Tejidos Vegetales: Estructura y Función
Meristemos
- Células que lo componen: Células no diferenciadas que se dividen activamente, denominadas células totipotentes (capaces de dar lugar a todos los tejidos vegetales).
- Característica principal del tejido: Aspecto poliédrico y equidimensional, presencia de vacuolas pequeñas y abundantes, así como una pared celular delgada, sin pared secundaria.
- Función que desempeñan: Responsables del crecimiento vegetal, permitiendo el crecimiento permanente de las plantas.
- Tipos y localización en la planta: Tres tipos de meristemos según su localización:
- Meristemo apical o primario (permite el crecimiento en longitud de la planta).
- Meristemo intercalar.
- Meristemo lateral o secundario (responsable del crecimiento en espesor).
Parénquima
- Células que lo componen: Célula parenquimática.
- Característica principal del tejido: Formado por células relativamente grandes, con pared celular fina, y no suele tener células especializadas.
- Función que desempeñan: La fotosíntesis, el almacenamiento, la elaboración de sustancias orgánicas y la regeneración de tejidos. Son capaces de desdiferenciarse (volver al estado meristemático, volviendo a una célula más primitiva).
- Tipos y localización en la planta: Se encuentra en la corteza y en la médula de tallos y raíces, en el mesófilo de las hojas, en la pulpa de los frutos y en el endospermo de las semillas.
- Parénquima clorofílico.
- Parénquima aerífero.
Tejidos de Sostén
Colénquima
- Células que lo componen: Células colenquimáticas.
- Característica principal del tejido: Las células están vivas porque el engrosamiento de la pared no es homogéneo y permite el intercambio de sustancias.
- Función que desempeñan: Proporcionar estructura y dar forma a la planta.
- Localización en la planta: Tallos, ramas, hojas y estructuras florales.
Esclerénquima
- Células que lo componen: Células esclerenquimáticas.
- Característica principal del tejido: La pared se vuelve más gruesa y dura (lignificada), por lo que las células maduras mueren (debido a que la pared se vuelve tan gruesa que impide el intercambio de sustancias).
- Función que desempeñan: Dar estructura a la planta, formando tejidos más duros.
- Localización en la planta: Tallos, ramas y raíces leñosas.
Tejidos Conductores
Nota: Los tejidos conductores no existen en Briófitos.
Savia bruta: Savia sin transformar, formada en las raíces al absorber agua y nutrientes.
Savia elaborada: Formada después de la fotosíntesis, se dirige al resto de la planta.
Las plantas no tienen órgano propulsor; utilizan propiedades fisicoquímicas del agua.
Xilema
- Células que lo componen: Traqueidas, elementos vasculares y fibras de esclerénquima. A veces pueden presentar células parenquimáticas de almacenamiento.
- Característica principal del tejido: Circula la savia bruta desde las raíces hasta las zonas fotosintéticas. La savia circula vía simplasto, atravesando las punteaduras (huecos entre células).
- Función que desempeñan: Transporte de la savia bruta.
- Localización en la planta: En toda la planta, con distinta distribución según la parte de la planta.
Floema
- Células que lo componen: Células y tubos cribosos.
- Característica principal del tejido: Posee poros para facilitar el paso de las savias. Contiene células parenquimáticas y fibras de esclerénquima.
- Función que desempeñan: Transporte de la savia elaborada.
- Localización en la planta: Desde las células fotosintéticas al resto de la planta. Presente en toda la planta, con distinta distribución según la parte de la planta.
Tejidos de Protección
Forman el límite externo de la planta.
Epidermis
- Células que lo componen: Células epidérmicas.
- Característica principal del tejido: Células fuertemente unidas, sin dejar espacio intercelular, generalmente sin cloroplastos. Puede impregnarse de distintas sustancias que le dan protección: cutina (formando una capa de cutícula), ceras, suberina o lignina. La epidermis se puede modificar para formar las células oclusivas de los estomas o los pelos epidérmicos denominados tricomas. Estos pelos retienen el agua, facilitando su captura por la planta.
- Función que desempeñan: Protección.
- Localización en la planta: En toda la planta.
Peridermis
- Células que lo componen: Células peridérmicas.
- Característica principal del tejido: Puede formar el corcho.
- Función que desempeñan: Protectora.
- Especializaciones: Suberina.
- Localización en la planta: Zonas de crecimiento secundario (engrosamiento).
Tejidos Glandulares
- Células que lo componen: Células glandulares.
- Función que desempeñan: Secreción. Liberan sustancias al exterior (agua, néctar, sal y/o sustancias urticantes, aceites esenciales) e interior (señales químicas simulando hormonas). En algunos casos, son sustancias que se acumulan porque no han sido liberadas al exterior.
Fisiología Vegetal: Transporte y Nutrición
Mecanismo de Ascenso de Fluidos
¿Por qué suben los fluidos?
El ascenso se debe a la diferencia de presiones, basado en la teoría de Tensión-Transpiración-Cohesión, mecanismo que sustituye al órgano propulsor presente en los animales.
Mediante mecanismos de la planta que generan cambios de presión, los líquidos suben desde la raíz a las zonas fotosintéticas. Los fluidos tienden a moverse de donde hay más presión a donde hay menos.
En la zona baja (raíz), el agua entra por ósmosis a las células, aumentando su volumen y, por ende, la presión. El agua tiende a ir al centro de la raíz, donde están los tejidos conductores.
Otra razón por la que aumenta la presión es la acción de las Bandas de Caspary, anillos impermeables en algunos puntos de la raíz. En las zonas permeables, el agua se acumula, aumentando la presión en esa parte. Esto crea una gran diferencia de presión, ya que en la parte superior de la planta no existen estos anillos. Además, la expulsión de vapor de agua (transpiración) disminuye la presión en la parte superior.
Todo esto provoca el movimiento de fluidos a través de los capilares (capilaridad).
Etapas de la Nutrición Vegetal
- Absorción de agua y sales minerales: Agua por ósmosis (vía apoplástica o simplástica); sales por transporte activo.
- Transporte de savia bruta: Por el xilema, desde la raíz a las zonas fotosintéticas.
- Intercambio de gases: En los estomas. La transpiración es necesaria para conseguir CO₂.
- Fotosíntesis: Adquisición de materia orgánica a través del CO₂.
- Transporte de savia elaborada: Hacia zonas de reserva o donde se necesite.
- Excreción: Ocurre por toda la planta.
Fotosíntesis: Generación de Moléculas Orgánicas
La fotosíntesis genera moléculas orgánicas gracias a la luz y moléculas inorgánicas.
Fases de la Fotosíntesis
- Fase Lumínica: Transformación de energía lumínica en energía química (ATP y NADPH).
- Fase Oscura (Ciclo de Calvin): Síntesis de moléculas orgánicas utilizando ATP y poder reductor.
Fase Lumínica Cíclica
Un fotón excita el Fotosistema I. Este cede electrones (e⁻) a la primera cadena de transporte. Los e⁻ vuelven al Fotosistema I. La energía liberada se utiliza para que los protones (H⁺) entren a la membrana del tilacoide. Los protones salen por la ATP sintasa, produciendo ATP.
Fase Lumínica Acíclica
Un fotón excita el Fotosistema II, liberando e⁻ a la primera cadena de transporte. A medida que pasan por ella, se pierde energía que se aprovecha para introducir H⁺ en la membrana del tilacoide. Estos salen por la ATP sintasa, produciendo ATP. Los e⁻ pasan al Fotosistema I, que los cede a una segunda cadena de transporte para producir poder reductor (NADPH).
Para recuperar los e⁻ perdidos en el Fotosistema II, se rompe una molécula de H₂O (fotólisis del agua), lo que genera O₂. Si el O₂ está en exceso, es liberado (si no, es tóxico), activando la transpiración y la apertura de los estomas.
Fase Oscura (Ciclo de Calvin)
Ocurre en el estroma del cloroplasto. No requiere luz directamente, pero sí los productos de la fase lumínica.
Etapas:
- Fijación del CO₂ a una molécula orgánica.
- Gasto de poder reductor (NADPH) y ATP para formar precursores de moléculas orgánicas.
- Regeneración de la molécula inicial.
Estomas y Regulación Hídrica
Los estomas se encuentran en el envés de las hojas. Están formados por células oclusivas que varían su tamaño para cerrar y abrir el poro estomático.
Al abrirlos, permiten la entrada de CO₂ y la salida de O₂ en exceso, pero también se escapa vapor de agua (transpiración), lo cual no interesa a la planta, que realiza un esfuerzo para cerrarlos.
Las células oclusivas detectan cuando el CO₂ se gasta en la fotosíntesis gracias a enzimas como la anhidrasa carbónica. Esto desencadena la ruptura del almidón en glucosa, aumentando la presión osmótica en la célula, lo que provoca la entrada de agua por ósmosis y la apertura del estoma.
Factores que Afectan la Apertura Estomática
- Luz: La fotosíntesis consume CO₂, lo que provoca la apertura de los estomas.
- Humedad: Si la humedad exterior es alta, el vapor de agua no se escapa fácilmente, permitiendo que los estomas permanezcan abiertos.
- Viento: Arrastra el vapor de agua, aumentando la transpiración y haciendo que los estomas permanezcan cerrados más tiempo.
- Temperatura (Tª): A mayor calor, más vapor de agua sale, por lo que los estomas se cierran más tiempo.
Reproducción Vegetal y Ciclos de Vida
Ciclo de Vida de Briófitos (Musgos)
El esporófito consta de la bara y la cápsula.
Dentro de la cápsula, las células madre del esporófito realizan meiosis para generar esporas.
La cápsula, llena de esporas, se abre y estas se dispersan por el viento. Al caer al suelo y encontrar condiciones adecuadas, germinan.
- Gametófito masculino (Masc.): Produce anteridios, que por mitosis generan anterozoides.
- Gametófito femenino (Fem.): Produce arquegonios, que por mitosis generan la oosfera.
Ambos órganos sexuales se encuentran en la parte más alta de los gametofitos.
El anterozoide masculino nada hasta el femenino (requiere agua o humedad, no inmersión total).
El esporófito crece encima de los gametofitos femeninos.
Ciclo de Vida de Pteridofitas (Helechos)
El esporófito es la hoja grande (fronde).
En el envés de la hoja, se encuentran los soros, que contienen células madre. Estas realizan meiosis para generar esporas.
Los soros se abren y las esporas se dispersan con el viento. En condiciones adecuadas, germinan.
La espora germina formando el prótalo, que contiene órganos sexuales femeninos y masculinos (el prótalo es un individuo hermafrodita).
Por mitosis, los órganos femeninos generan la oosfera.
El gameto masculino nada hasta el femenino (requiere humedad), buscando otro prótalo para evitar la autofecundación.
Al llegar y fecundarse, se forma el cigoto, que se desarrolla en el esporófito.
Ciclo de Vida de Gimnospermas (Pino, Piña)
El esporófito es el árbol (no produce fruto verdadero).
La estructura reproductiva son los conos (masculinos y femeninos).
No están distribuidos igual: los conos masculinos suelen estar abajo y los femeninos arriba, lo que bloquea la autofecundación y favorece la polinización cruzada.
- Parte femenina: El óvulo de cada escama contiene el «megasporocito», que fabrica megasporas por meiosis. Por mitosis, se forma el gametófito femenino, que contiene dos arquegonios (dos arquegonios en cada escama).
- Parte masculina: Dentro del cono, los estambres realizan meiosis para formar microsporas. Estas se transforman en granos de polen (gametófito masculino), que por mitosis generan los gametos masculinos.
El polen es transportado por el viento hasta el cono femenino. Cuando el polen llega, el gameto masculino crea un tubo polínico para alcanzar el gameto femenino. Ocurre la fecundación, y el embrión se desarrolla dentro de la semilla.
El cono femenino madura y se abre cuando la semilla está lista para la dispersión.
Ciclo de Vida de Angiospermas (Flor y Fruto Verdadero)
Partes de la Flor
- Gineceo: Conjunto femenino (forma de botella). Partes: ovario (ancha), estilo (tubo alargado), estigma (zona fina).
- Androceo: Conjunto de estambres masculinos (filamento y antera).
- Perianto:
- Corola: Pétalos (para atraer polinizadores).
- Cáliz: Sépalos.
Ciclo Reproductivo
Parte Femenina: Dentro del ovario, la célula madre de las megasporas realiza meiosis, generando cuatro esporas. Tres desaparecen y una sobrevive. Esta realiza mitosis, formando ocho núcleos haploides que, por transformaciones, dan lugar a:
- Un gameto femenino (oosfera).
- Dos células sinérgidas.
- Tres células antípodas.
- Dos núcleos polares (que se fusionan).
Parte Masculina: En la antera, los sacos polínicos contienen células madre de microsporas. Estas realizan meiosis, generando cuatro microsporas que, por transformaciones, forman el polen, el cual contiene dos gametos masculinos.
Polinización y Doble Fecundación
La polinización (a menudo asistida por animales polinizadores) aumenta el éxito reproductivo.
El grano de polen llega al estigma del gineceo. Los núcleos masculinos bajan hasta los ovarios. El grano de polen forma un tubo polínico para llegar al ovario.
Doble Fecundación:
- Un núcleo masculino se une al gameto femenino, formando el embrión (cigoto diploide, 2n).
- El segundo núcleo masculino se une a los núcleos polares fusionados, formando el tejido triploide (3n), conocido como endospermo.
El endospermo proporciona nutrientes al embrión.
Fisiología Vegetal: Floración y Fotoperiodo
Regulación de la Floración
¿Cómo influyen las condiciones medioambientales en la floración?
Las condiciones medioambientales influyen en la floración, determinando la época en que esta ocurre. El factor clave es el fotoperiodo (las horas de luz de cada día).
Las plantas están adaptadas para florecer cuando hay más o menos horas de luz. Unas lo hacen en los días largos (verano) y otras en los cortos (invierno).
Tipos de Plantas según el Fotoperiodo
- Plantas de día corto: Requieren más horas de oscuridad que de luz (típico del invierno o principios de primavera/finales de otoño).
- Plantas de día largo: Requieren días con más horas de luz (típico del verano).
- Plantas neutras: No les afectan las horas de luz (comunes en zonas tropicales donde las estaciones no están marcadas y la cantidad de luz es constante).