Regulación del crecimiento y desarrollo de las plantas
Fototropismo y el des-
cubrimiento de lashormonas vegetalesHormonas y la regulacióndel crecimiento vegetalGeotropismoFotoperiodicidadRitmos circadianos yrelojes biológicos Respuestas táctiles Comunicación químicaentre las plantas Zarcillos de una planta cucurbitácea ( Cucumis anguria).
Capítulo 38. Regulación del crecimiento y desarrollo de las plantas
Respuestas táctiles
El enrollamiento es causado por las velocidades de crecimiento variables en los diferentes lados del zarcillo. Este proceso, llamado circumnutación, incrementa las posibilidades de que los zarcillos encuentren un soporte. Cuando el ápice de un zarcillo toca cualquier objeto, responde al tacto formando una espiral apretada. Las células que tocan el soporte se contraen ligeramente y las del lado externo se alargan. Las células epidérmicas especializadas de los zarcillos son los sensores al tacto, pero el mecanismo por el cual estas células inducen el enrollamiento se desconoce.
La evidencia actual indica que probablemente intervengan las auxinas y el etileno; estas hormonas hacen que los zarcillos cortados se tuerzan aun en ausencia de tacto.
Muchas plantas responden al tacto, entre ellas, los zarcillos.
Ciertos estudios han mostrado que los zarcillos pueden almacenar la "memoria" de la estimulación táctil. Por ejemplo, si los zarcillos del guisante se mantienen en la oscuridad durante tres días y luego se golpean, no se enroscan, tal vez porque requieren ATP §. Sin embargo, si se los ilumina a las dos horas después de tocarlos, muestran la respuesta de enrollamiento.
Una respuesta más rápida al tacto ocurre en la planta sensible Mimosa pudica. Unos pocos segundos después de que se toca una hoja, el pecíolo § se dobla y los folíolos se pliegan. Esta respuesta es el resultado de un cambio súbito en la turgencia § de las "células motoras" especializadas presentes en los engrosamientos articulados llamados pulvinos, los que -a su vez- se encuentran en la base de los folíolos y de las hojas. Estas mismas células intervienen en los "movimientos de sueño", que también ocurren en Mimosa. Dependiendo de qué planta se trate y de la intensidad del estímulo §, pueden ser afectadas una sola o todas las hojas de la planta.
Planta de sensitiva (Mimosa pudica).
- Posición normal de las hojas y los folíolos.
- Respuesta al tacto. Se ha supuesto que estas reacciones pueden evitar el marchitamiento (cuando ocurren en respuesta a vientos fuertes), espantar insectos o desalentar a herbívoros más grandes.
El colapso de los folíolos es causado por cambios rápidos de turgencia en las células de los pecíolos. Estos cambios están acompañados por la secreción de taninos. Los taninos tienen un sabor astringente y repelen a los herbívoros.
Una serie de reacciones parecen estar involucradas en la transmisión del estímulo. El estímulo sensorial aparentemente se traduce rápidamente a una señal eléctrica, semejante a un impulso nervioso § en los animales, que pasa a lo largo del pecíolo § y que puede ser detectado colocando microelectrodos en la planta. La señal eléctrica, a su vez, desencadena una señal química que hace que la membrana celular § de las células motoras se vuelva más permeable a los iones potasio (K+) y cloruro (Cl-). El movimiento de estos iones hacia afuera de las células motoras hace que el agua deje las células por diferencia de potencial hídrico §. Como resultado de esta pérdida de agua, las células motoras se colapsan, causando, por lo tanto, un movimiento de la hoja o del folíolo.
Las respuestas rápidas al tacto ocurren también en la captura de presas por parte de las plantas carnívoras: las atrapamoscas dionea y drosera. Las hojas de la dionea tienen dos lóbulos articulados, cada uno de los cuales está equipado con tres pelos sensoriales. Cuando un insecto se posa sobre una hoja, se frota contra los pelos, generando un impulso eléctrico que provoca el cierre de la hoja. Los bordes dentados se cierran como una trampa para osos, haciéndolo en menos de medio segundo. Una vez que el insecto es atrapado, las mitades de la hoja gradualmente se acercan una a otra y el animal capturado es presionado contra las glándulas § que secretan enzimas § digestivas, situadas en la superficie interna de la trampa.
El impulso eléctrico generado cuando el insecto se fricciona contra los pelos gatillo activa una enzima que, usando el ATP para obtener energía, bombea iones H+ hacia las paredes de las células epidérmicas que se encuentran en la superficie externa de la bisagra de la trampa.
La expansión celular rápida e irreversible que resulta de la acidificación de las paredes celulares cierra la trampa. La magnitud en que la salida de iones H+ afecta los flujos de entrada y salida de otros iones podría ser -sin embargo- la que determine tal expansión. Durante este proceso, las células de la superficie interna de la "bisagra" siguen creciendo a su velocidad lenta habitual; aproximadamente 10 horas después, su crecimiento supera el crecimiento de las células de la superficie externa, y la trampa se abre. Como resultado de ambos procesos de crecimiento, la hoja es ligeramente más grande que antes de cerrarse.
Ciertos estudios han mostrado que un impulso eléctrico también interviene en el mecanismo por el cual la drosera atrapa insectos.
La atrapamoscas Drosera.
La atrapamoscas Drosera es una planta diminuta que mide sólo entre 2 y 5 centímetros de ancho y tiene tentáculos en forma de garrote en la superficie superior de las hojas. Estos tentáculos secretan un líquido pegajoso que atrae a los insectos. Cuando un tentáculo captura a un insecto, los otros tentáculos se curvan hacia él hasta que el insecto se ahoga. Los tentáculos también secretan enzimas digestivas.
Los nepentes.
Los nepentes son plantas que atraen a los insectos hacia sus hojas tubulares por medio del néctar. Siguiendo al néctar desde el borde de la hoja, el insecto se encuentra con una alfombra de pelos transparentes y finos. Cuando el sendero de néctar finaliza y el insecto quiere rehacer el camino, se topa con las puntas de estos delgados pelos que apuntan hacia abajo y bloquean el camino. Si se mueve hacia el interior, se encuentra en una superficie cérea y resbalosa en la que patina terminando por caer en un caldo maloliente, mezcla de agua de lluvia, enzimas digestivas y bacterias en descomposición, situado en la base.
Otra atrapamoscas, la dionea.
Además de las respuestas especializadas de algunas plantas, el tacto y otros estímulos mecánicos también pueden tener efectos amplios en los patrones de crecimiento. Las plantas, en su ambiente natural están, por supuesto, sujetas a estímulos de este tipo en forma de viento, gotas de lluvia y movimiento de los animales que pasan.
La dionea tiene hojas que se cierran alrededor de cualquier insecto que se mueva sobre su superficie. El cierre de las hojas ocurre un insecto toca uno o dos de los tres "pelos gatillo" que se encuentran en la parte media de cada lóbulo foliar. La dieta habitual de la dionea en estado natural consiste usualmente en invertebrados no voladores
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