Factores que Controlan el Desarrollo de las Plantas

En el ciclo de vida de una planta se producen una serie de cambios estructurales y funcionales, como resultado de la interacción entre factores internos y externos (ambientales).

Factores Internos

• Fitohormonas: Sustancias químicas que regulan y coordinan funciones vitales.
• Genes: El genoma determina los límites para el desarrollo.

Ciclo de Vida de las Plantas

Las plantas pasan por diferentes fases a lo largo de su vida:

Germinación

De la semilla emerge el esporofito. La dormición de la semilla viene impuesta por:

• Tegumentos: Envolturas externas impermeables que dificultan la salida de la radícula.
• Endosperma: Ofrece resistencia a la expansión del embrión.
• Ácido abscísico: Promueve la acumulación de proteínas y reduce el metabolismo del embrión.

La mayoría de las especies necesitan factores para germinar:

• Factores físicos: Abrasión mecánica, fuego, exposición a la luz.
• Frío: Necesario para destruir el ácido abscísico y favorece la formación de giberelina, que induce la formación de enzimas que absorben nutrientes del endosperma y suministran alimento al embrión.

Fase Juvenil

Se caracteriza por un rápido crecimiento y actividad fotosintética. Las plantas son capaces de percibir estímulos y crear respuestas mediante movimientos.

Tropismos

Movimientos permanentes de crecimiento en curvatura.

• Fototropismo: El estímulo es la luz y las hormonas responsables son las auxinas.
• Geotropismo: El estímulo es la gravedad y las hormonas responsables son las auxinas.

Nastias

Movimientos transitorios en respuesta a un estímulo.

• Sismonastias: Movimientos de respuesta a estímulos táctiles (como la mimosa).
• Termonastias: Los estimulan los cambios de temperatura (cierre y apertura de tulipanes).
• Fotonastias: El estímulo externo es la luz, ocurre en los girasoles.

Orientación de la Planta

Las plantas son capaces de notar la gravedad en los ápices de raíces y tallos, donde hay estatolitos que reaccionan produciendo movimientos.

• Tallo: Si no está vertical, los estatolitos lo detectan deslizándose a su nueva posición por gravedad y con la acumulación de auxina se origina una elongación hacia arriba del tallo.
• Raíz: Las células con mayor concentración de auxina se alargan menos.
• Yemas laterales: Las concentraciones relativas de auxina y citocinina regulan su desarrollo. Más auxina y menos citocinina inhibe el desarrollo, mientras que menos auxina y más citocinina lo favorece.

Fase de Madurez

En esta fase se origina la floración, controlada por factores externos y hormonales.

Fotoperiodo

Duración del periodo luminoso en un ciclo día-noche que influye en la floración.

Clasificación:

• Plantas de día largo: Florecen a principios de verano, cuando la noche dura igual o menos (ej: espinaca, remolacha).
• Plantas de día corto: Florecen a comienzos de primavera u otoño, cuando la duración de la noche es igual o mayor (ej: arroz, maíz).
• Plantas de día neutro: Florecen sin importar la duración del día (ej: tomatera, girasol).

Formación del Fruto

Durante la polinización, el polen libera auxina que estimula al ovario para que se transforme en fruto. En muchas especies se produce la partenocarpia (frutos sin semilla), como en las bananas y las uvas. El etileno acelera la maduración del fruto, mientras que la giberelina y la citocinina la retardan.

Dormición o Latencia

Durante las estaciones desfavorables, las plantas entran en latencia para sobrevivir. Esto está regulado por el fitocromo y la planta produce ácido abscísico que induce la dormición de las yemas. En primavera, el fitocromo activa la síntesis de giberelina y citocinina.

Fase de Senescencia

La formación de semillas y frutos va asociada a un proceso de envejecimiento. Según el tejido:

• Foliar: Cuando una hoja deja de ser fotosintéticamente rentable.
• Floral: Una vez tenido lugar la antesis y polinización, todas las partes de la flor empiezan su proceso de senescencia.
• Frutal: La maduración del fruto requiere la senescencia de parte de sus tejidos.

El proceso de envejecimiento está relacionado con las concentraciones de hormonas que impiden la senescencia (auxina, giberelina y citocinina) y las que lo provocan (etileno, ácido abscísico).

Principales Fitohormonas

• Auxinas: Se producen en los meristemos apicales de los tallos. Hacen que las células del tallo se alarguen. Las raíces son sensibles a ellas, si la concentración se eleva se inhibe su crecimiento celular.
• Giberelinas: Regulan el alargamiento del tallo y en plantas acaules (sin tallo) hacen un crecimiento desmesurado de tallos florales antes de la floración. Su mayor concentración se halla en las semillas, en la germinación. Otros efectos son la floración prematura, interrupción del letargo y formación de frutos partenocárpicos.
• Citocininas: Estimulan la división de las células en los meristemos. Actúan en colaboración con la auxina. A concentraciones iguales forman una masa de tejido (callo). Un aumento de citocinina forma yemas.
• Etileno: Hormona gaseosa que acelera el proceso de maduración de frutos en pequeñas cantidades. Está relacionado con la caída de hojas o como respuesta a estímulos ambientales o a la formación de la enzima celulosa.
• Ácido abscísico: Hormonas inhibidoras que ejercen una función protectora cuando las condiciones ambientales son adversas. Intervienen en el proceso de dormición, inducen la dormición en las semillas para que no germinen en malas condiciones y son responsables del cierre de estomas en las hojas por escasez de agua.
• Oligosacarinas: Tienen efectos antagónicos con las auxinas. Inducen distintas defensas frente a patógenos.