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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.