Morfología y anatomía de plantas vasculares

El cuerpo de la planta está dividido en una jerarquía de órganos, tejidos y células: Las plantas, al igual que los animales multicelulares, tiene órganos compuestos de diferentes tejidos, que a su vez se componen de células. En plantas tenemos tres órganos básicos: raíces, tallos y hojas. Estos están organizados en el sistema radicular y el sistema aéreo o de vástago.

Reproductive shoot (flower) Fig. 35-2 Reproductive shoot (flower) Apical bud Node Internode Apical bud Shoot system Vegetative shoot Blade Leaf Petiole Axillary bud Stem Figure 35.2 An overview of a flowering plant Taproot Lateral branch roots Root system

Raíces Las raíces son órganos multicelulares con funciones importantes: Anclaje de la planta Absorción de agua y minerales Almacenamiento Una raíz principal puede dar origen a raíces laterales. Raíces adventicias surgen de tallos u hojas. Las monocotiledoneas se caracterizan por tener un sistema de raíces adventicias laterales.

Muchas plantas tienen raíces modificadas: Zancos “Raíces estranguladoras” Para almacenar Contrafuertes Figure 35.4 Modified roots Pneumatóforos

Tallos: Un tallo es un órgano que consiste de: Un sistema de nodos, donde salen hojas y/o ramas vegetativas o reproductivas. Entrenodos, los segmentos de tallos entre los nodos. Yemas axilares, zonas donde se puede desarrollar una rama lateral u hoja. Una yema apical, al final de la rama que causa el alargamiento de una rama.

Muchas plantas pueden tener tallos modificados: Rizomas Bulbos Hojas para almacenamiento Muchas plantas pueden tener tallos modificados: tallo Estolones Figure 35.5 Modified stems Tubérculos

Hojas: El órgano principal fotosintético de la mayor parte de las plantas vasculares. Usualmente tienen una porción plana, la lámina, y un peciolo, que une la hoja al tallo. En la taxonomía, se puede usar la morfología de las hojas como un criterio de clasificación.

(a) Hoja simple Petiole Axillary bud Leaflet (b) Hoja compuesta Fig. 35-6 (a) Hoja simple Petiole Axillary bud Leaflet (b) Hoja compuesta Petiole Axillary bud Figure 35.6 Simple versus compound leaves (c) Hoja doblemente compuesta Leaflet Petiole Axillary bud

Zarcillos Algunas especies han desarrollado hojas modificadas para varias funciones: Espinas Hojas para almacenamiento Hojas reproductivas Figure 35.7 Modified leaves Bracteas

Frutos: El fruto protege las semillas y las ayuda a dispersarse. Un fruto puede clasificarse en seco, si el ovario se seca cuando esta maduro, o carnoso si el ovario es grueso y suave cuando maduro. Se pueden clasificar también como: Simple, un solo carpelo o varios fusionados. Agregado, una sola flor con carpelos separados. Múltiple, un grupo de flores llamado una inflorescencia. Un fruto accesorio contiene otras partes florales además del ovario.

Figure 38.10 Developmental origin of fruits Stigma Carpels Style Stamen Flower Petal Ovary Stamen Stamen Sepal Stigma Ovary (in receptacle) Ovule Ovule Pea flower Raspberry flower Pineapple inflorescence Apple flower Each segment develops from the carpel of one flower Remains of stamens and styles Carpel (fruitlet) Stigma Sepals Seed Ovary Stamen Figure 38.10 Developmental origin of fruits Seed Receptacle Pea fruit Raspberry fruit Pineapple fruit Apple fruit (a) Simple fruit (b) Aggregate fruit (c) Multiple fruit (d) Accessory fruit

Cada órgano en plantas tiene tejidos dermal, vascular y basal. Cada uno de estos forma un sistema de tejidos. Dermal tissue Ground tissue Vascular tissue

En plantas no-leñosas, el sistema de tejido dermal forma la epidermis. Entre sus funciones esta la protección, soporte, secreción y regulación de intercambio de gases. La cutícula ayuda a prevenir la pérdida de agua por la epidermis.

Tejidos vascular y basal o fundamental: El sistema de tejido vascular transporta materiales entre raíces y tallos. El tejido vascular lo forman el xilema y floema. El xilema lleva agua y minerales de las raíces a los tallos. El floema lleva productos de la fotosíntesis a donde se necesiten o a almacenar. Tejidos que no son ni dermal ni vascular forman el sistema de tejido basal o fundamental. Este incluye células especializadas para almacenamiento, fotosíntesis, secreción y soporte.

Organización de tejidos en tallos: En la mayoría de las monocotiledoneas, el tejido vascular está regado a través del tejido basal formando haces vasculares discretos. En la mayoría de las eudicotiledoneas y demás clados, el tejido vascular forma un anillo.

Figure 35.17 Organization of primary tissues in young stems Phloem Xylem Sclerenchyma (fiber cells) Ground tissue Ground tissue connecting pith to cortex Pith Epidermis Key to labels Figure 35.17 Organization of primary tissues in young stems Epidermis Cortex Vascular bundles Dermal Vascular bundle Ground 1 mm Vascular 1 mm (a) Cross section of stem with vascular bundles forming a ring (typical of eudicots) (b) Cross section of stem with scattered vascular bundles (typical of monocots)

Organización de tejidos en las hojas: La epidermis está interrumpida por los estomas, que permiten el intercambio de gases para la fotosíntesis. Cada estoma está formado por dos células guardianas, que regulan el abrir y cerrar del mismo. El tejido basal, o mesófilo, está entre la epidermis superior e inferior. Este tejido está especializado para la fotosintesis. Debajo del mesófilo de empalizada en la parte superior se encuentra el mesófilo esponjoso donde ocurre el intercambio de gases. El tejido vascular forma las “venas” en las hojas.

Fig. 35-18 Figure 35.18 Leaf anatomy Guard cells Key to labels Stomatal pore 50 µm Dermal Epidermal cell Ground Cuticle Sclerenchyma fibers Vascular Stoma (b) Surface view of a spiderwort (Tradescantia) leaf (LM) Upper epidermis Palisade mesophyll Bundle- sheath cell Spongy mesophyll Figure 35.18 Leaf anatomy Lower epidermis 100 µm Cuticle Xylem Phloem Vein Guard cells Vein Air spaces Guard cells (a) Cutaway drawing of leaf tissues (c) Cross section of a lilac (Syringa)) leaf (LM)

Los meristemos generan células para nuevos órganos: Los meristemos son tejido donde ocurre division celular activa y le permiten a la planta crecer. Los meristemos apicales están localizados en los extremos de las raíces y tallos, y en las yemas laterales. Estos meristemos apicales alargan tallos y raíces y permiten un crecimiento primario.

Cortex Vascular cylinder Epidermis Key to labels Zone of Fig. 35-13 Cortex Vascular cylinder Epidermis Key to labels Zone of differentiation Root hair Dermal Ground Vascular Zone of elongation Figure 35.13 Primary growth of a root Apical meristem Zone of cell division Root cap 100 µm

Los meristemos laterales añaden grosor a las plantas leñosas, por crecimiento secundario. Esto no ocurre en monocotiledoneas; sí en gimnospermas y muchas plantas leñosas en los demás grupos o clados. El cambium vascular, un tipo de meristemo lateral, añade tejido vascular secundario.

Primary growth in stems Fig. 35-11 Primary growth in stems Epidermis Cortex Shoot tip (shoot apical meristem and young leaves) Primary phloem Primary xylem Pith Lateral meristems: Vascular cambium Secondary growth in stems Cork cambium Axillary bud meristem Periderm Cork cambium Cortex Figure 35.11 An overview of primary and secondary growth Pith Primary phloem Primary xylem Root apical meristems Secondary phloem Secondary xylem Vascular cambium

Fig. 35-19 (a) Primary and secondary growth in a two-year-old stem Los anillos de crecimiento se pueden ver donde la madera vieja y la nueva se encuentran y se puede usar para estimar la edad del árbol. Epidermis Pith Cortex Primary xylem Primary phloem Vascular cambium Epidermis Primary phloem Cortex Vascular cambium Primary xylem Growth Vascular ray Pith Primary xylem Secondary xylem Vascular cambium Secondary phloem Primary phloem First cork cambium Cork Periderm (mainly cork cambia and cork) Growth Secondary phloem Bark Figure 35.19 Primary and secondary growth of a stem Vascular cambium Primary phloem Cork cambium Secondary xylem Late wood Early wood Periderm Secondary phloem Cork Secondary Xylem (two years of production) Vascular cambium 0.5 mm Secondary xylem Vascular cambium Secondary phloem Bark Primary xylem Most recent cork cambium Layers of periderm Vascular ray Growth ring Cork (b) Cross section of a three-year- old Tilia (linden) stem (LM) Pith 0.5 mm

Fig. 35-19b Secondary phloem Bark Vascular cambium Cork cambium Late wood Secondary xylem Periderm Early wood Cork 0.5 mm Vascular ray Growth ring (b) Cross section of a three-year- old Tilia (linden) stem (LM) 0.5 mm Figure 35.19 Primary and secondary growth of a stem El xilema secundario se acumula como madera; el floema secundario se pierde poco a poco y no se acumula.