Estructura, Anatomía y Función de la Raíz, Tallo, Hoja, Flor, Fruto y Semilla en Plantas

La Raíz

La raíz es el órgano de la planta especializado en la absorción de agua y sales minerales disueltas, el transporte de estas sustancias a las partes aéreas, el almacenamiento de nutrientes y la sujeción al medio. Se origina a partir de la radícula del embrión, aunque en algunas plantas (monocotiledóneas) la raíz primaria deja de ser funcional y se forman raíces adventicias desde el tallo.

Partes de la Raíz y Sistemas Radiculares

Caliptra (cofia o pilorriza): Parénquima protector del meristemo apical que forma un mucílago (sustancia vegetal viscosa) para facilitar el paso, prevenir la desecación y proporcionar un ambiente favorable para los microorganismos.
Zona de elongación: Las células meristemáticas se alargan.
Zona pilífera: En su epidermis hay células parenquimáticas más pequeñas con pelos radicales, constituidos por una sola célula que incrementa la superficie de absorción. Estos pelos pronto se endurecen y mueren.
Zona adulta: Región sin pelos donde se forman las raíces laterales.
Cuello de la raíz: Punto de encuentro entre la raíz y el tallo.

Sistemas Radiculares

Sistema radical axonomorfo o pivotante: Propio de plantas cuya raíz primaria origina raíces secundarias (gimnospermas) o laterales de menor calibre (dicotiledóneas).
Sistema radical fasciculado o en cabellera: Compuesto por raíces adventicias de tamaños similares.

Anatomía de la Raíz con Crecimiento Primario

Cilindro Cortical o Córtex

Epidermis: Capa de células externas. Se denomina rizodermis si posee pelos radicales y exodermis si los ha perdido.
Parénquima cortical: Se encuentra debajo de la epidermis, con células esféricas y espacios intercelulares. Cumple función de almacenamiento.
Endodermis: Capa de células parenquimáticas que desarrollan la banda de Caspary, un engrosamiento en forma de cinturón sobre las paredes anticlinales (perpendiculares a la superficie de la raíz).
Banda de Caspary (de lignina o suberina): Regula el paso de agua y minerales al interior. Deposita láminas de suberina y se engruesa con celulosa y lignina.

Cilindro Vascular

Periciclo: Encargado de la formación de raíces secundarias (cambium vascular y felógeno) o meristemos secundarios.
Tejidos vasculares: Haces simples y alternantes de xilema y floema, con desarrollo centrípeto. Según el número de haces, se clasifican en diarca, triarca, tetrarca y poliarca.
Médula: Células parenquimáticas en el centro.

Diferenciación de la Raíz

En monocotiledóneas, la endodermis y el periciclo son más evidentes que en eudicotiledóneas. El número de haces vasculares también es mayor en monocotiledóneas.

Raíces Laterales y Adventicias

Raíces laterales: Origen endógeno en la raíz primaria (periciclo).
Raíces adventicias: Origen en la vecindad de los tejidos vasculares (periferia del tallo, cerca del cambium o médula del tallo).

Crecimiento Secundario de la Raíz

Se da en la raíz primaria y raíces laterales principales en gimnospermas y dicotiledóneas leñosas. El cambium se inicia en forma de arcos y origina tejidos vasculares secundarios. El felógeno origina la peridermis (súber y felodermis).

Variaciones Estructurales de la Raíz

Raíces napiformes: Función de reserva, raíz primaria central.
Raíces fúlcreas: Mayor agarre al suelo.
Raíces caulógenas: Raíces adventicias desde estructuras aéreas, con velamen (capa aislante de células muertas).
Raíces contráctiles: Se entierran o emergen según las condiciones ambientales.
Raíces pneumatóforas: Mejoran el intercambio gaseoso en ambientes acuáticos (crecen con geotropismo negativo).
Raíz tuberosa: Acumulación de nutrientes (tubérculo radical).
Haustorio: Raíces parásitas.
Fibras esclerenquimáticas
Vaina de colénquima: Tejido de sostén.

El Tallo

El tallo es el órgano de la planta especializado en el transporte de nutrientes (savia bruta y elaborada), el soporte de la planta y el almacenamiento. Se origina a partir del vástago y del meristemo apical, del que también se forman las hojas.

Partes del Tallo y Sistemas de Ramificación

Yema apical/terminal: Contiene el meristemo apical, protegido por escamas (especialmente en árboles caducifolios).
Nudos: Lugar de inserción de las hojas.
Entrenudos: Parte entre nudo y nudo.
Ápice: Parte superior con la yema terminal.
Yemas laterales: Originan la ramificación tras la dominancia apical.

Anatomía del Tallo con Estructura Primaria

Los tejidos vasculares se forman a partir del cambium. Xilema y floema primarios se asocian formando haces vasculares.

Protoxilema: Traqueidas anilladas o espiraladas.
Metaxilema: Vasos reticulados y punteados, y fibras.
Protofloema: Células parenquimáticas.
Metafloema: Elementos cribosos con células acompañantes y células parenquimáticas.

Los haces son mixtos y colaterales (floema al exterior, xilema al interior), pudiendo ser cerrados o abiertos (con cambium entre xilema y floema). Están rodeados por tejidos de sostén (esclerénquima y/o colénquima), destacando la vaina de esclerénquima. También hay parénquima fundamental y una epidermis con cutícula.

Formación y Diferenciación del Tallo

Monocotiledóneas: Haces dispersos y cerrados.
Eudicotiledóneas: Haces en anillo y abiertos, con cambium fascicular (genera xilema y floema) e interfascicular (genera parénquima).

Crecimiento Secundario del Tallo

Los tejidos secundarios se producen en dos meristemos laterales:

Cambium: Origina tejidos vasculares secundarios (división periclinal y anticlinal).
Felógeno: Origina el tejido de protección secundario.

El cambium tiene células fusiformes (sistema vascular) y células radiales (radios medulares). Diferencia floema secundario al exterior y xilema secundario al interior. En climas estacionales, se forma madera temprana (tráqueas grandes) y madera tardía (tráqueas pequeñas), formando anillos de crecimiento. El xilema secundario es la madera o albura, que al morir las células se oscurece y forma el duramen. El floema secundario es poco visible. El felógeno forma la peridermis (súber o corcho al exterior y felodermis al interior), con lenticelas para el intercambio gaseoso.

Variaciones Estructurales del Tallo

Tubérculo: Almacenamiento de reserva (patata).
Bulbo: Yema con hojas modificadas y raíces adventicias (cebolla).
Zarcillo: Sujeción en plantas trepadoras.
Cladodio: Tallo aplanado similar a una hoja.
Espina caulinar: Rama en forma de espina (defensa).
Tallo suculento o craso: Almacenamiento de agua.
Tallo trepador: Crece usando un soporte.
Braquiblasto: Tallo corto con hojas agrupadas.

Tipos de Tallo

Hierba: Blando, con lignificación débil.
Árbol y arbusto: Con lignificación, diferenciados por altura y ramificación.
Mata: Arbusto de poca altura.

La Hoja

La hoja es la parte de la planta, considerada por algunos autores como una modificación del tallo, especializada en la fotosíntesis y el intercambio gaseoso. Se encuentra junto al tallo y constituyen el vástago.

Tipos de Hojas

Hojas embrionarias o cotiledones: Primeras hojas, de vida corta.
Nomófilos: Hojas fotosintéticas, características de cada especie.
Catáfilas: Protegen las yemas.
Antófilos: Hojas modificadas de los órganos florales.
Hipsófila: Hoja prefloral.

Partes de una Hoja

Lámina o limbo: Porción verde, delgada, con dos caras (haz y envés), ápice, contorno y base.
Peciolo: Unión entre la lámina y el tallo (hojas pecioladas; si no hay peciolo, son sésiles o sentadas).
Base foliar: Inserción del peciolo en el tallo.
Estípulas: Apéndices foliáceos en la base foliar.
Nectarios: Órganos que forman néctar (atracción de insectos).

Variedad Morfológica: Criterios y Términos

Simples o compuestas
- Simple: Una única lámina.
- Compuesta: Varias láminas (foliolos) unidas por el raquis.
Duración
- Perennifolia: Cae a los 2-3 años, gradualmente.
- Caducifolia: Cae cada año, todas a la vez.
- Marcescentes: No se caen, se quedan secas en la planta.
Disposición
- Según el número de hojas:
  - Alternas: 1 hoja por nudo.
  - Opuestas: 2 hojas por nudo.
  - Ciliadas: 3 o más hojas por nudo.
- Según el ángulo entre las hojas:
  - Espiral: ~144°.
  - Dísticas: 180°.
  - Decusadas: 90° respecto al nudo anterior (opuestas).

Otros criterios: Nervadura (palmatinervia, pinnatinervia, paralelinervia), tipos de hojas compuestas (palmaticompuesta, pinnadas), forma de la lámina (entera, pinnatisecta), forma de la lámina entera (elíptica, cordiforme, ovada, obovada, linear), base (sagitada, reniforme, cuneada, aguda, redondeada, cordiforme, truncada, hastada), ápice (acuminado, agudo, redondeado, obtuso, cuspidado, mucronado, truncado) y margen (entero, aserrado, crenado, dentado).

Anatomía Foliar

Epidermis: Haz (adaxial) y envés (abaxial), con cutícula y tricomas. Estomas más numerosos en el envés (células oclusivas y ostiolo).
Mesófilo: Parte interna con colénquima (parénquima fotosintético): en empalizada (bajo el haz) o lagunar/esponjoso (bajo el envés).
Tejidos vasculares (xilema y floema): Haces mixtos colaterales (xilema al haz, floema al envés) o bicolaterales. Con vaina fascicular (esclerénquima).
Tejidos de sostén: Esclerénquima (monocotiledóneas) o colénquima y esclerénquima (dicotiledóneas basales y eudicotiledóneas). Vaina de colénquima.

Formación y Desarrollo de las Hojas

Aparece el primordio foliar, con crecimiento apical corto. Se diferencian capas del mesófilo. El crecimiento cesa primero en el ápice y luego en la base. El procambium penetra en el primordio, formando los nervios mayores. Al morir la hoja, quedan cicatrices en el nudo.

Variaciones Estructurales de las Hojas

Hojas de sol: Crecen con alta intensidad de luz, más pequeñas y gruesas, con más parénquima en empalizada y paredes epidérmicas gruesas.
Hojas de sombra: Baja intensidad lumínica.
Zarcillos: Soporte (leguminosas).
Espinas: Hojas duras, secas, no fotosintéticas (defensa).
Escama: Catáfilos pequeños endurecidos.
Plantas carnívoras: Trampas para insectos.
Bulbos: Hojas de reserva.
Hojas xerofíticas: Adaptadas a la sequía.

Anexo

Roseta: Disposición circular de hojas a la misma altura.
Gutación: Secreción de agua por un hidátodo (estoma inmóvil).
Victoria amazónica: Hojas de 2 m de diámetro.
Raphia regalis: Palmera con hojas de hasta 25 m.
Casuarina equisetifolia: Hojas de 1 mm.
Hojas variegadas: Zonas de distinto color.
Hojas suculentas: Color glauco, con ceras (reserva y protección UV).

La Flor

Tallos con hojas modificadas, nudos y entrenudos cortos. Función principal: reproducción y atracción de insectos (polinización). La iniciación de las piezas florales comienza con los sépalos, luego pétalos, estambres y carpelos (capullo).

Morfología

Partes de la Flor

Pedúnculo: Eje de inserción de la flor.
Receptáculo: Punto de intersección de las piezas florales, dispuestas en verticilos.
Perianto: Envolturas protectoras: cáliz (sépalos) y corola (pétalos). Si no se distinguen, se llaman tépalos y el perianto es el perigonio.
Androceo: Parte masculina (estambres), con polen y estaminodios (estériles).
Gineceo: Parte femenina (pistilo), con ovario (carpelos).
Brácteas: Hojas debajo de la flor.
Nectarios: Producen néctar.

Variabilidad Morfológica: Criterios y Términos

Simetría:
- Asimétrica: Sin eje de simetría.
- Actinomorfa: 2 planos de simetría.
- Zigomorfa: Plano de simetría bilateral.
Número de piezas florales:
- Trímera: 3 o múltiplos de 3.
- Tetrámera: 4 o múltiplos de 4.
- Pentámera: 5 o múltiplos de 5.
Soldadura:
- Gamosépalo (sépalos soldados) – Dialisépalo (sépalos separados).
- Gamopétalo (pétalos soldados) – Dialipétalas (pétalos separados).
- Androceo con estambres libres – Gineceo.
Forma:
- Envueltas:
  - Aclamídea: Sin cáliz ni corola.
  - Homoclamídea: Sin diferenciar cáliz ni corola.
  - Heteroclamídea: Cáliz y corola diferenciados.
- Androceo:
  - Didínamo: 4 estambres, 2 cortos.
  - Tetradínamo: 6 estambres, 4 largos.
Número de carpelos: mono/bi/tri/penta/pluricarpelar.
Posición.
Tipo de flor:
- Hermafrodita: Partes masculinas y femeninas en la misma flor.
- Monoica: Flores femeninas y masculinas en la misma planta.
- Dioicas: Individuos unisexuales (flores masculinas o femeninas).

Diagramas y Fórmulas Florales

Fórmula Floral

Letras: Verticilos.
Cifras: Número de piezas (detrás de las letras). Si son muchas (>10): ∞. Si falta un verticilo: 0.
Símbolos.

Anatomía de las Piezas Florales

Estambres

Antera: 2 tecas (producen polen), cada una con 2 sacos polínicos. Haz vascular rodeado de tejido conectivo. Cada saco polínico tiene una capa celular (tapete) para nutrir durante la formación del polen. Rodeando el tapete: endotecio (apariencia estriada) y exotecio (epidermis). Se abren para liberar el polen (longitudinal, valvas o poros).
Grano de polen: 2 capas: dentina (celulosa y pectina, interna) y exina (esporopolenina, resistente, externa).

Pistilo

Estigma.
Estilo: Tejido de transmisión (tubo polínico).
Ovario: Dividido en carpelos (o uno solo). Placenta: Intersección de carpelos y óvulos/primordios seminales. Funículo: Prolongación de la placenta al primordio seminal. Lóculo: Hueco.

El óvulo o primordio seminal dará lugar al saco embrionario. Tiene una célula madre rodeada por la nucela, recubierta por tegumentos, dejando un hueco (micrópilo) por donde accede el tubo polínico.

Sépalos, Pétalos y Tépalos

Anatomía similar a los nomófilos: epidermis adaxial y abaxial, con cutícula y estomas (menos cantidad), parénquima (no se diferencia lagunar de empalizada) y haces vasculares.

Inflorescencias: Partes y Tipos

Inflorescencias: Sistemas de ramas para la formación de flores. Raquis (eje principal) con brácteas (flores o inflorescencias parciales). El raquis se une al tallo por el pedúnculo. Cada flor: pedicelo. Atraen insectos.

Partes

Racimo: Flores pediceladas.
Espiga: Flores sésiles.
Amento: Espiga blanda y pendular.
Capítulo: Eje corto y dilatado (receptáculo común).
Umbela: Deriva del racimo, entrenudos acortados.
Corimbo: Similar al racimo, pedicelos inferiores más largos.
Panícula o panoja: Racimo doble con ejes cerrados.
Dicasio: 2 inflorescencias.
Monocasio: 1 profilo fértil.

Reproducción Vegetal

Reproducción Sexual

Mediante gametos (células haploides originadas por meiosis). Mayor variabilidad genética.

Órganos Reproductores: Anteras y Pistilos

Anteras: Parte de los estambres (2 tecas con sacos polínicos), forman el polen.
Pistilo: Órgano del gineceo. Ovario (gametos femeninos: ovocélula), estilo y estigma (reconocimiento y aceptación del polen).

Formación de Granos de Polen

En la antera inmadura: célula madre diploide. Meiosis: 4 células hijas haploides. Mitosis: célula con 2 núcleos (uno pequeño, célula vegetativa, para el tubo polínico; otro, célula generativa, para los gametos). La célula generativa sufre otra mitosis (grano de polen maduro): núcleos espermáticos. Se consume el tapete y se modifican las capas del endotecio. Paredes del grano de polen: capa de celulosa y pectina, y otra de esporopolenina (oxina, ornamentada, con proteínas de identificación).

Formación del Saco Embrionario

Primordio seminal, rudimento seminal u óvulo: célula madre. Meiosis: 4 células hijas (3 degeneran). La otra sufre 3 mitosis: 8 núcleos. Uno es el gameto femenino (ovocélula, en el micrópilo), con 2 sinérgidas a los lados. Al otro extremo: 3 antípodas. En el centro: 2 núcleos polares. El conjunto (8 células): saco embrionario, recubierto por la nucela y los tegumentos (primina el externo, secundina el interno).

Sifonogamia y Doble Fecundación

Grano de polen llega al estigma (polinización).
Grano de polen se abre y forma el tubo polínico hasta el micrópilo (sifonogamia).
Doble fecundación:
- Núcleo espermático + ovocélula = cigoto.
- Otro núcleo espermático + núcleos polares = endospermo triploide.
Formación de la semilla: Se consume la nucela, se endurecen los tegumentos (testa). Embrión (futura planta). Transformaciones en la pared del carpelo: pericarpio (fruto).

Tipos de Polinización

Anemófila: Por el viento.
Por animales: Insectos (entomófila) o pájaros/murciélagos.
Algunas especies se autopolinizan.

Evitan la autopolinización:

Maduración en diferentes momentos de la parte masculina y femenina.
Anteras y pistilo muy separados.
Flores solo masculinas o femeninas.

Anexo: Reproducción Asexual

Formación de yemas adventicias en tallo y/o raíz: esquejes (fragmentos de plantas para formar otra planta).

El Fruto

Semilla

Pericarpio: Envuelve la semilla, originado por modificación de la hoja carpelar tras la fecundación. Puede contener reservas.

Exocarpio o epicarpio: Parte externa (piel), desde la epidermis externa del carpelo. Puede ser policromo, liso, pubescente o espinoso.
Mesocarpio: Parte media, desde el mesófilo de la hoja carpelar. Puede tener reservas.
Endocarpio: Parte interna, desde la epidermis interna de la hoja carpelar. Puede tener reservas, pero su función principal es proteger la semilla. Puede ser leñoso, piloso, membranoso o fundido con el mesocarpio.

Tipos de Frutos: (Criterios de Clasificación)

Partes de la flor que intervienen:
- Simple: De un pistilo (monocarpelar o pluricarpelar sincárpico).
- Agregado: De un gineceo pluricarpelar apocárpico.
- Complejo: Del gineceo y otras partes de la flor.
Consistencia del pericarpio:
- Seco: Pericarpio membranoso, coriáceo o leñoso.
- Carnoso: Pericarpio con agua en las células.
Dehiscencia (liberar semillas):
- Dehiscente: Se abre solo.
- Indehiscente: Permanece cerrado.
Número de semillas:
- Monospermo: 1 semilla.
- Plurispermo: 2 o más semillas.

Clasificación

Frutos Simples Secos

Folículo: Dehiscente, monocarpelar. Se abre por un lado.
Legumbre: Dehiscente, monocarpelar. Se abre por dos lados.
Cápsula: Dehiscente, pluricarpelar. Se abre de diversas maneras (amapola).
Silicua: Dehiscente, pluricarpelar. Se abre por dos lados, con un tabique central con semillas.
Aquenio: Indehiscente, no fragmentable. Pericarpio no soldado a las semillas (pipas).
Sámara: Indehiscente, no fragmentable. Aquenios alados.
Cariopsis o cariópside (grano): Indehiscente, no fragmentable. Gramíneas, cubierta de la semilla unida al pericarpio.
Cipsela: Indehiscente, no fragmentable. De un ovario ínfero (diente de león).
Esquizocarpo: Indehiscente, se fragmenta en dos o más partes.
Lomento: Indehiscente, variante de esquizocarpo.

Frutos Simples Carnosos

Drupa: Uno o más carpelos, una semilla (c/u). Endocarpio endurecido/leñoso, adherido a la semilla (hueso) (melocotón).
Baya: Uno o más carpelos, varias semillas (c/u). Pericarpio carnoso (tomate). Variantes: hesperidio (cítricos) y pepónide.

Frutos Complejos

Pomo: Carnoso, de flores con ovario ínfero. Endocarpio membranoso endurecido (manzana, pera).
Cினorrodon: Falso fruto carnoso, hipanto hinchado, con poliaquenio.
Eterio: Fruto carnoso, pero las estructuras de los ovarios dan un fruto seco (aquenios en fresas).

Frutos Agregados

(Poliaquenio, Polidrupa, Polifolículo).

Mecanismos de Dispersión

Viento: Frutos/semillas ligeras.
Agua: Frutos/semillas que flotan. Corrientes marinas (coco) y lluvia (plantas de ladera).
Animales: Frutos carnosos dulces/brillantes. Semillas que pasan por el tracto digestivo sin alterarse.

Morfología y Anatomía de la Semilla

Partes de la Semilla

CUBIERTA SEMINAL O EPISPERMA: Se forma a partir de los tegumentos del óvulo en incluso capas

periféricas de la nucela en algunos casos. Se divide en dos capas:

TESTA: Derivada del tegumento externo. En gimnospermas se diferencian de fuera hacia

dentro la sarcotesta (carnosas) y la esclerotesta (leñosas).

TEGUMEN: Derivado del tegumento interno del óvulo y/o de la nucela.

ENDOSPERMA: Tejido nutricional que rodea al embrión.

EMBRIÓN: Parte de la semilla que dará lugar a la nueva planta. Consta de:

COTILEDONES: Primeras hojas del esporófito jóven.

EPICÓTILO: Eje caulinar por encima de los cotiledones en cuyo extremo se localiza el

meristema apical del tallo. En algunos casos es portador de hojas jóvenes y junto con ellas

recibe el nombre de plúmula.

HIPOCÓTILO: Eje con apariencia de tallo que se sitúa debajo de los cotiledones. En su punto

inferior se puede encontrar la radícula, raíz embrionaria, pero si no se distingue recibe el

nombre de eje hipocótilo-radícula.

ARILO: Estructura que cubre total o parcialmente la testa de la semilla y se forma a partir de la

expansión del hilo cicatriz asociado al micropilo que queda en la cubierta seminal después de la

semilla se haya separado de su pie o folículo, que une al óvulo mediante el rafe.

– TIPOS DE SEMILLA (según la localización de las sust. de reserva).

ALBUMINADAS O ENDOSFERMADAS: Las reservas se acumulan en el endosperma.

PERISPERMADAS: Las sustancias de reserva se acumulan en el perisperma, tejido nuclear. A veces

coexisten perisperma y endosperma.

EXALBUMINADAS: Las reservas se acumulan en los cotiledones. El endosperma se consume

durante el desarrollo del embrión.