Defensa frente a microorganismos patógenos
La planta se enfrenta a virus, bacterias y hongos patógenos mediante:
Mecanismos inespecíficos
Constituyen la primera línea de defensa y son de carácter pasivo y permanente. Pueden ser:
- Mecanismos constitutivos estructurales, como la presencia de gruesas capas de cutícula en la epidermis, pelos o ceras.
- Mecanismos constitutivos químicos, como muchos de los metabolitos secundarios a su metabolismo que sirven de barrera inicial contra la invasión de microorganismos.
Mecanismos específicos
Se trata de la segunda línea de defensa, activa, y consiste en una resistencia inducida: la presencia de un microorganismo patógeno genera cambios en el metabolismo de la planta y la expresión de ciertos genes para la síntesis de compuestos antimicrobianos, como las fitoalexinas.
Defensa frente a animales herbívoros
Cuando un animal herbívoro comienza a alimentarse de sus hojas, las plantas se defienden de dos maneras:
- Medianre mecanismos de defensa. Las plantas pueden presentar defensas físicas o defensas químicas que consisten en la producción de sustancias desagradables repelentes e incluso tóxicas para los animales.
- Mediante mecanismos de comunicación. Cuando una planta es atacada, el estímulo físico que supone la masticación y sobre todo la acción de la saliva provoca la liberación de sustancias volátiles de comunicación con dos posibles funciones:
Principales fitohormonas
Auxinas. Fueron las primeras fitohormonas descubiertas, se sintetizan principalmente en los meristemos de las yemas apicales, en el embrión de las semillas y en las hojas jóvenes. Están implicadas en los procesos de desarrollo y diferenciación.
- Incrementan la plasticidad de la pared celular en células meristemáticas, con lo que se produce el alargamiento celular y crecimiento longitudinal de la planta.
- Promueven la división del cambium y su diferenciación en xilema y floema, responsables del crecimiento en grosor de la planta.
- Promueven la dominancia apical.
- Inducen la formulación de raíces en los esquejes de tallos y el desarrollo de raíces adventicias.
- Inhiben la caída de hojas, flores y frutas.
- Intervienen en los tropismos.
Giberelinas. Son fitohormonas derivadas de lípidos isoprenoides, se sintetizan sobre todo en los meristemos apicales del tallo y de las raíces.
- Incrementan la expansión y plasticidad de la pared celular y la elongación de las células por alargamiento de los tallos en los entrenudos.
- Activan enzimas hidrolíticas en las paredes de las semillas, con lo que movilizan las reservas energéticas y se estimula la germinación.
- Inducen la floración.
Citoquininas. Son sustancias químicas derivadas de bases nitrogenadas, se sintetizan en los meristemos apicales de las raíces, en las hojas en desarrollo y en el embrión joven.
- Inhiben el letargo de las semillas.
- Estimulan las divisiones celulares en los meristemos.
- Inducen el desarrollo de yemas laterales, inhibiendo la dominancia apical.
- Inhiben la caída de hojas y retrasan el envejecimiento de la planta.
Ciclo biológico de los musgos
1. El ciclo comienza con la liberación de esporas haploides, una espora germina y forma una estructura filamentosa de pocas células llamada protonema.
2. El protonema se fija al sustrato y desarrolla la siguiente fase: el gametofito. Es la fase más aparente y está constituida por una plantita formada por rizoides, cauloides y filoides.
3. En el gametofito se diferencian los órganos sexuales formadores de gametos por mitosis, los gametangios, que pueden ser:
- Arquegonios. Son los gametangios femeninos. Forman un gameto femenino inmóvil llamado oosfera u ovocélula.
- Anteridios. Son lis gametangios masculinos, forman gametos móviles masculinos, flagelados, que se denominan anterozoides o espermatozoides.
4. El agua del ambiente posibilita la llegada de los anterozoides del arquegonio, cuyo resultado es un cigoto diploide.
5. El cigoto germina y desarrolla el esporofito 2n y este está formado por un pie delgado en cuyo extremo se diferencia una cápsula, el esporangio, donde se forman por meiosis esporas haploides.
Ciclo biológico de los helechos
1. En la cara inferior de los frondes se disponen los esporangios agrupados en estructuras, los soros. En el interior de los esporangios se forman las esporas por meiosis.
2. Las esporas haploides, al caer al suelo en condiciones idóneas germinan formando un pequeño gametofito haploide, con forma laminar acorazonada y color verde, que se llama protalo.
3. En la parte inferior del protalo se forman los gametangios. Los anteridios producen anterozoides enrollados en espiral y con numerosos flagelos. Los arquegonios tienen en su interior una oosfera. Gracias a la humedad y el agua ambiental, los anterozoides pueden llegar al arquegonio. Una vez que atraviesan el cuello del arquegonio alcanzan la oosfera y se produce la fecundación.
4. Tras producirse, la fusión de los gametos se forma un cigoto diploide y después de sucesivas mitosis se desarrolla un pequeño embrión. En sus primeros momentos, el embrión vive a expensas del protalo, hasta que se desarrolla como un esporofito joven. Este esporofito crece y da lugar a un helecho adulto que vuelve a producir esporas haploides por meiosis.
Ciclo biológico de una conífera
1. Los granos de polen son transportados por el aire o por cualquier otro sistema y llegan al gametofito femenino.
2. La fecundación comienza cuando el grano de polen forma un tubo polínico que llega al arquegonio, donde uno de los núcleos espermáticos se une con la oosfera para dar lugar a un cigoto diploide: el otro núcleo degenera.
3. A partir del cigoto se forma el embrión que queda rodeado del endospermo: este procede de los tejidos del gametofito que rodean al arquegonio. A su vez, los tegumentos del primordio seminal u óvulo se transforman en tegumentos de la semilla.
4. Durante todo el proceso de fecundación, los conos femeninos cambian su aspecto, adquieren una consistencia leñosa y pasan a llamarse piñas. Cuando las semillas maduran, la piña se abre y las libera. Las semillas caen al suelo y, si las condiciones son adecuadas germinan y se desarrollan dando lugar al esporofito adulto.
Formación de gametofitos
A. Gametofito masculino. Es el grano de polen germinado. La germinación se produce cuando este llega al estigma y comienza la formación del tubo polínico. En el interior del grano de polen hay dos núcleos: núcleo vegetativo y núcleo generativo. Este último se volverá a dividir en el interior del tubo polínico para formar dos núcleos espermáticos que son los gametos masculinos.
B. Gametofito femenino. Es el saco embrionario. Una de las células de la nucela, la célula madre de la megaspora, da lugar a cuatro células mediante meiosis.
La megaspora aumenta de tamaño y se divide sin citocinesis, primero en dos núcleos y después cada uno dos veces más, formándose 8 núcleos. En uno de los polos se separan tres núcleos de la megaspora rodeados de citoplasma que originan el aparato ovular constituido por la oosfera y dos células más, las sinérgidas. En el polo opuesto quedan tres núcleos que se rodean de un citoplasma propio y forman tres células llamadas antípodas. Los dos núcleos polares restantes quedan en el centro y se fusionan constituyendo el núcleo secundario diploide de la megaspora