Tejidos vegetales y su importancia en la propagación y mejora de plantas, Guías, Proyectos, Investigaciones de Biología Vegetal

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ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA VEGETAL

HISTOLOGÍA VEGETAL

XILEMA Y FLOEMA

Alumnas: Olima, Daiana Nieva, Julieta

Introducción

Las plantas tienen que solventar nuevas dificultades, casi todas relacionadas con la obtención y retención de agua, con el mantenimiento de un porte erguido en el aire y también con la dispersión de las semillas en medios aéreos. Para ello las plantas se hacen más complejas: agrupan sus células y las especializan para formar tejidos, los cuales desempeñan funciones especializadas para hacer frente a estas nuevas dificultades.

Objetivos

● Reconocer y diferenciar los distintos tipos de tejidos vegetales. ● Profundizar sobre los tejidos conductores: xilema y floema.

Desarrollo

Las plantas vasculares producen semillas, dentro de las cuales se forma el embrión, que se desarrolla y crece gracias a la actividad de los tejidos embrionarios o meristemáticos. A medida que la planta se desarrolla, los meristemos se mantienen en algunas partes de la planta y permiten su crecimiento, a veces a lo largo de toda la vida de la planta. Los tejidos adultos de las plantas se agrupan en tres sistemas de tejidos: sistema de protección o dérmico (epidermis y peridermis), fundamental (parénquima, colénquima y esclerénquima) y vascular (xilema y floema). A partir del estado embrionario las plantas se desarrollan y crecen gracias a la actividad de los meristemos. El primer crecimiento de todas las plantas, y único en algunos grupos, es el crecimiento en longitud. Éste se denomina crecimiento primario, y corre a cargo de la actividad de un grupo de células meristemáticas que se sitúan en los ápices de los tallos y raíces, así como en la base de los entrenudos. Estos grupos de células constituyen los meristemos primarios. Además, algunos grupos de plantas también pueden crecer en grosor, un tipo de crecimiento denominado crecimiento secundario, y lo hacen gracias a la actividad de otro tipo de meristemos denominados meristemos secundarios.

El crecimiento secundario es un crecimiento lateral que aumenta el grosor de una raíz o un tallo. Existen dos tipos de meristema lateral: Cambium vascular: produce nuevo tejido vascular, llamados xilema y floema secundarios. El xilema antiguo no funciona para el transporte, pero sigue sirviendo de apoyo a la planta, lo que permite que las plantas que presentan un crecimiento secundario sean más grandes. Cambium suberoso: produce súber o corcho, que es el tejido que forma la peridermis (corteza exterior que sustituye la epidermis en una planta con crecimiento secundario). Tejidos adultos: Tejidos dérmicos: Son las capas más externas del cuerpo de la planta y, por tanto, fungen como tejidos de protección contra daños mecánicos y patógenos. Son la epidermis y la peridermis. En las plantas leñosas, la peridermis reemplaza la epidermis de los tallos y de las raíces de las plantas leñosas. ● Epidermis: es la capa más externa del vegetal joven. Está formada generalmente por una capa de células aplanadas, vivas y fuertemente unidas. Además, este tipo de células no cuentan con cloroplastos pero sí con paredes celulares muy delgadas. Las paredes de las células están recubiertas por una cutícula formada por una sustancia lipídica denominada cutina, las cuales son impermeables al agua, así como a los gases y protegen de la pérdida de ella. Además de proteger a las plantas, también regula el proceso de intercambio de gases, así como del agua, el cual se desarrolla a través de los estomas y pelos radicales. Otras estructuras en la epidermis, como los tricomas, que filtran el exceso de luz, segregan diferentes substancias y regulan las variaciones térmicas. Estructuras que se encuentran en la epidermis:

A.Estomas: Se localizan en las partes verdes de las plantas, sobre todo en el envés de las hojas. Constituidos por dos células oclusivas arriñonadas que delimitan un orificio, ostiolo, comunicado con un espacio intercelular, cámara subestomática. B.Pelos o tricomas: Células epidérmicas que se alargan para proteger mejor a la planta. Algunas veces son glandulares, ya que almacenan sustancias (plantas aromáticas), y un tipo especial son los glandulares urticantes. ● Endodermis: Se localiza sobre todo en el interior de la raíz, de forma que separa los fascículos vasculares del tejido adulto vegetal denominado parénquima. El endoderma está constituido por una sola capa de células vivas, las cuales poseen unas paredes recubiertas de lignina y suberina, que tienen función impermeable y forman la banda de Caspary. ● Corteza: funciona como sustituto de la epidermis en aquellas partes de la planta que tienen un crecimiento secundario. La corteza tiene su origen en el felógeno (meristema más externo). Además está constituido por diversas capas de células muertas, las cuales están hinchadas de aire y no dejan huecos entre ellas, es decir, no dejan los llamados espacios intercelulares. La razón por la que están muertas es porque en sus paredes se encuentra depositada una sustancia llamada suberina, que tiene como función impermeabilizar y aislarlas del medio, por lo tanto, están muertas. Tejidos fundamentales: Constituyen la mayor parte del cuerpo de la planta. El parénquima (tejido más abundante), el colénquima y el esclerénquima son tejidos fundamentales. ● Parénquima: Las células están vivas y mantienen la capacidad de división. Forman masas continuas y, en función del contenido desempeñan funciones diferentes, como fotosíntesis, almacenamiento de reservas o secreción. ● Colénquima: Forma parte de los tejidos de sostén. Sus células están vivas, tienen forma alargada y paredes desigualmente engrosadas. Actúan como soporte de los órganos jóvenes en crecimiento.

Haces vasculares La organización de los tejidos conductores en el tallo y la raíz es diferente. Al conjunto de haces vasculares en el tallo y en la raíz se le denomina estela, que en función de la organización reciben diferentes nombres. Por ejemplo, protostela cuando los haces vasculares forman un cilindro sólido y sifonostela cuando los haces vasculares se disponen formando una especie de cilindro en cuyo interior hay parénquima medular. Algunos de los tipos más comunes de organización de los haces vasculares, considerando la disposición del xilema y del floema. XILEMA El xilema primario es el primer tipo de xilema que se forma durante el desarrollo de un órgano de la planta, y está formado primero por el protoxilema y más tarde por el metaxilema. En primer lugar se forma el protoxilema a partir del meristemo procambium. Completa su desarrollo durante la elongación del órgano y luego desaparece por fuerzas mecánicas producidas durante el crecimiento. La pared secundaria de los elementos

conductores del protoxilema, las traqueidas y los elementos de los vasos, suelen tener engrosamientos anulares al inicio, para luego desarrollar otros helicoidales. El metaxilema aparece tras el protoxilema, cuando el órgano se está alargando, y madura después que se detiene la elongación. Se origina a partir del procambium. Sus células son de mayor diámetro que las del protoxilema y las paredes celulares de los elementos conductores tienen engrosamientos en forma reticulada y posteriormente son perforadas. Es el xilema maduro en los órganos que no tienen crecimiento secundario. El xilema secundario se produce en aquellos órganos con crecimiento secundario a partir del meristemo cámbium vascular. Es el tejido de conducción maduro en plantas con crecimiento secundario, junto con el floema secundario. Funciones principales: ● El xilema, también llamado leño, se encarga del transporte y reparto de agua y sales minerales provenientes fundamentalmente de la raíz al resto de la planta, aunque también transporta otros nutrientes y moléculas señalizadoras. ● Es también el principal elemento de soporte mecánico de las plantas, sobre todo en aquellas con crecimiento secundario. La madera es básicamente xilema. En el xilema nos encontramos cuatro tipos celulares: a) Los elementos de los vasos o tráqueas: Los elementos de los vasos son células de mayor diámetro y más achatadas que las traqueidas. Se unen longitudinalmente unas a otras para formar tubos llamados vasos. Por ellos el agua circula vía simplasto (por el interior de las células), y pasa de una célula a la siguiente por las perforaciones que se encuentran en sus paredes transversales (situadas en ambos extremos de la célula), denominadas placas perforadas. Estas placas pueden no aparecer en algunos vasos. Además, el agua y sustancias disueltas pueden atravesar las punteaduras areoladas situadas en las paredes laterales de la célula y pasar a otras células del xilema. Los elementos de los vasos son el principal tipo celular conductor del xilema en las angiospermas. b) Las traqueidas constituyen los elementos conductores o traqueales:

Esquema donde se representan los principales tipos celulares del xilema primario de una angiosperma. FLOEMA El floema primario es el primer tipo de floema que aparece en los órganos en desarrollo, aparece primero como protofloema y más tarde como metafloema. El protofloema es el primer floema que aparece y se forma a partir del meristemo procambium. El protofloema contiene elementos cribosos poco desarrollados en las angiospermas, mientras que en las gimnospermas y pteridofitas posee células cribosas, también poco desarrolladas. Las células acompañantes son muy raras o ausentes. El metafloema sustituye rápidamente al protofloema, normalmente cuando termina la elongación del órgano, y se origina también a partir del procambium. Contiene tubos cribosos y células cribosas de grosor y longitud mayores que en el protofloema, y siempre tienen células acompañantes. Aquí aparecen las placas cribosas en los tubos cribosos. Este tejido es funcional en las plantas con crecimiento primario. El floema secundario se forma a partir del meristemo cámbium vascular en las plantas con crecimiento secundario. En este tipo de floema los elementos conductores están muy desarrollados, así como las células acompañantes, y aparecen tanto el parénquima axial como el radiomedular. Las células del floema secundario, al contrario que en el xilema, no depositan pared celular secundaria, y son células vivas. Sin embargo, el citoplasma de los elementos cribosos puede carecer de núcleo, microtúbulos y ribosomas, y el límite entre la vacuola y el resto del citosol no es claro. En los árboles en crecimiento hay muy poco floema secundario activo implicado en la conducción de nutrientes. El floema está formado por más tipos celulares que el xilema. Se compone de dos tipos de células: los elementos conductores y los no conductores. Los elementos conductores son los tubos o elementos cribosos (a) y las células cribosas (b). Ambos tipos celulares son células vivas, aunque sin núcleo, y tienen la pared primaria engrosada con depósitos de

calosa. Dentro de los elementos no conductores se encuentran las células parenquimáticas, siendo las más abundantes las denominadas células acompañantes (c). Como células no conductoras también se pueden encontrar células de soporte asociadas al floema, entre las que se encuentran las fibras de esclerénquima y las esclereidas. Representación esquemática de los vasos cribosos y de las células cribosas. a). Los tubos cribosos son típicos de las angiospermas. Son células individuales achatadas que se disponen en filas longitudinales y que se comunican entre sí mediante placas cribosas localizadas en sus paredes transversales o terminales. Las placas cribosas contienen poros de gran tamaño que comunican los citoplasmas de las células vecinas. Además, poseen áreas cribosas en las paredes laterales que son depresiones en la pared primaria con poros que atraviesan la pared completamente. Éstas sirven para comunicarse con otros tubos cribosos contiguos y con las células parenquimáticas especializadas que los acompañan llamadas células acompañantes o anexas. Los tubos cribosos constituyen el elemento conductor mayoritario en angiospermas. Imagen de tubos cribosos en una angiosperma. b). Las células cribosas son típicas de gimnospermas y pteridofitas. Son células largas y de extremos puntiagudos, comunicándose entre sí mediante grupos de campos de poros primarios que forman las áreas cribosas. Sin embargo, no poseen placas cribosas. Se relacionan funcional y morfológicamente con una célula parenquimática especializada

● Savia elaborada: es el resultado de la transformación de la savia bruta tras el proceso de la fotosíntesis. Esta se transporta en el sentido contrario, gracias al floema, llevando el alimento por los vasos conductores desde las hojas y el tallo hasta llegar a la raíz por los vasos. La savia elaborada es el verdadero alimento de la planta, ya que contiene no solo agua y sales minerales, sino también azúcares y fitorreguladores. Funciones de la savia ● La principal función de la savia es nutrir a la planta para su correcto desarrollo y funcionamiento. ● La savia es la encargada del transporte de microelementos y macroelementos a las hojas para que pueda realizarse la fotosíntesis y así llevar el alimento a todas las partes de la planta. ● Esta sustancia, tras ser convertida en savia elaborada no sólo sirve de alimento a la propia planta sino que, además, es una fuente de alimento para animales e incluso para el ser humano. ● De hecho, existen algunos tipos de savia producida por distintas especies de plantas que se utilizan también por sus propiedades medicinales. Por ejemplo, la savia del abedul es bastante conocida por esto. ● Gracias a la savia la planta puede mejorar su propia regulación térmica a través de la transpiración de esta por las hojas y el tallo de la planta.

Teoría de la cohesión-tensión

La transpiración es el principal impulsor del movimiento del agua en el xilema. Crea presión negativa (tensión) equivalente a 2 MPa en la superficie foliar. El agua de las raíces es finalmente levantada por esta tensión. El potencial hídrico negativo atrae agua del suelo hacia los pelos de la raíz, luego hacia el xilema radicular. La cohesión y la adhesión arrastran el agua hasta el xilema. La transpiración extrae agua de la hoja a través del estoma. El potencial hídrico se vuelve cada vez más negativo desde las células radiculares hasta el tallo hasta las hojas más altas, y finalmente a la atmósfera.

Representación gráfica del proceso de cohesión-tensión.

Estructuras secretoras

Externa: ● Pelos glandulares, pelos o glándulas nectaríferas, pelos salinos, pelos digestivos, pelos urticantes, etc. ● Hidatodes son estomas inmóviles que secretan agua líquida. Interna: ● Conductos esquizógenos: se forman por división y separación de células, poseen células secretoras parietales, por ejemplo conductos resiníferos de las Gimnospermas. ● Cavidades lisígenas: se forman por destrucción de las células quedando paredes celulares en su interior, por ejemplo en las cavidades secretoras de los Citrus (naranja, pomelo, etc.). ● Tubos laticíferos: son conductos unicelulares o pluricelulares que secretan látex, sustancia lechosa, por ejemplo en la higuera, gomero, etc. Si el látex es rico en hidrocarburos se utiliza en la elaboración del caucho, ejemplo: el árbol del caucho.

Conclusión

Los tejidos son importantes para realizar funciones de conducción, sostén y reserva. También permiten la ejecución de distintos procesos fundamentales para la supervivencia de las plantas.