Ciclo de Vida de las Plantas: De la Semilla al Fruto

Ciclo de Vida de las Plantas

El ciclo de vida de una planta comprende las siguientes etapas: Juvenilidad, Inducción Floral, Diferenciación Floral, Floración, Polinización, Cuaja, Crecimiento del fruto, Maduración, Senescencia, Liberación de semillas y Germinación. A continuación, se detallan las estructuras de propagación y los procesos involucrados en cada etapa.

Estructuras de Propagación

1. Plantas Anuales: Ciclo corto de una temporada. Ejemplos: Trigo, maíz.
2. Plantas Bianuales: Completan su ciclo en dos temporadas. Ejemplos: Repollo, zanahoria, apio. En la primera temporada ocurre la inducción floral y en la segunda la producción de semillas y partes comestibles.
3. Plantas Perenes Herbáceas: Ejemplos: Cebolla, papa, lupino.
4. Plantas Siempre Verdes: Renuevan su ciclo cada año a partir de yemas axilares del tallo.

Secuencia Temporal de Cultivos

Existen diferentes estrategias de cultivo, como el monocultivo, los cultivos múltiples, el mantenimiento de cultivos, la rotación de cultivos y la asociación de cultivos. Un ejemplo de asociación es la combinación de raíces, hojas de leguminosas y frutos. La profundidad de siembra varía según la especie:

• Crucíferas: Profundidad de siembra: 1-15 cm, 90% de germinación en 3-6 días. Ejemplos: Brócoli, coliflor, rábano.
• Umbelíferas: Requieren mucha luz, profundidad de siembra: 1-4 cm, 90% de germinación en 3 semanas. Ejemplos: Zanahoria, apio.
• Quenopodiáceas: Ejemplos: Betarraga, acelga, espinaca.
• Asteráceas: Baja luz, profundidad de siembra: 7-9 cm, germinación en 1-2 días. Ejemplos: Achicoria, alcachofa, lechuga.
• Compuestas: Ejemplos: Lechugas.

Germinación

La germinación marca el inicio y el fin del ciclo de vida de una planta. Involucra la gametogénesis, la polinización, la fertilización, la formación del embrión y el desarrollo de la semilla (protegida por la cubierta seminal).

El endosperma o cotiledón realiza una intensa actividad bioquímica que favorece el desarrollo, produciendo aminoácidos, proteínas y hormonas. Acumulan carbohidratos, proteínas y lípidos.

Fases de la Germinación

1. Hidratación
2. Germinación
3. Crecimiento

Eventos de la Germinación

1. Absorción de agua
2. Activación de la síntesis de hormonas y enzimas
3. Respiración del sustrato almacenado
4. Crecimiento del embrión
5. Emergencia de la radícula
6. Desarrollo de la plántula. El brote o plúmula no crece hasta que se desarrollan las raíces.

Ablandamiento de la Cubierta Seminal

Durante la germinación, las proteínas se degradan en aminoácidos, incluyendo el triptófano, precursor de la auxina (ácido indolacético - AIA), que promueve la elongación celular, al igual que las citoquininas (CTKs), derivadas del ARN. El almidón se convierte en azúcares y las grasas en glicerol y ácidos grasos, proporcionando energía.

Factores que Afectan la Germinación

• Propiedades de la semilla: Permeabilidad de la cubierta seminal y cantidad de almidón.
• Pérdida de inhibidores de germinación. La maduración fisiológica puede ser distinta a la morfológica.
• Factores edáficos y biológicos (plagas, alelopatías).

Control de la Germinación

1. Humedad: El exceso de humedad dificulta la entrada de oxígeno.
2. Temperatura: Las semillas tienen requerimientos específicos de temperatura según su origen (tropicales, subtropicales, zonas frías, mediterráneas).
3. Disponibilidad de gases: Oxígeno (O₂) y dióxido de carbono (CO₂).
4. Luz: La profundidad de siembra, la posición de la semilla y las características del suelo influyen en la cantidad de luz que recibe.

Limitaciones de la Germinación (Letargos Seminales)

• De Cubierta:
  • Físico: Cubierta impermeable que impide el intercambio de gases.
  • Mecánico: Cubierta dura.
  • Químico: Presencia de inhibidores.
• Morfológico: Semillas pequeñas o inmaduras.
• Endógeno:
  • Fisiológico
  • Embrionario
  • Acumulación de horas frío (vernalización)

Crecimiento

El crecimiento de la planta está regulado por hormonas producidas en los meristemas. En la raíz, las citoquininas y el gas etileno promueven el crecimiento. En las monocotiledóneas, la raíz embrional aborta y crece una nueva. En las dicotiledóneas, se desarrolla una raíz rosemosa.

El mucigel, un polisacárido producido en la zona de crecimiento de la raíz, protege la raíz. Las raíces adventicias surgen de cortes en tallos, como en los esquejes (propagación del sauce).

Los antireguladores del crecimiento reducen el vigor vegetativo, lo que puede ser útil en la producción de macetas y para aumentar la cuaja. Las plantas etioladas producen más raíces.

En las plantas bianuales, la primera temporada se caracteriza por el crecimiento vegetativo y la formación de una roseta. Después de la inducción floral, en la segunda temporada, se completa el crecimiento vegetativo, ocurre la floración, la senescencia y la maduración de las semillas. El uso de antigiberelinas puede mantener la planta pequeña.

En las plantas perennes herbáceas, a partir del tallo se desarrollan raíces que inician un nuevo ciclo. El ciclo comprende tres etapas: I) Crecimiento vegetativo y formación de estructuras de reserva subterráneas, II) Senesencia del follaje y maduración de la semilla, y III) Dormancia del bulbo.

Inducción Floral

La inducción floral es el momento en que el ápice vegetativo comienza a transformarse en un esbozo floral mediante procesos bioquímicos.

Fases del Desarrollo

• Juvenil: Insensibles a estímulos ambientales.
• Adulta: Sensibles a estímulos de fotoperíodo.
• Reproductiva: Producción de semillas.

Vías de Inducción Floral

• Autónoma: Predeterminada por la planta.
• Fotoperíodo: Influenciada por factores externos.
• Ácido giberélico: Confiere a la planta la madurez necesaria para la floración.
• Vernalización: Exposición a bajas temperaturas para inducir la floración.

Tipos de Inducción Floral

• Obligada: Requiere una condición ambiental específica. Ejemplo: Crisantemo (días cortos).
• Facultativa: La floración es más rápida con el estímulo, pero no es esencial. Ejemplo: Clavel.
• Sin estímulo: Floración más lenta.

Factores Ambientales

La temperatura, la radiación solar, el estrés hídrico y la nutrición mineral son factores que influyen en la inducción floral. A veces, se requiere más de un factor. El fotoperíodo controla la inducción floral en la lechuga, el desarrollo floral en las crucíferas, la reproducción asexual en la papa y la formación de reservas en las cebollas.

El fotoperíodo crítico es el umbral de horas de luz requerido para iniciar la floración.

• Plantas de Día Largo: Trigo, lechuga, espinaca, fucsia. La inducción floral ocurre con el aumento del fotoperíodo (21 de junio - 21 de septiembre). La floración ocurre a fines de primavera o comienzos de verano.
• Plantas de Día Corto: Maíz dulce, crisantemo, soya. Requieren más de 12 horas de oscuridad para la inducción floral (21 de diciembre a fin de febrero). La floración ocurre en otoño.

Regulación

• Fotoreceptores: Los fitocromos A, B y C activan enzimas en función del fotoperíodo y la calidad de la luz (rojo, rojo lejano).
• Criptocromos: Activación por el fotoperíodo.

Desarrollo del Fruto

El desarrollo del fruto comprende la antesis, la polinización, la fecundación, la cuaja, el crecimiento y la maduración.

Polen

El polen es el material reproductor masculino. La exina, una capa lipídica, protege el polen y permite el reconocimiento de los estigmas fértiles. La exina influye en la viabilidad, fertilidad y esterilidad del polen. Las flores pueden ser hermafroditas, ginoicas (pistiladas) o androicas (estaminadas).

• Pepino: Planta monoica con flores masculinas y femeninas en la misma planta. Existen variedades partenocárpicas y variedades ginoicas feminizadas que se utilizan para la polinización.
• Sandía y Melón: Producen flores masculinas y femeninas en diferentes zonas de la planta. La primera fructificación proviene de flores femeninas y la segunda de flores masculinas.

Regulación Hormonal de la Floración

• Giberelinas (GA): Inhiben las yemas florales. En las cucurbitáceas, favorecen la floración masculina. Se pueden aplicar tratamientos entre hileras para producir flores masculinas y facilitar la polinización.
• Etileno: Estimula la floración, especialmente la floración femenina en las cucurbitáceas.

El estilo contiene auxinas que atraen el polen y constituyen el primer estímulo hormonal que afecta la floración y el crecimiento del tubo polínico. La germinación del polen ocurre entre 12 y 36 horas después de la polinización, y la fecundación entre 24 y 120 horas.

Etapas del Desarrollo del Fruto

El desarrollo del ovario implica la división celular, la elongación y la maduración.