sus cargas negativas retienen los cationes importantes para la nutrición de las plantas (intercambio de cationes) Dr. Fernando J. Bird-Picó

18 Absorción de Minerales Los minerales disueltos en esa solución de suelo entran a la raíz de una de tres formas: 1) absorción activa: por los pelos radicales. Pasa de célula a célula hasta llegar a la endodermis. Allí tiene que ser absorbida de nuevo, pues no hay conexión citoplásmica entre las células de parénquima de la corteza con la endodermis: esta forma de absorción se le llama la ruta del simplasto. Absorción de Minerales 2) Imbibición: por la epidermis (espacios intercelulares), entre las células de la corteza sin penetrar el citoplasma de las mismas. Llegan hasta la endodermis. El agua se absorbe selectivamente. Esta es la ruta del apoplasto. Dr. Fernando J. Bird-Picó

19 Absorción de Minerales 3) Hongos: algunos viven en las raíces, y absorben los minerales del suelo mejor que las raíces. Luego le pasan estos minerales a las células de la raíz. Esta asociación se le llama Micorrizas Leguminosas: nódulos Ectomicorriza Endomicorriza Dr. Fernando J. Bird-Picó

20 Adaptaciones para obtener nutrientes Dr. Fernando J. Bird-Picó