Fisiología Vegetal: Ósmosis, Fotosíntesis, Transporte y Hormonas

1. Conceptos Clave

a) Ósmosis: Las membranas de las células vegetales son permeables al agua y relativamente impermeables a solutos, por lo que el agua se mueve a través de las mismas desde donde la concentración de solutos es menor hacia donde es mayor.

b) Zona pilífera: Es la zona de la raíz en la que se absorbe el agua.

c) Macronutrientes: Son bioelementos que se requieren en cantidades relativamente grandes, alrededor del 0.05% del peso seco.

2. La Fotosíntesis

a) Fase luminosa: Esta fase tiene lugar en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos, y en ella se absorbe la energía luminosa que proviene del sol. Ciertos pigmentos, como la clorofila (de color verde), la xantofila (de color amarillo) y los carotenoides (de color anaranjado), utilizan la energía luminosa para descomponer las moléculas de agua, obteniendo como productos resultantes: O₂, e^-, H⁺. Los electrones pasan a una cadena de reacciones de óxido-reducción, en la que la energía obtenida es almacenada en forma de enlaces químicos, en unas moléculas denominadas ATP.

b) Efecto del O₂ en la fotosíntesis: Cuando la concentración de O₂ es elevada, el rendimiento fotosintético disminuye, ya que este gas disminuye la actividad de una de las enzimas que controla el ciclo de Calvin.

3. Transporte de Savia Bruta

Los procesos representados son las dos maneras de transporte de savia bruta hacia los vasos leñosos.

4. Fase Oscura de la Fotosíntesis

a) Descripción: Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos y utiliza algunos de los productos obtenidos en la fase luminosa; el CO₂, tomado del medio; los compuestos ricos en nitrógeno, azufre y fósforo, procedentes de las sales minerales, y la energía química, almacenada en forma de ATP, para sintetizar materia orgánica. El CO₂, junto con el producto resultante de la cadena de óxido-reducción y la energía del ATP, son utilizados en un conjunto de reacciones, denominado ciclo de Calvin, que forma parte de la fase oscura. Los productos obtenidos en el ciclo de Calvin, junto con las sales minerales, son usados, mediante otras reacciones anabólicas, para elaborar productos orgánicos más complejos como glúcidos, lípidos y aminoácidos y bases nitrogenadas. Dado que se utiliza energía química, el proceso es independiente de la luz.

b) Efecto del CO₂ en la fotosíntesis: El aumento de la concentración de CO₂ ambiental incrementa el rendimiento de la fotosíntesis, hasta llegar a un valor límite en el que ese rendimiento es máximo y se estabiliza.

5. Mecanismos de Ascenso de la Savia Bruta

Los tres mecanismos por los que la savia bruta asciende por los tallos hasta las hojas son:

• Transpiración: A medida que el agua se evapora por transpiración en las hojas, se genera una presión o tensión negativa y, en consecuencia, el agua asciende hacia las hojas, por los vasos del xilema. Esta tensión se transmite a lo largo del sistema vascular, desde el tallo hasta las raíces, haciendo que el agua se mueva como por un efecto de succión.
• Capilaridad: La fina estructura de las traqueidas y las propiedades de cohesión y adhesión del agua hacen que la savia bruta se pueda adherir a las paredes de los tubos del xilema y ascender por capilaridad.
• Presión radicular: Es la presión ejercida por mecanismos osmóticos originados por la continua entrada de agua en los pelos radicales, que <> a las moléculas de agua a ascender. En condiciones normales, esta presión es muy pequeña, pero cuando las condiciones de transpiración son deficientes, la presión de la raíz puede tener importancia. Se puede apreciar, cuando se corta un árbol, cómo en el tocón se acumula agua en su superficie.

6. Fitohormonas y sus Funciones

a) Fototropismo y geotropismo: Auxina.

b) Inhibición del letargo de las semillas: Citoquinina.

c) Maduración de los frutos: Etileno.

7. Tropismos y Nastias

a) Clasificación de los tropismos:

• Fototropismo: Movimiento orientado por la acción de la luz. La luz inactiva la auxina, por lo que la parte del tallo orientada hacia el foco luminoso crece menos y este se curva hacia la luz.
• Geotropismo: Movimiento orientado por la acción de la gravedad. En la raíz el geotropismo es positivo, es decir, la raíz crece a favor de la fuerza de la gravedad. El tallo tiene geotropismo negativo, por lo que su crecimiento se dirige en contra de la gravedad. Está regulado por las auxinas.
• Higrotropismo: Movimiento orientado por la acción de sustancias químicas. La raíz tiene higrotropismo positivo, de manera que se dirige hacia las zonas del suelo ricas en agua.
• Quimiotropismo: Movimiento orientado por la acción de sustancias químicas. Las raíces tienen quimiotropismo positivo hacia las sales minerales del suelo.
• Tigmotropismo: Movimiento orientado por el contacto con materiales sólidos. Es llamativo en tallos de plantas trepadoras, que se enrollan alrededor de un objeto al contactar con el mismo. Se produce por la interrupción del crecimiento en la parte del tallo que toca el objeto, continuando en el resto.

b) Nastias: Las nastias son los movimientos pasajeros de alguna de las partes del vegetal provocados por estímulos externos y que no guardan relación con la dirección en que actúa dicho estímulo.

8. Formación de Gametos Masculinos en Gimnospermas

Los conos masculinos tienen escamas, en cuya base hay dos sacos polínicos, en los que se producen, por meiosis, microsporas que se transforman en granos de polen o gametofitos masculinos. Los granos de polen están formados por varias células, una de ellas se divide por mitosis y produce los gametos masculinos.

9. Formación del Embrión en Angiospermas

Después de la polinización, el grano de polen (microspora) germina en el estigma, produciendo un tubo polínico que crece a través del carpelo. La fecundación ocurre cuando el tubo polínico llega al ovario, penetra hasta alcanzar el gametofito femenino, se rompe y libera los dos gametos masculinos, uno de los cuales se une con el del gameto femenino, para formar el cigoto diploide, a partir del cual se desarrollará el embrión. El otro núcleo se une a los dos núcleos polares del gametofito femenino, dando lugar a un núcleo triploide del que derivará el endospermo. Esto constituye la doble fecundación característica de angiospermas.

10. Multiplicación Vegetativa

Estolones: Son ramificaciones laterales que salen de la base de los tallos con crecimiento horizontal. Sus yemas emiten raíces, dando lugar a nuevos individuos que se independizan. Ej: Fresas.

Bulbos: Tallos subterráneos cortos y más o menos esféricos, con hojas carnosas de almacenamiento dispuestas en capas. A partir de yemas situadas entre las hojas, se forman bulbos más pequeños. Ej: Cebolla.