jueves, 20 de noviembre de 2008

CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE LAS PLANTAS


Las plantas no son capaces de mantener su temperatura constante por lo que los cambios de temperatura ambiental influyen sobre su crecimiento y desarrollo, son poiquilotermas, pero esto no significa que su temperatura sea igual que la del ambiente, pueden haber diferencias. Lo que sí es cierto es que las variaciones de temperatura ambiental originan variaciones en la temperatura de la planta. Las variaciones de la temperatura ambiental son periódicas, diarias (día/noche) y estacionales, también se dan variaciones fluctuantes +/- previsibles como la variación de temperatura por nubosidad, variaciones dependientes de la posición de la hoja en la planta, las hojas tapadas por otras hojas tendrán menos temperatura, también depende de la velocidad del viento, altura de la hoja así como la forma de hoja. Además, la temperatura de la raíz no tiene porque ser igual a la temperatura de la parte aérea ya que las variaciones de temperatura llegan a la raíz con retardo respecto a las de la parte aérea. El régimen térmico dentro del vegetal es complejo ya que se dan variaciones de temperatura en las diferentes plantas. En el campo no se pueden realizar estudios y en el laboratorio es complicado reproducir las condiciones ambientales, por lo que no hay buenos estudios. Los diferentes procesos fisiológicos tienen diferentes temperaturas óptimas y tambien especies diferentes tienen diferentes temperaturas óptimas. Normalmente, para un proceso utilizamos:


La temperatura óptima se da cuando el proceso se realiza con la máxima eficiencia:
La temperatura cardinal es la temperatura por encima ó por debajo de la cual un proceso fisiológico se para, volviendo a funcionar cuando la temperatura está por encima de la mínima cardinal ó por debajo de la máxima cardinal.
La temperatura crítica son las temperaturas por debajo ó por encima de las cuales un proceso fisiológico sufre daños irreversibles y la planta muere. Estas dos temperaturas críticas (mín y máx) no son constantes durante la vida de la planta, sinó que pueden variar durante el desarrollo, así, una planta en pleno crecimiento vegetativo tiene una temperatura crítica + alta que una que esté en dormición.
Debido a que el patrón de respuesta a la temperatura varía según la especie y el proceso fisiológico, será bueno tener un patrón de temperatura para los procesos y compararlos con las diferentes especies, para esto se utiliza el factor Q10:

LA RESPIRACION

Como hemos dicho anteriormente las plantas, al igual que los animales también respiran. Es también un proceso bioquímico mediante el cual, las plantas “queman” los hidratos de carbono obtenidos en la fotosíntesis, obteniendo la energía necesaria para construir sus propios tejidos y órganos, creciendo y desarrollándose.
El resultado final es un intercambio de gases:



Tiene lugar en todos los órganos de las plantas, aunque fundamentalmente se produce en las hojas y en los tallos verdes.
La respiración es un proceso que se produce tanto por el día como por la noche, ya que no es necesaria la presencia de la luz.

Después de analizar estos procesos fisiológicos, y comparando la fotosíntesis y la respiración, ¿no os surge una duda?¿Si la fotosíntesis y la respiración son procesos contrarios en cuanto al intercambio gaseoso? ¿Cuál es el resultado final? Es decir:

· En la fotosíntesis se consume CO2, y se genera O2.
· En la respiración se consume O2, y se genera CO2.

¿Entonces?
La respuesta es muy sencilla. Siempre que las condiciones de iluminación sean buenas, la cantidad de O2 producida en la fotosíntesis (y aunque solo tenga lugar durante el día) superará a la gastada durante la respiración (que se da durante el día y la noche).

Por supuesto esto no sería así si la iluminación no es la adecuada, y la comprobación es muy fácil. Basta con realizar un experimento muy sencillo, que consiste en coger dos plantas con el mismo tamaño, y sombrear una de ellas. Al cabo de un cierto tiempo podréis comprobar como ha crecido muchísimo menos la sombreada, si es que crece algo o incluso no se marchita y muere.

FOTOSINTESIS

Las plantas son seres vivos llamados autótrofos, lo que significa que son capaces de obtener su propio alimento, a diferencia, por ejemplo de los animales, que necesitan alimentarse de las plantas u otros animales, y es por ello por lo que reciben el nombre de heterótrofos. Entonces, gracias a las plantas podemos subsistir los animales. Si estas no existiesen no tendríamos de que alimentarnos.

Para ello, las plantas aprovechan la energía del sol mediante un proceso denominado fotosíntesis, a partir del cual obtienen hidratos de carbono que son la base energética de su alimentación.
Pero en el proceso de la fotosíntesis intervienen más elementos, tal y como se muestra en la siguiente ilustración:



Pero vamos a explicarlo más detenidamente:

· Las hojas, a través de la clorofila, que es una sustancia de color verde que contienen (y de ahí el color de las hojas), es capaz de absorber la radiación solar y convertir y aprovechar la energía que tiene.

· También es necesario el dióxido de carbono (CO2) que hay en el aire. Las plantas lo toman también a través de los estomas de las hojas.

· Un producto resultante de la fotosíntesis es el oxígeno (O2). Otra vez gracias a las plantas, la vida de los animales en el planeta es posible, porque regeneran el aire de la atmósfera, eliminando parte del CO2, y generando O2, fundamental para la respiración de los animales, aunque también de las plantas, que como después veremos también respiran.

· Pero para la planta el resultado mas importante de la fotosíntesis es la obtención de hidratos de carbono (CH2O), que la planta va a utilizar como fuente energética en otros procesos posteriores (en la respiración), permitiéndole crecer. Una vez obtenidos en las hojas, los hidratos de carbono se reparten a todas las partes de la planta a través del floema, que es un conjunto de tuberías de vuelta distintas del xilema, y que también son conocidos como vasos liberianos.
Para finalizar, decir que el proceso de la fotosíntesis, como es lógico, solamente tiene lugar durante el día, ya que es necesaria la luz del sol.

FACTORES QUE AFECTAN EL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS

En este apartado vamos a ver como tiene lugar el crecimiento de las plantas y cuales son los factores que afectan a dicho crecimiento.


Lo primero es investigar acerca de los procesos fisiológicos más importantes que afectan a este crecimiento: la transpiración, la fotosíntesis y la respiración.

LA TRANSPIRACIÓN.
La transpiración es el proceso mediante el cual las plantas expulsan agua en forma de vapor a la atmósfera.
Tiene lugar a través de unas aberturas microscópicas que hay en el envés de las hojas, llamadas estomas.
Aunque para ello, primeramente las plantas han de absorber el agua que se encuentra en el suelo a través de los pelos absorbentes de las raíces y conducirla a través del xilema, que es un conjunto de conductos de ida (también conocidos como vasos leñosos), hasta las hojas.
Este proceso tiene dos funciones primordiales:

· Nutrir a la planta.- En el agua del suelo están disueltas las sales minerales que sirven para alimentar y “fabricar” los tejidos y órganos de las plantas.

· Regular la temperatura interna de la planta.- Para que la planta realice sus funciones adecuadamente necesita mantener una temperatura interna adecuada. El agua que se encuentra en el suelo esta fría, y conforme va ascendiendo se va calentando, quitándole el exceso de calor a los tejidos de la planta (los cuales se enfrían), hasta que pasa a estado gaseoso (vapor de agua).
A nosotros los seres humanos (y a los mamíferos en general) nos ocurre algo similar, ya que necesitamos mantener una temperatura interna más o menos constante y que como ya sabes está en torno a los 37 ºC. Se podría decir que la transpiración de las plantas es algo parecido a la sudoración del ser humano a través de los poros de la piel, que aumenta a medida que tenemos más sensación de calor que tenemos que eliminar calentando el agua que tenemos en nuestro interior y que tenemos que reponer cuando tenemos la sensación de sed.



EL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS

Las plantas, como todo ser vivo nacen, crecen, se reproducen, y mueren.
Las partes u órganos de los que se compone una planta son los que se muestran en la siguiente ilustración:
Las plantas son organismos fotosintéticos multicelulares adaptados a vivir en tierra firme. El cuerpo de la planta tiene áreas fotosintéticas especializadas llamadas hojas, estructuras de conducción y de soporte, los tallos, y órganos que fijan la planta al suelo y absorben agua y nutrientes esenciales de él, las raíces.
Cuando una semilla germina, el crecimiento de la raíz y del vástago procede de los meristemas apicales del embrión. Ciertas células dentro del meristema no pierden la capacidad de dividirse. Otras se alargan y luego se diferencian formando, según su posición, las distintas células especializadas de la planta. Estas células, en combinaciones varias, forman los tres sistemas de tejidos -dérmico, fundamental y vascular- que son continuos en todo el cuerpo de la planta. Las células parenquimáticas, de paredes delgadas y multilaterales, son las células más comunes de las plantas.
Las áreas fotósinteticas por excelencia de una planta son las hojas. La estructura de una hoja parece resultar de un compromiso entre tres presiones evolutivas opuestas: exponer una superficie fotosintética máxima a la luz, conservar agua y, al mismo tiempo, asegurar el intercambio de gases necesarios para la fotosíntesis.
Las plantas, a diferencia de los animales, continúan creciendo durante todo su ciclo de vida. La raíz embrionaria es la primera estructura que aparece de la semilla al iniciarse la germinación. Las raíces fijan la planta al suelo e incorporan agua y minerales esenciales. El crecimiento de las raíces necesita de una gran inversión de energía por parte de las plantas; esta energía proviene de los enlaces químicos de las moléculas carbonadas que circulan por el vástago.