Nutrición y Reproducción en Plantas: Briofitas, Pteridofitas, Gimnospermas y Angiospermas

Nutrición en Briofitas

Las briofitas, plantas sin semillas de pequeño tamaño y talofitas, carecen de raíces verdaderas para absorber agua y sales. El alimento pasa de célula a célula mediante difusión.

Nutrición en Cormofitas

Las cormofitas han conseguido independizarse del medio acuático debido a que tienen tejidos y órganos.

Procesos

1. Absorción de Agua y Sales Minerales

Se realiza por las raíces a través de los pelos absorbentes. El agua penetra por la raíz por ósmosis, proceso que se produce porque en el interior hay mayor concentración de solutos que en el exterior. Se crea una presión radical, suficiente para hacer que el agua ascienda una corta distancia por el tallo. El agua llega hasta los conductos leñosos.

Las sales: las plantas requieren una cantidad de diferentes elementos químicos, los cuales tienen que estar disueltos para que se puedan absorber. Pasan a las células de la raíz por transporte activo.

Vías de entrada
  • Simplástica: atraviesan la célula por los conductos citoplasmáticos.
  • Apoplástica: pasan entre las células hasta la banda de Caspary por donde atraviesan las células.

2. El Transporte de Savia Bruta

Conjunto de agua y sales que han llegado al xilema. La savia bruta es transportada por los vasos leñosos hasta las hojas, donde se utiliza en la fotosíntesis.

El ascenso de la savia bruta se produce debido a:

  • Presión de aspiración de las hojas: se pierde agua por las hojas debido a la transpiración y fotosíntesis.
  • Presión radicular: empuje osmótico del agua a nivel de la raíz.
  • Capilaridad: debido a la fuerza de cohesión del agua.

3. El Intercambio de Gases

Las plantas necesitan oxígeno para realizar los procesos metabólicos de la respiración celular. Necesitan CO2 para realizar la fotosíntesis. Para permitir la entrada y salida de estos gases la planta presenta:

Estomas: se abren o cierran en función de la turgencia de las células oclusivas que lo forman. Si se hinchan es porque reciben agua de las células adyacentes e iones, por lo que el estoma se abre y los gases salen y entran. Si las células adyacentes absorben el agua de las oclusivas, pierden agua y el estoma se cierra. Participan activamente en el ascenso de la savia bruta ya que a través de ellos se produce la salida de agua en forma de vapor. Más o menos el 98% de agua que llega a las hojas se pierde por transpiración.

Objetivo: refrigerar las hojas, concentrar la savia bruta y contribuir a la subida por el xilema.

Lenticelas: poros del tejido suberoso. El O2 y el CO2 penetran hasta el tejido parenquimático por simple difusión.

Pelos absorbentes: sirven de entrada a los gases disueltos en el agua del suelo.

4. La Fotosíntesis

Se realiza en los cloroplastos, donde están los pigmentos para captar y absorber la energía del sol. La savia bruta se transforma en savia elaborada. Esta formada por azúcares, aminoácidos y sustancias ricas en nitrógeno.

2 Fases
  • Fotoquímica/lumínica: en la membrana de los tilacoides.
  • Biosintética/oscura: en el estroma.

5. Transporte de la Savia Elaborada

La entrada de savia elaborada se produce a partir de las células acompañadas o anexas, que acumulan los azúcares formados en las células del parénquima clorofílico contiguo. Se realiza por transporte activo. La circulación de la savia se produce por la diferencia de la presión osmótica entre la hoja y los lugares de consumo.

6. Metabolismo Celular: Respiración

La respiración es independiente de la presencia de luz o no. Se consume oxígeno durante las 24 horas del día.

  • En la fotosíntesis se fija CO2 y se desprende O2 (cloroplastos).
  • En la respiración se consume O2 y se desprende CO2 y energía (mitocondrias).

7. Eliminación de los Productos de Excreción

Los vegetales no tienen estructuras especializadas para realizar esta función. La cantidad de desechos es muy baja. Algunos de estos productos son reutilizados en procesos metabólicos (agua y CO2 en la fotosíntesis). A veces los productos de desecho se acumulan en vacuolas o espacios intercelulares. Pueden ser:

  • Gaseosos: CO2 y etileno.
  • Líquidos: látex, resinas.
  • Sólidos: cristales de oxalato cálcico.

Relación

Las plantas pueden percibir estímulos o variaciones del medio ambiente y reaccionar mediante una serie de respuestas.

Factores

  • Internos: fitohormonas.
  • Externos: duración del día y noche.

Hormonas Vegetales

Son sustancias que promueven, inhiben o modifican el desarrollo de las plantas.

1. Auxinas

La más abundante, el ácido indolacético. Las zonas donde se produce su secreción son:

  1. Meristemos primarios de los tallos: provocan el crecimiento en longitud e inhibiendo el desarrollo de las yemas laterales. Intervienen en los tropismos.
  2. Meristemos secundarios (cambium): crecimiento en grosor.
  3. En las hojas: estimulan el crecimiento de los frutos.

Se utiliza para:

  • Estimular el crecimiento de las raíces en esquejes y así obtener por clonación una nueva planta.
  • Retrasar la caída de los frutos y la aparición de brotes en las patatas almacenadas.
  • Actuar como herbicidas selectivos.

2. Giberelinas

Se produce en:

  • Las semillas: estimulando la germinación.
  • Los meristemos primarios del tallo: produciendo su alargamiento.
  • Las hojas jóvenes: estimulando la floración.

Se utilizan de forma artificial para inducir el desarrollo del fruto sin fecundación de manera que son más grandes y sin semillas.

3. Citoquininas

Segregadas por los meristemos de tallos y raíces, así como por las semillas en germinación.

Función:

  • Inducir la división celular.
  • Retrasan el envejecimiento y la muerte de los órganos.

4. Ácido abscísico

Se segrega en:

  • Semillas.
  • Frutos jóvenes.
  • Hojas.

5. Etileno

Es un gas a temperatura ambiente, segregado por los frutos en maduración y otras partes de la planta. Acelera el proceso de maduración de los frutos y favorece la destrucción de la clorofila.

Movimientos de las Plantas

Estímulos

  • Luminosos.
  • Gravitatorios.
  • Mecánicos.
  • Químicos.
  • Térmicos.
  • Hídricos.

Respuestas

  • Tropismos.
  • Nastias.

Tropismos

Respuestas permanentes en las que varía la orientación del vegetal. Pueden ser:

  • Positivos: cuando el crecimiento se dirige hacia el estímulo.
  • Negativos: cuando se alejan del estímulo.
  • Transversales: si al crecer se sitúan perpendicularmente a la posición de la fuente del estímulo.

1. Fototropismos

Producidos por la luz.

2. Geotropismos

Producidos por la gravedad.

3. Tigmotropismos

El contacto con los cuerpos es el estímulo.

4. Hidrotropismos

Producidos por el agua.

Nastias

Respuestas sin orientación y pasajeras de determinadas zonas del vegetal, se basan en cambios de turgencia.

1. Fotonastias

Respuestas a la luz, ej: Dondiego de noche.

2. Sismonastias

Respuestas a los estímulos mecánicos.

3. Termonastias

Respuestas a variaciones de temperatura.

4. Hidronastias

Respuestas a la humedad.

Reproducción

Asexual

Se forman a partir de células de un solo progenitor.

Tipos

  • Esporulación: formación de esporas. Como se forman por mitosis se llaman mitosporas.
  • Propágulos: tienen lugar gracias a la presencia de células meristemáticas en algunas zonas de la planta, que mantienen su capacidad de división y especialización.
Formas
  • Estolones: ramas que llegan a tocar el suelo y enraízan engendrando una nueva planta.
  • Rizomas: tallos subterráneos que crecen alargados horizontalmente.
  • Tubérculos: porciones más o menos esféricas de tallos subterráneos. En la superficie se desarrollan yemas capaces de originar una nueva planta.
  • Bulbos: tallos cortos y cónicos con una yema terminal rodeada por numerosas hojas que almacenan sustancias de reserva.

Multiplicación Vegetativa Artificial

Método de reproducción asexual en vegetales.

  • Esquejes: fragmentos de ramas que contienen alguna yema que al plantarlos generan una nueva planta.
  • Injertos: porciones de rama con yemas que aplicadas sobre otra se sueldan con ella y desarrollan el ramaje de la nueva planta.
  • Acodos simples o aéreos: la rama permanece unida al pie madre mientras no puede bastarse por sí misma.

Sexual

Dos individuos y cada uno aporta un gameto. La fecundación produce el cigoto cuyo desarrollo da lugar a una nueva planta. Las células reproductoras haploides se originan en los gametangios:

  • Masculinos: en briofitas y pteridofitas se llaman anteridios y los gametos anterozoides.
  • Femeninos: arquegonios y los gametos oosferas.

Reproducción en Briofitas

  1. Gametofito: fase haploide: en la que tiene lugar una reproducción sexual. Fase predominante.
  2. Esporofito: fase diploide: reproducción asexual mediante esporulación.

Dependen del agua para su reproducción ya que los anterozoides biflagelados tienen que nadar para fecundar a la oosfera.

Reproducción en Pteridofitas

El esporofito predomina sobre el gametofito. Siguen ligados al medio acuático.

Reproducción en Plantas con Semillas

Son las más evolucionadas y se reproducen por medio de semillas. La mayor parte del ciclo lo constituye el esporofito, quedando el gametofito reducido al saco embrionario, y al grano de polen. El gameto masculino ha formado un tubo polínico para fecundar al femenino.

Reproducción en Gimnospermas

Las flores masculinas están compuestas por el androceo, constituido por los estambres que tienen forma de escama y se agrupan en conos. En el interior de los estambres se encuentran los granos de polen con dos núcleos espermáticos. Las flores femeninas están constituidas por el gineceo y se reúnen en grupos formando conos o piñas. Tienen un carpelo abierto donde se encuentran los óvulos en forma de escama. Por el viento el grano de polen es transportado hasta el óvulo, se forma un tubo polínico donde se introducen los núcleos espermáticos. Uno de ellos fecunda la oosfera y otro degenera. El cigoto origina el embrión y a la vez se desarrolla el albumen.

Reproducción en Angiospermas

Pedúnculo y receptáculo floral, cáliz – sépalos, corola – pétalos, androceo – estambres, gineceo – carpelos.

Piezas Estériles

  • Sépalos: constituyen el cáliz.
  • Pétalos: constituyen la corola.

El cáliz y corola se llama periantio.

Piezas Fértiles

  • Androceo: formado por estambres (filamento y antera, cada antera dos tecas, cada teca dos sacos polínicos).
  • Gineceo: compuesto por carpelos cerrados. Partes: estigma, estilo, ovario.

Estructura del Óvulo

  • Dos sinérgidas.
  • Una oosfera.
  • Dos núcleos polares secundarios polares.
  • Tres antípodas.

Polinización

Consiste en el traslado de los granos de polen desde el estambre hasta el estigma del pistilo.

  1. Directa: el polen de una flor llega al estigma de la misma.
  2. Cruzada: el polen de una flor va al estigma de otra.

Transportes

  • Anemófila: el viento. Se necesita gran cantidad de polen para asegurarse de que ha llegado. Los granos de polen suelen tener extensiones para aguantar más en el aire.
  • Zoófila: son los animales los encargados de transportarlo.
  • Hidrófila: el agua es el agente polinizador.

Estructura de la Semilla

  • Radícula dirigida al micrópilo. Dará lugar a la futura raíz.
  • Epicótilo e hipocótilo: corto eje caulinar que dará lugar al tallo.
  • Cotiledones: primeras hojas y con albumen.
  • Plúmula: ápice del tallo y a veces algunos primordios foliares.

El Fruto

Función: proteger a la semilla y facilitar su dispersión.

Estructura

  • Exocarpo: parte más externa.
  • Mesocarpo: parte interna-media.
  • Endocarpo: parte más interna.