FISIOLOGÍA VEGETAL
(2017-I)
SEMANA II
La planta - Anfitrión en los ecosistemas - Factores hereditarios y factores ambientales.
Los procesos fisiológicos y funciones que gobiernan su crecimiento y desarrollo-interrelaciones de los factores bióticos y abióticos que alteran y modifican la respuesta fisiológica de las plantas.
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
EP BIOLOGÍA
LA PLANTA
ORGANISMOS AUTOTROFICO, CARENTE DE DESPLAZAMIENTO
Cumplen roles a nivel del ecosistema y ofrecen bienes y servicios ambientales
• Son los productores primarios
• Producen O2 que respiran el restos de los seres vicos
• Vestido,
• Refugio para otras especies
• Reciclan CO2
• Brindan protección frente a eventos extremos
• Generan climas y microclimas
• Colchones de agua.
LOS SERVICIOS AMBIENTALES del bosque (SAB) son los beneficios que la gente recibe de los diferentes ecosistemas forestales.
Los servicios ambientales influyen directamente en el mantenimiento de la vida, generando beneficios y bienestar para las personas y las comunidades.
Son ejemplos de servicios ambientales del bosque:
• Captación y filtración de agua
• Mitigación de los efectos del cambio climático
• Generación de oxígeno y asimilación de diversos contaminantes
• Protección de la biodiversidad
• Retención de suelo
• Refugio de fauna silvestre
• Belleza escénica, entre otros
LAS PLANTAS Y LOS ECOSISTEMAS
El Ecosistema es un
sistema biológico
funcional, formado por
una comunidad de un
área determinada y su
medio, estableciéndose de
forma necesaria entre los
organismos y el medio
abiótico un flujo de
intercambio de materia y
energía.
Un ecosistema, es un sistema ecológico complejo que abarca
la biocenosis, es decir el conjunto de organismos vivos o
elementos bióticos que interactúan entre sí, se encuentran
estrechamente enlazados con el biotopo, el medio ambiente físico
o elemento abiótico.
CRECIMIENTO Y DESARROLLO DE LAS PLANTAS
CRECIMIENTO : es el aumento irreversible de tamaño (volumen) de una estructura o toda la planta. cambios cuantitativos.
• Aumenta el tamaño de la célula (elongación).
• Aumenta la cantidad de células.
Determinado: Órganos que crecen hasta cierto límite establecido en su genética hojas, flores, frutos.
Indeterminado: órganos que continúan creciendo hasta la
muerte del organismo. tallos, raíces.
DESARROLLO
Conjunto de procesos que determinan el cambio de formas y función en un ser vivo. implica crecimiento y diferenciación.
DESARROLLO DIFERENCIACIÓN
Involucra Especialización CRECIMIENTO
División + Expansión
DIFERENCIACIÓN: proceso de especialización celular dado por la expresión de determinados genes.(cambios cualitativos).
Proceso mediante el cual a partir de divisiones celulares se forman células especializadas que cumplen fusiones específicas, con
morfología y composición química definida
Diferenciación Celular y Desarrollo
• Diferenciación celular: proceso mediante el cual a partir de divisiones celulares se forman células especializadas que cumplen funciones
específicas, con morfología y composición química definida.
• Crecimiento: aumento de tamaño de una estructura o toda la planta.
• Desarrollo: Crecimiento y diferenciación de células, tejidos y órganos
en los individuos desde el cigoto hasta la muerte.
Crecimiento de órganos
• Determinado: órganos que crecen hasta cierto límite ya establecido en la genética. Ejemplo:
hojas, flores y frutos.
• Indeterminado: órganos que continúan creciendo hasta la muerte del organismo.
Ejemplo: tallos y raíces.
Desarrollo de las plantas
De acuerdo a su ciclo de vida se clasifican en:
• Plantas anuales: su ciclo de vida se lleva a cabo en un año o menos. Ejemplos: arroz, frijol,
maíz, papa, trigo, soya, sorgo, etc.
• Planta perennes: su ciclo de vida dura varios
años. Ejemplos: especies forestales.
Patrones de crecimiento
El ciclo de crecimiento de una planta puede observarse según una curva sigmoide:
• Fase A Inicial: crecimiento lento, período de adecuación al medio y formación de estructuras.
• Fase B exponencial o logarítmica: se da un crecimiento exponencial, que aumenta el tamaño de la planta
considerablemente.
• Fase C lineal o estable: se da un crecimiento constante en relación al tiempo.
• Fase D o senescencia: el crecimiento disminuye y la planta
empieza a morir. Coincide con el proceso de reproducción,
formación de frutos y semillas.
La curva dependerá del tiempo, del órgano, del individuo, y de muchos factores, que producirán periodos de latencia o de crecimiento que se salgan de la curva estándar.
Otro de los factores que cambian la
curva será el tipo de planta, pudiendo
ser anual, bianual o perenne
Reguladores de crecimiento
• Un Regulador de Crecimiento es cualquier factor que de una manera u otra afecta el crecimiento de las
plantas.
• El crecimiento está regulado por factores que pueden ser externos o internos.
Luz Agua
Minerales Gravedad
Externos
Genética Metabolismo Hormonas
Internos
Las señales externas que afectan el
crecimiento de la planta y su desarrollo incluyen muchos aspectos físicos,
químicos y biológicos del ambiente de la planta.
El crecimiento de las plantas está mediado por sus características
genéticas y por su ambiente, del que asimilará información para regular su crecimiento.
Frente a estos estímulos, la planta responde mediante mensajeros primarios que son los reguladores de crecimiento
FACTORES HEREDITARIOS Y AMBIENTALES QUE AFECTAN LA FISIOLOGÍA DE LAS PLANTAS
LOS FACTORES HEREDITARIOS:
• El tamaño y el tipo de raíz
• Tipo de hojas/estomas
• Tipo de crecimiento de tallos
• Resistencia a plagas y enfermedades
• Precocidad
• Desarrollo de estados fenológicos
• Rusticidad
• Rendimientos de producción.
LOS FACTORES AMBIENTALES:
• Clima
• Altura sobre el nivel del mar, Luminosidad,
• Temperatura,
• Humedad relativa,
• pH del suelo
• Vientos
• Alelopatía
TOTIPOTENCIA
Cada célula posee en su material genético, toda la información necesaria para especificar cualquier rasgo morfológico, químico y / o
funcional de la célula, el tejido y
la planta, durante su ciclo vital.
CICLO DE VIDA DE UNA ANGIOSPERMA
ONTOGENIA VEGETAL= IMPLICA EL COMPLETO DESARROLLO DE UN INDIVIDUO : desde el embrión hasta la senescencia
ETAPAS DURANTE LA ONTOGENIA
Embriogénesis
Formación de semillas Germinación de semillas Crecimiento vegetativo C
recimiento reproductivoSenescencia
Muerte de la planta
Embriogénesis
CRECIMIENTO VEGETATIVO
LAS PLANTAS CRECEN DE FORMA INDETERMINADA DEBIDO A LA CONSTANTE DIVISION CELULAR QUE OCURRE EN LOS
MERISTEMOS
FASES DEL CRECIMIENTO VEGETATIVO
Juvenil: ausencia de crecimiento reproductivo
Adulto: en condiciones inductivas es capaz de florecer Importancia:
Distribuir de forma eficaz la energía durante el desarrollo de la planta,
hacerla competitiva, acumular reservas para su utilización durante la
fase reproductiva.
CRECIMIENTO REPRODUCTIVO
Procesos complejos que se inician al inducirse la floración y que conllevan a la formación de frutos y semillas
IMPORTANCIA
Perpetuación de las
especies Entrecruza genética
Variabilidad
Adaptación
Fases del crecimiento reproductivo
I: Iniciación y Crecimiento del primordio floral
II : Polinización y fertilización
III : Crecimiento y maduración del
fruto y la semilla
Condiciones para florecer
A.- Madurez (frecuentemente asociada a cambios de características vegetativas)
• Tamaño determinado (mínimo) de la planta
• Capacidad hormonal de ser inducida
• Desarrollo del meristemo apical B.- Factores ambientales
• Luz
• Temperatura
• Agua
Fases de la floración
1.- Inducción: recepción del estimulo que inicia los procesos. Eventos que le “indican a la planta” que debe alterar su programa de desarrollo. Se forma el mensajero quimico.
2.- Evocación: la planta está comprometida a florecer, inicio de la floración en los meristemos. Eventos que conducen a que los meristemos formen primordios florales en vez de hojas.
3.- Iniciación: primera evidencia morfológica
4.- Desarrollo: formación de las partes florales
5.- Antesis: apertura de la flor completa
Factores
a. Endógenos: en este caso la floración ocurre debido a una regulación autónoma, no por ninguna condición ambiental particular)
Ritmos circadianos
Hormonas
Edad o tamaño
El reloj circadiano regula la ritmicidad de numerosos procesos fisiológicos, y metabólicos en la planta.
Factores
Exógenos: en este caso la floración ocurre debido a condiciones ambientales particulares:
• Luz (fotoperiodo)
• Temperatura (vernalización)
• Agua (hidroperiodo)
Fotoperiodismo: habilidad para detectar y responder a la longitud del día, lo cual hace posible que ocurran ciertos eventos en una época del año
LUZ:
• Fotoperíodo critico: Cantidad máxima o mínima de horas luz (u oscuridad) requeridas para florecer en un ciclo diario de 24 h. Varía ampliamente entre las especies, puede ser modificado.
• Fotoperíodo inductivo: fotoperíodo que aplicado una o más
veces, induce la floración
Clasificación de las plantas según fotoperiodo
PLANTAS DE DÍAS CORTOS PDC
Allium cepa cebolla
Glycine max Soya
Gossypium hirsutum Algodón
Oryza sativa Arroz
PLANTAS DE DIAS LARGOS PDL Avena sativa Avena
Beta vulgaris Remolacha Hordeum vulgare cebada Spinacea oleracea espinaca
PLANTAS INSENSIBLES O NEUTRAS AL FOTOPERIODO Cucumis sativus Pepino
Heliantus annus Girasol
Licopersicum esculentum Tomate Phaseolus vulgaris Caraota
Zapallo
Maíz
FITOCROMO
• Es una proteína con actividad cinasa (quinasa) presente en organismos vegetales, cuya función es actuar como fotorreceptor fundamentalmente de luz roja (600-700nm) y roja lejana (700- 800nm), gracias a que posee un cromóforo.
• El fitocromo en función del tipo de luz detectada puede
desencadenar distintas respuestas en la planta, como la floración,
la germinación, crecimiento como respuesta de escape a la
sombra -desarrollo de epicótilos durante la noche y cotiledones
durante el día-, regulación de la expresión de la actividad
metabólica durante día y la noche (ritmos circadianos).
FOTOPERIODO
Recepción del estimulo
Formación del fitocromo activo (estado fotoestacionario)
Acción del ritmo circadiano
Transporte del estimulo floral por el floema
Cambios geneticos, bioquímicos, fisiológicos, histológicos
y morfológicos
Yema vegetativa a yema floral
VERNALIZACIÓN
• Mecanismo de floración promovido por las bajas temperaturas
• Órgano receptor: yemas apicales
• Temperaturas optimas 0 – 10°C. (Temp menores a 4°C pueden producir daños).
• Tiempo: varias semanas para saturar la respuesta. Depende de la especie
• Proceso irreversible
• Requiere de oxigeno y carbohidratos
• Puede ser sustituido por AG3 (ácido giberélico3)
Recepción del estimulo
Formación y activación de un mensajero que desencadena el mecanismo
hormonal
Traslocación del mensajero hasta la yema vegetativa
Cambios genéticos, bioquímicos, fisiológicos, histológicos
y morfológicos
Yema vegetativa a yema floral
HIDROPERIODO
FITOHORMONAS
Las fitohormonas se caracterizan por participar en variadas
respuestas morfogenéticas y de crecimiento de manera
pleotrópica, esto quiere decir, que una misma hormona
participa en diferentes procesos y además, que dependiendo
de su concentración, la misma hormona puede ser
estimulatoria o inhibitoria de una misma respuesta.
Las hormonas vegetales se denominan fitohormonas y se producen en las células y no forman glándulas. Controlan el crecimiento y desarrollo del vegetal.
Existen hormonas que: activan los procesos de crecimiento, floración, yemas apicales, crecimiento celular en los meristemos, formación de raíces en los esquejes (auxinas)
que hacen germinar las semillas e inducen a la formación de flores y frutos (giberelinas)
que retardan la caída de la hoja y el envejecimiento e inducen a la diferenciación celular y formación de nuevos tejidos (citoquininas)
que provocan el cierre de los estomas cuando hay sequía o inhibe el crecimiento del vegetal en momentos de crisis, produciendo una especie de letargo (ácido abscísico)
que facilitan la maduración de los frutos y la degradación de la clorofila, haciendo caer las hojas (etileno).
