tema 4.-crecimiento y desarrollo

CRECIMIENTO Y DESARROLLO EN VEGETALES SUPERIORES

El óvulo fecundado, formado por una sola célula se divide en dos, cada una de éstas se divide en otras dos y así sucesivamente.

Esta multiplicación celular se verifica según un plan determinado genéticamente hasta que queda constituida la semilla en donde se esbozan los futuros órganos de la planta: raíz, tallo y hojas.

El crecimiento de un vegetal no empieza en la semilla sino que prosigue.

Si las condiciones son apropiadas, la semilla pasa de un estado de vida de poca actividad (latente) a otro de mucha, se dice entonces que ésta germina.

ZONAS DE CRECIMIENTO

La semilla germinada se convierte en una nueva planta, la radícula da lugar a la raíz, el talluelo y la gémula forman el tallo y las hojas.

No todas las células de estos órganos se dividen sino que ésta propiedad está reservada a unas células especiales cuya misión es formar todas las células del vegetal agrupándose en los denominados tejidos de formación o meristemos:

-meristemos apicales y axilares: crecimiento en longitud

-cambium vascular y felógeno: crecimiento en grosor


El crecimiento del vegetal es debido a la formación de nuevas células y a que éstas aumentan de volumen. Desde el punto de vista de su crecimiento en un vegetal se distinguen tres zonas:

-zona de formación de nuevas células.

-zona de células más o menos jóvenes que crecen por aumento de tamaño

-zona de células viejas que ya no aumentan de tamaño

El crecimiento en longitud y en espesor de las raíces y tallos es debido a que se van formando nuevas células y sobre todo a que aumenten de tamaño, apreciable en varias horas o días o como en el trigo en varios mm por minuto.

El crecimiento longitudinal de las raíces tiene lugar en las zonas próximas a los extremos así como en tallos y ramas, aunque en éstos las zonas de crecimiento abarcan una zona mucho más amplia que en raíces.

El crecimiento en espesor de raíces y tallos es continuo mientras perdure la función de los tejidos formadores secundarios.


El crecimiento de una planta lo podemos evaluar de diferentes formas:

-relación de área foliar que es la relación entre el área foliar y el peso seco de la planta, normalmente de la parte aérea.

-tasa neta de asimilación que es el aumento de peso seco por unidad de tiempo y por unidad de área foliar.

Importancia de las estaciones en el crecimiento

En la cuenca mediterránea tenemos un crecimiento primaveral y otro otoñal que son los que producen los anillos de crecimiento en los troncos. Hay una ausencia de crecimiento en verano e invierno.

En latitudes mayores sólo se produce una ausencia de crecimiento en invierno

En zonas tropicales el crecimiento es continuo a lo largo de todo el año.


FACTORES E CRECIMIENTO

El crecimiento de una planta implica la elaboración de la materia orgánica propia de las células de la planta, estando condicionado al suministro de los elementos necesarios para la elaboración de esa materia dependiendo también de las condiciones del medio que permitan la asimilación.

El crecimiento no sólo implica elaboración de materia viviente, sino también la organización de la materia viva. Las distintas partes de la planta crecen y se desarrollan de modo coordinado que no depende sólo de las sustancias nutritivas sino que necesita la presencia de otras sustancias capaces de regular el crecimiento y la diferenciación de los tejidos y órganos.

Estas sustancias se llaman reguladores de crecimiento, fitorreguladores, hormonas de crecimiento o fitohormonas.

Los factores del crecimiento son:

-elementos nutritivos

-reguladores de crecimiento

-condiciones del medio: luz, temperatura, agua, etc.


ELEMENTOS NUTRITIVOS

Las plantas forman su propia materia partir del anhídrido carbónico del aire, del agua y de las sales presentes en el suelo. Hay 16 elementos químicos que se consideran necesarios para la vida de las plantas. El Carbono, el Oxígeno y el Hidrógeno son suministrados por el aire y agua mientras que los demás los suministra el suelo, clasificándose en:

-elementos primarios o macroelementos: Nitrógeno, Fósforo y Potasio. Cuando el suelo no dispone de suficiente cantidad (es lo normal) y las plantas lo consumen en grandes cantidades hay que hacer aportaciones suplementarias mediante abonado.

-elementos secundarios: Calcio, Magnesio y Azufre. Las plantas lo consumen en grandes cantidades pero se encuentran en cantidades suficientes en suelo. -microelementos: Hierro, Manganeso, Zinc, Cobre, Molibdeno, Boro y Cloro. Las plantas los necesitan en cantidades muy pequeñas y por lo general no es necesario hacer aportaciones suplementarias salvo excepciones.


REGULADORES DE CRECIMIENTO (FITOHORMONAS)

Las hormonas son sustancias de naturaleza orgánica y de origen endógeno que actúan a muy bajas concentraciones y tienen un papel regulador del metabolismo, nutrición y desarrollo de los seres vivos. Inducen respuestas en un lugar distintos a donde se producen por lo que tienen que ser transportados y se llaman mensajeros químicos. Las fitohormonas se descubrieron al estudiar el crecimiento de los cereales. Al germinar una gramínea lo que asoma es la punta de una vaina cerrada llamada coleóptilo que si se corta deja de crecer y si se vuelve a colocar en su sitio la plántula reanuda su crecimiento. Si ese trozo cortado se coloca en agar unas horas y ese agar se aplica al coleóptilo desmochado, la plántula reanuda el crecimiento. De ello se deduce que para que para que la plántula continúe el crecimiento es necesario que en el extremo cortado haya una sustancia que sea capaz de provocar su desarrollo. Algunos parásitos producen sustancias que hacen crecer desmesuradamente algunos órganos vegetales como ocurre con la formación de agallas esféricas en tallos de Quercus donde las larvas segregan sustancias que provocan ese crecimiento anormal que les sirve de cabida y alimento.


REGULADORES DE CRECIMIENTO (FITOHORMONAS)

En 1931 se descubrió la primera fitohormona. Recibió el nombre de Auxina (auxo en griego crecer). En 1938 al estudiar las enfermedades del arroz producidas por el hongo Gibberella se descubrió la Giberelina capaz de estimular el crecimiento en cereales.

Los fitorreguladores naturales obtenidos de los vegetales suelen ser costosos de obtener por lo que en la práctica se sustituyen por reguladores de síntesis que producen los mismos efectos y se consiguen en laboratorio a base productos orgánicos como benceno, fenol, etc.

Hoy se conocen cinco grupo de hormonas vegetales definibles por su naturaleza química y su actividad biológica: auxina, giberelina, citoquinina, etileno, ácido abscísico.

Cada una tiene una gama de efectos que se solapa con las demás quedando regulado cada proceso por un equilibrio entre ellas.


REGULADORES DE CRECIMIENTO. AUXINAS

Comprenden una serie de sustancias de efectos muy variados:

-activan el alargamiento de las células, esto es, elongación celular por aumento de volumen

-estimulan la división del cambium por lo que activan el crecimiento en grosor de los tallos

-responsable del fenómeno de dominancia apical

-estimula la emisión de raíces en estacas y esquejes

-inhiben la caída de hojas y frutos

-provocan el crecimiento de los frutos y frutos partenocárpicos

Localización: ápices de tallos y en menor cantidad en raíces


REGULADORES DE CRECIMIENTO. AUXINAS

Lugar de síntesis: hojas jóvenes en expansión, tejido cambial, ovarios inmaduros y semillas en desarrollo

Ejemplos

-Acido Indol Butírico (AIB)

-Acido Naftaleno Acético (ANA)

-Acido Indol Acético (AIA)

-Acido 2,4-Dicloro Fenoxiacético (2,4D)


REGULADORES DE CRECIMIENTO. GIBERELINAS

Al igual que las auxinas tienen múltiples acciones. Los efectos se parecen a los que causan la auxina aunque no pueden reemplazar a ésta en la dominancia apical. Sus efectos específicos son: -estimulan el crecimiento longitudinal de los tallos provocando el alargamiento de los entrenudos. -estimulan el alargamiento de tallos y la floración de ciertas plantas bianuales que el primer año permanecen en estado de roseta. -sustituye total o parcialmente el efecto inductor del frío (vernalización) en la floración de algunas especies. -aumentan la capacidad germinativa de algunas semillas al ser aplicadas en vez de frío. -inducen la floración en especies de la familia aráceas -estimulan la síntesis de -amilasa en las semillas de cereales, posibilitando que el almidón pase a glucosa y liberar energía


REGULADORES DE CRECIMIENTO. GIBERELINAS

Ejemplos:

-Acido Giberélico

-Giberelinas 4+7

-en general compuestos del gibano


REGULADORES DE CRECIMIENTO. CITOQUININAS

Son típicamente las hormonas de la división celular y activan el proceso directamente. Determinan un aumento general del metabolismo

-actúan influyendo sobre los procesos de diferenciación: inducción de la floración en plantas que normalmente requieren frío o días largos

-estimulan la proliferación de brotes basales o laterales en algunas plantas que se cultivan en maceta

-retrasan la senescencia de las hojas al retrasar el tiempo de desaparición de la clorofila y la degradación de las proteínas que acompañan al envejecimiento.

Las citoquininas pueden inhibir la senescencia al mantener en funcionamiento la maquinaria sintetizadora de proteínas.


REGULADORES DE CRECIMIENTO. CITOQUININAS

Localización: se transportan por xilema y floema

Lugar de síntesis: ápices radicales, aunque en semillas en germinación se encuentra un alto contenido de citoquininas al parecer del ápice radicular.

Ejemplos:

-Cinetina

-Zeatina

-Isopenteniladenina (2IP)

-Benciladenina (BA)

-En el endospermo líquido del coco (leche de coco) se encuentran citoquininas naturales


REGULADORES DE CRECIMIENTO. ETILENO

Se trata de un gas en condiciones fisíológicas de temperatura y presión por lo que no sólo su acción puede ejercerse sobre lugares de la planta alejados del origen, sino incluso sobre los individuos vecinos.

Actúa no sólo como una hormona (transmisor dentro del individuo), sino también como feromona, esto es sustancia que transmite un mensaje entre individuos distintos de la misma especie.

Es una hormona que está implicada en procesos de maduración de frutos y de senescencia de la mayoría de plantas. Es la hormona de la maduración.

En frutos se ha determinado la producción de etileno a largo de su desarrollo. En función de los valores obtenidos se dividen:

-frutos climatéricos: aquellos que presentan un considerable aumento en la producción de etileno al iniciarse la maduración. Plátano, manzana, mango

-fruto no climatéricos: el máximo en la producción de etileno se alcanza en las primeras etapas de expansión del fruto y en maduración sólo hay un pequeño aumento. Cítricos, fresa


REGULADORES DE CRECIMIENTO. ETILENO

Lugar de síntesis: se produce en órganos senescentes o en maduración, o en tejidos en división o expansión.

Ejemplos:

Entre los generadores de etileno el más usado es Etephon

Existen también inhibidores de la formación del etileno que pretenden justamente contrarrestar el efecto pernicioso de este gas (caída de hojas y flores). El más conocido es el Tiosulfato de plata.

Para evitar la abcisión de las flores en plantas para su envío se utiliza el Tiosulfato de plata o el ácido aminooxiacético.


REGULADORES DE CRECIMIENTO. ACIDO ABSCÍSICO

Se trata de un inhibidor del desarrollo. Se conocen con el nombre de inhibidores a todos aquellos fitorreguladores que frenan, retardan o inhiben algún proceso de desarrollo del vegetal.

El ácido abscísico actúa deteniendo el crecimiento y metabolismo, así como acelera la senescencia de las hojas, aumentando la cantidad de ABA al acercarse el otoño y acortarse los días.

También prolonga el estado de reposo de brotes e inhibe la germinación de muchas semillas.

Localización: se encuentra en todas las especies, mono o dicotiledóneas

Lugar de síntesis: frutos, semillas, raíces, hojas y tallos.

Ejemplos:

-AMO 1618

-Fosfona D

-Cloruro de clorocolina (CCC)

Al aplicar estos productos las plantas quedan enanizadas

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