La Nutrición y Relación en las Plantas: Fitohormonas y Respuestas Fisiológicas

La Nutrición y Relación en las Plantas

La Función de Relación de las Plantas

TEMA 4 LA NUTRICIÓN Y RELACIÓN EN LAS PLANTAS2. LA FUNCIÓN DE RELACIÓN DE LAS PLANTAS. · Aunque las plantas carecen de sistema nervioso, pueden recibir estímulos de su entorno gracias a determinadas estructuras receptoras y emitir respuestas para su supervivencia. · Pueden producir movimiento o iniciar procesos fisiológicos: algunos regulados por hormonas vegetales o fitohormonas.

Principales estímulos externos para las plantas Crecimiento, movimiento, apertura y cierre de estomas, senescencia, abscisión Formación, maduración, absición Latencia, germinación Floración, apertura/cierre, senescencia, absición Crecimiento, movimiento Crecimiento, movimiento Principales respuestas vegetales

Captación de Estímulos Externos

2.1 CAPTACIÓN DE ESTÍMULOS EXTERNOS. A. Tipos de estímulos y mecanismos receptores: las plantas detectan cambios en factores abióticos cómo la luz, la gravedad, el contacto, la humedad gracias a diferentes receptores:

• Detección de la luz: poseen proteínas fotorreceptoras (fitocromos, fototropinas, etc.). Son activadas por una determinada longitud de onda e influyen en la expresión de genes involucrados en procesos como la germinación de las semillas, la floración, la síntesis de clorofila o los fototropismos.
• Detección del contacto: algunas plantas poseen estructuras que se activan por presión o contacto, por lo que funcionan como mecanorreceptores.

Detección de Estímulos y Mecanismos Receptores

2.1 CAPTACIÓN DE ESTÍMULOS EXTERNOS. A. Tipos de estímulos y mecanismos receptores:

• Detección de la gravedad: los estatolitos presentes en las células de la raíz son orgánulos o acúmulos de sales que, por su masa, se mueven en el citoplasma atraídos por la gravedad. Son como sensores de orientación de la planta que activan ciertas hormonas como la auxina. Esto determina el sentido de crecimiento de los órganos vegetales: la raíz crece hacia dicha fuerza y el tallo en sentido contrario.

Deposición de los estatolitos confor- me al vector de la gravedad.Radícula en posición vertical Células de la caliptra con amiloplastos (estatolitos) ubicados en la base El fundamento de esa teoría es que en los cortes longitudinales de caliptra se observa lo siguiente: los amiloplastos se acumulan en la base de las células (sobre la cara inferior), desplazando otros orgánulos a la parte superior. - núcleo estatolitos 25 je Si se cambia la posición de la raíz, los amiloplastos se desplazan, depositándose nuevamente sobre la cara inferior. Otros componentes citoplasmáticos como el RE y los dictiosomas también participan en la respuesta geotrópica. Radícula horizontal y curvándose hacia el suelo Células de la caliptra en posición horizontal: amiloplastos (estatolitos) sobre la cara inferior núcleo estatolitos Foto de Moore 1995

Respuestas Basadas en Movimiento

Tipos de Movimientos Vegetales

2.2 RESPUESTAS BASADAS EN MOVIMIENTO. Las plantas realizan dos tipos de movimientos en respuesta a los estímulos externos de su entorno: v Cuando el movimiento es permanente: se denomina tropismo. v Si es temporal: recibe el nombre de nastia.

Tropismos en Plantas

A. TROPISMOS: - Movimientos permanentes de las plantas como consecuencia del crecimiento de alguna de sus estructuras en la dirección de un determinado estímulo externo. - Si el crecimiento es hacia el estímulo: tropismo positivo - Si es en contra: tropismo negativo.

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Clasificación de Tropismos

En función del estímulo, los tropismos se clasifican en: Gravitropismo Consiste en un crecimiento condicionado por el sentido del vector del campo gravitario. En el caso del gravitropismo negativo del tallo, existe un gradiente de concentración de auxinas desde el meristemo apical, donde se sintetizan hasta la zona inferior, que se traduce en una elongación diferencial a lo largo de este órgano. En el caso del gravitropismo positivo de la raíz, la deposición por la acción de gravedad de los estatolitos en la parte inferior de las células centrales induce la acumulación de las auxinas en la parte inferior de la raíz, lo que a su vez estimula la elongación celular en la zona. Tigmotropismo Consiste en una modificación de la dirección del crecimiento de la planta en respuesta al contacto. El tallo presenta tigmotropismo positivo, mientras que la raíz presenta tigmotropismo negativo. En ambos casos, la curvatura de la estructura se debe a una diferencia en la elongación celular causada por una migración de las auxinas desde la zona donde existe el contacto a la zona libre de presión.Fototropismo Consiste en un crecimiento orientado por la dirección de la que proviene la luz. El caso mas relevante es el del fototropismo positivo del tallo, que se debe a un alargamiento asimétrico de sus células. Esta asimetría está causada por la migración de las auxinas hacia el lado que recibe menor cantidad de luz, pues la presencia de las auxinas induce una mayor elongación de las células del lado menos iluminado y provoca, por tanto, la curvatura del tallo hacia la luz. Luz Quimiotropismo Consiste en el crecimiento direccional de un órgano en respuesta al gradiente de concentración de una sustancia química. Ejemplos relevantes de quimiotropismos son: · Quimiotropismo positivo del tubo polínico, que crece hacia el óvulo en respuesta a las señales químicas liberadas por el ovario. · Hidrotropismo positivo de la raíz, que se manifiesta en un crecimiento de esta hacia las zonas con mayor humedad del suelo. · Higrotropismo positivo del tallo, cuyo crecimiento se orienta en ciertas plantas segun el gradiente de humedad del aire. · Aerotropismo positivo de la raíz, que implica una búsqueda activa de las zonas con más oxígeno. Rafz Algodón húmedo

Nastias: Movimientos Temporales

2.2 RESPUESTAS BASADAS EN MOVIMIENTO. B. NASTIAS: - Son movimientos temporales y reversibles de las plantas y que son independientes de la dirección del estímulo que los desencadena. - A diferencia de los tropismos, no implican el crecimiento de ningún órgano de la planta, sino una modificación temporal en la turgencia de las células de la estructura que las experimenta y pueden afectar a órganos maduros de esta. - Algunas de las nastias más habituales son:

• Fotonastias. Están desencadenadas por la luz, que puede inducir la apertura o el cierre de las flores de una planta o el cambio en la posición de sus hojas.
• Termonastias. Se producen como respuesta a variaciones en la temperatura, como en el caso de la apertura y el cierre de las flores de los tulipanes.
• Sismonastias. Causadas por un contacto o una sacudida de la planta. Ejemplos clásicos son el descenso de las hojas en la mimosa o el cierre de las hojas de la trampa en plantas carnívoras como la venus atrapamoscas.

Noche Día

Influencia de la Luz en la Floración

2.2 RESPUESTAS BASADAS EN MOVIMIENTO. C. INFLUENCIA DE LA LUZ EN LA FLORACIÓN:SENSIBILIDAD AL FOTOPERIODO. - La floración y la producción de semillas son dos etapas críticas en el ciclo biológico de las plantas que. - El factor ambiental que permite a las plantas determinar el momento óptimo para su floración es la duración de la fase de oscuridad (nictiperiodo) y no la duración de la fase lumínica (fotoperiodo). - En zonas con inviernos fríos, las plantas ajustan el momento de la floración a la velocidad a la que se desarrollan sus semillas. Estas alcanzan la madurez antes del descenso de las temperaturas del otoño. - Para ello, un gran número de estas plantas utilizan su capacidad de detectar la presencia y la ausencia de la luz mediante los cambios en el estado de activación de sus fitocromos para determinar el paso de las estaciones.

Regulación de Respuestas Fisiológicas

Hormonas Vegetales

2.3 REGULACIÓN DE RESPUESTAS FISIOLÓGICAS: HORMONAS . - Las plantas carecen de un sistema nervioso que coordine de forma rápida la información recibida por los distintos receptores, pero sí presentan un conjunto de mensajeros químicos, las fitohormonas, que regulan y coordinan el funcionamiento de sus células diana. - Estas poseen receptores que se activan por la presencia de una hormona específica, desencadenando una cascada de señalización interna o conjunto de reacciones que modifican su comportamiento. - Las hormonas vegetales se producen en los meristemos y viajan hasta las células diana a través de los vasos conductores. Su efecto puede ser activador o inhibidor de procesos.

Hormonas Activadoras

2.3 REGULACIÓN DE RESPUESTAS FISIOLÓGICAS: HORMONAS . A. HORMONAS ACTIVADORAS:

• Auxinas: activan el crecimiento vertical de tallo y raíz, lo que inhibe el crecimiento lateral o desarrollo de yemas en el tallo. También regulan el crecimiento en grosor, diversos tipos de tropismos e inhiben la caída temprana de hojas, flores y frutos.
• Giberelinas: al regular la división y elongación celular se relacionan con procesos de desarrollo. Inducen la germinación y el desarrollo de yemas florales y de los frutos. Además, estimulan el crecimiento en longitud del tallo.
• Citoquininas: estimulan los procesos de división y diferenciación celular, y, a diferencia de las auxinas, estimulan el crecimiento lateral de tallo y raíz. También retrasan la senescencia o envejecimiento de hojas y flores.

Hormonas Inhibidoras

2.3 REGULACIÓN DE RESPUESTAS FISIOLÓGICAS: HORMONAS . B. HORMONAS INHIBIDORAS:

• Ácido abscísico (ABA): su efecto es antagónico al de las giberelinas, por lo que inhiben el crecimiento, la germinación y el desarrollo de yemas (mantienen el estado de latencia de yemas y semillas). Su producción aumenta en situaciones de estrés, induciendo, en condiciones de estrés hídrico, el cierre de estomas y crecimiento radicular.
• Etileno: es gaseoso a temperatura ambiente, y su función principal es la regulación de la maduración o senescencia de los frutos climatéricos (aquellos que pueden madurar separados de la planta) y de su abscisión o caída. Inducen la senescencia y abscisión foliar.