sábado, 20 de agosto de 2016

Los movimientos de las plantas



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Las plantas, aunque no lo hagan de la misma forma que los animales, también se mueven. Esto lo hacen dependiendo de diferentes factores y sobre todo cuando están en crecimiento, aunque también existen algunas que lo hacen durante toda su vida.

Movimientos de las plantas y biologia

- Tipos de movimientos en las plantas


Existen diferentes tipos de movimientos en las plantas, donde encontramos:

+ Movimientos según la dirección del estímulo


Son tropismos, movimientos en respuesta a un estímulo direccional; nastias, dirección del movimiento independiente de la dirección del estímulo; y nutaciones, movimientos autónomos independientes del ambiente.

+ Movimientos según el mecanismo fisiológico


Movimientos por crecimiento diferencial, donde una parte de la planta crece más rápido que la otra, es irreversible; movimientos por cambios en la turgencia, un proceso reversible; e hidratación.

Los tropismos pueden ser negativos o positivos dependiendo de si siguen o no la dirección del estímulo. Además, se definen según el estímulo que lo induce.

- Fototropismo


Se observa sobretodo en plantas mono o dicotiledóneas que se han desarrollado en oscuridad y son sometidas a un haz de luz direccional. La curvatura que se genera solo se produce en órganos en crecimiento. El ápice es la zona que percibe la luz, ya que cuando lo eliminamos no se produce dicho fototropismo.

En el ápice existe una concentración muy alta de auxina, lo que cumple dos funciones: percibir el estímulo y producir una disminución del transporte basipétalo de auxina y un aumento del transporte lateral de la misma.

Existen dos tipos de fototropinas, la Phot1 y la Phot2 y, al igual que el movimiento del cloroplasto, la Phot1 está implicada en la curvatura a alta y baja intensidad de luz, mientras que la Phot2 está encargada de la curvatura a alta intensidad de luz. En la zona iluminada las fototropinas se activan, disociándose, ejerciendo actividad quinasa y regulando la actividad de transportadores de auxina (PIN 3).

PIN3 está distribuido de forma homogénea en toda la célula, pero al recibir la luz azul, la Phot1 hace que se reorganice en el lado opuesto al que se recibe la luz, dándose así un transporte de auxina hacia el lado que no está iluminado. Además, en la zona iluminada se produce un aumento de pH, mientras que en la zona no iluminada se produce una disminución del mismo. El aumento de la auxina en el lado iluminado hace que se dé un incremento del crecimiento.


- Gravitropismo


También conocido como geotropismo. Es el movimiento de curvatura de un órgano en la dirección de la gravedad. Se da siempre en órganos en crecimiento. Como en el caso de fototropismo, podemos tener gravitropismo positivo o negativo. Como caso positivo, la raíz, como negativo, el tallo.

En la cofia o caliptra existen los “sensores” capaces de detectar la gravedad, los estatolitos, que son amiloplastos con gran cantidad de almidón y una densidad mucho mayor que el citoplasma. Estos estatolitos se encuentran en el interior de los estatocistos, situados en la parte central de la columnela.

Cuando la raíz se encuentra en vertical, los estatolitos caen por la fuerza de la gravedad, posándose sobre el retículo endoplasmático y ejerciendo una presión sobre el mismo. Pero si la raíz se encuentra en posición horizontal, los estatolitos caen por la fuerza de la gravedad y ejercen una presión desigual en el Retículo Endoplasmático (RE). Esta presión desigual es la que dispara la cascada de reacciones que permiten el gravitropismo.

Parece ser que hay una liberación y acumulación de Calcio cuando los estatolitos ejercen presión desigual, aunque también se ha observado que se dan cambios de pH. Además, se sabe es que la respuesta está mediada por auxinas, la misma hormona que nos explica la curva fototrópica.

Cuando la raíz se encuentra en posición horizontal, los estatolitos presionan un lateral de la célula, siendo una señal que determina que la auxina se transporte preferentemente hacia la parte de la raíz que está de cara al suelo, disminuyendo el transporte a la parte superior. Como la raíz es más sensible a la auxina que el tallo, esta acumulación de auxina produce una inhibición del crecimiento, dándose una estimulación del crecimiento de la raíz en la parte superior, curvando la raíz en la dirección de la fuerza de la gravedad.

Esto es algo similar a lo que ocurre en el caso del fototropismo. Cuando la raíz se encuentra en posición vertical, el PIN3 se dispone de manera uniforme en ambos lados de la célula, transportando auxina en la misma proporción. Pero cuando la raíz está en posición horizontal, los estatolitos cambian de lado y, en esa zona, se van a acumular gran parte de los PIN3, incrementando el flujo de auxina a ese lado.

- Nastias


En el caso de las nastias, el movimiento no se da por cambios de dirección, si no por otros cambios. La dirección del movimiento en estos casos depende del órgano. Existen diferentes nastias dependiendo del estímulo.

. Nictinastias: están relacionadas con las transiciones de luz y oscuridad.

. Seismonastias: relacionadas con los cambios mecánicos.

Estas nastias de van a producir principalmente por cambios en la turgencia, lo que implica que sean principalmente movimientos reversibles. Aunque en algunos casos, se pueden dar por crecimiento diferencial.

+ Nictinastias


La fisiología del movimiento de plegamiento de las hojas por la noche es común en todas las leguminosas, y se debe a la presencia de una estructura llamada pulvínulo. Estos pulvínulos se encuentran en la base de la hoja y en la base del foliolo. Es una estructura cilíndrica que es flexible, es decir, que se encuentra erecto durante el día, y se relaja y se curva hacia abajo durante la noche.

La estructura de este pulvínulo posee en la zona central un cilindro vascular central con los tejidos conductores y una zona cortical motora donde encontramos células parenquimáticas con una pared celular flexible que les permite cambiar de tamaño y de forma con cierta facilidad.

En esta zona cortical motora encontramos dos tipos de células, células extensoras y células flexoras. Cuando la planta recibe luz las células extensoras aumentan de tamaño, mientras que las células flexoras disminuyen de tamaño. Ambos tipos de células se encuentran situadas en extremos opuestos de esta zona cortical motora. En oscuridad se produciría el efecto inverso.

El mecanismo que explica esto es muy similar al que ocurre en la apertura estomática. Se produce una activación de la bomba de protones, que produce una hiperpolarización, entrando potasio a la célula y produciendo una entrada de agua. Este proceso se regula por el reloj endógeno, el cual a su vez está regulado por los citocromos y demás receptores. Este mecanismo se daría en todos los pulvínulos presentes en la planta, produciendo el movimiento en toda la planta al completo.


+ Seismonastias


Es un mecanismo muy rápido, ya que en cuestión de un par de segundos la hoja puede pasar de estar erecta a estar flexionada hasta abajo, algo que se observa con extrema facilidad en la planta conocida como mimosa púdica o en las famosas plantas carnívoras.

Este mecanismo se explica igual que anteriormente, a través de los pulvínulos. Cuando llega el movimiento el pulvínulo pasa de estar erecto a estar flexionado. Lo curioso de estas nastias es que si el estímulo es lo suficientemente intenso, el estímulo se transmite en todas direcciones. Esto se debe a que se genera un potencial de acción (PA) que viaja a una velocidad más baja que en los animales, pero que es lo suficientemente rápido como para que la respuesta sea casi instantánea.

Se produce un cambio en el potencial de membrana, el cual se va transmitiendo a través de las células del floema y llega hasta todo el resto de la planta. Cuando este PA llega a un pulvínulo, se produce la perdida turgencia de las células extensoras y se produce la respuesta en forma de movimiento.

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Artículo redactado por Pablo Rodríguez Ortíz, estudiante de Biología en la Universidad de Málaga.