Tejidos Meristemáticos

Los tejidos meristemáticos están formados por células en constante división activa, generando nuevas células que posteriormente se diferencian para formar los distintos tejidos definitivos de la planta. Estas células meristemáticas se caracterizan por su pequeño tamaño y un núcleo prominente. En las etapas iniciales de desarrollo, los embriones de las plantas están compuestos únicamente por tejidos meristemáticos. Sin embargo, en las plantas adultas, estos meristemas se localizan exclusivamente en las zonas donde se produce el crecimiento.

Se distinguen tres tipos principales de tejidos meristemáticos:

Meristemas Embrionarios

Responsables del crecimiento y desarrollo inicial de la planta, se encuentran en las semillas, los ápices de los tallos y las raíces.

Meristemas Primarios

Derivados directamente de los tejidos embrionarios, se ubican en los ápices de las raíces y los tallos, impulsando el crecimiento en longitud de estos órganos.

Meristemas Secundarios

Se originan a partir de tejidos adultos cuyas células han recuperado su capacidad de división. Ejemplos de este tipo son el cambium y el periciclo, responsables del aumento de grosor en tallos y raíces, respectivamente.

Tejidos Adultos o Definitivos

A diferencia de los meristemáticos, las células de los tejidos adultos han perdido su capacidad de división de forma permanente o transitoria. En función de sus roles específicos, se clasifican en seis tipos principales en las plantas superiores.

Tejidos Protectores

También conocido como tegumento, este tejido está compuesto por células que recubren la planta, aislándola del entorno externo. Existen dos tipos principales de tegumentos:

• Epidermis: Formada por células transparentes que cubren las hojas y tallos jóvenes.
• Súber (corcho): Compuesto por células muertas con paredes celulares gruesas, se encuentra alrededor de raíces viejas, tallos gruesos y troncos.

Epidermis

Tejido primario que recubre la superficie externa de tallos y hojas, protegiéndolos de la desecación y daños mecánicos. Generalmente consiste en una sola capa de células, aunque pueden estar presentes varios tipos celulares.

Sus paredes externas están cutinizadas, es decir, recubiertas por una sustancia impermeable llamada cutina. La epidermis presenta pequeños orificios llamados estomas, abundantes en las hojas, que permiten el intercambio gaseoso entre la planta y el ambiente. Los estomas están formados por un poro llamado ostiolo, regulado por dos células oclusivas. A través de ellos se produce el intercambio de gases para la fotosíntesis y la respiración, así como la transpiración estomática, la eliminación de vapor de agua.

Exodermis

Tejido que recubre la raíz externamente, similar a la epidermis, pero con células protegidas de la desecación por una sustancia impermeable llamada suberina. Algunas células de la exodermis no están suberificadas y se encargan de la absorción de agua, confiriéndole a este tejido una función adicional de absorción.

Súber o Corcho

Tejido secundario producido por el cambium suberógeno o felógeno en raíces y tallos. Generalmente compuesto por varias capas de células suberificadas que mueren y reemplazan a la epidermis en raíces y tallos leñosos con crecimiento secundario.

Tejidos Absorbentes

Su función principal es absorber agua y nutrientes disueltos del medio. Son tejidos superficiales formados por células con paredes primarias delgadas.

Rizodermis

Tejido absorbente que recubre la superficie de las partes jóvenes de la raíz. Está formado por una capa de células no impermeables responsables de la absorción activa de agua. Algunas de estas células presentan evaginaciones en sus paredes, formando los pelos radicales.

Tejidos Mecánicos

También llamados tejidos de sostén, proporcionan resistencia a los órganos adultos de la planta. Se distinguen dos tipos:

Colénquima

Se encuentra debajo de la epidermis en tallos herbáceos y pecíolos de las hojas. Sus células tienen paredes celulares parcialmente engrosadas, ricas en celulosa, lo que permite el intercambio de sustancias entre ellas.

Esclerénquima

Compuesto por células muertas con paredes celulares muy engrosadas. Se encuentra en las partes más viejas de la planta que han dejado de crecer. Se distinguen dos tipos de células: células pétreas, cortas y con paredes lignificadas, y fibras de esclerénquima, alargadas, fusiformes y con paredes más delgadas que pueden estar lignificadas o no.

Tejidos Fundamentales

Parénquima

Constituye la mayor parte del cuerpo de las plantas herbáceas. Está formado por células grandes con numerosas vacuolas en el citoplasma y paredes celulares delgadas. El parénquima puede desempeñar diversas funciones, lo que da lugar a distintos tipos:

• Parénquima de reserva: Almacena sustancias nutritivas.
• Parénquima conductor: Transporta sustancias entre tejidos.
• Parénquima aerífero: Posee numerosos espacios intercelulares llenos de aire que se comunican con los estomas.
• Parénquima clorofílico: Realiza la fotosíntesis gracias a la presencia de cloroplastos.

Tejidos Conductores

Xilema

Compuesto por células parenquimáticas, fibras de esclerénquima y vasos leñosos. Los vasos leñosos están formados por dos tipos de células:

• Traqueidas: Células alargadas y fusiformes que se superponen para formar un tubo conductor. Sus paredes transversales están perforadas por numerosas punteaduras que permiten el paso de agua y sustancias disueltas.
• Tráqueas: Se disponen de forma similar a las traqueidas, formando conductos continuos debido a la pérdida de las paredes transversales entre las células.

El xilema transporta agua y sales minerales disueltas (savia bruta) desde la raíz hacia el resto de la planta.

Floema

Constituido por células parenquimáticas, fibras de esclerénquima, tubos cribosos y células anexas. Los tubos cribosos están formados por células alargadas y vivas que se superponen, separadas por paredes transversales con numerosas perforaciones, dándoles un aspecto de criba. Su función es transportar sustancias sintetizadas principalmente en las hojas (savia elaborada) hacia el resto de la planta. Las células anexas se encuentran a ambos lados de los tubos cribosos y se comunican con ellos a través de poros en sus paredes.

Tejidos Glandulares

Generalmente formados por grupos de células ubicadas en la epidermis o el parénquima. Estas células secretan productos sintetizados en su citoplasma a través de sus paredes celulares. En algunos casos, los productos glandulares son expulsados al exterior de la planta. Un ejemplo son los nectarios de algunas flores, que producen néctar para atraer insectos polinizadores.

Mitocondrias: Las Centrales Energéticas de la Célula

Las mitocondrias son orgánulos celulares esenciales que suministran la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular a través de la respiración celular. Sintetizan ATP a partir de la degradación de moléculas como glucosa, ácidos grasos y aminoácidos.

Función

La función principal de las mitocondrias es la oxidación de metabolitos (ciclo de Krebs, beta-oxidación de ácidos grasos) y la producción de ATP mediante la fosforilación oxidativa, un proceso que depende de la cadena transportadora de electrones. El ATP generado en la mitocondria representa un porcentaje significativo del ATP total sintetizado por la célula. Además, las mitocondrias almacenan sustancias como iones, agua y partículas como restos de virus y proteínas.

Estructura y Composición

Las mitocondrias son estructuras altamente plásticas que cambian de forma, se dividen y fusionan constantemente. Su tamaño varía entre 0,5 y 1 µm de diámetro y hasta 7 µm de longitud. El número de mitocondrias en una célula depende de sus necesidades energéticas. El conjunto de mitocondrias de una célula se denomina condrioma celular.

Están rodeadas por dos membranas con funciones y actividades enzimáticas distintas, que delimitan tres espacios: el citosol, el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial.

• Membrana externa: Permeable a iones, metabolitos y muchos polipéptidos debido a la presencia de proteínas que forman poros llamados porinas o VDAC (canal aniónico dependiente de voltaje). Permiten el paso de moléculas de hasta 10 kDa y un diámetro aproximado de 2 nm.
• Espacio intermembranoso: Contiene un líquido similar al hialoplasma con una alta concentración de protones, resultado del bombeo de los mismos por los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria. En este espacio se encuentran enzimas que participan en la transferencia de energía del ATP, como la adenilato quinasa y la creatina quinasa. También se encuentra la carnitina, que transporta ácidos grasos desde el citosol hasta la matriz mitocondrial para su oxidación (beta-oxidación).
• Matriz mitocondrial o mitosol: Contiene menos moléculas que el citosol, incluyendo iones, metabolitos, ADN circular bicatenario similar al de las bacterias, ribosomas tipo 55S (70S en vegetales) llamados mitorribosomas, que sintetizan algunas proteínas mitocondriales, y ARN mitocondrial. En la matriz mitocondrial ocurren rutas metabólicas cruciales como el ciclo de Krebs y la beta-oxidación de ácidos grasos. También se oxidan aminoácidos y se llevan a cabo reacciones de la síntesis de urea y grupos hemo.

Respiración Celular

La respiración celular es un proceso bioquímico fundamental que ocurre en la mayoría de las células, liberando energía de moléculas orgánicas como azúcares y ácidos. Consta de dos fases principales:

Fase 1: Respiración Anaeróbica (Glucólisis)

En esta fase, la glucosa se oxida en el citoplasma celular sin la participación del oxígeno. Es la única vía de producción de ATP en condiciones anaeróbicas en animales.

Fase 2: Respiración Aeróbica (Ciclo de Krebs y Cadena Respiratoria)

Esta fase requiere oxígeno y se lleva a cabo en las mitocondrias. Los productos de la glucólisis se oxidan completamente hasta CO2 y H2O, generando una mayor cantidad de ATP.

Importancia de la Respiración Celular

La respiración celular es esencial para:

• Crecimiento celular
• Transporte activo de sustancias
• Movimiento celular
• Regeneración celular
• Síntesis de proteínas
• División celular

Tipos de Respiración Celular

Respiración Anaeróbica

Se lleva a cabo en ausencia de oxígeno, utilizando otras sustancias oxidantes como el sulfato. Es propia de algunos grupos de bacterias. No debe confundirse con la fermentación, aunque ambos procesos son independientes del oxígeno.

Etapas de la Respiración Anaeróbica

• Glucólisis: Similar a la glucólisis aeróbica, pero con productos finales diferentes.
• Fermentación: Proceso catabólico en el que el producto final es un compuesto orgánico. Existen diferentes tipos de fermentación, como la alcohólica, láctica, acética, entre otras.

Respiración Aeróbica

Es el tipo de respiración celular más eficiente, utilizando oxígeno como aceptor final de electrones. Se lleva a cabo en las mitocondrias y produce una mayor cantidad de ATP que la respiración anaeróbica.

Etapas de la Respiración Aeróbica

• Formación del acetilo
• Ciclo de Krebs
• Cadena respiratoria y transporte de electrones
• Fosforilación oxidativa

Plastos: Los Orgánulos Fotosintéticos

Los plastos son orgánulos celulares eucariotas presentes en plantas y algas. Su función principal es la producción y almacenamiento de compuestos químicos esenciales para la célula, como la clorofila, pigmento fundamental para la fotosíntesis.

Tipos de Plastos

• Cloroplastos: Responsables de la fotosíntesis, contienen clorofila y otras moléculas que capturan la energía lumínica y la convierten en energía química.
• Cromoplastos: Sintetizan y almacenan pigmentos que dan color a flores, frutas y otras partes de la planta.
• Leucoplastos: Almacenan sustancias de reserva como almidón, proteínas y lípidos. Se encuentran en órganos no expuestos a la luz, como raíces y tubérculos.

Desarrollo y Reproducción de los Plastos

Los plastos se multiplican por bipartición y crecen junto con las células meristemáticas. En la oscuridad, los protoplastos pueden transformarse en etioplastos, que al exponerse a la luz se convierten en cloroplastos. Los plastos dañados o seniles pueden contener gotas de lípidos llamadas plastoglóbulos.

Tropismos: Movimiento en Respuesta a Estímulos

Los tropismos son movimientos de orientación que realizan las plantas o partes de ellas en respuesta a estímulos ambientales. Pueden ser positivos, si el movimiento beneficia a la planta, o negativos, si la planta los realiza como mecanismo de defensa.

Tipos de Tropismos

• Fototropismo: Movimiento en respuesta a la luz.
• Quimiotropismo: Movimiento en respuesta a estímulos químicos.
• Hidrotropismo: Movimiento en respuesta al agua.
• Geotropismo: Movimiento en respuesta a la gravedad.
• Tigmotropismo: Movimiento en respuesta al contacto físico con objetos sólidos.

Movimientos Násticos

A diferencia de los tropismos, los movimientos násticos son respuestas a estímulos, pero su dirección no está determinada por la dirección del estímulo. Un ejemplo son los movimientos nictinásticos, como el cierre de las hojas de algunas plantas durante la noche.

Hormonas Vegetales

Las hormonas vegetales o fitohormonas son sustancias químicas que regulan el crecimiento y desarrollo de las plantas. Actúan a bajas concentraciones y se transportan a través de los tejidos vasculares.

Tipos de Hormonas Vegetales

• Auxinas: Promueven el crecimiento del tallo, la formación de raíces y la dominancia apical.
• Giberelinas: Estimulan la elongación del tallo, la germinación de semillas y la floración.
• Citoquininas: Promueven la división celular, retrasan el envejecimiento de las hojas y regulan el crecimiento de los brotes.
• Ácido abscísico: Inhibe el crecimiento, promueve la latencia de semillas y la tolerancia al estrés ambiental.
• Etileno: Promueve la maduración de frutos, la abscisión de hojas y la respuesta al estrés.

Fotosíntesis: La Fabricación de Alimentos a partir de la Luz Solar

La fotosíntesis es un proceso vital que permite a las plantas, algas y algunas bacterias convertir la energía lumínica en energía química en forma de glucosa. Este proceso se lleva a cabo en los cloroplastos y requiere de clorofila, dióxido de carbono y agua.

Etapas de la Fotosíntesis

• Fase lumínica: La energía lumínica es capturada por la clorofila y se utiliza para producir ATP y NADPH, moléculas que almacenan energía química.
• Fase oscura: El ATP y NADPH generados en la fase lumínica se utilizan para fijar el dióxido de carbono y producir glucosa a través del ciclo de Calvin.

Importancia de la Fotosíntesis

La fotosíntesis es fundamental para la vida en la Tierra, ya que:

• Produce oxígeno, esencial para la respiración de la mayoría de los seres vivos.
• Fija el dióxido de carbono atmosférico, regulando el clima global.
• Forma la base de las cadenas alimenticias, proporcionando energía a los organismos heterótrofos.

En resumen, los tejidos vegetales, la respiración celular y la fotosíntesis son procesos interconectados que permiten la vida de las plantas y, por extensión, la vida en la Tierra. Comprender estos procesos es esencial para abordar los desafíos ambientales y alimentarios del siglo XXI.

Etiquetas: floema, meristemas, parénquima, tejidos vegetales, xilema