TEMA 12: LA RELACIÓN EN LAS PLANTAS

La función de relación Capacidad de los seres vivos para captar estímulos del medio externo o interno, y elaborar respuestas adecuadas. Las plantas tienen células receptoras en la epidermis: Fotorreceptores Termorreceptores Mecanorreceptores Etc.

La función de relación Se han reconocido algunos receptores de estímulos: Fitocromo: Pigmento sensible a la luz, detecta la duración del día e induce la síntesis de hormonas para la floración (plantas de día largo florecen en verano). Estatocitos: Células que detectan la gravedad, gracias a los amiloplastos. Detectan la posición del tallo y desencadenan respuestas que dirigen el crecimiento en el sentido correcto (raíz hacia abajo, tallo hacia arriba) Células sensibles al tacto: Desencadenan respuestas hormonales o movimientos rápidos (mimosa)

Las hormonas vegetales Tambien llamadas fitohormonas. Se sintetizan en respuesta a estímulos como la humedad, la temperatura, la gravedad, la luz y el contacto con objetos. Circulan por los vasos conductores del floema y el xilema, o de célula a célula por difusión o transporte activo. Son activas en cantidades pequeñísimas.

Hormonas vegetales: Auxinas Químicamente es el ácido indolacético. Fue estudiada por primera vez por Charles Darwin y su hijo Francis en 1881. El experimento es el siguiente: Las plántulas de alpiste o de avena crecen curvadas hacia la luz si ésta les llega de lado. Si el ápice se cubre con un cono metálico no se produce la curvatura. Si se cubre con un cono de vidrio transparente sí que hay curvatura. Si se cubre con un anillo metálico una zona del tallo por debajo del ápice, también se produce la curvatura. La conclusión obtenida es que la curvatura es debida a la influencia del ápice.

Hormonas vegetales: Auxinas En 1926, Went demuestra que esa influencia del ápice es debida a un estímulo químico, al que llamó auxina. El experimento es el siguiente: Se cortan los ápices de plántulas de avena y se colocan las superficies de corte una hora sobre láminas de agar. El agar se corta en pequeños cubos y se colocan, descentrados, sobre los ápices decapitados que habían sido mantenidos en la oscuridad. Al cabo de una hora se observa una curvatura hacia el lado contrario al del bloque de agar.

Hormonas vegetales: Auxinas Efectos de la auxina: Inhibe el crecimiento de las yemas laterales del tallo. Promueve el desarrollo de raíces laterales. Promueve el crecimiento del fruto. Produce el gravitropismo (crecimiento en función de la fuerza de gravedad), en combinación con los estatocitos (células especializadas en detectar la fuerza de gravedad, por contener amiloplastos). Retrasa la caída de las hojas. Puede actuar como herbicida.

Hormonas vegetales: Giberelinas Se encuentran en todos los órganos, pero sobre todo en las semillas inmaduras. La más conocida es el ácido giberélico. Efectos: Producen un incremento en el crecimiento del vástago. Estimulan la división celular y afectan a hojas y tallos. Inducen la germinación de las semillas. En plantas con morfología juvenil diferente de la adulta, modifican esta última y vuelve a la juvenil. Inducen la floración en algunas plantas en roseta. Estimulan la germinación del polen y pueden producir frutos partenocárpicos.

Hormonas vegetales: Citoquininas Regulan el ciclo celular, estimulando la división celular. Se han encontrado en órganos con tejidos que se dividen de forma activa: semillas, frutos y raíces. Efectos: En combinación con la auxina, regula la morfogénesis (formación de tejidos) en cultivos de tejidos. Retrasan la senescencia (envejecimiento de las hojas) al retrasar la inactivación del ADN, permitiendo la síntesis de clorofila.

Hormonas vegetales: Ácido abscísico Producido en hojas y frutos. Está relacionado con la capacidad de ciertas plantas para restringir su crecimiento o su capacidad reproductora en épocas desfavorables. Induce la latencia de yemas y semillas, en climas fríos. Inhibe el crecimiento de los tallos. Induce la senescencia de las hojas. Controla la apertura y cierre de los estomas, previniendo la pérdida de agua por transpiración.

Hormonas vegetales: Etileno En el s. XIX se observó que el gas que escapaba de las farolas de iluminación producía la defoliación de los árboles de las calles. Es un gas liberado por los tejidos de la planta. Es activado por altas concentraciones de auxinas, o por ambientes estresantes como heridas, polución atmosférica, encharcamiento, etc. La exposición de plántulas a ese gas produce reducción de la elongación del tallo, incrementa el crecimiento lateral, y produce un anormal crecimiento horizontal de la plántula. Efectos: Acelera la maduración de los frutos. Promueve la caída de hojas, flores y frutos (abscisión). Produce curvatura de las hojas hacia abajo (epinastia). Induce la formación de raíces en hojas, tallos y pedúnculos florales. Induce la feminidad en flores de plantas monoicas (las que tienen flores masculinas y femeninas sobre el mismo individuo).

Movimientos en las plantas: Tropismos. Movimientos de crecimiento dirigidos por estímulos externos. Transformación permanente. Pueden ser positivos (de acercamiento al estímulo) o negativos (de alejamiento). Si el crecimiento ocurre en la misma dirección que el estímulo se llama ortotropismo; si ocurre con cierta inclinación, plagiotropismo.

Fototropismo Crecimiento de la planta, influenciado por un estímulo luminoso. Cada parte de ella responde de distinta forma a este estímulo. Los tallos tienen fototropismo positivo, y las hojas y ramas tienen plagiotropismo. Las raíces tienen fototropismo negativo. Controlado por auxinas.

Fototropismo En los tallos, la luz inhibe la síntesis de la hormona, y la zona no iluminada crece más. El tallo se curva hacia la luz. En las raíces, la mayor concentración de auxinas inhibe el alargamiento y la raíz se curva en sentido contrario (alejándose de la luz). Auxinas Estimulación del crecimiento Inhibición del crecimiento

Geotropismo Crecimiento de la planta inducido por la fuerza de gravedad. El tallo tiene geotropismo negativo y la raíz lo tiene positivo. También está controlado por las auxinas. Los receptores son los estatocistos.

Geotropismo

Geotropismo Los estatocitos se encuentran en el ápice del tallo y en la cofia de la raíz. La presión de los amiloplastos produce la apertura de canales de Ca+2 El cambio de concentración de este ión estimula la síntesis de auxinas y por lo tanto el crecimiento.

Tigmotropismo Crecimiento desigual que produce curvatura de tallos o zarcillos alrededor de un soporte, en plantas trepadoras. Tienen células que perciben el contacto.

Quimiotropismo Crecimiento motivado por la presencia de sustancias químicas. Las raíces suelen tener quimiotropismo positivo o negativo, según la sustancia. Hidrotropismo: las raíces se acercan al agua. Aerotropismo: se dirigen a zonas aireadas. Desarrollo del tubo polínico hacia el ovario. Tallos de cuscuta son atraídos por sustancias volátiles de los hospedantes.

Nastias Movimientos rápidos que pueden ser reversibles cuando cesa el estímulo. No influye la dirección del estímulo. Afecta a órganos planos como los pétalos y hojas tiernas y órganos de crecimiento longitudinal, como ramas, hojas, zarcillos, etc. Se clasifican de acuerdo con el estímulo que lo desencadena.

Fotonastia Respuesta a la luz. Apertura de flores al amanecer o al anochecer (Dondiego de noche). Algunas plantas cierran sus hojas de noche.

Termonastia Respuesta a la temperatura. La flor del azafrán (Crocus sativus) se cierra cuando hace frío.

Sismonastias Cierre de las hojas por contacto con un objeto. Mimosa pudica, Dionaea muscipula. En la base de las hojas hay un grupo de células llamadas pulvínulos, que producen la curvatura de los foliolos por cambios en la turgencia de las células.

Desarrollo en plantas Implica crecimiento y diferenciación celular. El crecimiento se debe a: División celular: Se produce cuando la célula llega a un cierto tamaño. Ocurre en los tejidos meristemáticos y está regulada por citoquininas. Elongación celular: Se produce cuando la célula absorbe agua; ésta ejerce presión sobre la pared celular y se alarga. Regulado por auxinas.

Fases del desarrollo Germinación de la semilla Crecimiento vegetativo Floración Formación de la semilla y el fruto Senescencia

Germinación de las semillas Permanecen en fase de latencia mientras duran las condiciones adversas (invierno). La germinación se produce cuando las condiciones son favorables (primavera) por la acción de dos hormonas: Ácido abscísico: Inhibe el crecimiento del embrión. Las bajas temperaturas la destruyen y germinan cuando aumenta la temperatura. Giberelinas: Inducen la formación de enzimas hidrolíticos que actúan sobre las sustancias de reserva, movilizándolas. La plántula germina en la dirección correcta gracias a la acción de las auxinas.

Crecimiento vegetativo La plántula absorbe agua y sales minerales del suelo y realiza la fotosíntesis. Crece en longitud y en grosor y aparecen órganos especializados. El equilibrio entre raíces y parte aérea se debe a las hormonas: Auxinas y citoquininas: Las auxinas estimulan el crecimiento apical del tallo y de las raíces. Las raíces producen citoquininas que provocan el desarrollo de ramas laterales y hojas. Giberelinas: También producen crecimiento en longitud del tallo.

Floración Debe producirse con tiempo suficiente para que la semilla se desarrolle antes del frío. En muchos casos la floración depende del fotoperíodo (relación entre horas de luz y horas de oscuridad)

Floración Plantas de día corto: florecen a comienzos de primavera o en el otoño, cuando las noches son relativamente largas y el día relativamente corto. Crisantemos, tabaco, flor de Pascua. Plantas de día largo: florecen generalmente en el verano, cuando las noches son relativamente cortas y los días relativamente largos. Lechuga, espinaca, zanahoria. Plantas de día neutro: No les afecta el fotoperiodo. Judía, algodón.

Floración La inducción de la floración se debe a dos sustancias: el fitocromo y los florígenos. El fitocromo se presenta en dos formas: Pfr, activa, sensible a luz del rojo lejano. Induce floración en plantas de día largo e inhibe la floración de plantas de día corto. Pr, inactiva, sensible al rojo cercano.

Floración El fitocromo se sintetiza como Pr, y durante el día la luz lo convierte en Pfr. Durante la noche el Pfr se convierte en Pr. Cuando las noches son largas, el Pfr se degrada lo suficiente para no inhibir la floración de las plantas de día corto. Cuando las noches son cortas, queda suficiente Pfr para inducir la floración en plantas de día largo. Los florígenos son sustancias desconocidas que actúan como hormonas. Se sintetizan en las hojas y viajan hasta las yemas donde inducen la floración.

Formación del fruto y la semilla Polinización: proceso por el cual los granos de polen situados en las anteras de los estambres, son transportados hacia los carpelos. Fecundación: proceso de unión del gameto masculino (tubo polínico) y el femenino (óvulo)

Formación del fruto y la semilla. Regulado por las hormonas: Citoquininas: Desarrollo de la semilla. Auxinas o giberelinas: Liberadas por el polen, estimulan el desarrollo del fruto. Las semillas también liberan estas hormonas. Etileno: Responsable de la maduración del fruto. Descompone la clorofila y favorece la hidrólisis del almidón.

Senescencia Caída o abscisión de hojas, frutos y otros órganos. El etileno y el ácido abscísico estimulan la formación de la zona de abscisión. Sus células producen enzimas que digieren la pared celular y provocan la caída del órgano.