Sección 6. Biología de las plantas

AUTOEVALUACIÓN - Capítulo 36. El cuerpo de la planta y su desarrollo

Cuestionario:

1. Distinga entre los siguientes términos: tejido dérmico/tejido fundamental/tejido vascular; epidermis/cutícula; parénquima/colénquima/esclerénquima; parénquima en empalizada/parénquima esponjoso; tubo criboso/traqueida/vaso; meristema apical/meristema lateral; crecimiento primario/crecimiento secundario.
2. Describa las características distintivas de las monocotiledóneas y las dicotiledóneas.
3. Dibuje la estructura de una hoja, rotulando las principales células y tejidos. Describa la función de cada una de las partes señaladas.
4. ¿Dónde esperaría usted encontrar una hoja con estomas solamente en la parte inferior?, ¿y solamente en la parte superior?
5. Reexamine la hoja de adelfa, o laurel rosa, de la figura 36-5 de libro, relacionando sus distintos rasgos estructurales con el ambiente en que se la encuentra.
6. Algunas hojas están especializadas en funciones que no son fotosintéticas. Haga una lista de otras tres funciones en las cuales pueden estar especializadas las hojas y dé un ejemplo de cada una.
7. Hemos visto que el tejido de la corteza de la raíz contiene muchos espacios aéreos. También indicamos que algunas plantas que crecen en áreas pantanosas tienen raíces aéreas. Usted puede haber descubierto que el exceso de agua puede matar a las plantas de su jardín. ¿Qué indican estos datos acerca de las raíces?
8. ¿Por qué no hay pelos radicales o raíces laterales en el ápice de una raíz?
9. Dibuje cortes transversales de: a) una raíz, b) un tallo de dicotiledónea y c) un tallo de monocotiledónea. Rotule las principales células y tejidos de cada dibujo y describa la función de cada una de las partes señaladas.
10. ¿Cuáles son las dos capas celulares presentes en las raíces pero ausentes en los tallos? ¿Qué funciones desempeñan las células de estas capas en las raíces y por qué son necesarias para la supervivencia de la planta?
11. Se ha dicho, a menudo, que las diferencias principales entre la raíz, el tallo y las hojas son de naturaleza cuantitativa antes que cualitativa. Explíquelo.
12. Suponga que alguien, en un instante de insensatez, graba sus iniciales a un metro de altura en el tronco de un árbol maduro que está creciendo verticalmente a un promedio de 15 centímetros por año. ¿Qué altura tendrán las iniciales al cabo de dos años?; ¿y al cabo de 20 años?
13. Como resultado del crecimiento secundario, la mayoría de los árboles incrementan su diámetro cuando incrementan su altura. ¿Qué limitaciones le impondría a la forma y al soporte mecánico de un árbol la carencia de crecimiento secundario?
14. Dibuje el tronco de un árbol con crecimiento secundario. Compare su dibujo con la figura 36-26c del libro.
15. Los puercoespines, frecuentemente, comen toda la corteza de los árboles jóvenes, hasta la altura que pueden alcanzar. Cuando hacen esto, el árbol muere. ¿Por qué?
16. Considere un árbol maduro. ¿Qué partes del árbol están compuestas por células vivas? ¿Por qué sería ventajoso para las células vivas constituir una fracción tan pequeña de la masa del árbol? De modo semejante ¿por qué sería ventajoso para un árbol caduco invertir tan poco material como le sea posible para formar sus hojas?

Respuestas:

1.Distinga entre los siguientes términos: tejido dérmico/tejido fundamental/tejido vascular; epidermis/cutícula; parénquima/colénquima/esclerénquima; parénquima en empalizada/parénquima esponjoso; tubo criboso/traqueida/vaso; meristema apical/meristema lateral; crecimiento primario/crecimiento secundario.

Estos tejidos embrionarios, conocidos como meristemas primarios, producen los tres sistemas de tejidos que son continuos en todo el cuerpo de la planta. La protodermis, el primer tejido que se diferencia, es el origen del sistema de tejido dérmico, que proporciona una cubierta externa protectora para todo el cuerpo de la planta. El procambio, el tejido que se diferencia luego, origina el sistema de tejido vascular, compuesto por xilema y floema. Los tejidos vasculares están rodeados por el sistema de tejido fundamental, derivado del meristema embrionario fundamental. Consiste principalmente en células parenquimáticas y constituye el cuerpo de la planta.

La epidermis es la capa externa de la hoja, del tallo y de las raíces jóvenes. Las células fotosintéticas de las hojas están encerradas entre dos capas de epidermis. La cutícula es una cubierta cérea en la parte exterior de la epidermis; retarda la pérdida de agua desde el interior de la hoja y el tallo. En las raíces, está reducida o ausente.La masa del tejido de un tallo joven es tejido fundamental. Como las hojas y las raíces, está compuesto fundamentalmente por células parenquimáticas. La turgencia de estas células provee el soporte principal para los tallos verdes jóvenes. El tejido fundamental de los tallos también puede contener tejidos de soporte especializados conocidos como colénquima y esclerénquima. A diferencia de las células parenquimáticas de paredes delgadas, las células colenquimáticas tienen paredes primarias engrosadas en los ángulos o de alguna otra manera irregular. Las células colenquimáticas suelen estar situadas justo por debajo de la epidermis, formando un cilindro continuo o bandas verticales de tejido separadas. Ayudan al sostén mecánico de las regiones de crecimiento de los tallos y ramas jóvenes.

Las células esclerenquimáticas son de dos tipos: fibras y esclereidas. Las fibras, que son extremadamente alargadas, son células en cierto modo elásticas, que típicamente aparecen en cordones o haces dispuestos en un patrón definido característico de cada especie particular. Frecuentemente están asociadas con los tejidos vasculares. En las semillas y también en los carozos de los frutos, las capas de esclereidas forman las cubiertas externas duras. El nombre esclerénquima deriva del griego skleros, que significa "duro". Esta propiedad de las células esclerenquimáticas resulta de la impregnación de sus paredes celulares con lignina, una macromolécula compleja que endurece y da rigidez a la celulosa. Las células esclerenquimáticas difieren de las colenquimáticas en otros tres aspectos: 1) tienen paredes secundarias, además de las primarias; 2) las células frecuentemente mueren a la madurez, quedando sólo sus paredes, y 3) habitualmente aparecen en regiones del cuerpo vegetal que han completado el crecimiento primario.

Las células fotosintéticas de las hojas son células parenquimáticas que forman dos tipos de tejidos: parénquima en empalizada, constituido por células alargadas y densamente empaquetadas ubicadas justo por debajo de la superficie superior de la hoja, y parénquima esponjoso, que consiste en células de contorno irregular situadas en el interior de la hoja y con grandes espacios intercelulares. Estos espacios están llenos de gases, que incluyen vapor de agua, oxígeno y dióxido de carbono. La mayor parte de la fotosíntesis ocurre en las células en empalizada, que están especializadas en la captación de la luz.

En las angiospermas, las células de conducción del floema son los miembros de tubo criboso, células vivas con paredes terminales perforadas, que forman tubos cribosos continuos. Asociada íntimamente con cada miembro del tubo criboso hay una célula acompañante. E1 tejido de conducción del xilema está constituido por una serie de traqueidas o vasos. Las traqueidas y los vasos se caracterizan por tener paredes secundarias gruesas y están muertos a la madurez funcional. Las traqueidas son células largas y delgadas que se superponen en sus extremos ahusados. Estas superficies superpuestas contienen áreas adelgazadas conocidas como depresiones, donde no se ha depositado una pared secundaria. El agua pasa de una traqueida a la siguiente a través de estas depresiones. Los vasos, que son mucho más cortos y más anchos, difieren también de las traqueidas en que sus paredes terminales contienen perforaciones o faltan por completo. Por consiguiente, los vasos forman un conducto continuo que es más efectivo que una serie de traqueidas. Las plantas vasculares sin semillas y la mayoría de las gimnospermas sólo tienen traqueidas; la mayoría de las angiospermas tienen tanto traqueidas como vasos.

Después de completarse el desarrollo del embrión, el crecimiento primario posterior se origina en los meristemas apicales de la raíz y del vástago. El meristema apical es un tipo de tejido desde el cual se origina el crecimiento de la planta. El proceso por el cual las dicotiledóneas leñosas incrementan el grosor de sus troncos, tallos, ramas y raíces se conoce como crecimiento secundario. Los llamados "tejidos secundarios" no derivan de meristemas apicales sino que son producidos por meristemas laterales conocidos como cambio vascular y cambio suberoso.

El crecimiento primario de la planta implica la diferenciación de los tres sistemas de tejido, el alargamiento de las raíces y tallos, y la formación de las raíces laterales y de las ramas. Después de completarse el desarrollo del embrión, el crecimiento primario posterior se origina en los meristemas apicales de la raíz y del vástago. El crecimiento secundario es el proceso por el cual las dicotiledóneas leñosas incrementan el grosor de sus troncos, tallos, ramas y raíces.

2.Describa las características distintivas de las monocotiledóneas y las dicotiledóneas.

Las dos clases de angiospermas son las dicotiledóneas y las monocotiledóneas. Los nombres se refieren al hecho de que el embrión de una dicotiledónea tiene dos cotiledones (hojas seminales) y el embrión de una monocotiledónea tiene uno. Otras diferencias características se hacen visibles en el cuerpo de la planta. Los haces vasculares principales de las hojas de las dicotiledóneas habitualmente se disponen en red; los haces vasculares de las hojas de las monocotiledóneas habitualmente son paralelos. En los tallos de las dicotiledóneas, los haces de tejido vascular se disponen alrededor de un núcleo central de tejido fundamental; en los tallos de las monocotiledóneas, los haces vasculares están dispersos en el tejido fundamental. También existen diferencias características en el número de piezas florales: las dicotiledóneas tienen normalmente cuatro o cinco ( o múltiplos), las monocotiledóneas tienen normalmente tres (o múltiplo de 3). En cuanto al número de hendiduras de los granos de polen, las dicotiledóneas tienen tres poros o hendiduras y las monocotiledóneas tienen uno.

3.Dibuje la estructura de una hoja, rotulando las principales células y tejidos. Describa la función de cada una de las partes señaladas.

Vease la figura 36-2 del libro.

4.¿Dónde esperaría usted encontrar una hoja con estomas solamente en la parte inferior?, ¿y solamente en la parte superior?

Se espera encontrar una hoja con estomas solo en la parte inferior de la hoja en una planta (o una porción de la planta) que usualmente está expuesta en forma directa a una luz intensa o en ambiente con vientos secos, o ambos. Se espera encontrar una hoja con estomas en la parte superior en una planta (o una porción de ella) que flota en la superficie del agua o que crece sobre el suelo en un ambiente húmedo y oscuro.

5.Reexamine la hoja de adelfa, o laurel rosa, de la figura 36-5 del libro, relacionando sus distintos rasgos estructurales con el ambiente en que se la encuentra.

La cutícula gruesa, la epidermis múltiple y el estoma contenido dentro de una cripta estomática, tapizada con pelos epidérmicos son adaptaciones a la desecación en un ambiente cálido y seco. La presencia de células de la vaina del haz vascular sugiere que esta planta puede ser una planta C4 con adaptaciones metabólicas que les permiten vivir en ambientes secos y cálidos: fijan inicialmente el CO₂ durante el período en que los estomas están abiertos y así logran minimizar la pérdida de agua. La fotorrespiración está reducida al mínimo.

6. Algunas hojas están especializadas en funciones que no son fotosintéticas. Haga una lista de otras tres funciones en las cuales pueden estar especializadas las hojas y dé un ejemplo de cada una.

7.Hemos visto que el tejido de la corteza de la raíz contiene muchos espacios aéreos. También indicamos que algunas plantas que crecen en áreas pantanosas tienen raíces aéreas. Usted puede haber descubierto que el exceso de agua puede matar a las plantas de su jardín. ¿Qué indican estos datos acerca de las raíces?

Las raíces de las plantas necesitan aire y, en particular, oxígeno. Las células de las raíces de las plantas, como todas las otras células, necesitan oxígeno para la respiración celular.

8.¿Por qué no hay pelos radicales o raíces laterales en el ápice de una raíz?

No hay pelos radicales o raíces laterales en el ápice de una raíz porque la diferenciación del tejido que origina la epidermis (de donde se extienden los pelos radicales) y del periciclo (del cual se originan las raíces laterales) ocurre a una cierta distancia arriba del meristema apical. El ápice de la raíz está debajo del meristema apical y, por lo tanto, debajo de la zona de diferenciación.

9. Dibuje cortes transversales de: a) una raíz, b) un tallo de dicotiledónea y c) un tallo de monocotiledónea. Rotule las principales células y tejidos de cada dibujo y describa la función de cada una de las partes señaladas.

Véanse las figuras 36-8 y 36-11 del libro.

10.¿Cuáles son las dos capas celulares presentes en las raíces pero ausentes en los tallos? ¿Qué funciones desempeñan las células de estas capas en las raíces y por qué son necesarias para la supervivencia de la planta?

La endodermis y el periciclo son las capas celulares presentes en las raíces y ausentes en el tallo. La endodermis regula el pasaje de materiales al tejido vascular de la raíz mientras que del periciclo surgen ramificaciones de la raíz, las raíces secundarias. La endodermis asegura que la planta tome el agua y los minerales que necesita, en las cantidades que necesita, y excluye las sustancias o el exceso de sustancias que pueden ser dañinas para la planta. El periciclo permite aumentar la superficie de absorción.

11. Se ha dicho, a menudo, que las diferencias principales entre la raíz, el tallo y las hojas son de naturaleza cuantitativa antes que cualitativa. Explíquelo.

Con pocas excepciones, los mismos tipos de células y de tejidos se encuentran en la raíz, el tallo y las hojas. Sin embargo, las cantidades relativas son diferentes. En las hojas, predominan las células parenquimáticas que contienen cloroplastos, que son, por supuesto, esenciales para la fotosíntesis. En los tallos, cuya función primaria es la conducción y el soporte de las plantas, el tejido vascular y el de soporte predomina. En la mayoría de las raíces, predomina el tejido epidérmico (recuerde que los pelos radicales son extensiones de la epidermis), ya que es a través de la epidermis que la planta toma agua y minerales. En las raíces especializadas en el almacenamiento, predominan las células parenquimáticas que contienen plástidos con sustancias de almacenamiento.

12.Suponga que alguien, en un instante de insensatez, graba sus iniciales a un metro de altura en el tronco de un árbol maduro que está creciendo verticalmente a un promedio de 15 centímetros por año. ¿Qué altura tendrán las iniciales al cabo de dos años?; ¿y al cabo de 20 años?

Al final del segundo año y al cabo de 20 años, las iniciales estarán 1 metro por encima del suelo ya que el crecimiento del árbol resulta del crecimiento del meristema apical del vástago. Al cabo de 20 años, sin embargo, las iniciales estarán estiradas horizontalmente a causa del crecimiento secundario y pueden estar obliteradas.

13.Como resultado del crecimiento secundario, la mayoría de los árboles incrementan su diámetro cuando incrementan su altura. ¿Qué limitaciones le impondría a la forma y al soporte mecánico de un árbol la carencia de crecimiento secundario?

Sin crecimiento secundario, un árbol no tendría más grosor en la base que en la parte superior y no podría soportar muchas ramas. Las palmeras y los bambúes, monocotiledóneas que no tienen crecimiento secundario, son ambas cilíndricas y soportan pocas (o ninguna) ramas.

14.Dibuje el tronco de un árbol con crecimiento secundario. Compare su dibujo con la figura 36-26c del libro.

Véase la figura 36-26c del libro.

15.Los puercoespines, frecuentemente, comen toda la corteza de los árboles jóvenes, hasta la altura que pueden alcanzar. Cuando hacen esto, el árbol muere. ¿Por qué?

Los árboles jóvenes mueren porque los puercoespines han comido todo su floema, y los productos de la fotosíntesis no pueden ser transportados a las partes del árbol que están debajo del nivel en que el puercoespín ha comido. Las partes inferiores de la planta, entonces, mueren.

16.Considere un árbol maduro. ¿Qué partes del árbol están compuestas por células vivas? ¿Por qué sería ventajoso para las células vivas constituir una fracción tan pequeña de la masa del árbol? De modo semejante ¿por qué sería ventajoso para un árbol caduco invertir tan poco material como le sea posible para formar sus hojas?

Las partes del árbol compuestas por células vivas son las hojas, los meristemas, el floema secundario, el cambio, las células parenquimáticas del xilema secundario y las células del nuevo xilema del tronco, el ápice de la raíz y los tejidos de conducción de la raíz.

Las pocas partes vivas de un árbol son aquellas que son esenciales para la continuidad de la vida, por lo tanto, el árbol no gasta alimento, agua y energía en aquellas partes que no son absolutamente esenciales para el funcionamiento del organismo. Sería ventajoso para un árbol caduco gastar el menor material posible en producir hojas así como no gastar energía en producir estructuras que se perderán en poco tiempo. Sin embargo, las hojas son esenciales para la continuidad de la existencia del organismo y es el único medio por el que adquiere alimento. De esta manera, una considerable cantidad de energía y materiales son, en realidad, gastados cada primavera en la producción de nuevas hojas.

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