MOVIMIENTO DE LAS PLANTAS
Una de las principales diferencias entre el mundo animal y el vegetal es que las plantas no se desplazan pero, ¿Significa esto que no se mueven? ¡La respuesta correcta es no! Las plantas se mueven pero este movimiento de las plantas no está relacionado con su desplazamiento sino con la respuesta a estímulos, tanto externos como internos, o a la acción de mecanismos fisiológicos internos. Todo esto pone de manifiesto que los organismos del reino Plantae están altamente especializados a todo tipo de hábitats, no dejando nunca de sorprendernos con distintas estrategias para sobrevivir. El movimiento de las plantas tiene que ver directamente con su supervivencia.
Cuando hablamos del movimiento de las plantas, a todos se nos viene a la cabeza el movimiento de los girasoles con respecto a la posición del sol, sin embargo, éstas no son las únicas plantas con capacidad de movimiento. En este artículo veremos los tipos de movimiento de las plantas así como los mecanismos fisiológicos implicados en ellos.
Tipos de movimiento de las plantas
Cuando hablamos del movimiento de las plantas, nos referimos al crecimiento, coordinado en el espacio y el tiempo de sus células u órganos principales. Estos movimientos pueden clasificarse en dos grandes grupos, en función de si se dan en respuesta a un estímulo o a un mecanismo fisiológico.
Movimiento de las plantas en respuesta a un estímulo
Al hablar del movimiento de las plantas en respuesta a un estímulo, nos referimos principalmente a 3 tipos:
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Hablamos de tropismos cuando se dan en respuesta a un estímulo direccional. Un estímulo direccional puede ser positivo (+) o negativo (-) según si el órgano de la planta se mueva en dirección al estímulo o en dirección contraria. Los dos tipos de tropismos más comunes son el fototropismo y el gravitropismo.
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Hablamos de nastias en las plantas cuando tienen lugar en respuesta a un estímulo no direccional. A diferencia de los tropismos, éstas no producen crecimiento en la planta. Las nastias más comunes son: termonastia, nictinastia, sismonastia y tigmonastia.
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Hablamos de nutaciones cuando la respuesta es a un estímulo interno y, por tanto, no es dependiente del ambiente. Ésto se refiere a los movimientos de flexión de los tallos, raíz, hojas y otros órganos debidos a diferencias de crecimiento en diferentes partes del órgano.
Tropismos
Los tropismos es el movimiento de plantas en respuesta a estímulos direccionales.
Aunque existen otros tipos de tropismo, los dos más fáciles de entender, y los más importantes son el fototropismo y el gravitropismo.
Fototropismo
Es el movimiento de la planta en su crecimiento hacia la luz. Ya en 1880, Darwin propuso la teoría de que este movimiento se daba en respuesta a una señal que parte del tejido embrionario, denominado meristemático, hacia abajo, provocando un crecimiento en curvatura. Esta propuesta fue demostrada por la teoría de Cholodny-Went, la cual explica que con iluminación lateral se da un transporte de la hormona auxina hacia la parte sombreada de la planta, creciendo más la parte sombreada, de forma que la planta se curva y crece hacia la luz. Esto le permite realizar la fotosíntesis de manera más eficaz.
¡De interés! El movimiento que realizan los girasoles orientándose hacia la luz del sol se denomina heliotropismo. Se trata de un movimiento que provoca un cambio de orientación de la planta durante el día y se revierte durante la noche con la oscuridad.
Es la curvatura de un órgano vegetal inducida por un gradiente externo de luz. Se manifiesta en plántulas, brotes y órganos reproductores. En general, los tallos y órganos aéreos muestran fototropismo positivo, mientras que las raíces y los órganos subterráneos presentan fototropismo negativo o son insencibles a los gradientes de luz. Sin embargo existen muchas excepciones a esta norma. En las dicotiledóneas, el fototropismo positivo del eje del brote, orienta los cotiledones y las hojas jóvenes perpendiculares a la radiación incidente, lo cual optimiza la captación de luz. En etapas posteriores a la ontogenia vegetal, la orientación de las hojas es resultado de la interacción de fototropismo, gravitropismo y epinastia (cuando las hojas experimentan una curvatura hacia abajo, debida a un exceso de luz y calor, terminando las hojas por marchitarse rápidamente). Las plantas perciben la radiación estableciendo un gradiente interno de luz, que puede conseguirse por dos mecanismos:
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La refracción de la luz ( efecto lente ): es posible en las células transparentes, con un índice de refracción distinto al del medio, que sean lo suficientemente esféricas y grandes para actuar como una lente y enfocar un rayo de luz;
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La atenuación de la luz: se produce a través de la absorción de la radiación (por el propio sistemas fotoreceptor, por otros pigmentos o por ambos) y de su dispersión.
Durante muchos años ha sido muy debatida la naturaleza del fotoreceptor. Sin embargo, estudios moleculares sobre el fototropismo en plantas mutantes de A. thaliana han permitido el descubrimiento de las fototropinas. Estos fotoreceptores, con un cromóforo tipo flavina se consideran los responsables de éste fenómeno. También intervienen en otras respuestas fisiológicas, como el movimiento de los cloroplastos y la abertura estomática inducida por la luz azul. La magnitud y la dirección de la curvatura fototrópica dependen de la energía o el flujo fotónico total del estímulo. Por los tanto la dosis o energía del estímulo puede variarse alternando la tasa de flujo fotónico o el tiempo de irradiación
Gravitropismo
Es el crecimiento de las plantas en respuesta a la gravedad. Los tallos, en su crecimiento hacia arriba responden negativamente al gravitropismo (ya que se alejan del estímulo, en este caso, la gravedad de la tierra) y las raíces, en su crecimiento hacia abajo responden positivamente (ya que se dirigen hacia la fuente del estímulo). En la raíz, este movimiento se da gracias a la presencia de estatolitos, que son orgánulos que acumulan almidón situados en el extremo de la raíz o cofia y que responden a la gravedad.
La localización de los estatolitos define el transporte de auxina y, por tanto, el crecimiento de la raíz de la planta. Existen órganos que no se ven influenciados por la fuerza de gravedad denominados órganos agnotrópicos. Un ejemplo de órganos agnotrópicos serían las raíces terciarias, que solemos ver creciendo en paralelo a la superficie del suelo.
Éste fenómeno se pone de manifiesto al colocar una plántula en posición horizontal. Tras un período de latencia, tanto el brote como la raíz empiezan a curvarse hasta quedar de nuevo en posición vertical (ortogravitropismo). El eje del brote muestra ortogravitropismo negativo y se orienta en sentido opuesto a la gravedad. La raíz presenta ortogravitropismo positivo orientándose en el mismo sentido que la gravedad. Los órganos secundarios o laterales se denominan plagiotrópicos, ya que forman un cierto ángulo con la fuerza gravitacional.
Esta capacidad de los órganos vegetales de orientarse con respecto a la fuerza de gravedad tiene un claro significado ecofisiológico. Tras la germinación la supervivencia de la plántula depende de que el brote alcance la superficie del suelo para captar la luz e iniciar la fotosíntesis antes de agotar las reservas de la semilla. En cambio la raíz debe penetrar en el interior del suelo para fijar la planta y asegurar el suministro de agua y nutrientes inorgánicos. El gravitropismo es un fenómeno umbral, es decir, se requiere de un estímulo mínimo para desencadenar la respuesta. La dosis del estímulo gravitatorio es función de la dirección y la magnitud de la aceleración y del tiempo de presentación (tiempo mínimo que debe ser aplicado un estímulo para obtener respuesta).
La curvatura gravitrópica comprende tres etapas: percepción, transducción y respuesta, que pueden producirse en la misma o en distintas partes del órgano. Así, en los coleóptilos la percepción tiene lugar en le ápice, y la curvatura en la zona subapical. En las raíces la percepción tiene lugar en la caliptra y la respuesta en la zona de elongación. La vía más efectiva y simple para detectar un estímulo gravitatorio es emplear el desplazamiento de un sensor. Los sensores de éste tipo se conocen como estatolitos, que son orgánulos celulares lo suficientemente grandes como para desplazarse en el citoplasma en respuesta a la aceleración gravitacional.
Tigmotropismo
El tigmotropismo o crecimiento como respuesta al contacto, permite a la raíces crecer alrededor de diversos obstáculos y es responsable de la capacidad de los tallos de las plantas trepadoras de enrollarse sobre estructuras como soporte. Poco se sabe acerca de los mecanismos del tigmotropismo, aunque probablemente también implica gradientes diferenciales de auxinas. Cuando las partes aéreas de una planta tienden a crecer en torno a un soporte, poseen tigmotropismo positivo. Las raíces, en cambio, poseen tigmotropismo negativo, ya que les permite eludir obstáculos que se presenten en el terreno, tales como rocas. Es una cualidad que poseen todas las plantas hasta cierto grado; aunque algunas se han especializado en ello, ganando ventaja en la adaptación.
