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Universidad de Chile Programa Enseñanza de las Ciencias Basada en la Indagación Lectura Complementaria. “Las semillas y el proceso de germinación” Las semillas proceden de los primordios o rudimentos seminales de la flor, una vez fecundada y madura. La semilla consta esencialmente de un embrión, formado por un eje embrionario y uno o dos cotiledones, una provisión de reservas nutritivas, que pueden almacenarse en un tejido especializado (albumen o endospermo) y una cubierta seminal que recubre y protege a ambos. Las semillas son la unidad de reproducción sexual de las plantas y tienen la función de perpetuar la especie a la que pertenecen. Además, es uno de los elementos más eficaces para que la especie se disperse, tanto en el tiempo como en el espacio. Para que la semilla cumpla con su objetivo es necesario que el embrión se transforme en una plántula, que sea capaz de valerse por si misma y, finalmente convertirse en una planta adulta. Todo ello comprende una serie de procesos metabólicos y morfogenéticos cuyo resultado final es la germinación de la semilla. La latencia Algunas semillas son capaces de germinar inmediatamente después de haber completado su desarrollo. Sin embargo, luego de que el crecimiento del embrión se detiene y el contenido de humedad disminuye, las semillas de muchas especies habitualmente atraviesan por un período de inactividad o latencia. Durante esta etapa, el embrión mantiene una mínima respiración y es cuando está mejor capacitado para resistir las condiciones desfavorables del medio. El proceso de germinación, es esencialmente la reiniciación del crecimiento del embrión una vez superado el período de latencia y cuando las condiciones de temperatura, luz, disponibilidad de oxígeno y agua son las adecuadas. La latencia es originada generalmente por cubiertas de la semilla que son duras o impermeables al agua o al oxígeno, o por inmadurez del embrión o por la presencia de inhibidores que controlan la germinación. Para que estas semillas germinen deben ocurrir determinadas condiciones internas. Para garantizar un alto porcentaje de germinación es necesario realizar tratamientos a las semillas, entre los cuales es posible la escarificación mecánica o química de la testa, tratamientos térmicos o almacenamiento de las semillas bajo ciertas condiciones y por un tiempo determinado. El tratamiento requerido varía con la especie. Universidad de Chile Programa Enseñanza de las Ciencias Basada en la Indagación Lectura Complementaria. Para que el proceso de germinación, es decir, la recuperación de la actividad biológica por parte de la semilla, tenga lugar, es necesario que se den una serie de condiciones ambientales favorables como son: un sustrato húmedo, suficiente disponibilidad de oxígeno que permita la respiración aeróbica y, una temperatura adecuada para los distintos procesos metabólicos y para el desarrollo de la plántula. La absorción de agua por la semilla desencadena una secuencia de cambios metabólicos, que incluyen un aumento de la respiración, la síntesis proteica y la movilización de reservas desde el endosperma hacia el embrión. A su vez la división y el alargamiento celular en el embrión provocan la ruptura de las cubiertas seminales, lo que generalmente se produce por la emergencia de la radícula. Fases de la germinación: a- Fase de hidratación: La absorción de agua es el primer paso de la germinación, sin el cual el proceso no puede darse. Durante esta fase se produce una intensa absorción de agua por parte de los distintos tejidos que forman la semilla. Dicho incremento va acompañado de un aumento proporcional de la actividad respiratoria. b- Fase de germinación: Representa el verdadero proceso de la germinación. En ella se producen las transformaciones metabólicas, necesarias para el correcto desarrollo de la plántula. En esta fase la absorción de agua se reduce considerablemente, llegando incluso a detenerse. c- Fase de crecimiento: Es la última fase de la germinación y se asocia con la emergencia de la radícula (cambio morfológico visible). Esta fase se caracteriza porque la absorción de agua y la actividad respiratoria vuelven a aumentar. La duración de cada una de estas fases depende de ciertas propiedades de las semillas, como su contenido en compuestos hidratables y la permeabilidad de las cubiertas al agua y al oxígeno. Estas fases también están afectadas por las condiciones del medio, como el nivel de humedad, las características y composición del sustrato, la temperatura, etc. Otro aspecto interesante es la relación de estas fases con el metabolismo de la semilla. La primera fase se produce tanto en semillas vivas y muertas y, por tanto, es independiente de la actividad metabólica de la semilla. Sin embargo, en las semillas viables, su metabolismo se activa por la hidratación. La segunda fase constituye un período de metabolismo activo previo a la germinación en las semillas viables. La tercera fase se produce sólo en las semillas que germinan y obviamente se asocia a una fuerte actividad metabólica que comprende el inicio del crecimiento de la plántula y la movilización de las reservas, por lo tanto, los factores externos que activan el metabolismo, como la temperatura, tienen un efecto estimulante en la última fase. Universidad de Chile Programa Enseñanza de las Ciencias Basada en la Indagación Lectura Complementaria. Embrión y semilla de DICOTILEDÓNEA Cuando se examina una semilla de poroto por su borde cóncavo pueden notarse: el hilio, la micrópila y el rafe. El hilio es una cicatriz, señal del sitio donde se insertó un pequeño tallo que mantuvo a la semilla unida al fruto. La micrópila es un pequeño orificio, por encima del hilio, por donde penetra el oxígeno cuando respira y los líquidos cuando absorbe agua para germinar. Muy cerca de esta depresión puntiforme aparecerá la radícula en el momento de la germinación. El rafe es un reborde que resulta de la soldadura del funículo con el cuerpo del óvulo. Por él corre el hacecillo que nutre a la semilla cuando la misma se halla en formación. Si retiramos el tegumento seminal, podemos ver dos estructuras de gran tamaño: los cotiledones. Si los separamos podremos observar por encima del nudo a la plúmula que está protegiendo al meristema apical (estructura que dará origen a las demás hojas y al tallo que se desarrolla por encima de ellas). También puede apreciarse, en el extremo opuesto, a la radícula y, en el medio, al talluelo, que generará el tallo por debajo de las primeras hojas. Las dicotiledóneas poseen semillas exalbuminadas o exendospermadas, ya que el embrión acumula las sustancias de reserva en sus cotiledones. Este es uno de los motivos por el cual éstos se encuentran tan desarrollados. En este caso, el endosperma como tal deja de existir. Embrión y semilla de MONOCOTILEDÓNEA El embrión de las monocotiledóneas presenta características distintas con respecto a lo visto anteriormente. En primer lugar el embrión se presenta ocupando el tercio inferior de la semilla y se encuentra rodeado por una sustancia harinosa: el endosperma. La presencia de la sustancia de reserva en el endosperma indica que estas semillas son albuminadas o endospermadas. De todas formas, al observar al embrión puede distinguirse un pequeño cotiledón, que se halla adosado al endosperma, unido al talluelo por el nudo cotiledonal. ¿Si no acumula las sustancias de reserva para qué sirve el cotiledón? El cotiledón de las monocotiledóneas produce enzimas que ayudan a solubilizar las sustancias de reserva para que puedan ser aprovechadas por el embrión. Otra diferencia con el embrión de las dicotiledóneas, es la presencia de estructuras de protección para la radícula y la plúmula. La radícula o raíz embrionaria está protegida por una estructura a modo de capuchón llamada coleorriza, que se desgarra durante la germinación. La plúmula también se halla protegida por otra envoltura, el coleóptilo, formado por parte del cotiledón y que protege a las primeras hojas en su ascenso hacia la superficie. El grano de maíz no es una semilla propiamente dicha sino un fruto cuya pared, muy delgada, está adherida al tegumento de la semilla (fruto cariopse). Este grano está formado por: la semilla, la delgada pared del fruto, el endosperma y un pequeño embrión. http://www.botanica.cnba.uba.ar/Trabprac/Tp4/Embrionysemilla.html Universidad de Chile Programa Enseñanza de las Ciencias Basada en la Indagación Lectura Complementaria. Semilla de dicotiledónea (Poroto) Semilla de monocotiledónea (Maíz)