TEMA 12: LA RELACIÓ EN LES PLANTES

La funció de relació Capacitat dels éssers vius per a captar estímuls del medi extern o intern, i elaborar respostes adequades. Les plantes tenen cèl·lules receptores en l’epidermis: Fotorreceptores Termorreceptores Mecanorreceptores Etc.

La funció de relació S’han reconegut alguns receptors d’estímuls: Fitocrom: Pigment sensible a la llum, detecta la duració del dia i induïx la síntesi d’hormones per a la floració (plantes de dia llarg florixen a l’estiu). Estatocits: Cèl·lules que detecten la gravetat, gràcies als amiloplastos. Detecten la posició de la tija i desencadenen respostes que dirigixen el creixement en el sentit correcte (arrel cap avall, tija cap amunt) Cèl·lules sensibles al tacte: Desencadenen respostes hormonals o moviments ràpids (mimosa)

Les hormones vegetals També anomenades fitohormones. Se sintetitzen en resposta a estímuls com la humitat, la temperatura, la gravetat, la llum i el contacte amb objectes. Circulen pels vasos conductors del floema i el xilema, o de cèl·lula a cèl·lula per difusió o transport actiu. Són actives en quantitats molt xicotetes.

Hormones vegetals: Auxines Químicament és l’àcid indolacètic. Va ser estudiada per primera vegada per Charles Darwin i el seu fill Francis en 1881. L’experiment és el següent: Les plàntules d’escaiola o d’avena creixen corbades cap a la llum si esta els arriba de costat. Si l’àpex es cobrix amb un con metàl·lic no es produïx la curvatura. Si es cobrix amb un con de vidre transparent sí que hi ha curvatura. Si es cobrix amb un anell metàl·lic una zona de la tija per davall de l’àpex, també es produïx la curvatura. La conclusió obtinguda és que la curvatura és deguda a la influència de l’àpex.

Hormones vegetals: Auxines En 1926, Went demostra que eixa influència de l’àpex és deguda a un estímul químic, a què va anomenar auxina. L’experiment és el següent: Es tallen els àpexs de plàntules d’avena i es col·loquen les superfícies de tall una hora sobre làmines d’agar. L’agar es talla en xicotets cubs i es col·loquen, descentrats, sobre els àpexs decapitats que havien sigut mantinguts en la foscor. Al cap d’una hora s’observa una curvatura cap al costat contrari al del bloc d’agar.

Hormones vegetals: Auxines Efectes de l’auxina: Inhibix el creixement de les gemmes laterals de la tija. Promou el desenrotllament d’arrels laterals. Promou el creixement del fruit. Produïx el gravitropisme (creixement en funció de la força de gravetat), en combinació amb els estatocits (cèl·lules especialitzades a detectar la força de gravetat, per contindre amiloplastos). Retarda la caiguda de les fulles. Pot actuar com a herbicida.

Hormones vegetals: Gibberel.lines Es troben en tots els òrgans, però sobretot en les llavors immadures. La més coneguda és l’àcid giberèlic. Efectes: Produïxen un increment en el creixement del fill. Estimulen la divisió cel·lular i afecten a fulles i tiges. Induïxen la germinació de les llavors. En plantes amb morfologia juvenil diferent de l’adulta, modifiquen esta última i torna a la juvenil. Induïxen la floració en algunes plantes en roseta. Estimulen la germinació del pol·len i poden produir fruits partenocàrpics.

Hormones vegetals: Citoquinines Regulen el cicle cel·lular, estimulant la divisió cel·lular. S’han trobat en òrgans amb teixits que es dividixen de forma activa: llavors, fruits i arrels. Efectes: En combinació amb l’auxina, regula la morfogènesi (formació de teixits) en cultius de teixits. Retarden la senescència (envelliment de les fulles) al retardar la inactivació de l’ADN, permetent la síntesi de clorofil·la.

Hormones vegetals: Àcid abscísic Produït en fulles i fruits. Està relacionat amb la capacitat de certes plantes per a restringir el seu creixement o la seua capacitat reproductora en èpoques desfavorables. Induïx la latència de gemmes i llavors, en climes freds. Inhibix el creixement de les tiges. Induïx la senescència de les fulles. Controla l’obertura i tancament dels estomes, prevenint la pèrdua d’aigua per transpiració.

Hormones vegetals: Etilé En el s. XIX es va observar que el gas que escapava dels fanals d’il·luminació produïa la defoliació dels arbres dels carrers. És un gas alliberat pels teixits de la planta. És activat per altes concentracions d’auxines, o per ambients estressants com ferides, pol·lució atmosfèrica, entollada, etc. L’exposició de plàntules a eixe gas produïx reducció de l’elongació de la tija, incrementa el creixement lateral, i produïx un anormal creixement horitzontal de la plàntula. Efectes: Accelera la maduració dels fruits. Promou la caiguda de fulles, flors i fruits (abscissió). Produïx curvatura de les fulles cap avall (epinàstia). Induïx la formació d’arrels en fulles, tiges i peduncles florals. Induïx la feminitat en flors de plantes monoiques (les que tenen flors masculines i femenines sobre el mateix individu).

Moviments en les plantes: Tropismes. Moviments de creixement dirigits per estímuls externs. Transformació permanent. Poden ser positius d’acostament a l’estímul )o negatius (d’allunyament )Si. el creixement ocorre en la mateixa direcció que l’estímul s’anomena ortotropisme; si ocorre amb una certa inclinació, plagiotropisme.

Fototropisme Creixement de la planta, influenciat per un estímul lluminós. Cada part d’ella respon de distinta forma a este estímul. Les tiges tenen fototropisme positiu, i les fulles i branques tenen plagiotropisme. Les arrels tenen fototropisme negatiu. Controlat per auxines.

Fototropisme En les tiges, la llum inhibix la síntesi de l’hormona, i la zona no il·luminada creix més. La tija es corba cap a la llum. En les arrels, la major concentració d’auxines inhibix l’allargament i l’arrel es corba en sentit contrari (allunyant-se de la llum). Auxinas Estimulación del crecimiento Inhibición del crecimiento

Geotropisme Creixement de la planta induït per la força de gravetat. La tija té geotropisme negatiu i l’arrel el té positiu. També està controlat per les auxines. Els receptors són els estatocists.

Geotropisme

Geotropisme Els estatocits es troben en l’àpex de la tija i en la còfia de l’arrel. La pressió dels amiloplastos produïx l’obertura de canals de Ca+2 El canvi de concentració d’este ió estimula la síntesi d’auxines i per tant el creixement.

Tigmotropisme Creixement desigual que produïx curvatura de tiges al voltant d’un suport, en plantes enfiladores. Tenen cèl·lules que perceben el contacte.

Quimiotropisme Creixement motivat per la presència de substàncies químiques. Les arrels solen tindre quimiotropisme positiu o negatiu, segons la substància. Hidrotropisme: les arrels s’acosten a l’aigua. Aerotropisme: es dirigixen a zones airejades. Desenrotllament del tub pol·línic cap a l’ovari. Tiges de cuscuta són atrets per substàncies volàtils dels hospedants.

Nàsties Moviments ràpids que poden ser reversibles quan cessa l’estímul. No influïx la direcció de l’estímul. Afecta òrgans plans com els pètals i fulles tendres i òrgans de creixement longitudinal, com a branques, fulles, circells, etc. Es classifiquen d’acord amb l’estímul qu'el desencadena.

Fotonàstia Resposta a la llum. Obertura de flors a l’alba o a poqueta nit (Dondiego de nit). Algunes plantes tanquen les seues fulles de nit.

Termonàstia Resposta a la temperatura. La flor del safrà (Crocus sativus) es tanca quan fa fred.

Sismonastias Tancament dels fulles per contacte amb un objecte. Mimosa púdica, Dionaea muscipula. En la base de les fulles hi ha un grup de cèl·lules anomenades pulvínuls, que produïxen la curvatura dels folíols per canvis en la turgència de les cèl·lules.

Desenrotllament en plantes Implica creixement i diferenciació cel·lular. El creixement es deu a: Divisió cel·lular: Es produïx quan la cèl·lula arriba a una certa grandària. Ocorre en els teixits meristemàtics i està regulada per citoquinines. Elongació cel·lular: Es produïx quan la cèl·lula absorbix aigua; esta exercix pressió sobre la paret cel·lular i s’allarga. Regulat per auxines.

Fases del desarrotllament Germinació de la llavor Creixement vegetatiu Floració Formació de la llavor i el fruit Senescència

Germinació de les llavors Romanen en fase de latència mentres duren les condicions adverses (hivern). La germinació es produïx quan les condicions són favorables (primavera) per l’acció de dos hormones: Àcid abscísic: Inhibix el creixement de l’embrió. Les baixes temperatures la destruïxen i germinen quan augmenta la temperatura. Giberelinas: Induïxen la formació d’enzims hidrolíticos que actuen sobre les substàncies de reserva, mobilitzant-les. La plàntula germina en la direcció correcta gràcies a l’acció de les auxines.

Creixement vegetatiu La plàntula absorbix aigua i sals minerals del sòl i realitza la fotosíntesi. Creix en longitud i en grossor i apareixen òrgans especialitzats. L’equilibri entre arrels i part aèria es deu a les hormones: Auxinas i citoquinines: Les auxines estimulen el creixement apical de la tija i de les arrels. Les arrels produïxen citoquinines que provoquen el desenrotllament de branques laterals i fulles. Giberelinas: També produïxen creixement en longitud de la tija.

Floració Ha de produir-se amb temps suficient perquè la llavor es desenrotlle abans del fred. En molts casos la floració depén del fotoperíode (relació entre hores de llum i hores de foscor)

Floració Plantes de dia curt: floreixen al començament de primavera o en la tardor, quan les nits són relativament llargues i el día relativament curt. Crisantems, tabac, flor de Pasqua. Plantes de dia llarg: florixen generalment en l’estiu, quan les nits són relativament curtes i els dies relativament llargs. Encisam, espinac, carlota. Plantes de dia neutre: No els afecta el fotoperíode. Fesol, cotó.

Floració La inducció de la floració es deu a dos substàncies: el fitocrom i els florígens. El fitocrom es presenta en dos formes: Pfr, activa, sensible a llum del roig llunyà. Induïx floració en plantes de dia llarg i inhibix la floració de plantes de dia curt. Pr, inactiva, sensible al roig pròxim.

Floració El fitocrom se sintetitza com Pr, i durant el dia la llum el convertix en Pfr. Durant la nit el Pfr es convertix en Pr. Quan les nits són llargues, el Pfr es degrada prou per a no inhibir la floració de les plantes de dia curt. Quan les nits són curtes, queda prou Pfr per a induir la floració en plantes de dia llarg. Els florígens són substàncies desconegudes que actuen com a hormones. Se sintetitzen en les fulles i viatgen fins a les gemmes on induïxen la floració.

Formació del fruit i la llavor Pol·linització: procés pel qual els grans de pol·len situats en les anteres dels estams, són transportats cap als carpels. Fecundació: procés d’unió del gàmeta masculí (tub pol·línic) i el femení (òvul)

Formació del fruit i la llavor. Regulat per les hormones: Citoquinines : Desenrotllament de la llavor. Auxines o gibberel·lines : Alliberades pel pol·len, estimulen el desenrotllament del fruit. Les llavors també alliberen estes hormones. Etilé : Responsable de la maduració del fruit. Descompon la clorofil·la i afavorix la hidròlisi del midó.

Senescència Caiguda o abscissió de fulles, fruits i altres òrgans. L’etilé i l’àcid abscísic estimulen la formació de la zona d’abscissió. Les seues cèl·lules produïxen enzims que digerixen la paret cel·lular i provoquen la caiguda de l’òrgan.