Tema 12El proceso de relación en plantas

1.- INTRODUCCIÓN

La función de relación consiste en la capacidad que tienen los seres vivos para captar estímulos de los medios externo e interno y elaborar respuestas adecuadas que aseguren su supervivencia

Las hormonas vegetales se denominan fitohormonas y son producidas por células de secreción que no forman glándulasPresentan dos diferencias fundamentales con respecto a las hormonas animales:

-Las hormonas animales se producen en órganos específicos llamados glándulas, mientras que las vegetales se elaboran en células no especializadas distribuidas de manera difusa. - Las hormonas animales ejercen una acción y efecto fisiológicos específicos, mientras que la acción de las hormonas vegetales es menos específica debido a las interacciones que se producen entre todas ellas, así, una misma hormona puede producir efectos contrarios si la concentración presente es distinta.

2.- HORMONAS VEGETALES

Su acción principal es la de producir turgencia a las células por lo que sufren un alargamiento; el efecto inmediato es el de crecimiento en longitud del tallo.

Además regula fototropismo y geotropismo

Estimula la producción de etileno en los frutos

1.- AuxinasSon hormonas que se sintetizan en los meristemos terminales del tallo desde donde se difunden hacia las partes inferiores de las plantas.

2.- Giberelinas Se sintetizan en los tallos, raíces, hojas jóvenes, semillas y frutos en desarrollo produciendo el alargamiento entre nudos por favorecer el crecimiento en número y en tamaño de las células. También son estimuladoras de la germinación de las semillas por su intervención en el mecanismo de acción de enzimas que hidrolizan el almidón y las proteínas del albumen.

Inducen la formación de flores y frutos

- Inhibir el crecimiento de yemas axilares- Formación de las raíces en esquejes- Retardar la caída de hojas y frutos

3 -Citocininas

4.- Etileno Se produce en todos los tejidos de las plantas Su acción es la de inhibir el crecimiento de la planta. Se produce especialmente en los frutos; al ser de naturaleza gaseosa se libera al exterior provocando la maduración de los frutos cercanos. Otro efecto es el de estimular la caída de los frutos maduros y de las hojas .

Se producen en las raíces y se difunden al resto de la planta; su acción es la de estimular la multiplicación y diferenciación celular por lo que producen un efecto de crecimiento en longitud del tallo pero a diferencia de las auxinas, estimulan el desarrollo de las yemas laterales.Retardan el envejecimiento y caída de las hojas

Estimula la síntesis de clorofila

5.- Ácido AbscísicoSe sintetiza en las hojas desde donde se difunde a los demás órganos; su función es inhibidora del crecimiento de la planta, del desarrollo de las semillas y los frutos.

El cierre y apertura de los estomas está en relación con esta hormona, ya que cuando hay escasez de agua, aumenta la concentración de ácido abscísico, lo que induce al cierre de los mismos, lo que evita su pérdida por transpiración. Está, asimismo en relación con el letargo invernal de los árboles de hoja caduca, de manera que aumenta su concentración en las hojas a medida que disminuye la duración del día, lo que provoca la caída de las mismas.

3.-RESPUESTAS VEGETALESLas respuestas elaboradas ante las variaciones del medio están en relación con la actividad de las hormonas y pueden ser respuestas de movimiento, o de crecimiento y desarrollo.Los movimientosSon respuestas ante estímulos externos, tales como la luz, sustancias químicas, presión, etc. Hay diversos tipos de movimientos cuya diferencia radica en la duración y en el mecanismo en el que están basados:

a) Tropismos Movimientos duraderos basados en el crecimiento por alargamiento de una parte de la planta ante la influencia de estímulos externos. Pueden ser positivos, si están dirigidos hacia el centro de procedencia del estímulo, o negativos, si el crecimiento es en sentido opuesto.

Se pueden distinguir cinco principales tropismos:a) Quimiotropismo en este caso, el movimiento de orientación del vegetal, es provocado por la presencia de sustancias químicas, como sales disueltas, anhídrido carbónico, oxígeno, etc. Este comportamiento permite que el vegetal tenga un encuentro más directo con dichas sustancias.

Fototropismo es aquella respuesta a un estímulo luminoso. Las plantas necesitan luz para realizar la fotosíntesis y así elaborar los compuestos orgánicos. Por eso responden creciendo hacia ella. El fototropismo positivo de tallos y negativo de raíces se producen como consecuencia del control de las auxinas , se trata de respuestas muy valiosas para las plantas por cuanto consiguen la luz imprescindible para la fotosíntesis en el primer caso y el agua y sales presentes en el suelo en el segundo.

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Geotropismo o gravitropismo es aquella respuesta a un estímulo referente a la fuerza gravitatoria de los cuerpos. Es decir, el tallo crecerá siempre hacia arriba para encontrar la luz necesaria para la fotosíntesis; las raíces hacia la tierra, allí encontrarán el agua y las sales minerales. También controlado por las auxinas Las plantas detectan la fuerza de la gravedad mediante unas células especializadas estatocistos que se encuentran en la cofia de la raíz y en el ápice de los tallos

- Hidrotropismo corresponde a un movimiento del vegetal hacia zonas húmedas, donde se encuentra el agua. Frente a este estimulo la raíz manifiesta una clara respuesta positiva, por lo cual se habla de un hidrotropismo positivo. Se puede considerar un tipo de quimitropismo

-Tigmotropismo movimiento de crecimiento orientado bajo la influencia del contacto físico. Ejemplo: los tallos que tienden a crecer en torno a un soporte como ocurre con la parra. Por lo tanto, poseen tigmotropismo positivo; las raíces en cambio , son negativas lo que les permite eludir obstáculos que se presentan en el terreno, tales como piedras y rocas.

b)Nastias

Movimientos rápidos y reversibles de alguna parte de la planta producidos como respuesta a factoresexternos, tales como temperatura , la luz o la presión por contacto. Es el caso del cierre y apertura de algunas flores durante el día y la noche, o el cierre rápido de las hojas al percibir movimientos bruscos (seismonastias).Están basados en las variaciones de turgencia de las células por cambios de permeabilidad de sus membranas

4.- DESARROLLO EN PLANTAS

a)Crecimiento y diferenciación en plantasCrecimiento es el aumento de la masa de la planta y está determinado por dos procesos diferentes: la división celular y la elongación de las células por dilatación

La división celular está regulada principalmente por las citocininas y el aumento de las células en los tejidos produce el crecimientoLa diferenciación se consigue gracias a una fina regulación a nivel molecular determinada por fitohormonas y factores externos

Elongación: Las células consiguen alargarse porque aumentan de volumen al absorber agua , que almacenan en sus vacuolas. La entrada del agua ejerce una presión sobre la pared que al extenderse permite el crecimiento de la célula. Este proceso está mediado por las auxinas que inducen la pérdida de rigidez de la pared celular

b) Fases del desarrollo de una planta1.- Germinación de la semillaLa semillas son estructuras reproductivas de la planta que aseguran la perpetuación de la especie, protegen al embrón ya seguran la dispersión de la plantaDesde que se forma la semilla hasta que germina existe un período de espera que se denomina fase de latencia o dormición

Cuando la condiciones del medio son favorables se produce la germinación ( desarrollo y crecimiento del embrión) y estas condiciones son detectadas por la acción de dos hormonas que actúan secuencialmente:

- El ácido abscísico impide el crecimiento del embrión y favorece el almacenamiento de sustancias de reserva

- Las giberelinas estimulan la germinación porque inducen la formación de enzimas hidrolíticas como la amilasa

Una vez el embrión rompe los tejidos que lo protegen la plántula necesitas los geotropismos y fototropismos controlados por las auxinas

2.-Crecimiento vegetativoComienza cuando la plántula es capaz de absorber agua y sales minerales del suelo y transformarlas en materia orgánica mediante la fotosíntesis

Las auxinas estimulan el crecimiento apical del tallo y el crecimiento y ramificación de las raíces que producen citocininas que promueven el desarrollo del aparato fotosintético de las plantas : ramas laterales, hojas y clorofilaLas giberelinas también promueven el crecimiento en longitud del tallo

3.-FloraciónUna vez que la planta alcanza la madurez, comienza su fase reproductiva con la formación de las floresSegún los requerimientos de luz para florecer, las plantas se clasifican en:

a) Plantas de día corto (PDC) son aquellas que requieren fotoperiodos cortos, es decir no rebasar un máximo de horas diarias de iluminación para poder florecer; como por ejemplo el crisantemo, la soja o el tabaco

b) Plantas de día largo (PDL): aquellas que requieren fotoperiodos largos, es decir, rebasar un mínimo de horas diarias de iluminación para poder florecer. Ejemplo: lechuga, avena o zanahoria

c) Plantas de día neutro (PDN): florecen independientemente de la duración del fotoperiodo ejemplo patata, judía y algodón

La inducción de la floración comienza cuando el meristemo vegetativo, responsable de la formación de raíces , hojas o tallos, pasa a ser meristemo floral. Los cambios vienen por la acción combinada de dos sustancias: un pigmento presente en las hojas denominado fitocromo y otras sustancias que actúan como hormonas y viajan desde las hojas donde se forman, hasta las yemas , induciendo la floración denominadas florígenos

4.-formación de la semilla y el frutoUna vez formada la flor, se produce el transporte de los granos de polen al ovario (polinización) y la unión del gameto femenino y el masculino (fecundación), dándose lugar a una semilla y al desarrollo de un fruto. Las citocininas son las responsables del desarrollo de la semilla.

Las auxinas o giberelinas liberadas por el polen estimulan al ovario para que comience a convertirse en fruto. Las semillas en desarrollo liberan más auxinas o giberelinas y continúan con este proceso, y así se sigue acumulando almidón y otros nutrientes en el fruto.

El etileno es la hormona responsable de la maduración de los frutos. La planta necesita que los frutos maduren cuando ha terminado el desarrollo de las semillas. El etileno descompone la clorofila de los frutos y favorece la hidrólisis del almidón en azúcares. De esta manera, se obtienen frutos dulces, más blandos y de colores brillantes, que resultan muy atractivos para los animales que los ingerirán, y diseminarán las semillas maduras

5.- Senescencia o envejecimiento de los frutos y otros órganosUna vez que el fruto ha madurado, se produce su caída o abscisión, y la planta se prepara para pasar el invierno. La caída de frutos, hojas y flores se ve favorecida por la presencia de ácido abscísico y etileno. Estas hormonas estimulan la formación de la zona de abscisión, una capa delgada de células que se sitúa cerca de la unión del tallo con las hojas y frutos. Estas células, bajo la acción hormonal, producen enzimas que digieren la pared celular de los tejidos viejos y provocan su caída.