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ORGANOGRAFIA VEGETAL
INTRODUCCIÓN
La organografía vegetal es la rama de la botánica que se ocupa del estudio de los órganos vegetales en lo que respecta a la parte interna (anatómica) y externa (morfológica). Las plantas superiores pertenecen al nivel de organización morfológica de los cormófitos, por tanto poseen raíz, tallo y hojas (incluye hojas florales). Estas plantas se reproducen sexualmente y poseen:
- Ciclos di genéticos: o Un gametofito haplonte (haploide), muy pequeño reducido a unas pocas células que producen las células gaméticas (gameto femenino y gameto masculino). ▪ La unión de las células gameticas, masculina y femenina forma el cigoto, a partir de este se forma el embrión por división mitótica. o un esporofito (diplonte, fase dominante de las células somáticas). ▪ El esporofito se forma a partir de un zigoto el cual se va dividiendo hasta que forma el embrión. ▪ El embrión es el que forma al esporofito el que presenta las estructuras de raíz, tallo y hojas.
- El embrión se encuentra en el interior de una estructura llamada semilla, las que poseen las siguientes partes:
- Cuando una semilla germina sale una radícula que comienza a dividirse y genera la raíz que se ancla al sustrato. La plúmula también comienza su división y genera un vástago aéreo donde se localizan los cotiledones, El vástago crece fuera del sustrato o suelo, se contacta con la atmosfera para poder realizar la fotosíntesis.
- El vástago en plantas monocotiledóneas desarrolla del ápice del brote que se encuentra en el embrión, siendo las células iníciales.
- El vástago en plantas dicotiledóneas se puede dividir en
o Epicotilo, tallito que crece por encima de los cotiledones
o Hipocotilo, tallito que crece por debajo de los cotiledones
Cuando la planta sigue creciendo mueren los cotiledones y podemos empezar a hablar de tallo, raíz y hojas.
- Erosión eólica: es el desgaste del suelo por el viento, se presenta cuando el viento transporta partículas diminutas que al chocar contra alguna roca se dividen en más partículas que van chocando con otros objetos. Se suelen encontrar en los desiertos o también en zonas relativamente secas. Para prevenir erosión eólica, evapotranspiración brusca en las plantas, se debe plantar una o más filas de árboles (crear una cortina rompe viento , o cortina forestal) , esto permitirá la protección del suelo cuando el viento es fuerte. Los arboles se plantan alrededor de los bordes de lotes o campos agrícolas. También puede utilizarse plantas anuales, como Ej.: el maíz
- Erosión Hídrica: Se le denomina al desgaste del suelo ocasionado por el agua, provocando el humedecimiento de la tierra y que esta sea arrastrada por la corriente en pendientes. En los ríos, lagos y mares la erosión es más visible, las corrientes se llevan rocas y arena provocando que el cauce del río se vaya hundiendo y formando paredes verticales, provocando la formación de un cañón o barranco. Las raíces al sostener partículas de suelos, pueden en gran medida prevenir las erosiones y evitar la pérdida de la capa arable del suelo. 3. Conducción del agua y sustancias minerales por las raíces. La planta absorbe los minerales diluidos en el agua por la zona pilífera de la raíz y pasa por la corteza por difusión llegando a la capa interna de la corteza, llamada endodermis, capa selectiva; pasando por el periciclo hasta llegar al xilema, por donde en forma ascendente se dirige hacia el tallo y las hojas. INGRESO DEL AGUA A LA PLANTA
- Almacenamiento por las raíces , puede almacenar azúcar, almidón. El almacenamiento se localiza en: la corteza, floema, xilema. Ej. en la remolacha azucarera de 15 a 20 % de sacarosa, el camote, el nabo, el perejil almacenan almidón.
Extensión de los sistemas radicales
Su extensión y profundidad dependen mucho del tipo de planta, humedad, tipo de suelo, temperatura, etc.
- Normalmente se encuentran en los primeros 15 cm pero se han llegado a ver a 5m.
- Hay raíces superficiales como en aquellas plantas que viven en ambientes muy secos ya que necesitan absorber el agua que puedan antes de que ésta se evapore.
- Hay plantas que no tienen raíces como aquellas que viven en el agua. La extensión de la raíz está directamente relacionada con la extensión de la parte aérea (vástago) de la planta por lo que el equilibrio entre ambas permitirá que la absorción de nutrientes sea suficiente para mantener la planta viva. El número, extensión, peso de las ramas de la raíz puede ser igual o mayor al número o extensión de las ramificaciones del tallo. Ejemplos:
Remolacha azucarera
Profundidad 1,8-2,0 m Extensión lateral 2,0 m Volumen de suelo 6 m^3 Centeno ( Sécale cereale ): de cuatro meses de edad considerando la cantidad, longitud y superficie
total de las raíces y de los pelos absorbentes.
Este conocimiento con otros factores, ayuda a determinar la densidad de siembra de las diferentes especies, evitando que exista competencia entre plantas.
Balance entre los sistemas radicales y del vástago
En una planta normal, sana existe un balance entre el vástago y el sistema radical, que se establece en la utilización de energía por el vástago para la fabricación de alimento y la absorción de nutrientes por la raíz. Área superficial de 14millones de raíces 232,5 m^2 Pelos absorbentes vivos más de 14millones 400,0 m^2 Superficie total 632,5 m^2 Longitud combinada de sus raíces 739,2 Km Superficie total de 80 vástagos con sus 480 hojas 4,75 m^2
Partes externas de la raíz
Cuello : separación más o menos evidente de la raíz y el tallo. Puede estar bajo tierra o encima de ella. Zona suberificada o de ramificación : a partir de esta zona empiezan a dividirse las raíces. Zona pilífera o de maduración : posee pelos radicales temporales que se encargan de la absorción en las primeras fases de crecimiento de la raíz.
Pelos absorbentes
Zona de crecimiento o diferenciación, zona donde las células se van alargando y paulatina diferenciación hacia tejidos adultos. Zona de división celular: a partir del ápice o cono vegetativo se produce el crecimiento de la raíz. Cofia, caliptra, casquete o pilorriza : Conjunto de células parenquimatosas que protegen las células embrionarias del ápice. Esta estructura no es igual para todas las plantas ya que las acuáticas y las parásitas, por ejemplo, carecen de pelos radicales ni de caliptra ya que pueden absorber el agua más fácilmente.
Caliptra Caliptra
Anatomía de la raíz
Para estudiar la estructura anatómica de la raíz debemos considerar cortes transversales y longitudinales en diversas zonas, ella no es uniforme.
Cono vegetativo ,
Es subterminal, un corte longitudinal en esta parte, muestra al microscopio las siguientes clases de tejidos:
- Tejido de formación o meristemático, de células con paredes delgadas y protoplasmas semejantes de citoplasma escaso, sin vacuolas, sin espacios intercelulares, llamadas células iníciales. A partir de estas células se forman las nuevas células que han a constituir todo el sistema radicular.
- El tejido del ápice vegetativo forma un tejido llamado caliptrogeno , que se encuentra por debajo del mismo ápice, a partir del cual se forman las células de la caliptra (cofia o casquete, piloriza).
- La caliptra está formada por células parenquimatosas, de las cuales las de la periferia envejecen constantemente por el roce contra las partículas del suelo y son reemplazadas por las internas que se forman continuamente del caliptrogeno. La caliptra está cubierta a su vez por una capa de muscigel, que lubrica la raíz durante su penetración, además este muscigel produce el efecto de rizosfera (atracción de microorganismos descomponedores de materia orgánica alrededor de las raíces). Las actividades de estos organismos facilitan la absorción de nutrientes. La caliptra está constituida de células llamadas estatocistos, porque contienen amilo- plastos llamados estatolitos, que participan en la reacción geo-trópica, tal cual se muestra en la fotografía.
Estructura primaria de la raíz
La estructura primaria de la raíz, se desarrolla en plantas herbáceas y la primera etapa de crecimiento de plantas semileñosas y leñosas. Presenta varios tejidos adultos o definitivos, nivel de la zona pilífera:
- Rizodermis , es la parte donde se forman los pelos absorbentes (protuberancias epidérmicas), es el lugar de mayor absorción de agua y sales minerales. El tamaño de los pelos varia desde 3 a 8 mm de longitud, son delgados y no se los puede distinguir a simple vista y en conjunto se aprecia como vellosidad fina, el número por mm^2 , en las diferentes plantas es diferente Ej. maíz-420 pelos por mm^2 , en la arveja 230 pelos por mm^2 , etc., el volumen de absorción aumenta en la arveja 12 veces.
- Exodermis , son células que se hallan debajo de la epidermis, con paredes suberificadas y cutinizadas, se forman de la corteza y reemplazan a la epidermis cuando ha dejado de funcionar, algunas de sus células son permeables a los líquidos.
- Parénquima cortical , constituido por el tejido parenquimatoso, sus células se adaptan a diferentes condiciones Ej. En plantas epifitas pueden realizar fotosíntesis, en plantas acuáticas se convierten en parénquima acuífero, y en la mayoría de las plantas superiores es un tejido almacenador de almidón.
- Endodermis , es la última capa de la corteza y se encuentra en parte profunda, envuelve completamente al cilindro central. Consta de una capa de células vivas con paredes delgadas, excepto por un engrosamiento por medio de laminitas de suberina, tienen forma lenticular, de banda alrededor de la célula en las paredes radial y transversal, reciben el nombre de banda de Caspary. La banda de Caspary se presenta formando una barrera en la que la solución del suelo es forzada a pasar a través del citoplasma, que es selectivamente permeable.
- Cilindro Central , llamada también Estela, consta de periciclo, xilema y floema. El cambium del periciclo esta formado por una capa de células, en pocas dicotiledóneas se presenta pluriestratificado, de este tejido se forman las ramificaciones laterales de la raíz, el extremo de la ramificación pasa por la corteza y la epidermis hasta salir a la superficie, los tejidos se distienden y finalmente se rompen como resultado de la presión mecánica de las células en crecimiento , las células también secretan sustancias que digieren las células de los tejidos que atraviesan. Xilema 1rio. o protoxilema, es el tejido de conducción de agua y sales minerales en forma ascendente desde la raíz hasta las hojas, se forma del pro-cambium. Se presenta con salientes radiales llamados brazos del xilema. Pro-cambium , se sitúa en los brazos radiados del xilema 1rio.forma xilema hacia dentro y floema hacia fuera. Floema 1rio protofloema, es el tejido de conducción de sustancias orgánicas en forma descendente, desde las hojas hacia la raíz, se forma del pro-cambium, y se ubica entre los brazos del xilema 1rio.
Estructura secundaria de la raíz
En algunas monocotiledóneas herbáceas y también en dicotiledóneas, se desarrolla un crecimiento en grosor por división de las células iníciales en meristemos 2rios. Este crecimiento es muy limitado y se realiza antes de que el cambium entre en actividad.
Ramificación de la raíz, Al interior después de la endodermis se presenta el periciclo , compuesto por una capa de células de parénquima. Esta capa mantiene su condición meristemática y origina raíces laterales, o bien, regenera los tejidos de la raíz si estos son dañados.
POR SU ORIGEN
Cuando la raíz nace de la radícula del embrión de la semilla y forma una raíz principal muy notoria.
NORMALES
ADVENTICIAS
Adventicia caulogena Cuando las raicillas nacen de un órgano de la planta, en este caso nacen del tallo y se denominan caulógenas. Filogeno Cuando las raicillas nacen de un órgano de la planta, en este caso nacen de la hoja se llama raíz adventicia filógena
POR SU FORMA
TIPICA RAMIFICADA
RARAMIFICADA
TIPICA PIVOTANTE O
AXONOMORFA
PARASITAS
Hemi-parásitas. Son raíces que penetran a los tejidos de conducción. (Xilema) de la planta hospedera, absorben mediante los haustorios. La planta vive en ella pero no llega a matarlo Ej. Cuscuta Epi-parásitas. Son raíces que penetran a los tejidos de conducción. (Floema) de la planta hospedera, absorben mediante los haustorios la sabia elaborada, llega a matar a la planta. Ej. Mata palo, mata árbol Raíz que tiene un eje principal, central desarrollada, más notoria que las ramificaciones laterales o secundarias. Ej. Lechuga, perejil, quinua, etc. Raíz en la que no se distingue el eje principal, sus ramificaciones tienen casi el mismo grosor
FASCICULADA O FIBROSA
Sistema radicular homorrizo.
FUSIFORME
Múltiple Son raíces que se engrosan no solamente el eje principal sino también sus ramificaciones. Ej. Yuca. Simple Son raíces llamadas también napiformes, el Eje principal se engrosa por acumulación de sustancias nutritivas. Ej. Zanahoria, nabo. Raíz de origen adventicio, en forma de cabello con una consistencia herbácea.
TALLO
DEFINICIÓN
El tallo, constituye la parte aérea de la planta que sirve de sostén a hojas, flores y frutos. También se puede mencionar que es el eje del vástago, es todo órgano aéreo o subterráneo, verde o incoloro, derecho, rastrero o trepador, portador de hojas (sean éstas verdes, reducidas a escamas o cicatrices foliares) flores y frutos.
ORIGEN
El tallo tiene su origen en el embrión de la semilla, donde existe una parte llamada plúmula o gémula, talluelo que presenta un cono vegetativo, rodeado de hojas rudimentarias, junto a él se hallan uno o dos cotiledones encargados de almacenar materia nutritiva. En las dicotiledóneas el comienzo de la organización del tallo se encuentra en el embrión donde el eje hipocotilo es la primera unidad del tallo y los cotiledones, las primeras hojas. Posteriormente, el tallo continúa su desarrollo a partir del meristemo apical de brote cuando el embrión germina. El tallito hipocotílo se encuentra debajo de los cotiledones y el tallito epicotílo se desarrolla encima de los cotiledones.
FUNCIONES
El tallo se encuentra especializado en:
- Soporte , el tallo es el encargado de sostener las hojas y las flores en disposición funcional, quiere decir ubicarlas a las ramas y hojas de tal forma que estas estén en contacto con la energía lumínica.
- Transporte o conducción , se encarga de proveer a las plantas cormofitas, la savia bruta o ascendente, por el xilema o leño , hacia los tejidos foto-sintetizadores que son normalmente las hojas, y repartiendo por todo el cuerpo del vegetal la savia elaborada o descendente, mediante el floema o líber****.
- Acumulación de reservas alimenticias,
- En algunos casos, también aireación.
TROPISMO
Un tropismo es la respuesta producida por un vegetal por acción de hormonas, frente a un estímulo externo. Las plantas carecen de órganos de los sentidos. La respuesta más frecuente en las plantas consiste en crecer lentamente en una determinada dirección definida por el estímulo. Estas pueden ser:
- Positivo : cuando la planta crece hacia el estímulo
- Negativo : cuando la dirección es opuesta Se pueden distinguir en el tallo los siguientes tropismos: Quimo-tropismo en este caso, el movimiento de orientación del vegetal, es provocado por la presencia de sustancias químicas, anhídrido carbónico, oxígeno, etc. Este comportamiento permite que el vegetal tenga un encuentro más directo con dichas sustancias. El tallo tiene quimo-tropismo positivo. Fototropismo, es la capacidad o reacción de una planta ocasionado por hormonas (auxina) de cambiar la dirección de su crecimiento hacia la fuente de luz, un factor muy importante en la realización de la fotosíntesis, la planta crece en dirección a la fuente de luz, siendo el tropismo positivo.
Geotropismo o gravi-tropismo, el tallo crecerá siempre hacia
arriba para encontrar la luz necesaria para la fotosíntesis y no hacia
el centro de la tierra; por lo que su tropismo es geo-tropismo
negativo.
Tigmotropismo movimiento de crecimiento orientado bajo la
influencia del contacto físico. Ejemplo: los tallos que tienden a
crecer en torno a un soporte como ocurre con la parra. Por lo tanto,
poseen tigmotropismo positivo.
DESARROLLO DEL TALLO
Se distinguen dos tipos de tallos por su desarrollo:
- Acaule, se dice de la planta cuyo tallo es tan corto que parece que no lo tiene, sus entrenudos son muy cortos de sección circular, de mayor diámetro que longitud. Presente generalmente en especies herbáceas, De esta forma todas las hojas quedan pegadas al sustrato en forma de roseta Ej. col, lechuga, llantén, sábila, cebolla, ajo, etc.
