Fisiología vegetal

Esta rama de la botánica estudia los fenómenos vitales que se producen en las plantas, así como las relaciones existentes entre las distintas funciones propias de la raíz, el tallo y las hojas. Entre estos mecanismos destacan la nutrición, los movimientos o tropismos y la reproducción.

  • Primer Ciclo
  • Última actualización: 09/10/2012
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Fisiología vegetal

Nutrición

Las plantas, como todos los seres vivos, necesitan proporcionarse los elementos nutritivos y energéticos indispensables para realizar los procesos de crecimiento, reconstitución y movimiento. Como parte integrante del mecanismo de la nutrición se incluyen varios fenómenos, entre los cuales se pueden señalar:

- Absorción: los pelos de las raíces absorben las sales minerales que se encuentran disueltas en el agua o mezcladas con las partículas terrosas. La absorción del agua por la raíz se produce por osmosis, que consiste en el paso de agua a través de una membrana desde un lugar de menor concentración de solutos a uno de mayor concentración.

- Circulación: la savia de los vegetales es comparable, de alguna manera, con la sangre de los animales. La savia bruta, solución acuosa de productos minerales procedentes del suelo, se dirige en movimiento ascendente, a través de los vasos leñosos o xilemáticos, hacia las hojas. La savia elaborada, más viscosa que la anterior, y en la que entran los productos de la fotosíntesis, se distribuye por toda la planta gracias a los tubos cribosos del líber o floema. Durante su recorrido, la savia sufre transformaciones importantes producidas por los efectos del metabolismo, como son la respiración y la asimilación clorofílica.

- Transpiración: todas las partes de la planta, especialmente las hojas, eliminan vapor de agua mediante la transpiración. Este proceso puede ser de tipo cuticular, propio de las hojas jóvenes, o estomática, que se efectúa a través de los estomas existentes en las hojas de las plantas adultas. La transpiración vegetal es mucho más intensa cuando el aire es más seco, más cálido y circula a mayor velocidad. Para evitar el exceso de transpiración, las plantas de las regiones secas se protegen con una espesa cutícula o con el cierre de los estomas. Sin embargo, casos más extremos como las cactáceas producen un jugo celular rico en ácidos orgánicos que reduce la evaporación.

- Exudación: consiste en la expulsión de agua y productos del metabolismo en forma de pequeñas perlas que aparecen en la superficie de la hoja. Esta exudación es particularmente intensa en verano, y las gotas de agua salen por los estomas acuíferos situados en el extremo de las nervaduras. Pueden considerarse también como productos de exudación el néctar o jugo azucarado que producen las flores.

- Respiración: los vegetales llevan a cabo un intercambio gaseoso con la atmósfera, mediante el cual absorben el oxígeno necesario para el metabolismo, y desprenden, como producto de desecho, anhídrido carbónico. Las plantas, al respirar, dan lugar a una combinación entre el carbono, el hidrógeno de los alimentos energéticos y el oxígeno del aire, que forma anhídrido carbono y agua, con liberación de energía. Este proceso recibe el nombre de respiración aeróbica para distinguirlo de la que tiene lugar en ausencia de aire, o respiración anaeróbica, modalidad propia de ciertas plantas inferiores, un tipo de metabolismo que prescinde del oxígeno.

- Secreción: luego de los procesos de absorción, transformación y asimilación de las sustancias nutritivas por las células, se forman productos de desecho. Algunos ya no son de ninguna utilidad para la planta y reciben el nombre de excreciones; pero otros, como las secreciones, pueden tener alguna utilidad.

Movimientos o tropismos

Las plantas unicelulares pueden moverse por medio de flagelos o cilios, (que son como pequeños filamentos que se agitan en el agua, lo que les permite cambiar de localización alejarse de ambientes desfavorables), o por natación.

Las plantas superiores, incapaces de desplazarse, reaccionan ante estímulos del medio mediante lentos movimientos de sus partes. Las reacciones se producen por la excitabilidad del vegetal ante los estímulos externos; y su menor movilidad se debe sobre todo a sus membranas celulósicas.

Existen también otros movimientos, llamados protoplasmáticos, nictotrópicos y de contacto.

Los tropismos y tactismos son movimientos determinados y orientados por un medio exterior a la planta; los primeros solo afectan a una parte de ella, mientras que los segundos consisten en el desplazamiento de toda ella.

El geotropismo se observa en la raíz, que va buscando su verticalidad hacia el interior de la tierra. El fototropismo se observa en el tallo al desarrollarse en dirección a la luz solar.

En cuanto a los tactismos, un ejemplo es el fototactismo, por el cual los cloroplastos de una hoja verde cambian de posición según el ángulo de iluminación.

Los movimientos protoplasmáticos se producen en el protoplasma, el que se desplaza en el espacio rígido que le proporciona la pared celulósica.

Los movimientos nictotrópicos se refieren a aquellos experimentados, entre otras, por las plantas de la familia de las leguminosas, que abren sus hojas mientras brilla el sol y las repliegan en la oscuridad.

Los movimientos de contacto se derivan de la reacción de algunas plantas frente a lesiones, producto de golpes, presiones, cortes o pinchazos, e incluso, corrientes de aire. Este es el caso de la mimosa o sensitiva, que pliega sus hojas cuando se la toca.

La reproducción

Las plantas pueden perpetuarse por medio de la multiplicación vegetativa y por semillas o esporas. La multiplicación vegetativa no necesita de órganos especiales. Consiste básicamente en la regeneración de un vegetal completo a partir de un fragmento del aparato vegetativo de su cuerpo (raíz, tallo u hoja) de otro. Puede producirse naturalmente, aún cuando es un fenómeno raro, o artificialmente, por medio de estacas, acodos e injertos.

El procedimiento de la estaca consiste en separar de una planta un trozo de tallo u hoja (estaca), que se hunde en la tierra para que forme raíces y ramas adventicias.

El acodo es una rama de la planta madre que se dobla y entierra en el suelo y que sólo se separa cuando ya han brotado las raíces adventicias. Este método asegura la supervivencia de la nueva planta, ya que se nutre directamente de la madre hasta que la presencia de raíces le permite vivir libremente.

El injerto es una porción de un vegetal en otro. Se realiza sobre una planta llamada patrón, con la cual se establece una relación de provecho mutuo (simbiosis). Para ello es necesario poner en contacto el cambium de ambas plantas, a fin de que la comunicación entre los tejidos permita el intercambio de savias.

La reproducción por semillas o esporas se efectúa gracias a la acción de células diferenciadas, y puede ser agámica (sin intervención de gametos), singámica (con intervención de gametos) y alternante (acción sucesiva de una u otra modalidad).

La reproducción agámica se hace sin la intervención de gametos o células sexuales. Los hongos (que aún cuando no pertenecen al reino vegetal, la mayoría de las personas los considera como tales), se componen de un pie y un sombrerete, en cuya parte inferior se encuentra una estructura multilaminar. Al borde de esas láminas se localizan los basidios, que son las células especializadas en la formación de esporas, las que cuando caen en un suelo húmedo, germinan y originan una estructura llamada micelio, el que se ramifica en filamentos blancos que constituyen el talo o cuerpo del nuevo hongo.

Los musgos y los helechos también utilizan este medio para reproducirse.

La reproducción singámica se refiere a la polinización cruzada de las plantas que florecen, y puede realizarse por esporas o semillas. Así se desarrolla una nueva fecundación, tras la cual se forma la célula huevo con la intervención de gametos o células sexuales. El órgano reproductor exclusivo es la flor.

La reproducción alternante, también denominada alternancia de generaciones, se produce tanto en vegetales inferiores como superiores. Consiste en un ciclo de reproducción sexual, seguido de otro asexual, lo que va unido a una alternancia de fases nucleares simultáneas.

Fotosíntesis

Dentro de los mecanismos de nutrición, se encuentra la fotosíntesis, un proceso mediante el cual se forman compuestos orgánicos reducidos, a partir de elementos como el anhídrido carbónico y el agua.

Para la realización de este fenómeno, además de la luz solar se necesita la acción de la clorofila contenida en los cloroplastos de las células vegetales. Las hojas de las plantas verdes son las que desempeñan la función clorofílica de manera más intensa.

La fotosíntesis se realiza en dos fases que se han denominado fase luminosa y fase oscura.

Funciones respiratorias y clorofílica

Durante el día una planta verde desprende oxígeno y absorbe anhídrido carbónico, lo que significa que en ese momento aumenta su función clorofílica, y la respiración, que disminuye en intensidad, pareciera no existir.

Durante la noche o la oscuridad, la función clorofílica cesa y la respiración se hace evidente, produciéndose entonces la liberación del anhídrido carbónico.

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