Tema 4 La organización de las plantas: Sistemas de tejidos.

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1 Tema 4 La organización de las plantas: Sistemas de tejidos

2 Las células y los tejidos de las plantas  Las cormofitas o vegetales superiores (poseen cormo) sí poseen tejidos, los cuales se diferencian de los tejidos animales por la ausencia de sustancia intercelular y por la presencia de células muertas en algunos tipos.  Clasificación de los tejidos vegetales  Se clasifican en meristemáticos (sus células se dividen) y adultos (no se dividen).  A su vez los adultos se dividen en TRES sistemas: dérmico, fundamental, y vascular.

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4 1) Meristemáticos (meristemos): Los meristemos son tejidos que tienen a su cargo la formación de todos los demás tejidos de las plantas. Se encargan del crecimiento del vegetal. Están formados por células pequeñas dispuestas de forma compacta, con pared celular fina pocas vacuolas en el citoplasma y gran núcleo, ya que sus células se dividen muy activamente. Hay 2 tipos de meristemos: - Apicales o primarios: Se encuentran en los extremos de las raíces y tallos y en las yemas del tallo. Son los responsables del crecimiento en longitud - Secundarios o laterales: Son los que forman los anillos del tallo y raíz, por lo tanto se encargan del crecimiento en grosor de la planta. Se distinguen dos tipos: el cambium vascular (forma los tejidos conductores) y el cambium suberógeno (forma el suber). de la planta.

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6 2) Tejidos adultos: Se encuentran divididos en 3 sistemas: a) Sistema dérmico (protector): recubren la superficie de la planta para protegerla de las agresiones externas. Se distinguen 2 tipos principales de tejidos protectores: epidermis y suber. - Epidermis: es la encargada de proteger las partes más delicadas de las plantas, como las hojas, pétalos de flores, frutos, tallos jóvenes (o herbáceos). Está formado por una sola capa de células vivas, con paredes celulares muy delgadas y sin cloroplastos. La cara externa de esta capa se recubre por una sustancia cérea llamada cutina, formando la cutícula. Su función es evitar la pérdida de agua, ya que la cutícula esimpermeable. Como la planta necesita transpirar e intercambiar CO2 y O2 con la atmósfera, aparecen unas estructuras llamadas estomas que se pueden cerrar o abrir según las condiciones ambientales. Los estomas se abren o se cierran gracias a las variaciones de la presión osmótica en el interior de las células que lo forman.

7 En algunos casos aparecen pelos en la epidermis, los cuales están formados por una o más células. Sus funciones son muy variadas, desde proteger a la planta de la excesiva evaporación (pelos de los cactus) a absorber agua y sales minerales del suelo.

8 - Súber o corcho: se halla en la parte externa de los tallos y de las raíces de más de un año. Está formado por varias capas de células que se han ido recubriendo de suberina e incluso lignina, ambas son impermeables y provocan la muerte de estas células, quedando únicamente las paredes celulares vacías. Para facilitar el necesario intercambio gaseoso entre el vegetal y la atmósfera aparecen en el súber grietas crateriformes, visibles a simple vista (lenticelas).

9 b) Sistema fundamental: Constituyen la mayor parte de la masa vegetal. Están formados por células vivas, de pared delgada y con diversas funciones. Hay tres tipos de tejidos: - Parénquimas: Se encuentra en toda la planta. Según su función hay: P. clorofílico: células especializadas en la fotosíntesis (tienen numerosos cloroplastos, por lo tanto están en los tallos jóvenes y hojas. P. de reserva: células que almacenan sustancias de reserva (ej: almidón) en sus grandes vacuolas y en determinados tipos de plastos. Se encuentran en la médula y corteza de tallos y raíces, semillas, pulpa de frutos carnosos, tubérculos, etc. P. acuífero: sus células almacenan agua. Ej: cactus. P. aerífero: formado por células que forman cámaras llenas de aire que sirven para que las plantas acuáticas floten e intercambien gases con el entorno. P. de relleno: Actúa de relleno o unión entre unos tejidos y otros. - Colénquima: Formado por células vivas, alargadas, cuyas paredes están engrosadas irregularmente, gracias a lo cual puede absorber agua y nutrientes. Se localiza en las hojas y tallos jóvenes en crecimiento activo, a las que sirve de sostén. - Esclerénquima: Está constituido por 2 tipos de células muertas con las paredes celulares provocando una gran resistencia. Sirven de sostén a las partes ya desarrolladas.

10 c) Sistema vascular (tejidos conductores): Son los encargados del transporte de la savia por toda la planta. Están formados por células que constituyen tubos o vasos, que recorren el vegetal. Estos vasos se agrupan formando los 2 componentes del sistema conductor (vascular): floema y xilema.

11 - Xilema: Conduce la savia bruta (agua y sales minerales) desde las raíces hasta las hojas. Sus vasos están constituidos por células muertas (sólo quedan las paredes) con las paredes reforzadas con lignina. - Floema: conduce la savia elaborada (agua y materia orgánica) desde las hojas a todas las células no fotosintéticas de las plantas. Está formado por una serie de células vivas alargadas que constituyen los llamados tubos cribosos. Las células se comunican entre sí por unas cribas laminares (placa cribosa). Las cribas en las plantas de hoja caduca de taponan en otoño con una sustancia, de forma que se interrumpe el transporte. En primavera esta sustancia se disuelve y se restablece el transporte en la planta. En el floema de las angiospermas pueden encontrarse células secretoras y en el de gimnospermas pueden localizarse conductos resiníferos.

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13 2. La raíz

14 Tipos de raíz  Axonomorfa: están ramificadas en secundarias y terciarias. Son típicas de dicotiledóneas y gimnospermas.  Fasciculada: de una raíz primaria, crecen adventicias. Típicas de monocotiledóneas (cereales) y algunas dicotiledóneas.

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16 LA RAÍZ. CRECIMIENTO PRIMARIO  La raíz crece inicialmente en longitud debido a la actividad del meristemo apical, protejido por la cofia o caliptra, y sus células se organizan formando una estructura denominada primaria. Se dice entonces que la raíz está en crecimiento primario. Independientemente del grupo de plantas, una raíz primaria presenta una epidermis o rizodermis, en general uniseriada, que carece de estomas y presenta pelos radicales en la zona de maduración, región donde ya no hay actividad del meristemo apical.

17 Debajo de la epidermis está elcórtex, que en las raíces es característicamente ancho o muy ancho (mucho más que el del tallo) y está constituido por lo general por parénquima especializado en el almacenamiento aunque en las raices aéreas el parénquima puede ser clorofílico y en las raíces acuáticas se especializa como parénquima aerífero. Las célula s parenquimáticas del córtex dejan numerosos espacios intercelulares por los que circula el agua absorbida en los pelos y en la epidermis (vía apoplasto). Además, las células parénquimáticas se relacionan entre sí mediante plasmodesmos que permiten el paso de las sales minerales (vía simplasto).

18 Un rasgo distintivo de las raíces en crecimiento primario es la presencia en la capa más interna del córtex de laendodermis, formada por una sóla capa de células compactas con paredes primarias anticlinales parcialmente impregnadas con suberina. La endodermis forma una cinta denominada Banda de Caspary. Debajo de la endodermis nos encontramos con una o dos capas de células parenquimáticas de paredes muy delgadas que constituyen el periciclo, que conservan su capacidad meristemática y a partir de las cuales se forman los primordios de las raíces laterales. En el centro de la raíz nos encontramos los tejidos vasculares que en el caso de las raíces forman haces vasculares radiales, es decir, el xilema y el floema primarios se disponen en cordones separados y alternos. Según el número de cordones de xilema o floema podemos encontrarnos con raíces diarcas (2), triarcas (3), tetrarcas (4) típicas de dicotiledóneas o gimnospermas. (imagen de abajo a la derecha). Por el contrario, las raíces adventicias de las monocotiledóneas son poliarcas, en este caso, son numerosos los cordones de xilema y floema que se disponen de manera circular (imagen de arriba a la izquierda) Un rasgo distintivo de las raíces en crecimiento primario es la presencia en la capa más interna del córtex de laendodermis, formada por una sóla capa de células compactas con paredes primarias anticlinales parcialmente impregnadas con suberina. La endodermis forma una cinta denominada Banda de Caspary. Debajo de la endodermis nos encontramos con una o dos capas de células parenquimáticas de paredes muy delgadas que constituyen el periciclo, que conservan su capacidad meristemática y a partir de las cuales se forman los primordios de las raíces laterales. En el centro de la raíz nos encontramos los tejidos vasculares que en el caso de las raíces forman haces vasculares radiales, es decir, el xilema y el floema primarios se disponen en cordones separados y alternos. Según el número de cordones de xilema o floema podemos encontrarnos con raíces diarcas (2), triarcas (3), tetrarcas (4) típicas de dicotiledóneas o gimnospermas. (imagen de abajo a la derecha). Por el contrario, las raíces adventicias de las monocotiledóneas son poliarcas, en este caso, son numerosos los cordones de xilema y floema que se disponen de manera circular (imagen de arriba a la izquierda)

19 Sólo la raíz principal y las laterales más grandes de gimnospermas y dicotiledóneas tienen crecimiento secundario típico, que produce el crecimiento en grosor. El crecimiento secundario se inicia cuando el procambium y ciertas porciones del periciclo se diferencian a cambium vascular, que comienza su actividad originando floema secundario hacia el exterior y xilema secundario hacia el interior. De este modo la raíz secundaria adopta una estructura similar a la del tallo secundario. La mayor relación líber (floema)/leño de la raíz y unos anillos de crecimiento menos precisos son pequeñas diferencias que pueden distinguir ambos órganos. En la raíz, al igual que en el tallo, el cambium vascular está formado por dos tipos de células lasiniciales fusiformes y las iniciales radiales, las cuales originan grupos de células dispuestas de manera axial o vertical y células parenquimáticas dispuestas de manera horizontal, respectivamente. La formación de la peridermis ocurre a partir del meristemo felógenodespués de que haya comenzado la formación del tejido vascular. LA RAÍZ. CRECIMIENTO SECUNDARIO

20 Las estructuras que nos encontramos en una raíz secundaria desde la superficie hasta el interior son las siguientes: Epidermis/córtex/peridermis: Puede haber raíces con crecimiento secundario más o menos desarrollado. Las menos desarrolladas poseen epidermis y un córtex superficial formado principalmente por tejido parenquimático, denominado parénquima cortical. En las raíces con crecimiento secundario avanzado la epidermis y el córtex se sustituyen por la corteza o peridermis que es un tejido de protección producido por el meristemo denominado felógeno. Éste es un meristemo lateral que procede enteramente del periciclo. Floema secundario: Se forma a partir del cambium vascular, hacia la parte exterior. Su formación provoca que el floema primario se separe del cambium vascular. Cambium vascular: Es el meristemo lateral principal responsable del crecimiento en grosor de la raíz. Produce floema secundario hacia el exterior y xilema secundario hacia el interior. Conforme la raíz va creciendo en grosor el cambium vascular se va alejando del eje central. Xilema secundario: Producido por el cambium vascular. Forma la madera y en las raíces gruesas es tejido muerto. El xilema secundario más reciente es el más superficial. Xilema primario: Se encuentra en la parte más interna de la raíz y se produjo durante el crecimiento primario. Es tejido muerto.

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22 Adaptaciones de la raíz

23 3.El tallo

24 Tipos de tallos

25 EL TALLO. CRECIMIENTO PRIMARIO  El tallo crece en longitud formando al mismo tiempo los órganos laterales (hojas, flores y frutos), pero este crecimiento no sólo se debe a los meristemos apicales sino que intervienen activamente los meristemos intercalares  El tallo crece en longitud formando al mismo tiempo los órganos laterales (hojas, flores y frutos), pero este crecimiento no sólo se debe a los meristemos apicales sino que intervienen activamente los meristemos intercalares  En general, en un tallo que está en crecimiento primario observamos desde su superficie hasta su eje central los siguientes tejidos:  Epidermis. Es una lámina, habitualmente formada por una sola capa de células que presentan cutina y ceras en sus paredes. Es común encontrarse estomas y tricomas, pero generalmente en menor número que en las hojas.  Córtex. Es una capa de células que se dispone inmediatamente debajo de la epidermis. Sus células son parenquimáticas y pueden ser fotosintéticas o de almacenamiento. Generalmente la región más externa del córtex lo ocupa un tejido de sostén, colénquima o esclerénquima, como en el caso de monocotiledóneas. Ocasionalmente en el córtex encontramos esclereidas, células secretoras, y en unos pocos grupos de plantas aparecen estructuras especilizadas como los laticíferos

26 Tejidos vasculares. Los tallos en crecimiento primario de los diferentes grupos de plantas se diferencian entre sí por la disposición de los tejidos vasculares, los cuales se agrupan formando haces colaterales, es decir, el floema primario es externo en relación al xilema. Así, en una monocotiledónea los haces se disponen aislados y dispersos en el parénquima. Sin embargo, en las dicotiledóneas y gimnospermas el floema y el xilema se encuentran formando un círculo dejando entre ellos un parénquima denominado interfascicular. Médula. Es una región que ocupa la parte más interna del tallo, que puede estar hueca u ocupada por tejido parenquimático.

27 EL TALLO. CRECIMIENTO SECUNDARIO  El crecimiento secundario del tallo es una consecuencia de la actividad del cambium vascular. Es propio de las plantas gimnospermas y de la mayoría de las dicotiledóneas. Muy pocas monocotiledóneas lo presentan y ninguna pteridofita (helechos y afines).  Durante el cambio de crecimiento primario a secundario, lo primero que ocurre es la formación del meristemo denominado cambium vascular a partir del procambium y de la desdiferenciación del parénquima interfascicular. El cambium vascular completamente desarrollado tiene generalmente forma de cilindro completo, sus células se dividen y diferencian originando floema secundario hacia fuera y xilema secundario hacia dentro. De esta manera los tejidos vasculares primarios, formados previamente, van alejándose uno de otro y sobresalen de los cilindros de tejido vascular secundario como pequeños grupos a modo de uñas.  La actividad anual del cambium vascular produce unos anillos de crecimiento anuales que quedan internos al propio meristemo, por lo que el cambium vascular progresivamente se aleja del eje del tallo. Esto es lo que produce el crecimiento en grosor de los tallos. Los elementos más antiguos producidos por el cambium vascular son los más alejados y los recién formados están en contacto con el cambium. En los tallos leñosos aparecerá posteriormente otro meristemo más superficial que es el felógeno, del cual deriva la peridermis o corteza del tallo, y que sustituye a la epidermis existente hasta ese momento.

28 En las plantas dicotiledóneas herbáceas es normal que el cambium vascular no forme tejidos de manera homogénea en toda la circunferencia del tallo. En estos casos el cambium fascicular (localizado entre los vasos conductores) es el único que forma vasos, mientras que el cambium interfascicular sólo produce un tipo celular especializado denominado fibras. Así se forma un anillo de xilema que no es homogéneo sino que tiene sectores especializados en la conducción y sectores especializados en funciones de tipo mecánico. En otros casos, como la vid, el cambium interfascicular sólo da parénquima. En un tallo con crecimiento secundario típico nos encontramos con las siguientes estructuras desde fuera hacia adentro: Peridermis: Se produce por el meristemo felógeno. Aparece en los tallos con crecimiento secundario desarrollado. Está producida por el meristemo lateral denominado felógeno. La parte más externa o súber se convierte en lo que vulgarmente denominamos corteza. Es el tejido más superficial y sirve de protección al tallo. Floema secundario: Producido por el cambium vascular hacia la superficie del tallo. Las partes más viejas, las más externas, van degenerando progresivamente y formando parte de la corteza. El floema secundario, próximo al cambium vascular, el más reciente, está formado por células parenquimáticas, tubos cribosos y células acompañantes. Cambium vascular: Meristemo lateral responsable de la producción de xilema y floema secundarios. Xilema secundario: Producido por el cambium vascular hacia el interior de la planta. Es el tejido que va conformando la mayor parte de la madera de los troncos y el cual muestra los anillos de crecimiento anules. En su mayor parte es tejido muerto. En las zonas próximas al cambium, las más recientes, el xilema secundario está formado por células parenquimáticas, fibras de esclerénquima, traqueidas y elementos de los vasos. Médula: Es tejido localizado en la parte más interna del tallo, formado por células parenquimáticas. Se encuentra rodeada por el xilema primario. En los tallos leñosos es tejido muerto y su diámetro es de unos pocos milímetros.

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30 4. La hoja

31 Tipos de hojas

32 Estructura interna de la hoja  En general, en cuanto a la disposición de los tejidos, podemos hablar de una estructura primaria sencilla que histológicamente consta de:  En general, en cuanto a la disposición de los tejidos, podemos hablar de una estructura primaria sencilla que histológicamente consta de:  Epidermis cutinizada, se habla de una epidermis del haz o adaxial con capas muy fuertes de cutina y cera, y, por lo general sin estomas, y una epidermis del envés o abaxial, menos engrosada y con gran densidad de estomas. Debajo de la epidermis del haz nos encontramos con el mesófilo o tejido parenquimático. Suelen distinguirse dos tipos: el clorofílico y el lagunar. El parénquima clorofílico, es el tejido fotosintético con células que contienen una gran cantidad de cloroplastos. Sus células son alargadas y se disponen perpendiculares a la superficie epidérmica y por ello se habla de parénquima en empalizada. Mientras, en la zona del envés las células son más resondeadas y con espacios intercelulares, hablamos entonces de parénquima lagunar. Aunque en algunos casos es difícil distinguir entre estas dos partes del mesófilo y su aspecto es homogéneo. Los haces vasculares o nervios se disponen de diferente manera según el tipo de hoja. Su manera de organizarse se denominada nerviación de la hoja. Aparte de transportar a la planta las sustancias carbonadas elaboradas en el mesófilo mediante la fotosíntesis y de llevar a la hoja agua y sales minerales desde el tallo, actúan como varillas que dan soporte a la hoja.  Como ejemplos típicos de hojas vamos a analizar las diferencias entre las dicotiledóneas y gimnospermas.

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