Plantas leguminosas: 30 ejemplos

Las leguminosas forman uno de los grupos más numerosos del reino vegetal. Comprenden más de 16.000 especies, entre las que hay diversos árboles, arbustos, plantas trepadoras y herbáceas. La familia más extensa, la de las papilionáceas, incluye varias especies comestibles. Aquí vamos a ver sólo una serie de ejemplos de plantas leguminosas, en este caso de algunas de las que tienen presencia en Europa.

- Veza vellosa | Vicia villosa

Esta planta anual presenta tallos vellosos cuadrangulares y hojas compuestas formadas por numerosos folíolos oblongos y opuestos. Las hojas de la veza vellosa rematan en zarcillos ramificados que se enganchan a otras plantas.

Mutualismos entre plantas y animales

El vector no vivo a la hora de dispersión de las plantas es el agua principalmente, aunque también puede darse a través del viento. En las gimnospermas pocos tienen dispersión por medios bióticos. Las angiospermas, por otro lado, presentan una mayoría de vectores vivos.

Las partículas que se dispersan por el viento van a quedar distribuidas alrededor de la planta que las está dispersando, muy cerca de la planta fuente (diáforas) y solo unas pocas van a llegar a distancias más largas. El factor más importante para alejarse de la planta madre es la depredación.

Mejora genética de la resistencia en plantas

Las plantas son uno de los recursos más importantes hoy en día para la alimentación mundial, y debido a su gran expansión se encuentran constantemente atacadas por infinidad de patógenos. Esto hace que los costes en la manutención de estas plantas en un estado saludable sean muy altos, además de la necesidad de un uso excesivo de productos químicos que acaban contaminando el planeta.

Por esta razón se necesitan utilizar y mejorar las resistencias propias de la planta, las determinadas por sus genes. Utilizando el pool genético de toda la diversidad de plantas en el mundo se pueden diseñar razas o especies capaces de resistir a determinadas enfermedades importantes.

Inmunidad disparada por efectores en plantas

La inmunidad disparada por efectores se daría como última defensa, ya que tras sobrepasar la inmunidad disparada por PAMPs mediante efectores bacterianos, la planta tiene la oportunidad de reconocer esas proteínas utilizadas por el patógeno. Se trata del reconocimiento de unas moléculas específicas de cada patógeno, y no de forma general como la disparada por PAMPs.

Este tipo de inmunidad disparada por efectores antiguamente se conocía como reacción de hipersensibilidad (HR), una aparición de tejido necrótico en la zona donde se inoculaba el patógeno. Se trata de una muerte celular programada disparada en respuesta a patógenos, donde va a matar, a parte de sus células, al patógeno invasor.

Inmunidad disparada por PAMPs en plantas

Cuando un microorganismo patógeno llega a la planta, tras invadir las células de la misma se encuentra con una serie de mecanismos pasivos que le impiden la colonización de la planta, aunque es posible que si el microorganismo está especializado disponga de formas de atravesar dichas defensas, quedando la planta expuesta a su actuación. Es aquí cuando entra en juego la segunda tanda de respuestas inmunes, concretamente la inmunidad disparada por PAMPs. La planta reconoce al patógeno esencialmente por proteínas estructurales, como las proteínas del flagelo o restos de quitina, lipopolisacáridos, etc.

- ¿Qué son los PAMPs?

Las PAMPs son patrones moleculares asociados a patógenos, estructuras conservadas y que van a ser reconocidas por unos receptores extracelulares que conocemos como PRR (receptor de reconocimiento de patrones). A veces también se le conocen como MAMPs (patrones moleculares asociados a microorganismos), lo que es esencialmente lo mismo.

Mecanismos de defensa pasiva en plantas

Cuando llega un patógeno a la planta va a tratar de entrar al interior para captar los nutrientes, y la planta tiene dos opciones: dejarse llevar y enfermar o defenderse del patógeno. Esto es un aspecto clave que va a llevarse a cabo de distintas maneras, como reconocer al patógeno mediante receptores y montar mecanismos de defensa activa o disponer de moléculas tóxicas para el patógeno.

En las interacciones patógeno-planta hablamos de dos tipos fundamentales, la interacción compatible o la interacción compatible. En la interacción compatible encontramos que se da la enfermedad, mientras que la interacción incompatible encontramos que la planta continúa sana a pesar de su encuentro con el patógeno.

Transmisión de los virus en plantas

Muchos virus tienen un amplio rango de hospedación, pero la interacción completa virus-planta va a dar lugar a una sintomatología determinada. El efecto también depende del estado del desarrollo de la planta.

Los virus pueden transmitirse en las plantas a través de muy variados medios. Imagen: Coexphal

- Tipos de transmisión de virus en plantas

Los virus de plantas se transmiten por unas rutas específicas diferentes a los de los animales. Puede ser por propagación vegetativa, por savia, por polen, por transmisión mecánica y por vectores.

+ Mediante propagación vegetativa

Muchas plantas se propagan por brotes o injertos, o bien mediante bulbos, tubérculos, rizomas, etc. Es una manera perfecta de, si la planta madre está infectada, infectar todas las plantas derivadas de ella.

Sintomatología y factores implicados en la patogénesis vírica de plantas

Dependiendo del virus y del hospedador, así como del ambiente, se pueden dar infecciones sin síntomas hasta infecciones sistémicas que pueden producir la muerte del hospedador. La mayoría de los virus no producen enfermedad, y eso se puede deben básicamente a que existen virus atenuados, a la respuesta de la planta (tolerancia) o por virus crípticos (nunca producen sintomatología).

Virus del mosaico del tabaco. Imagen: Planeta Garden

- Sintomatología vírica en plantas

+ Síntomas comunes a las infecciones víricas

Los síntomas pueden ser locales o generales, y hay muchos fenotipos distintos, aunque hay una serie de síntomas muy comunes a las infecciones víricas:

. Clorosis. Alternancia de zonas más claras en las hojas o en frutos. Tienen alterada la cantidad de clorofila o fotosistemas.

Plantas parásitas

Las plantas parásitas son una rareza dentro del reino vegetal, reino que si se define por algo es su carácter fotoautotrófico ya que ellas mismas saben fabricar su propia materia orgánica, y porque se han especializado a saltar a la tierra, para conseguir agua y nutrientes desde el suelo.

Siendo así, hay un grupo de plantas disidentes que en vez de hacer eso hacen otras cosas: toman esos compuestos o algunas de esas sustancias en vez de directamente por sí mismas aprovechándose de otras plantas.

Nutrición mineral en plantas

Debido a la elevada área de superficie de las raíces, y a su capacidad para la absorción de iones inorgánicos del suelo, la absorción de elementos minerales por las plantas es un proceso muy efectivo. Después de ser absorbidos por las raíces, estos elementos minerales son transportados (como ya se ha explicado anteriormente) a varias partes de la planta, donde se utilizan en distintas funciones biológicas esenciales.

La absorción de elementos minerales por las plantas, a través de sus raíces, es un proceso muy efectivo.

Hay organismos, como las micorrizas y las bacterias fijadoras del N2, que a menudo participan con las raíces en la nutrición vegetal. El estudio de cómo las plantas absorben y asimilan los iones inorgánicos se denomina nutrición mineral. Esta área de la investigación es fundamental en la agricultura moderna y en la protección ambiental. El que haya un importante rendimiento agrícola depende, en gran parte, de la fertilización con elementos minerales. De hecho, el rendimiento agrícola de la mayoría de las plantas comestibles aumenta linealmente con la cantidad de fertilizante que absorben.

El suelo para las plantas

Las plantas superiores tienen una compleja estructura y funcionamiento, el cual necesita de la existencia de un sistema capaz de mantener todos los parámetros en sus correctos valores. Existe un modelo teórico sobre el funcionamiento de este sistema, el sistema suelo-planta-atmósfera. Este sistema analiza el recorrido que sigue el agua desde que entra a la planta desde el suelo hasta que se pierde por evapotranspiración en la atmósfera.

Las plantas requieren, generalmente, de un suelo rico en determinados elementos orgánicos y minerales, además de la presencia de agua.

- El suelo

El suelo está compuesto, en su gran mayoría, de elemento orgánicos y elementos minerales que forman parte de la solución del suelo, además del agua. Además de estos elementos inertes, también encontramos lo que se conoce como edafofauna, es decir, los seres vivos del suelo que contribuyen a diversos procesos, como la aireación del terreno o la descomposición de material orgánico.

El estrés en las plantas

Las plantas están constantemente sometidas a una serie de cambios en su ambiente. El estado fisiológico estándar está sometido a cambios estacionales, de temperatura, de cantidad de luz, etc. Además de eso, sufren una serie de fluctuaciones que llevan a la reordenación del metabolismo y crecimiento, manteniéndose el estado fisiológico estándar. Pero en ocasiones esos cambios son demasiado grandes, sacando a la planta de la zona de confort.

- Concepto de estrés

El estrés es un factor, biótico o abiótico, del medio que causa una disminución en un determinado proceso fisiológico de la planta, disminuyéndolo por debajo de la tasa máxima que podría tener en condiciones normales o en ausencia de ese factor estresante. El hecho de sobrevivir a esta situación supone un grado de resistencia para la planta.

La incorporación de fósforo en las plantas

El fósforo es uno de los nutrientes más importantes para las plantas, formando parte del grupo de los macronutrientes y participando en procesos tan importantes para el crecimiento como la fotosíntesis o la síntesis de diferentes carbohidratos. Este fósforo, que se encuentra principalmente en compuestos orgánicos del suelo, no puede incorporarse en cualquiera de sus formas.

El fósforo se incorpora a la planta de dos únicas maneras, en forma de H2PO4- y en forma de HPO42-. Estos compuestos se encuentran de forma muy escasa en los suelos, variando desde 0,1 a 10 µM, siendo la media 1 µM. Esto significa que la gran mayoría de los suelos agrícolas sufren deficiencia de fosfato, por lo que el uso de fertilizante con este nutriente es prácticamente necesario.

La incorporación de azufre en las plantas

El azufre es, al igual que el fósforo, el nitrógeno o el potasio, un macronutriente de gran importancia para el funcionamiento de las plantas. Este interviene en la formación de proteínas, enzimas, vitaminas y otra serie de elementos necesarios para el correcto crecimiento y funcionamiento del organismo.

La forma más común del azufre es el sulfato, que es precisamente la forma en la que es incorporado por las plantas. Es, además, la forma más oxidada, por lo que las plantas y algas van a tener que reducir a este sulfato para transformarlo en sulfuro antes de ser incorporado a la materia orgánica en forma de aminoácidos azufrados (cisteína y metionina).

La incorporación de potasio en las plantas

El potasio es el catión más abundante que se ha detectado en plantas. Esto se debe a que, una de sus funciones, es ser el principal ion osmótico que utilizan las células para crecer; responsable del mantenimiento de la presión de turgencia; responsable de mantener el potencial de membrana; cofactor de numerosos enzimas citoplasmáticas para mantener el metabolismo activo.

Cuando se produce deficiencia de K+ disminuye el crecimiento notablemente, existe una redistribución de este ion desde las hojas más viejas a las más jóvenes, disminuye la fotosíntesis, disminuye el contenido de agua, disminuye el transporte de sacarosa en el floema, etc.

La incorporación de nitrógeno en las plantas

El nitrógeno es uno de los nutrientes más importantes para las plantas, ya que es el nutriente más abundante en las plantas detrás del carbono, constituyendo entre un 1 y un 5% del peso seco de la planta. Este nitrógeno puede ser incorporado en forma de amonio y nitrato.

Las plantas son capaces de reducir el amonio y el nitrato tanto en hojas como en raíces para posteriormente transformarlo en aminoácidos. Pero también se puede almacenar en las vacuolas para su posterior utilización. En el caso de las raíces noduladas, es decir, en procesos de simbiosis con bacterias, se puede dar la fijación del nitrógeno atmosférico, que posteriormente es transformado en aminoácidos.

La transducción de señal en las plantas

Las plantas, al ser sésiles, tienen que poder adaptarse rápida y adecuadamente a los cambios del ambiente para poder sobrevivir. A diferencia de los animales, el desarrollo de las plantas está determinado casi completamente por los factores ambientales.

Las plantas pueden responder a los cambios en el ambiente de diferentes formas: a nivel fisiológico o funcional, a nivel morfológico e incluso a nivel anatómico. Como consecuencia de todo esto se observa una gran plasticidad fenotípica.

La plasticidad fenotípica en las plantas

La plasticidad se puede definir como el grado en el que un organismo puede cambiar como respuesta a diversas señales ambientales. Si nos centramos en la plasticidad fenotípica, podemos definirla como la capacidad que presenta un mismo genotipo de expresar distintos fenotipos dependiendo del ambiente en el que se encuentre. Esta es una capacidad ubicua en muchos organismos, aunque son las plantas las que destacan por ser especialmente plásticas.

Para observar esta plasticidad fenotípica encontramos la norma de reacción, la cual describe el patrón de expresión fenotípica de un genotipo en una variedad de ambientes. De esta forma se observan las diferencias existentes para un mismo carácter en una serie de ambientes.

Los movimientos de las plantas

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.

- 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.

Respuestas y adaptación al estrés de las plantas

El estrés es un factor ambiental que por su presencia reduce la tasa potencial de las plantas, es decir, son un conjunto de situaciones desfavorables para el desarrollo y funcionamiento óptimo de la planta.

- Procesos o mecanismos para superar situaciones de estrés en las plantas

Las plantas tienen varios mecanismos para resolver esta situación que, si continúa, puede llevar a la muerte de la planta:

+ Aclimatación o acomodación

Se produce en individuos completos. Son cambios morfológicos que no conllevan cambios genéticos para apaliar el impacto. Es un proceso reversible y se produce a una escala de tiempo pequeña (días o semanas). Con este tipo de respuesta se consigue recuperar en parte el valor fisiológico de la planta.