Apertura y Cierre de Estomas

La apertura y el cierre de los estomas se debe a cambios en la concentración de iones de K⁺. Al entrar K⁺ en las células oclusivas, estas se vuelven hipertónicas respecto a las células adyacentes y absorben agua por ósmosis. El estoma se abre y permite con ello la entrada de gases. Al salir iones de K⁺, las células oclusivas se vuelven hipotónicas respecto a las adyacentes y las oclusivas se vacían de agua, se arrugan y el estoma se cierra e impide la entrada y salida de gases.

Esta apertura y cierre se ve afectado por:

• Cambios en la exposición de la luz: La entrada de iones K⁺ se activa por la luz, durante el día se abren y por la noche se cierran para impedir pérdidas de agua producidas en el día en la fase luminosa de la fotosíntesis.
• Cambios en la concentración de CO₂: De noche la planta no libera O₂ y se acumula CO₂, como consecuencia, se cierran los estomas y de día la fotosíntesis consume CO₂, lo que produce un gradiente respecto al exterior y hace que el estoma se abra.
• Altas temperaturas: Los estomas se cierran si las temperaturas son elevadas, ya que evita pérdidas de agua.

La Fotosíntesis

La fotosíntesis es el proceso anabólico mediante el cual las plantas transforman la materia inorgánica en materia orgánica utilizando la energía luminosa. Es un proceso biosintético que se realiza en los cloroplastos (orgánulo membranoso con un sistema de membranas internas apiladas (tilacoides). La grana es el conjunto de las membranas apiladas, contiene un líquido dentro que lo rellena (estroma) y de forma ovalada con doble membrana externa y contienen los pigmentos fotosintéticos: clorofilas y carotenos).

Importancia de la Fotosíntesis

• Sintetiza materia orgánica utilizando el CO₂, los demás organismos necesitan carbono en los compuestos orgánicos.
• Transforma la energía solar en energía química, son los únicos capaces de hacerlo.
• Libera oxígeno, todos los organismos consumen O₂ y liberan CO₂. Las plantas son las únicas que lo hacen al revés.

Rendimiento de la Fotosíntesis

La cantidad de materia orgánica formada por unidad de tiempo se conoce bien por la cantidad de CO₂ incorporado o el O₂ liberado. Se ve influido por:

• Intensidad lumínica: Cuanta más intensidad lumínica, mayor rendimiento hasta un límite en el que se estabiliza.
• Concentración de CO₂: Incrementa el rendimiento hasta un límite en el que la planta no puede asimilar más.
• Temperatura: Cuando baja, peor rendimiento, cuando va aumentando mayor eficacia, cuando es demasiado alta, peor.

Fases de la Fotosíntesis

• Fase luminosa (en el tilacoide): La luz produce la fotólisis del agua, queda H⁺ que es el poder reductor y libera O₂, además, la clorofila capta la luz, se liberan electrones y se crea energía química en forma de ATP.
• Fase oscura (en el estroma del cloroplasto): El CO₂ con el ATP y el poder reductor se agrupa en glucosa y da lugar a compuestos orgánicos sencillos, esto se conoce como el ciclo de Calvin.

Transporte de la Savia Elaborada

El transporte de la savia elaborada (productos obtenidos en la fotosíntesis constituidos fundamentalmente por agua, azúcares y aminoácidos) debe repartirse por toda la planta. Se realiza a través del Floema (células vivas comunicadas entre sí por placas cribosas). El transporte de la savia elaborada es la de flujo por presión (hay un gradiente de presión entre las zonas fotosintéticas llamadas fuentes y las zonas donde se consumen sus productos llamadas sumideros: meristemos o tejidos de reserva).

1. La savia elaborada pasa por transporte activo desde las células productoras del parénquima clorofílico a las células acompañantes de los vasos cribosos.
2. Desde las células acompañantes se desplaza a las células cribosas a través de los plasmodesmos.
3. Dentro de los vasos del floema, la savia circula de célula a célula atravesando las placas cribosas.
4. Los tubos del floema incrementan su presión y provoca la circulación de la savia hacia ellos. Este gradiente de presión es la fuerza que mueve la savia elaborada. Desde los tubos cribosos a las células de los sumideros, la savia pasa por transporte activo.
5. Al perder azúcares, las células del floema quedan con una concentración hipotónica respecto a las del xilema, lo que origina el paso del agua desde el Floema al Xilema.

Excreción en las Plantas

La excreción en las plantas se da en pequeñas cantidades. Parte de los metabolitos de desecho son reutilizados como el CO₂. Algunos productos de excreción pueden ser secreciones, ya que son útiles para la planta que los produce, como las resinas (cicatrización). Los productos de excreción de las plantas son las sustancias volátiles en flores y frutos, las resinas, el látex, los aceites esenciales o el néctar azucarado y los gases.

Hormonas Vegetales

Las hormonas vegetales (fitohormonas: sustancias de naturaleza química variada que regulan y coordinan procesos fisiológicos fundamentales para las plantas como el crecimiento y desarrollo de la planta, los ciclos reproductivos y la diferenciación celular, además se sintetizan en tejidos meristemáticos y desde ahí se dirigen a células diana donde actúan):

1. Auxinas: Regulan el crecimiento de la planta mediante el alargamiento de sus células, incrementan el grosor de la planta, regulan el crecimiento en sentido vertical e inhiben el crecimiento de las yemas axilares y caída de hojas, flores y frutos.
2. Citoquininas: Estimulan la división celular, retrasan el envejecimiento y detienen la caída de hojas. Inducen el crecimiento de las yemas axilares.
3. Giberelinas: Estimulan la germinación de las semillas y favorecen el crecimiento de las yemas florales y frutos.
4. Ácido abscísico: Inhibe el crecimiento de la planta, la germinación de las semillas y el desarrollo de yemas, se pone en funcionamiento cuando las condiciones ambientales son extremas por el frío, sequía o salinidad.
5. Etileno: Responsable de la maduración de los frutos, caída de hojas y envejecimiento de flores, inhibe el crecimiento.

Fotoperiodicidad

La fotoperiodicidad se refiere a las respuestas de los seres vivos ante la duración relativa del día y la noche. El fotoperiodo es la duración relativa de los periodos de luz y oscuridad que regulan algunas funciones biológicas de los organismos.

• Plantas de día largo: Floración en 15-16 h.
• Plantas de día corto: Floración 15-8 h.
• Plantas de día neutro: Floración no depende del fotoperiodo.

Movimientos de las Plantas

• Tropismos: Movimientos de crecimiento.
  • Tipos: fototropismo, geotropismo, tigmotropismo, quimiotropismo.
• Nastias: Movimientos no permanentes, cambios de dirección.
  • Tipos: fotonastia, sismonastia, termonastia.

Reproducción Sexual en Plantas

El grano de polen se desarrolló como estructura protectora que evita la desecación de los gametos masculinos. Para la reproducción sexual se necesita la unión de dos células haploides, masculina y femenina, llamadas gametos, que se forman mediante meiosis. El gameto masculino se llama anterozoide y se forma en el anteridio. El gameto femenino es una célula grande e inmóvil llamada oósfera y se forma en el arquegonio. Aunque el número de individuos es menor, proporciona mayor variabilidad, lo que favorece a la resistencia de los individuos ante posibles cambios ambientales.

Polinización

La polinización es el proceso por el cual los granos de polen llegan al estigma del carpelo. Existe la autopolinización, en la que la planta fecunda su propio carpelo. Y la polinización cruzada en la que el polen de una planta fecunda a otra distinta.

Fecundación

Cuando el grano de polen está sobre el estigma su cubierta externa se rompe y a partir de su cubierta interna se desarrolla un tubo polínico. El grano de polen se forma por meiosis a partir de una célula madre 2n y contiene un núcleo vegetativo y otro núcleo que se divide y origina dos núcleos espermáticos. El tubo polínico avanza a lo largo del estilo y en el saco embrionario los núcleos espermáticos producen una doble fecundación: uno fecunda la oósfera y da origen a un cigoto diploide y el otro fecunda al núcleo secundario y da lugar a un núcleo triploide que generará el endospermo, alimento del embrión.