ÍNDICE
INTRODUCCIÓN ………………………………………………………………………………………………………………
3
RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS …………………………………………………………………………………
3
ORIENTACIONES DIDÁCTICAS GENERALES ………………………………………………………………….
4
SUGERENCIAS PARA LA EVALUACIÓN ………………………………………………………………………….
6
PROPÓSITOS GENERALES ……………………………………………………………………………………………..
8
ORGANIZACIÓN POR BLOQUES………………………………………………………………………………….….
8
BLOQUE I
ÁRBOL FILOGENÉTICO DE LAS PLANTAS. CARACTERÍSTICAS DE LAS PLANTAS SIN
SEMILLA. IMPORTANCIA ECOLÓGICA Y PARA EL HOMBRE……………………………………………
9
BLOQUE II
CARACTERÍSTICAS DE LAS PLANTAS CON SEMILLA. IMPORTANCIA ECOLÓGICA Y
PARA EL HOMBRE……………………………………………………………………………………………………….……
15
BLOQUE III
RECURSOS DIDÁCTICOS PARA EL APRENDIZAJE DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS
PLANTAS……………………………………………………………………………………………………………………..……
23
MATERIALES DE APOYO
BLOQUE I
ÁRBOL FILOGENÉTICO DE LAS PLANTAS.
LAS PLANTAS QUE UTILIZAMOS
CARLOS VÁZQUEZ Y.……………………………………………………………………………………………………...
29
EVOLUCIÓN Y FILOGENIA CUADRO REPRESENTATIVO DE VEGETALES.
BARAJAS, ROMO Y GUTIÉRREZ……………………………………………………………………………………….
36
LA FRÁGIL RIQUEZA BIOLÓGICA DE LAS SELVAS.
ALEJANDRO ESTRADA/ ROSAMOND COATES / ESTRADA…………………………………………… .
38
1
HISTORIA DE LA VIDA Y SU RELACIÓN CON LOS RECURSOS
CARLOS VÁZQUEZ YÁNEZ………………………………………………………………………………………………..
49
BLOQUE II
CARACTERÍSTICAS DE LAS PLANTAS CON SEMILLA
INTRODUCCIÓN AL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS.
CARLOS VÁZQUEZ Y………………………………………………………………………………………………………...
56
CAPTACIÓN Y UTILIZACIÓN DE LOS RECURSOS
CARLOS VÁZQUEZ Y…………………………………………………………………………………………………….….
62
EL PROGRAMA VITAL
MANUEL ROJAS G……………………………………………………………………………………………………………..
68
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS.
CARLOS VÁZQUEZ Y………………………………………………………………………………………………………..
77
REGULACIÓN DE LA VIDA
MANUEL ROJAS………………………………………………………………………………………………………………..
95
LA HIDROPONÍA
TECNOLÓGICO DE MONTERREY CAMPUS EDO. DE MÉXICO………………………………………….
104
BLOQUE III
RECURSOS DIDÁCTICOS PARA EL APRENDIZAJE DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LA
PLANTA
DESDE LA SEMILLA HASTA LA PLANTA.
ALEXANDER / BAHRET / CHAVES……………………………………………………………………………………
107
LAS PLANTAS TRANSGÉNICAS
JAIME PADILLA ……………………………………………………………………………………………………………….
111
2
INTRODUCCIÓN
De acuerdo con los conocimientos actuales, hace aproximadamente 3500 millones de anos, se
originaron los primeros seres vivos en los mares. Pasaron más de 3 mil millones de años para
que los organismos acuáticos invadieran el suelo del planeta. El registro fósil indica que
alrededor de 450 millones de años los primeros seres vivos terrestres que poblaron el suelo
del planeta fueron las plantas quizá descendientes de algas ancestrales.
Entre las maravillas de la naturaleza sorprende por la armonía del conjunto la belleza de
formas y colores y la diversidad de las especies, el reino vegetal. En el se presentan grandes
contraste777777777778787s bacteria microscópicas y eucaliptos gigantescos, hojas de
superficie aterciopelada y otras cubiertas de espinas, bambúes flexibles y troncos rígidos,
plantas que devuelven la salud y otras que matan.
Por las funciones que desempeñan las plantas, constituyen un factor indispensable para la vida
del globo terrestre, y por los productos que de ellas se obtienen, contribuyen en alto grado a
la conservación de nuestra vida y a la civilización. Dado el importantísimo papel que
desempeñan en nuestra existencia, la humanidad se ha ocupado siempre de su estudio con las
investigaciones realizadas a la vida de las plantas hechas durante miles de años se ha formado
la ciencia llamada Botánica.
La diversidad de los seres vivos es muy amplia por tal motivo su estudio dentro de la
especialidad de Biología ha sido dosificada en tres asignaturas, la segunda de ellas es la que a
continuación se caracteriza: Biología II: diversidad de las plantas
RELACIÓN CON OTRAS CIENCIAS
Este curso se relaciona de manera directa con asignaturas que los alumnos han estudiado
anteriormente y con otras que cursan de manera simultánea con este.
Entre los antecedentes tiene especial importancia la asignatura de Biología I: diversidad de los
microorganismos y los hongos, en la cual los estudiantes obtuvieron una visión clara del
mundo vegetal microscópico y macroscópico. Así como la continuidad en la asignatura de
procesos vitales, estructura y funciones de los seres vivos, donde los alumnos reafirman de
manera permanente diversas funciones complejas y organizadas con tan estricta precisión que
conforman el sustento maravilloso de la vida como son la nutrición, la respiración y la
circulación procesos vitales en todos los seres vivos.
Por otra parte, el curso de Introducción a la Enseñanza de la Biología aportó argumentos para
comprender la importancia científica y pedagógica de los conceptos con gran poder explicativo
3
entre ellos el de la evolución, así como las características particulares de los organismos, su
influencia en el ambiente, su importancia para el ser humano, su efecto en el desarrollo de la
población, su preservación y recursos didácticos para su enseñanza y aprendizaje son
aspectos que se desarrollaron de manera complementaria en la asignatura de Biología I
diversidad de los microorganismos y de los hongos, los seres vivos y su ambiente, ecología,
Biología III diversidad animal y educación ambiental y para la salud.
Otras dos asignaturas que se relacionan son la enseñanza en la escuela secundaria cuestiones
básicas II, observación y practica docente II. En la primera los estudiantes normalistas
reconocieron la diversidad de nociones y modelos implícitos sobre la enseñanza y el
aprendizaje. Ahí mismo, identificaron los efectos educativos mediante las observaciones y las
practicas derivadas de modelos expositivos, sus dificultades y opciones para superarlas. Al
tiempo que enriquece su experiencia personal y mejorar su labor docente al practicar durante
algún grupo de alumnos alguna de las actividades propuestas con esta modalidad.
En la asignatura denominada Biología III diversidad de los animales del siguiente semestre se
retoman características estructurales y funcionales para dar respuesta a las interrogantes
"qué", "cómo" y "por qué" de los seres vivos representantes de los cinco reinos.
En la asignatura procesos cognitivos y cambio conceptual en ciencias se enriquece el análisis
de estrategias para identificar y aprovechar las ideas precisas del estudiante encaminadas a
generar el cambio conceptual. Por último, en el curso variación y herencia se conocerán
algunos mecanismos fundamentales para el proceso evolutivo, cuyo resultado son las
estructuras y funciones del cuerpo humano y de los demás seres vivos mientras que el curso
organización celular y molecular de la vida ahondará en el estudio de funciones vitales a nivel
celular y bioquímica como son la mitosis, la meiosis, la respiración y la fotosíntesis.
ORIENTACIONES DIDÁCTICAS GENERALES
A continuación se enuncian algunas líneas de trabajo que sería conveniente desarrollar a lo
largo del curso:
1. Lograr que el conocimiento de los fines y el contenido de éste programa sea compartido por
docentes y estudiantes. Será provechoso que al iniciarse el curso, el docente y el grupo
analicen conjuntamente el programa, para dejar claros sus propósitos formativos, la secuencia
de sus componentes y el tipo de trabajo que se espera de cada quien. Durante el curso,
cuando sea necesario, deberá regresarse a la lectura del programa para precisar porqué y
para qué trabajar determinados contenidos y actividades.
2. Aprovechar los conocimientos y experiencias previas del alumnado a fin de incorporarlos al
4
proceso de planeación de la enseñanza y evaluación dos logros del aprendizaje.
3. Fomentar la convicción de la existencia de múltiples manifestaciones naturales que ofrecen
diversas oportunidades para el aprendizaje, para lo cual es necesario que los propios
normalistas recuperen y ejerciten sus habilidades de observación y exploración, tanto en su
propio cuerpo como en su entorno inmediato. También es importante que reconozcan los
recursos y materiales de apoyo didáctico que por su disponibilidad en la región puedan
aprovecharse mejor.
4. Asegurar una lectura comprensiva de la bibliografía básica y vincular las ideas que en ella
se presentan, con las actividades que se realicen en clase y con las actividades de observación
y practica que realizan los estudiantes en las escuelas secundarias. Debe evitarse el riesgo
común de que el material de lectura sea visto como algo separado del trabajo aplicado, que se
lee por obligación y esta sujeto a formas poco eficaces de control y asumir, en cambio que la
mejor forma de demostrar una buena lectura es incorporar su contenido al análisis, la
discusión y la actividad práctica.
Si el maestro advierte que algunos alumnos muestran dificultades en el manejo de la
bibliografía, puede promover la formación de círculos de estudio que funcionen temporal o
continuamente, solicitando la colaboración de los alumnos más adelantados.
5. Incluir, en el programa de trabajo del grupo, actividades en las cuales los estudiantes
Ileven a la practica las observaciones y la indagación propuesta para los alumnos de la escuela
secundaria en temas especialmente relevantes, los programas, el libro para el maestro y los
libros del texto. Ello permitirá a los futuros maestros experimentar situaciones que vivirán sus
alumnos, revisar con detenimiento los materiales didácticos para su aprovechamiento eficaz y
poder anticipar algunos retos y dificultades pedagógicos que enfrentaran en su vida
profesional.
6. Promover sistemáticamente la observación y el acercamiento de los estudiantes normalistas
con los adolescentes de la escuela secundaria, a propósito del conocimiento de la naturaleza y
el aprendizaje de la biología. Una oportunidad de hacerlo sistemáticamente la ofrece la
asignatura observación y Práctica Docente I; sin embargo, se deberá alentar a los estudiantes
a buscar y aprovechar todas las ocasiones informales para hacerlo, será con grupos escolares
a los que tengan acceso o con adolescentes de su entorno familiar y de residencia. La
familiarización con las formas de percepción y reflexión de los adolescentes, de sus reacciones
ante estímulos cognitivos que poseen un propósito claro, permitirá a los estudiantes
desarrollar su sensibilidad y su capacidad de empatía hacia la perspectiva desde la cual los
adolescentes miran y tratan de dar sentido al mundo que les rodea.
5
7. Realizar actividades complementarias de estudio para fortalecer la formación disciplinaria
básica de la biología. El maestro y los estudiantes deberán estar atentos a la detección
oportuna de deficiencias y vacíos que pueden existir en la formación individual. En esos casos,
el docente habrá de orientar el estudio y consulta de la bibliografía pertinente y accesible en el
acervo de la biblioteca de la escuela.
Así mismo, es recomendable aprovechar las audio cintas, el material video grabado y los
programas de informática educativa disponibles en la biblioteca de la escuela normal y en los
Centros de Maestros.
8. Establecer un adecuado equilibrio entre el trabajo de los alumnos, tanto individual como en
equipo. Es claro que numerosas actividades de aprendizaje deben realizarse individualmente,
en tanto que otras se benefician con el esfuerzo de un grupo de trabajo. En este último caso,
deben observarse ciertas normas mínimas que aseguren la eficacia de esta modalidad de
organización didáctica: la planeación clara del trabajo, la distribución equitativa de las tareas
y el carácter realmente colectivo del análisis, la discusión, la elaboración del resultado final del
trabajo y la evaluación. Estas normas son útiles porque evitarán una frecuente deformación
del trabajo de equipo, que fracciona temas de aprendizaje, no permite a los estudiantes
visualizar los contenidos en su conjunto y oculta desequilibrios injustos en el esfuerzo
realizado por cada alumno. Se sugiere establecer como criterio que los equipos se integren
con cinco alumnos como máximo.
9. Propiciar la redacción de notas de lectura, registros de observación, así como el diseño y
elaboración de actividades y materiales didácticos para el desarrollo de los temas que integran
los programas de biología en la escuela secundaria. En este sentido, es conveniente que cada
estudiante integre a lo largo del curso una carpeta personal con los productos del aprendizaje,
útil para el ordenamiento y la clasificación de su trabajo, para consultar durante los siguientes
semestres, en su futuro trabajo profesional y, eventualmente, como elemento para la
evaluación.
10. Fomentar la planeación, el análisis de los resultados y la evaluación de las jornadas de
observación y práctica con base a las actividades que se presentan al final del bloque III.
SUGERENCIAS PARA LA EVALUACIÓN:
Los criterios y procedimientos que se definan para evaluar habilidades, valores, actitudes y
conocimientos adquiridos por los estudiantes durante el estudio de los temas del curso, deben
ser congruentes con los propósitos y las orientaciones didácticas señaladas.
Es necesario tener en cuenta que la evaluación, entendida como proceso permanente, no solo
6
permite identificar los avances y las dificultades en el aprendizaje de los estudiantes, sino
también aporta información que el maestro puede aprovechar para tomar decisiones que
contribuyan a mejorar sus formas de enseñanza.
Para que los estudiantes tomen conciencia de los compromisos y tareas que les corresponde
asumir, es conveniente que al iniciar el curso acuerden con el maestro los criterios y
procedimientos que se aplicarán para evaluar. De esta manera tendrán los elementos básicos
para reconocer aquellos campos específicos en los que requieren fortalecer su formación
profesional.
Las características de este curso y el tipo de actividades a realizar requieren de prácticas de
evaluación diversas que evidencien los conocimientos que se adquieren, de las actitudes, las
habilidades y los valores que los alumnos manifiestan ante el trabajo individual y colectivo,
hacia los adolescentes y hacia la naturaleza.
Para evaluar, deben observarse y registrase sistemáticamente las actitudes, las habilidades y
los valores que manifieste cada alumno durante el curso, para hacer comparaciones e
identificar sus avances. También debe aprovecharse su participación en la clase, los textos
escritos y las indagaciones que realicen. En este caso, la evaluación no requiere de acciones ni
productos distintos de los generados en los procesos mismos de enseñar y aprender. Cuando
se considere necesario que los alumnos muestren sus niveles de logro por medio de un
desempeño destinado específicamente a la evaluación, los instrumentos seleccionados deben:
plantear retos para que los estudiantes apliquen su capacidad de análisis, interpretación, juicio
crítico, comprensión, relación, síntesis, argumentación y toma de decisiones; y proporcionar
información sobre rasgos como los que se enuncian enseguida.
ƒ
El interés que muestran los estudiantes por acercarse al conocimiento
científico.
ƒ
La comprensión de las intenciones educativas de la enseñanza de la biología en
la escuela secundaria, a partir del análisis de los contenidos propuestos en los
programas de estudio de este nivel.
ƒ
La habilidad para vincular las elaboraciones teóricas con el análisis de las
situaciones educativas relacionadas con la enseñanza y el aprendizaje de la
biología.
ƒ
La capacidad para diseñar, mediante el conocimiento y use eficaz de los libros
de texto y otros recursos educativos y del medio, estrategias didácticas que
estimulen en los adolescentes las habilidades y actitudes propias de la
indagación y del pensamiento científico.
Para lograr lo anterior, se sugiere tomar como base las recomendaciones de evaluación de los
7
libros para el maestro de Biología, Física y Química. Una combinación de éstas podrá ayudar a
utilizar los instrumentos adecuados para cada situación que se necesite evaluar.
PROPÓSITOS GENERALES
El curso de Biología II: Diversidad de las plantas corresponde al sexto semestre del Plan de
Estudios de la Licenciatura en Educación Secundaria y tiene como propósitos generales que los
alumnos normalistas:
1. Comprendan la filogenia y evolución, la estructura y el funcionamiento de las plantas, tanto
las que tienen semilla como las que carecen de ella.
2. Reconozcan los procesos vitales comunes en todos los seres vivos, especialmente en la
diversidad de plantas, su adaptación, conservación, beneficios, etc...
3. Identifiquen las ideas y los errores conceptuales más comunes relativos a las funciones de
las plantas, para que adquieran las capacidades y elaboren propuestas didácticas para
fomentar habilidades, aptitudes, valores y la apropiación de conocimientos pertinentes en los
alumnos de educación secundaria acerca de la variedad, estructura, fisiología, filogenética,
beneficios de las plantas.
ORGANIZACIÓN POR BLOQUES
El programa del curso está organizado en tres bloques temáticos. Los bloques, sus propósitos
y características básicas son las siguientes:
8
BLOQUE I. ÁRBOL FILOGENÉTICO DE LAS PLANTAS. CARACTERÍSTICAS DE
LAS PLANTAS SIN SEMILLA. IMPORTANCIA ECOLÓGICA Y PARA EL SER
HUMANO.
Características que definen a las plantas como grupo, aspectos relevantes de su fisiología y
ciclos de vida de especies representativas.
Aspectos relacionados con la investigación, preservación y recuperación del recurso.
Prevención y reducción de los daños causados por el ser humano.
Este bloque se inicia con actividades donde se le da el valor y la importancia a la planta, así
como su filogenética y evolución, con el propósito de identificar sus posibles vínculos
evolutivos con las algas y los hongos, así como su diversificación y especialización sobre el
suelo.
También se conocerán algunas relaciones de coevolución entre especies de plantas y seres
vivos de otros reinos como los establecidos con los insectos, con la finalidad de comprender
parte de la complejidad del proceso evolutivo y la interdependencia que existe entre los
organismos de cada ecosistema.
A partir del árbol filogenético se inicia el estudio más detallado de las plantas sin semilla y las
que se reproducen por medio de ellas, ambas colonizadoras iniciales del suelo.
Más adelante las actividades que se plantean son con la finalidad de comprender la
importancia que presentan las plantas tanto las que tienen flor como las que carecen de ellas,
estas últimas como línea evolutiva que surgió de las primeras.
El estudio de estos temas permite fomentar actitudes y valores como el respeto por las
plantas, producto de miles de años de evolución, así como la responsabilidad individual y
colectiva para su preservación como especies únicas en el planeta. Es fundamental que el
futuro docente identifique algunos ciclos de vida de grupos representativos.
Tema:
1. Características que definen a las plantas como grupo, aspectos relevantes de su estructura,
fisiología y ciclos de vida de algunas especies.
9
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
Delevoryas, Theodore (1981), "Algunas tendencias evolutivas en las algas", "Resúmen
paleobotánico", en Diversificación vegetal, México, Continental, pp. 29-57 y 187-196.
Ville, Claude A. (1996), "Invasión de la Tierra por las plantas", en Biología, 8a. ed., México,
McGraw-Hill, pp. 203-216.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
Estrada, Alejandro (1995), Las selvas tropicales húmedas de México: recurso poderoso pero
vulnerable, México, SEP/FCE/CONACYT (La ciencia desde México, 132).
Rojas, Romo y Lima (1984) Biosvida: editorial Herrero, pp. 91-94.
Sherman, Irwin W. y Vilia G. Sherman (1987), "Vegetales sin flores y similares",
en Biología. Perspectiva Humana, 3a. ed., México, McGraw-Hill, pp.
591-611.
Vázquez, Carlos (1987), Como viven las plantas, México, SEP/FCE/CONACYT (La ciencia desde
México, 48).
Wallace, Robert A., Jack L. King y Gerald P. Sanders (1992). "La evolución y la diversidad de
las plantas", en Plantas y animales. La ciencia de la vida, México, Trillas, pp. 23-56.
ACTIVIDADES SUGERIDAS:
1. Asociar palabras a partir de la frase "Las maravillas de la planta".
ƒ
Sistematizar las respuestas proporcionadas por el grupo.
ƒ
En equipos, contestar las siguientes preguntas: ¿Qué es una planta? ¿Por qué
son importantes las plantas? Elaborar un cuadro sinóptico que contenga las
funciones especiales de la planta indicando el órgano que la realiza y
compararlos con los tejidos, órganos y sistemas vistos en la asignatura
procesos vitales estructuras y funciones de los seres vivos.
ƒ
Exponer en el grupo sus conclusiones.
ƒ
Entre todos analizar la importancia y trascendencia que presentan las plantas.
ƒ
Nuevamente retomar "la planta" y de forma socializadora hacer un arreglo en
forma de: canto, composición, poesía, cuento, dramatización, etc. se puede
hacer en forma individual o por equipo, de tal manera que se culminará con
una escenificación con la elección que se haya seleccionado.
2. Leer "Las plantas que utilizamos" de Carlos Vázquez.
ƒ
Comparar la información del texto con la actividad anterior "La planta
maravillosa" e identificar las coincidencias.
10
ƒ
En un cuadro presentar un reporte de los beneficios o productos que nos
brinda.
ƒ
Hacer una lista de plantas conocidas y sus beneficios.
3. Analizar el material que corresponde a evolución y filogenia de vegetales y el cuadro
representativo de la distribución de plantas y de acuerdo a la descripción que nos hacen Ville
C., Sherman y Sherman, Rojas, Romo y Lima, Wallace sobre la evolución y diversidad de las
plantas.
ƒ
Por equipo, analizar y comparar los periodos en que fueron evolucionando los
grupos.
ƒ
¿Cómo se clasificaron desde el grupo más sencillo?
ƒ
¿Qué grupo presenta menos especies? Y ¿Cuál grupo es más numeroso?
ƒ
Obtener los porcentajes de cada grupo.
ƒ
Definir que es la filogenia.
ƒ
Definir que es la taxonomía.
ƒ
Reconocer plantas más comunes
y clasificarlas de acuerdo a sistema
natural de Engler, utilizando la nomenclatura de Carlos Linneo.
ƒ
¿Cuáles son los propósitos de un sistema de clasificación de las plantas?
ƒ
Exponer en el grupo los cuadros elaborados y obtener conclusiones.
4. Leer el texto que se presenta y relacionarlo con lo referente a las algas que se vió en el
curso de microorganismos.
ƒ
Analizar los beneficios que presentan las algas diatomeas.
ƒ
Un ejemplo característico de un microorganismo vegetal benéfico.
ƒ
Hacer una comparación con organismos unicelulares y pluricelulares que unos
aunque muy pequeños presentan beneficios especiales para el animal y el ser
humano.
CUADRO 27 A PEQUEÑAS CAJAS DE VIDRIO
Debido a que el sílice (vidrio) dura casi infinitamente, los restos esqueléticos de las diatomeas
pueden acumularse por miles de años para formar grandes depósitos en el suelo del océano.
Cuando tales sedimentos marinos se elevan por fuerzas geológicas para convertirse en tierra
seca, se recuperan como tierra de diatomeas. Los mantos más grandes de estos depósitos en
Estados Unidos están en California y tienen cerca de 1 400 pies de grosor. Una pulgada cúbica
de tierra de diatomeas puede contener los esqueletos de más de 75 000 000 de diatomeas.
Como las valvas vidriosas de las diatomeas son químicamente inertes, la tierra de diatomeas
tiene valor comercial: es un abrasivo usado para restregar y para los polvos dentales pulidores, su naturaleza porosa la hace ser eficaz agente de filtración y buen absorbente y se usa
en la fabricación de aislantes del ruido y en la elaboración del vidrio. Por su baja densidad, los
11
ladrillos que se cortan de la tierra de diatomeas son fuertes y ligeros. El domo de Santa Sofía
en Estambul está construido con este material. Debido a su poca conductibilidad, la tierra de
diatomeas se usa como sellador en baterías y pilas secas.
FIGURA 27-0 Diatomeas vistas con el microscopio electrónico. (Tornado de R. G. Hessct F G. Y
Shih, scanning Electron Microscopy in Biology SpringerVerlag, 1974.)
Vegetales sin flores y similares.
5. Analizar la lectura "La frágil riqueza biológica de las selvas" de Alejandro
Estrada/Rosamond Coates/Estrada.
ƒ
Comparar la información del texto e identificar características sobresalientes de
las riquezas que nos brindan las selvas.
ƒ
Ubicar en México donde se encuentran las selvas tropicales y bosques.
ƒ
De las selvas del Amazonas, del centro de África y del sureste de Asia ¿Cómo
es su deforestación?
ƒ
En México cómo se vive este fenómeno, según estudios ¿Qué porcentajes de
bosques y selvas se ha reducido en los últimos 15 años?
ƒ
Lugar mundial que ocupa en deforestación e incendios forestales provocados.
ƒ
Acciones que se deben de ejercer para detener la destrucción de las selvas y
ƒ
Reconocer y valorar la importancia que tenemos de ser coparticipes en el
bosques.
cuidado y prevención de los recursos naturales.
ƒ
Comentar y concluir en el grupo los resultados.
6. Leer el apartado de ciencias naturales en las páginas de la 71-75 del Plan y Programa de
Estudio de la Educación Básica.- Primaria y el de Biología en las páginas 55-58 en el Plan y
12
Programa de Estudios de Educación Básica Secundaria. Con base en las lecturas contestar las
siguientes preguntas:
ƒ
¿Qué relación hay entre las habilidades promovidas en los programas de
ciencias naturales y biología?
ƒ
¿Qué se puede decir en cuanto a la complejidad y profundidad de los
ƒ
En equipo analizar la lección 13 y 3 "Las plantas elaboran alimento" y "Las
contenidos en los dos niveles educativos?
plantas" de los libros de ciencias naturales de 40 y 50 año de primaria, tomar
en cuenta: las habilidades que se promueven y su relación con los propósitos
de Ia asignatura.
ƒ
Lo relacionado a conceptos de alimentos, fotosíntesis, clorofila,
ƒ
Oxigeno, planta criptógama, planta fanerógama.
ƒ
Señalar la complejidad y profundidad con la que se tratan los temas.
ƒ
Presentar al grupo los resultados de los análisis, compararlos a fin de obtener
conclusiones orientadas a visualizar la continuidad entre los dos niveles
educativos.
7. Analizar el texto "Historia de vida y su relación con los recursos" de Carlos Vázquez Y. y
consultar los textos de Wallace, Ville y Sherman y Sherman.
ƒ
Describir el tiempo de vida de algunas plantas y cómo se caracterizan por su
origen, cómo se clasifican.
ƒ
Mecanismos de adaptación para la supervivencia.
ƒ
Formas de crecimiento que adaptan para poderse desarrollar,
ƒ
Medios de vida en el cual pueden sobrevivir.
ƒ
Mencionar que hay plantas sin semilla. ¿Cuáles son estas plantas?
ƒ
Agruparlas en un orden.
ƒ
Hacer una lista de características y su fisiología.
ƒ
Analizar los ciclos de vida de especies representativas, como por ejemplo
Marchantia, Musgo, Helecho.
ƒ
¿Cómo el agua es un factor importante en la reproducción de las biofitas?
ƒ
¿Cuáles son las estructuras asexuales de las biofitas?
Tema:
2. Aspectos relacionados con la investigación, preservación y recuperación de Los recursos.
Prevención y reducción de los daños causados por el ser humano.
Bibliografía básica:
Delevoryas, Theodore (1981), "Algunas tendencias evolutivas en las algas", "Resúmen
paleobotánico", en Diversificación vegetal, México, Continental, pp. 29-57 y 187-196.
13
Ville, Claude A. (1996), "Invasión de la Tierra por [as plantas", en Biología, j 8a. ed., México,
McGraw-Hill, pp. 203-216.
ACTIVIDADES SUGERIDAS:
1. De acuerdo al texto de Ville, Sherman y Sherman y Robert A. Wallace contestar de manera
individual las siguientes preguntas:
ƒ
Anotar dos actividades ecológicas importantes de los musgos.
ƒ
Describir la forma del cuerpo de la rineofitas o hepáticas.
ƒ
¿Cuál es su importancia biológica?
ƒ
¿Cómo preparan los musgos el camino para que crezcan otras plantas sobre las
rocas?
ƒ
¿Qué son las llamadas "turberas".?
ƒ
¿Cuál es el use que se les da?
ƒ
Citar clases de helechos.
ƒ
Usos o beneficios que brindan a la humanidad.
2. Consultar otras plantas sin semilla, como:
ƒ
Los licopodios, equisetos y selaginellas.
ƒ
Señalar en que se emplean los equisetos.
ƒ
Son de beneficio o perjuicio para el ganado.
ƒ
En tiempos pasados se utilizaban en medicina principalmente, ¿para qué?
ƒ
¿Cuál es la importancia biológica de los licopodios?
ƒ
Importancia de la selaginella.
3. De acuerdo a investigaciones realizadas en estas especies de plantas en equipos contestar
las siguientes preguntas:
ƒ
¿Qué aportaciones nos dejaron algunas de estas plantas?
ƒ
¿Cómo apoya la paleontología a estas especies?
ƒ
En lo general estas plantas, también han sido afectadas por el ser humano
¿cómo?
ƒ
Exponer en el grupo las respuestas de cada equipo y obtener conclusiones
mediante la construcción de un cuadro de concentración de información de la
actividad 2 y 3.
14
BLOQUE
II.
CARACTERÍSTICAS
DE
LAS
PLANTAS
CON
SEMILLA.
IMPORTANCIA ECOLÓGICA Y PARA EL SER HUMANO.
En el bloque II se pretende que los futuros docentes comprendan como se realizan las
funciones en las plantas con semilla, así como identificar y analizar algunas características
estructurales y fisiológicas de las adaptaciones a la vida terrestre. El bloque se iniciará con el
análisis de algunos recursos didácticos como germinadores, hojarios, herbarios, colecciones,
terrarios, monografías que pueden ser muy valiosos siempre y cuando los estudiantes no los
promuevan como objeto de ornato, pues su finalidad más que ser decorativa consiste en que
los adolescentes desarrollen sus capacidades cognitivas.
Por ejemplo, en el caso de los germinadores: observen las transformaciones que se generan
en las semillas; como crecen; que logren identificar otros procesos que se presentan; localizar
tallo, raíz, pigmentaciones de las plantas; que las registren mediante dibujos; que observen
los efectos que se producen en las plantas ante las variaciones ambientales o experimentar
por la falta o exceso de sol, de agua, de aire, de frío, etc... En especial resulta interesante
reconocer como se efectúa la fotosíntesis por ser una de las funciones más especializadas, ya
que es un proceso de sintetizar el alimento que directa o indirectamente beneficia al hombre o
a los animales.
Esta parte se fortalecerá con la observación microscópica de la estructura interna de la planta.
En lo general, reconocer su importancia mediante la investigación y la experimentación
documental de las moléculas de oxígeno que respiramos millones de organismos, en los que
se encuentra el ser humano.
Es buen motivo para promover actitudes y valores a partir de algunas actividades didácticas,
se fomenta en los estudiantes normalistas el pensamiento racional, el respeto, la solidaridad y
en general valores y actitudes que ellos habrán de promover durante su futura labor docente.
TEMA:
1. Características que definen a las plantas como grupo. Aspectos relevantes de su estructura
y fisiología y ciclos de vida representativos de estos grupos.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
Ville, Claude A. (1996) "Invasión de las plantas con semilla", "Propiedades generales de [as
plantas verdes" y "Obtención y distribución de nutrientes por las plantas de semilla" en
Biología, 8a. ed., México. Mc Graw-Hill pp. 2f7-234, 235-251, 252-274k
15
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA:
Rojas, Manuel (1994) "De la vida de las plantas y de los hombres", México SEP/FCE/CONACYT
(La ciencia desde México, 98).
Sherman, Irwin W. y Vilia G. Sherman (1987) "El mundo de los vegetales con flores" en
Biología perspectiva humana, 3a ed., México, Mc GrawHill, pp. 557-588.
Vázquez, Carlos (1987) "Cómo viven las plantas", México, SEP/FCE/CONACYT (La ciencia
desde México, 48).
Wallace Robert A., Jack L. King y Gerald P. Sanders (1992) "La evolución y la diversidad de las
plantas" "La reproducción y el desarrollo de las plantas" "Mecanismos de transporte en las
plantas" y "Regulación en las plantas" en Plantas y animales. La ciencia de la vida, México,
Trillas, pp. 23-56, 57-95,
96-117, 118-142.
ACTIVIDADES SUGERIDAS:
1. Planear y elaborar un germinador. Puede ser individual o por equipo, utilizando diversos
tipos de semilla y recipientes, por ejemplo: equipo 1 semilla de trigo con envase de plástico y
de algodón; equipo 2 semilla de maíz con envase de vidrio y tierra; equipo 3 semilla de frijol
con madera y tierra; equipo 4 semilla de haba con una lata de agua; equipo 5 semilla por
seleccionar y libre preparación.
ƒ
Cada equipo elige el lugar que prefiera para colocar su germinador y orientarlo
de tal forma que los espacios sean variados; por ejemplo en la sombra, directo
al sol, a la intemperie, dentro del salón, en un lugar húmedo y frío.
ƒ
Registrar y experimentar diversas formas o intentos de germinar las semillas, y
a la vez descubrir las condiciones necesarias para que se logre este proceso de
manera adecuada.
ƒ
Esta actividad genera el ambiente para que los estudiantes normalistas
desarrollen habilidades de comunicación, observación y registro; así como se
da la oportunidad para que se asignen responsabilidades durante su
realización.
ƒ
Plantear y dar respuesta a preguntas como: ¿Qué condiciones requiere una
semilla para germinar? ¿Qué semilla germina más rápido? ¿Cómo debe ser la
semilla para que germine? ¿Cuáles son las partes de un embrión o plántula?
¿Hay alguna diferencia en regar una planta con agua limpia o con agua
jabonosa?
2. Retomar el material que se utilizó en el bloque I referente a filogenia y evolución de
vegetales y textos de Ville y Wallace.
ƒ
En equipos describir lo que a continuación se solicita: ¿Cuál es la ventaja que
16
se dió a las gimnospermas con la evolución de las semillas con respecto a las
plantas sin semilla?; identificar los cuatro grupos de gimnospermas ¿cuáles
predominan actualmente?; ¿En qué regiones están establecidas la mayoría?.
ƒ
Mencionar características primitivas en la reproducción de Ginkgo y la Cicas.
ƒ
Resumir brevemente el ciclo biológico de un pino.
ƒ
En qué forma están las plantas de semilla adaptadas para la vida de la tierra.
ƒ
Hacer una lista de clasificación de las angiospermas.
ƒ
Cómo se diferencian de acuerdo al número de cotiledones y ejemplos.
ƒ
Clasificar algunos ejemplos como el pino, el maíz, frijol, coco, calabaza, etc...
3. Leer la lectura "Breve introducción al crecimiento de las plantas" de Carlos Vázquez.
ƒ
Encargar previamente raíces, plantas, tallos, semillas.
ƒ
Hacer una comparación en lo que se lleve como material didáctico, la lectura y
sobre el texto de Ville, Sherman y Wallace.
ƒ
En equipos describir lo que a continuación se solicita mediante cuadros:
identificar y clasificar la raíz de acuerdo a su origen, medio de vida, estructura
externa e interna y su función.
ƒ
Clasificar los tallos de acuerdo a forma, consistencia, duración, medio en que
viven, anatomía externa e interna.
ƒ
Mencionar los tejidos más importantes en raíces y tallos.
ƒ
Elaborar un mapa conceptual que represente las principales interrelaciones
entre raíz y tallo tomando en cuenta el cambium y el felógeno.
ƒ
Señalar los beneficios que nos proporciona las raíces y los tallos.
ƒ
Exponer las recomendaciones en el grupo y enriquecer las aportaciones.
4. Analizar la lectura "Captación y utilización de los recursos" de Carlos
Vázquez y de acuerdo a los textos de Ville, Wallace y Sherman:
ƒ
Comparar la información e identificar las funciones que realiza la hoja y cómo
está constituida.
ƒ
Hacer un estudio detallado de su forma, nervaduras, base, ápice, etc...
ƒ
Observar un corte transversal de la hoja y nombrar los tejidos que la forman.
ƒ
¿Qué es la fotosíntesis?
ƒ
¿Cuál es la participación de la luz en el proceso de la fotosíntesis?
ƒ
Mencionar los factores internos y externos para que se realice la función
clorofílica.
ƒ
¿Cuál es el significado biológico de la afirmación "toda carne es hierba"?
ƒ
Describir con detalle la reacción luminosa y obscura de la fotosíntesis.
ƒ
¿El oxígeno producido durante la fotosíntesis .proviene del agua o del bióxido
de carbono?
ƒ
¿En que forma la fotosíntesis conserva en operación la cascada de energía?
17
ƒ
¿Por qué las plantas son verdes?
ƒ
De acuerdo a una recolección previa de plantas y hojas, deshidratarlas para su
conservación y elaborar un hojario y un herbario, clasificarlo lo mejor posible.
ƒ
Exponer
las
recomendaciones
de
equipo
y
complementarlas
con
las
aportaciones del grupo.
5. De acuerdo a la lectura "El programa vital" de Manuel Rojas G. y los textos de Ville y
Wallace investigar cómo está conformada la flor, por qué se dice que contiene los órganos
sexuales.
ƒ
Iniciando con la polinización describa la fecundación en las plantas con flor.
ƒ
Investigar los tipos de polinización y el agente que interviene en el proceso.
Analizar el texto que se presenta sobre la relación florinsecto y comentarlo en
equipos.
CUADRO 26 B RELACIONES ENTRE INSECTOS Y FLORES
El néctar es una secreción rica y dulce de gran valor nutritivo para muchas especies de
insectos moscas, mariposas, palomillas, abejas, y otros-, así como para los colibríes. El néctar
es una atracción para estos animales, cuyo constante tránsito de una flor a otra es explotado
por los vegetales para su reproducción. Muchas estructuras florales tienen como objetivo
asegurar que el buscador de néctar visitante recogerá y transmitirá el polen de una flor a otra
de la misma especie. La salvia, un tipo de artemisa silvestre, tiene flores que presentan un
gatillo que jala el estambre y, espolvorea con polen al buscador de néctar. El olor y el color de
la flor actúan como señales de atracción o de reconocimiento, que guían al insecto a su meta
alimenticia y a la meta del vegetal: lograr la fecundación cruzada. Muchas veces, las flores
visitadas por abejas son blancas, amarillas, violetas o "ultravioletas", colores que ellas pueden
distinguir, y raramente rojas, las cuales son vistas como negras. Sin embargo, los colibríes
pueden ver el rojo como un color diferente. Muchas flores, especialmente en los trópicos,
donde abundan estas aves, tienen un color rojo brillante anunciando una dotación de néctar
que atrae a los colibríes. La estructura de las flores visitadas por colibríes suele ser larga y tubular, evitando así que los visitantes diferentes a los colibríes consigan el néctar.
Hay muchas relaciones Interesantes y más elaboradas entre los vegetales con flores y los
animales que atraen como agentes polinizadores. Algunas orquídeas han desarrollado flores de
aspecto muy parecido a la hembra de una abeja particular que vive en sus cercanías. Una vez
al año, la orquídea florece, y lo hace cuando las abejas masculinas han emergido y vuelan,
pero cuando las hembras aun están en envolturas pupales. Tan bueno es el mimetismo de la
flor, que aún las abejas macho son engañadas. Montan a la flor como lo harían con la hembra
y copulan con ella. Los estambres de la orquídea están dispuestos de manera que los órganos
genitales del macho se llenen de polen. Entonces, la abeja lo transporta y lo transmite a la
18
siguiente orquídea que lo seduce.
Cuando las higueras de Smyrna se cultivaron por primera vez fuera de las regiones donde
habían crecido por tanto tiempo, los árboles no producían frutos. Con el tiempo, se encontró
que la razón era la ausencia de un tipo particular de avispa pequeña. La hembra deposita los
huevos en las flores de la higuera, únicos lugares donde las larvas se desarrollan
normalmente, y a su vez, la avispa es el único medio para que ocurra la polinización y para
que se produzcan frutos. Las higueras tienen flores masculinas (estaminadas) y femeninas
(pistiladas) separadas. Las avispas solo pueden desarrollarse en las flores masculinas. Cuando
las avispas hembras emergen de las flores donde nacen, se llenan de polen. Entonces entran a
alguna otra flor, depositan sus huevos y mueren. La mayor peculiaridad es ésta: si la hembra
deposita sus huevos en una flor masculina, estos se desarrollan, pero no ocurre la
polinización; si los deposita en una flor femenina, los huevos no se desarrollan, pero si se
presenta la polinización y se producen semillas y frutos. Si todas las avispas pusieran los
huevos en flores masculinas, pronto se terminarían las higueras y posteriormente las avispas.
Pero si todos los huevos se depositaron en las femeninas, pronto se terminarían las avispas, y
luego las higueras.
G. C. Simpson, C.S: Pittendrigh y L. H. Tiffany, Life, An Introduction to Biology, New York,
Harcourt Brace & World, 1957.
19
ƒ
¿Qué es una flor imperfecta? ¿Puede una flor imperfecta ser perfecta? ¿Por
qué?
ƒ
Desde el punto de vista de la selección natural explique por que los pastos
carecen de flores fragantes y coloridas.
ƒ
¿Cómo se explica el fenómeno de encontrar flores solitarias o en grupo?
ƒ
¿Cuáles son las funciones de la flor?
ƒ
¿Qué es un fruto? Mencione sus partes.
ƒ
Describir algunos ejemplos y tratar de clasificarlos.
ƒ
Mencione las partes de una semilla y cuatro agentes dispersantes.
ƒ
Clases de semillas que encontramos en el medio ambiente,
ƒ
Valor económico y ecológico de los frutos y las semillas.
ƒ
Obtener conclusiones en el grupo.
20
6. De acuerdo a la lectura "Recursos para la vida de las plantas" de Carlos Vázquez:
ƒ
Mediante un cuadro contestar en equipos ¿cómo se explica el fenómeno de la
fotosíntesis? Y ¿qué significa la clorofila?
ƒ
¿Cuánta agua necesita una planta y su transpiración es importante?
ƒ
¿Qué elementos encontramos en una planta?
ƒ
¿Qué son los macronutrientes y micronutrientes? Mencionarlos.
ƒ
Explique brevemente el ciclo del agua, del carbono, del oxígeno y del nitrógeno.
ƒ
Investigar
el
término
luz
visible
y
la
longitud
de
onda.
¿Entre
que
nonanómetros se encuentra?
ƒ
Obtener conclusiones en el grupo.
7. De acuerdo a la lectura "Regulación de la vida" de Manuel Rojas y los textos de Ville,
Wallace y Sherman y Sherman investigar:
ƒ
¿Qué son las hormonas en los vegetales?
ƒ
¿Qué función realizan las auxinas, giberelinas y las citocianinas?
ƒ
¿Qué es el etileno y el florigeno?
ƒ
¿Qué es el fotorreceptor?
ƒ
¿Qué son los tropismos y cómo funcionan?
ƒ
Presentar las conclusiones en el grupo.
TEMA:
2. Aspectos relacionados con la investigación, preservación y recuperación del recurso, así
como en la prevención y reducción causada por el ser humano.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
Ville, Claude A. (1996) "Invasión de las plantas con semilla", "Propiedades generales de las
plantas verdes" y " Obtención y distribución de nutrientes por las plantas de semilla" en
Biología, 8a. ed., México. Mc Graw-Hill pp. 217-234, 235-251, 252-274.
La hidroponía, investigación realizada por el Tecnológico de Monterrey Campus Estado de
México.
ACTIVIDADES SUGERIDAS:
1. Por equipos realizar un documental sobre las investigaciones que se han tenido en los
últimos años sobre las plantas.
21
ƒ
¿Qué se ha hecho para mejorar la producción?
ƒ
De acuerdo a las técnicas de hervicidas y plaguicidas ha habido algo que le
sustituya en su aplicación.
ƒ
En los últimos años, ¿qué ha pasado con los cultivos?
ƒ
Se buscan siempre soluciones para mejorar los recursos.
ƒ
El hombre se preocupa más por causar menos daño al suelo, al agua y a la
planta.
ƒ
Comentar los resultados a nivel de grupo y obtener conclusiones.
2. Leer la investigación que hace el Tecnológico de Monterrey Campus Estado de México sobre
"La Hidroponía" y contestar las siguientes preguntas:
ƒ
¿Qué es la hidroponía?
ƒ
Dentro del contexto ecológico, económico y social, ¿cuál sería su importancia?
ƒ
Hacer una comparación con dos sistemas de cultivo y obtener su rendimiento.
ƒ
¿Qué ventajas nos presenta con respecto a otros sistemas de producción?
ƒ
Menciona las desventajas que se tiene con su aplicación.
ƒ
Que tan interesante sería iniciarme como técnico en hidroponía.
ƒ
Comentar las conclusiones.
22
BLOQUE III. RECURSOS DIDÁCTICOS PARA EL APRENDIZAJE DE LAS
CARACTERÍSTICAS DE LAS PLANTAS.
Con el desarrollo de las actividades del bloque III se pretende destacar la importancia de las
ideas previas del alumnado, sus implicaciones en la enseñanza y el aprendizaje, así como los
retos que enfrenta el docente en el trabajo de estos temas, especialmente en cuestiones que
no hay un conocimiento previo y que se presentan ciertas confusiones por la novedad de la
temática a tratar como es la hidroponía y las plantas transgénicas, lecturas que a partir del
análisis se crea una idea más clara para que los alumnos entiendan y aclaren ciertas dudas.
Se promueve la aplicación de las recomendaciones didácticas para desarrollar el tema de la
fotosíntesis. La organización de esta actividad pretende que los estudiantes normalistas
consoliden los conocimientos y comprendan de una manera para promover el cambio
conceptual y elaboren recursos didácticos adecuados para facilitar en los adolescentes el
aprendizaje de las funciones de las plantas.
En este bloque también se presenta el video "Que plantón" que presenta el Tecnológico de
Monterrey campus Laguna, en el cual se exhorta a los
estudiantes a tener cuidado, respetar y conservar las plantas, así como se da la apertura para
escenificar una obra con vegetales más conocidos con la finalidad de familiarizarse e
interesarse por el beneficio social y económico que nos proporciona con la finalidad de conocer
sus ventajas y desventajas así como su aplicación.
Para finalizar se presenta la lectura las plantas transgénicas tema en el cual se conoce poco
hoy en día y se hace una estrategia didáctica con este material.
Finalmente en el cierre del bloque se proponen actividades para poner en práctica algunas
estrategias didácticas con la finalidad de promover aprendizajes significativos mediante el
aprovechamiento de varios recursos didácticos para el desarrollo eficiente de la futura labor
docente.
TEMA:
1. Ideas previas y errores conceptuales de los alumnos. Estrategias para mejorar la práctica
docente.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
Padilla, Jaime (1998), "Las plantas transgénicas ¿panacea o amenaza?", en ¿Cómo ves? Año 1
Número 7. México, UNAM, pp. 8-11 Bibliografía complementaria:
Alexander Peter y Judith Chávez (1992) "Biología", México. Prentice Hall, pp. 344-347.
23
Estrada Alejandro (1995) "Las selvas tropicales húmedas de México; recurso poderos pero
vulnerable", México, SEP/FCE/CONACYT (La ciencia desde México, 132).
Video "Que plantón" Tecnológico de Monterrey campus Laguna.
ACTIVIDADES SUGERIDAS:
1. Expresar a partir de él ensayo sobre "Desde la semilla hasta la planta" de Peter Alexander y
Judith Chaves:
ƒ
¿Por qué encontramos planta sin semilla?
ƒ
¿La planta solo es posible desarrollarse si se siembra?
ƒ
En un texto breve, exponer las ideas que tienen los alumnos sobre el
crecimiento de una planta.
ƒ
¿Cuáles son los mecanismos de dispersión de semillas y frutos?
ƒ
Mencione las condiciones necesarias para que se de la germinación.
ƒ
Se puede señalar que el éxito en plantas sin flores es el mismo para plantas
ƒ
Elabore un pequeño ensayo sobre la planta o algún órgano en especial.
ƒ
¿Cuáles son los retos que enfrenta el profesorado para la enseñanza de la
con flores.
biología?
ƒ
Exponer las conclusiones y complementarlas con las aportaciones del grupo.
2. Analizar el video "Que plantón" y contestar las siguientes:
ƒ
¿Cuál es el mensaje que se manifiesta en el video?
ƒ
¿Por qué es importante el cuidado y respeto a la planta?
ƒ
Hacer una breve escenificación con algunas plantas, esto se puede realizar en
equipo o individual.
ƒ
¿Que otras alternativas se propone para tratar con los jóvenes estudiantes esta
temática?
3. Estrategia didáctica del tema "Las plantas transgénicas".
a) Apertura
Sensibilización y preparación:
ƒ
Analizar el video "La era de los genes" o comentar algún artículo sobre el tema
obtenido de una revista de divulgación científica.
ƒ
Discutir acerca de la pregunta-eje "Las plantas transgénicas son ¿panacea o
amenaza?".
ƒ
Desarrollar un texto libre donde se exprese que se sabe sobre las plantas
transgénicas, asumir la postura que se tienen respecto a la pregunta eje.
24
CIR y recuperación de ideas previas:
ƒ
Discutir en equipo su postura y asumir otra en bina de trabajo.
ƒ
Enfatizar lo que se sabía antes y lo que ahora convence.
ƒ
Participar en un panel de discusión. Hacer un reporte de la postura grupal:
ampliar de manera individual la sección de su ejercicio "Lo que ahora me
convence".
b) Reestructuración
Desarrollo:
ƒ
Entrevistar a una especialista en plantas transgénicas. Indagar acerca de los
beneficios y riesgos.
ƒ
Dibujar, cortar y confeccionar plasmidos, en cartulina.
ƒ
Leer el texto "Las plantas transgénicas, ¿panacea o amenaza?" de Jaime
Padilla.
ƒ
Investigar en revistas científicas de divulgación, periódicos y libros: ¿Qué son y
cómo se obtienen las plantas transgénicas?; ¿Es necesario desconfiar de los
alimentos genéticamente modificados?;
¿Son tóxicos?; ¿Cuáles son sus posibilidades alimentarias?; Desarrollaremos mayores alergias
o cáncer?, ¿Cuáles serán las consecuencias para la salud?, ¿Cuáles son los riesgos para la
biodiversidad del use generalizado de productos transgénicos?; Enunciar las líneas de
posibilidad; ¿Cómo se ha transformado la biotecnología de plantas?; ¿Cuáles plantas
transgénicas hay en el mercado?; Podemos pensar que la motivación principal de una
compañía como Novartis es atesorar la mayor cantidad posible de dinero sin preocuparse de
los consumidores.
Socialización:
ƒ
Comparar las características de las plantas transgénicas con las de plantas
normales. Reconocer las pruebas realizadas.
ƒ
Exponer en carteles y murales los resultados de sus
ƒ
investigaciones.
Integración:
• Construir, de manera grupal, un mapa conceptual acerca de los productos transgénicos con
las
siguientes
palabras:
plantas,
clonación,
micropropagación,
genes,
ADN,
producto
alimentario, calidad e impacto ambiental. Promover la selección e incorporación al mapa de
otros conceptos importantes identificados en las lecturas.
Aplicación:
• Discutir sobre: a) ¿Cuál es la posibilidad de lograr una dieta equilibrada en la población
mundial, que elimine los problemas de alimentacion?; b) ¿La biotecnología de plantas ha
25
ganado la batalla contra las plagas de insectos?
ƒ
Explicar el destino evolutivo de las plantas transgénicas, aprovechando el
concepto de selección natural.
Teorización:
ƒ
Elaborar un texto libre acerca de: las plantas transgénicas ¿panacea o
amenaza?
ƒ
Manifestar lo que se sabía antes y lo que se sabe ahora, así como su postura a
favor o en contra de las plantas transgénicas.
c) Cierre
Evaluación:
ƒ
Reconstruir el mapa conceptual conforme se acuerde de manera grupal:
incorporar conceptos, cambiar de lugar.
ƒ
Desarrollar una actividad lúdica: "rompecabezas genético".
ƒ
Completar el genoma con genes faltantes.
ƒ
Evaluar los textos elaborados por los participantes, considerando aspectos
como: conceptos incorporados, reconstrucción de saberes, entre otros.
ƒ
Reflexionar acerca de los problemas enfrentados durante el desarrollo de las
actividades, considerando las siguientes preguntas: ¿Qué me gusto hacer?,
¿Qué se me dificultó?, ¿Qué puedo proponer para mejorarlas?
ACTIVIDADES PARA EL CIERRE DEL BLOQUE:
Estas actividades pueden aplicarse en la jornada de Observación y Práctica Docente:
1. En equipo o individual elegir un tema de los programas de biología especialmente los
referentes a la diversidad de plantas a fin de seleccionar los recursos y materiales de apoyo
para su desarrollo. Es conveniente tomar en cuenta, actividades didácticas como:
ƒ
Pláticas con especialistas.
ƒ
Prácticas de campo.
ƒ
Visitas a museos, viveros, parques ecológicos, etc...
ƒ
Libros de texto de educación secundaria autorizados por la SEP.
ƒ
Periódicos y revistas.
ƒ
Programas de televisión y radiofónicos.
ƒ
Videocintas y audiocintas.
ƒ
Aprovechar los videos y audios disponibles en los acervos de las escuelas
normales y los centros de maestros.
26
2. Planear una clase a partir de:
ƒ
El tema del programa, los recursos y los materiales de apoyo e identificarlos
con la actividad anterior.
ƒ
El enfoque de biología en especial las orientaciones generales recomendadas
para el tema elegido.
ƒ
La promoción de habilidades, actitudes y valores en general la relación con el
mejoramiento del medio ambiente y cuidado de las plantas.
ƒ
La recuperación de conocimientos y experiencias.
ƒ
El desarrollo del tema en los libros de texto aprobados, a fin de retomar,
adaptar y enriquecer las ideas y actitudes sugeridas por los distintos autores.
ƒ
La evaluación.
3. Elegir uno de los planes de clase elaborados para analizarlo, enriquecerlo y mejorarlo con
las aportaciones del grupo. Exponer la clase planeada y hacer las adecuaciones necesarias
para cubrir los aspectos indicados en el punto anterior.
4. Retomar en cada equipo su plan de clase para mejorarlo. Comentar al grupo las dificultades
y proponer opciones para resolverlas.
5. Escribir un texto que explique la importancia del carácter formativo en biología. Presentar
algunos en el grupo y obtener conclusiones.
27
MATERIAL
DE
APOYO
28
LAS PLANTAS QUE UTILIZAMOS________________________________________
BLOQUE I
ARBOL FILOGENICO
DE LAS PLANTAS
LAS PLANTAS QUE UTILIZAMOS
CARLOS VÁZQUEZ YANES -
L
as plantas que son cultivadas o
su vegetación.
explotadas
por
hombre
A grandes rasgos, podemos dividir las
constituyen
un
muy
plantas útiles al hombre en muchos grupos
pequeño de especies en comparación con
principales, de acuerdo con su importancia
las
comunidades
de la actividad humana. Estos grupos son:
naturales del mundo y el número de
plantas alimenticias básicas, plantas para
plantas utilizadas disminuye aún más cada
la
día, pues se va perdiendo el conocimiento
alimenticias
tradicional
forrajeras, plantas que son o producen
que
plantas,
existen
acerca
en
tanto
en
del
el
número
las
use
que
la
de
muchas
progresiva
industria
materias
alimentaria,
plantas
secundarias,
primas
para
la
plantas
industria
no
industrialización de la agricultura y la
alimentaria,
forestería y el desarrollo de la farmacología
plantas de ornato y de valor urbanístico,
hace que cada vez se vayan obteniendo
plantas medicinales y plantas que son
mayor cantidad de productos a partir de un
indirectamente útiles. También es posible
menor número de especies, y se disminuye
dividir a las plantas útiles en dos grupos:
la necesidad de explorar otras plantas
plantas que se cultivan y plantas que
diferentes a las ya muy bien conocidas.
crecen
plantas
de
use
espontáneamente,
artesanal,
sin
la
intervención consciente del hombre; sin
Queda en la Tierra un número vastísimo de
embargo,
especies de plantas cuya utilidad potencial
distinción al hablar de cada grupo en
jamás ha sido seriamente explorada y
particular.
es
preferible
hacer
esta
quizá muchas de esas plantas lleguen a
extinguirse antes de que eso ocurra; por
eso
es
tan
importante
inventariar
PLANTAS ALIMENTICIAS
y
conocer pronto toda la flora de los países
Las plantas esenciales para la alimentación
que sufren la destrucción más acelerada de
humana
se
caracterizan
por
ser
casi
29
LAS PLANTAS QUE UTILIZAMOS________________________________________
siempre
herbáceas,
de
corta
vida,
cantidad
de
proteínas,
que
son
los
otro
compuestos estructurales de las células
órgano de perennación como rizomas o
vivas. Casi en cada región del mundo
tubérculos, ricos en sustancias de reserva
existe alguna leguminosa de importancia
para la planta. La mayoría de las veces la
básica en la dieta: frijol, haba, cacahuate,
semilla es la parte utilizada. En muy pocos
soya, lenteja, alubia, chícharo, garbanzo,
casos es el fruto. Casi siempre estas
etc.
plantas se cultivan, aunque ciertos grupos
significativas en los países mas prósperos
humanos
más
donde abundan la carne y los productos
profundo de algunas selvas del mundo, aún
lácteos o en aquellas regiones del mundo
utilizan
pobladas por pescadores y cazadores o por
productoras
de
muy
semillas
o
primitivos,
plantas
algún
de
lo
silvestres
en
su
Las
leguminosas
que
tienen
no
su
tan
alimentación básica; sin embargo, estos
pastores
grupos son cada vez menos y forman una
abundante
parte insignificante, por su número, de la
realidad éstos grupos forman una parte
población humana.
pequeña de la población mundial y la gran
proteína
a
son
disposición
animal,
pero
en
mayoría de los seres humanos depende de
alimentos
alguna o varias leguminosas como fuente
básicos pertenecen a unas pocas familias
importante de proteínas. En nuestro país
vegetales
es el frijol la leguminosa primordial.
Las
plantas
que
de
producen
las
que
destacan
principalmente dos: las gramíneas y las
cuya
Los tallos y tubérculos subterráneos ricos
apariencia característica es la de un zacate,
en almidón, son básicos para muchos
producen
pueblos
leguminosas.
llamado
un
Las
tipo
"grano",
principalmente
en
gramíneas,
especial
que
de
es
carbohidratos
semilla
del
trópico,
entre
otros
se
rico
encuentran: la yuca, la papa, el camote,
pero
etc. La papa se ha extendido a todo el
también suele contener algo de aceite y
mundo
y
se
consume
en
grandes
proteínas. Su función primordial para el
cantidades, principalmente en países de
organismo es proporcionar calorías, o sea,
Europa en donde compite con el trigo como
energía. En cada región del mundo se han
alimento básico, aunque su cultivo se
originado una o varias gramíneas útiles
originó en Sudamérica.
que formaron el "pan" local: maíz, trigo,
arroz, mijo, centeno, cebada, avena, etc.
El único fruto de importancia básica es el
actualmente los cultivos de éstas plantas
plátano en ciertas partes de Asia y el
se encuentran en casi todas partes del
Caribe, y quizá el "árbol del pan" en islas
mundo y no solo en las áreas en que se
del Océano Índico, cuyo fruto comestible
originaron.
es rico en almidón.
Las leguminosas, gracias a su capacidad
Estos
para
cotidiano
más
provienen
la
captar
el
nitrógeno
molecular
gaseoso, producen semillas con una gran
productos
forman
el
voluminoso,
mayor
parte
alimento
del
de
que
los
30
LAS PLANTAS QUE UTILIZAMOS________________________________________
nutrimentos que sostienen la vida. En
alcohol, etc. todas las oleaginosas, de las
algunas zonas privilegiadas del mundo y en
que se obtienen aceites; la soya, de la que
ciertas capas sociales de todos los países,
se
el alimento de origen animal tiene una
alimentos procesador ricos en proteínas.
contribución importante en la dieta, pero
Muchas otras plantas sufren complicados
gran parte de la humanidad no tiene fácil
procesos industriales antes de ser útiles.
derivan
aceites,
leche
artificial
y
acceso a este recurso por su alto costo.
PLANTAS
ALIMENTICIAS
COMPLEMENTARIAS
PLANTAS
PARA
LA
INDUSTRIA
Este
ALIMENTICIA
grupo
comprende
un
número
considerable de especies de muy diferentes
Actualmente
muchos
de
los
cultivos
familias, que son utilizadas como alimento
enlistados entre las plantas alimenticias
complementario,
básicas,
plantas
estación del año en que se producen.
alimenticias complementarias, sufren un
Incluyen plantas herbáceas que se comen
procesamiento
ha
crudas o cocidas, ya sea el follaje verde,
productos
los tallos o las raíces, es decir, las llamadas
así
diversificado
como
muchas
industrial
la
cantidad
que
de
principalmente
comúnmente
aumentado
entre ellas muchos rizomas, bulbos, frutos,
importancia
económica.
y
germinados
También
la
disponibles a partir de éstas plantas y ha
su
"verduras".
en
de
hay
Posiblemente el ejemplo más notable es el
semillas
hierbas,
maíz, pues de el se obtienen infinidad de
arbustos, trepadoras y árboles de los más
ingredientes que se emplean en otras
variados orígenes, que generalmente se
ramas de la industria de los alimentos y
cultivan pero que también pueden provenir
que le han restado importancia a otros
de poblaciones silvestres.
cultivos; por ejemplo, muchos países ricos
importan cada vez menos azúcar de caña
Estas plantas refuerzan la alimentación con
porque ahora se obtienen mieles de maíz
pequeñas cantidades de sustancias básicas
que se usan mucho en la fabricación de
como carbohidratos, grasas y proteínas y
dulces y repostería industrial. Del maíz
contribuyen en forma muy importante a
también
mejorar la dieta, proporcionando vitaminas
se
obtiene
aceite,
almidones,
alcohol, celulosa y muchas otras cosas.
y minerales indispensables, así como fibras
que mejoran la digestión de los alimentos.
Aparte de los cultivos anteriores, podemos
Algunas tienen sólo efectos estimulantes
mencionar
como el café, el té y otras, pero carecen de
aquí
muchas
plantas
cuyos
productos deben seguir un procesamiento
valor alimentario.
industrial para llegar al nivel de consumo;
tal es el caso de la caña de azúcar y la
Dos
criterios
muy
importantes
en
la
remolacha, para producir azúcar, melazas,
elección de estas plantas como alimento es
31
LAS PLANTAS QUE UTILIZAMOS________________________________________
que han sido el que tengan un sabor
PLANTAS FORRAJERAS
agradable y el que carezcan de cualquier
tipo de efecto tóxico. Existen muchas
Los animales domésticos y el ganado se
plantas silvestres que pueden proporcionar
alimentan
frutas y verduras, si son estudiadas y
plantas; sin embargo, las familias más
mejoradas para el cultivo. En la figura 1
utilizadas son también las gramíneas y
hemos representado los diferentes grupos
leguminosas que crecen silvestres o se
de plantas alimenticias.
cultivan. Actualmente las praderas para
también
de
muy
diversas
ganado cultivadas adquieren cada vez más
relevancia,
en
comparación
con
las
praderas naturales, en el sostenimiento de
poblaciones ganaderas. También algunos
granos cultivados como el sorgo y el maíz
tienen
importancia
básica
en
la
alimentación animal, principalmente en los
países más adelantados, y a veces son
complementarios con harina de pescado y
otros productos de origen animal.
Ahora son aún más extensas las praderas
inducidas en muchos países pobres o mal
administrados.
praderas
Desgraciadamente,
artificiales
cubren
las
grandes
extensiones de terreno que podrían tener
un
mejor
use
en
la
producción
de
alimentos básicos o en la industria forestal,
ya que su productividad real suele ser
Figura 1. Aquí hemos representado los tres
baja.
grandes grupos de vegetales que sirven de
alimento
al
hombre.
En
encuentran
los
primordiales:
gramíneas,
leguminosas.
Después
alimentos
verduras
la
alimentos
bebidas
encontramos
y
por
se
básicos
tubérculos
complementarios:
y
base
y
los
frutas,
último
los
alimentos que sufren un procesamiento
industrial considerable para ser utilizados,
los cuales deben consumirse en pequeñas
cantidades.
PLANTAS
PRODUCTORAS
DE
MATERIAS PRIMAS
Las especies que producen materias primas
para
las
industrias
maderera,
de
los
derivados de la madera, del papel, de la
celulosa, del caucho, de las resinas y
solventes,
etc.,
crecen
tanto
en
comunidades silvestres como en cultivos.
Actualmente existe la tendencia a cultivar
estas plantas y va a depender de la
32
LAS PLANTAS QUE UTILIZAMOS________________________________________
industria de un menor número de especies
También
aquí
se
observa
un
bien conocidas. Los bosques artificiales
empobrecimiento de la tradición y el use
cubren cada vez mayores superficies en el
gradual de un menor número de especies.
mundo.
PLANTAS DE ORNATO Y DE VALOR
En las
regiones templadas
y frías
se
URBANÍSTICO
cultivan bosques artificiales de coníferas
(pinos,
abetos,
etc.)
con
frecuencia
Se tiene la tendencia a depender cada vez
formados por una sola especie de árbol,
más
que se cosecha después de algunos años
manipuladas
de crecimiento para producir cosas como
conocidas y casi exageradamente vistosas,
pasta
madera,
pertenecientes a unas cuantas especies,
conglomerados, resinas, etc. En el trópico
que se cultivan en todo el mundo con
se
propósitos
para
utilizan
papel,
chapa
especies
de
diferentes,
como
de
plantas
de
ornato
genéticamente,
decorativos.
Basta
muy
bien
recorrer
algunos pinos, eucaliptos, y varias otras,
cualquier expendio de plantas de ornato
cuya forma de cosecha y use es similar.
para darnos cuenta de que son pocas las
Hay una fuerte tendencia a favorecer los
especies utilizadas y que muchas de ellas
bosques artificiales pobres en especies
son plantas exóticas. Se está haciendo
sobre
y
muy poco para incrementar el número de
diversos. Éstos últimos se explotan sobre
plantas de ornato a partir de la flora local
todo en los trópicos, sin darles oportunidad
de cada región, a pesar de que en muchos
de regenerarse, por lo que su superficie
sitios la potencialidad es enorme.
los
bosques
naturales
ricos
disminuye día a día.
Para reforestar las ciudades, los parques y
las avenidas se utilizan pocas especies de
árboles muy tolerantes a las condiciones
PLANTAS DE USE ARTESANAL
urbanas, cuyo crecimiento rápido está más
Estas plantas generalmente se explotan en
o menos garantizado, pues se conocen
poblaciones naturales y se utilizan para la
bien sus requerimientos. Con frecuencia
fabricación de objetos a un nivel doméstico
estos árboles proceden de otras regiones
o artesanal. Su use se ha ido perdiendo por
del mundo distintas a aquella en donde se
dos razones principales: la sustitución de
encuentran las ciudades en que se utilizan.
los
Estas
objetos
artesanales
por
objetos
plantas
tienen
las
mismas
industriales y la sobreexplotación de las
posibilidades que las mencionadas para las
materias primas silvestres. Cuando las
de ornato.
artesanías se popularizan demasiado se da
lugar a la sustitución de las materias
primas
originales
por
otras
mas
abundantes y baratas, pero sin el valor que
tiene lo tradicional.
33
LAS PLANTAS QUE UTILIZAMOS________________________________________
complejidad.
PLANTAS MEDICINALES
Cada
día
se
emplean
menos
plantas
medicinales en el mundo. El extraordinario
desarrollo de los procesos químicos de
síntesis, que permiten reproducir o crear
casi cualquier tipo de molécula orgánica a
nivel industrial, hacen muy improbable que
las plantas recobren la importancia que
antes tenían en la industria farmacéutica.
La costumbre de usar plantas medicinales
se va perdiendo en todas partes, como
consecuencia del desarrollo de nuevas y
mejores medicinas sintéticas; sin embargo,
las
plantas
infinidad
silvestres
de
encierran
compuestos
aún
químicos
desconocidos que podrían llegar a tener
valor terapéutico y medicinal. Vale la pena
aumentar nuestro conocimiento acerca de
ellos,
aunque
después
sea
posible
sintetizarlos en el laboratorio.
Ya se tiene un conocimiento muy profundo
acerca de la anatomía, la fisiología y la
ecología de las plantas, aunque cada vez
disminuye más la diversidad de especies
que utilizamos, como consecuencia de la
industrialización y el desarrollo económico.
Queda
aún
pendiente
explorar
las
potencialidades de todo tipo de un inmenso
número
de
especies
silvestres.
Las
tendencias de la economía moderna han
restado importancia a esta búsqueda, pero
todos esperamos que muy pronto ésta
tendencia cambie y volvamos a darles a las
plantas la importancia fundamental que
tienen como sostén de la vida del planeta y
procedamos a estudiarlas, conocerlas y
protegerlas
en
toda
su
diversidad
y
34
LAS PLANTAS QUE UTILIZAMOS________________________________________
35
EVOLUCION Y FILOGENIA DE VEGETALES________________________________
EVOLUCIÓN Y FILOGENIA DE VEGETALES
Barajas, Romo y Gutiérrez -
S
e estima que hoy existen cerca de
diploide
es
la
300 000 especies de vegetales
dominante y el gametofito haploide, a
verdes. La mayor parte de éstos,
pesar de ser independiente es un tanto
más
grande
pequeño
pero
gimnospermas como el pino y en los
cantidades
sustanciales
de
con
inconspicuo.
flores
el
En
y
casi 80% son del tipo que presentan flores,
hay
e
planta
las
vegetales que, a pesar de no tener flores
vegetales
gametofito
aún son miembros auténticos del reino
masculino y el femenino se representan
plantae. En el campo, en las casas, en el
por grupos de células y el esporofito tiene
jardín, en la playa o en el parque suelen
un tamaño mayor y una vida más larga.
encontrarse tales plantas: la superficie de
un estanque cubierta por una delgada capa
Los organismos más primitivos de tipo
de algas verdes, un charco de marea en la
vegetal,
playa con algas marinas, rocas cubiertas
denominarse colectivamente talofitas. No
con musgo y helechos y grandes bosques
forman embriones durante su desarrollo ni
de árboles siempre verdes. Por lo general,
poseen
se cree que la fotosíntesis es el sello del
ampliamente distribuidos en agua dulce y
reino vegetal, distinguiéndolo del animal,
salada sobre la tierra o como parásito de
pero la presencia general del fenómeno
otras plantas y animales. Los miembros de
llamado alternancia de generaciones, o sea
este grupo, en cuanto a tamaño, van desde
la presencia de un organismo haploide así
los microscópicos unicelulares hasta algas
como un diploide en el ciclo reproductivo
marinas gigantescas que pueden medir
del vegetal también las podría distinguir de
más de 200 metros. El cuerpo de estas
los animales.
plantas, llamado talo (de aquí el término
alga
y
sistemas
hongo,
pueden
vasculares.
Están
talofitas) puede mostrar diferencias entre
La
característica
sorprendente
de
evolutiva
los
vegetales
más
es
el
sus partes pero no tienen raíces, tallos ni
hojas.
desarrollo relativo de las generaciones del
gametofito y esporofito en los diversos
Las algas, por ser tan abundantes son muy
tipos
con
importantes como fuente de alimento; casi
frecuencia solo una célula el cigoto, es
toda la fotosíntesis en el mar, y la mayor
diploide y las demás son haploides. En los
parte de las que tienen lugar en agua
musgos y hepáticas, la fase haploide es
dulce, está a cargo de las algas. En
más
general, el hombre no las utiliza como
de
planta.
conspicua
y
En
la
las
algas,
diploide
es
un
esporofito diminuto que para su sustento
alimento,
pero
depende completamente del gametofito.
alimentación humana consiste en pescado
Sin embargo, en los helecho el esporofito
cuyas
especies
gran
ingieren
parte
algas
de
y
la
otros
36
EVOLUCION Y FILOGENIA DE VEGETALES________________________________
organismos que a su vez se alimentaron de
plantas
sin
tejido
vascular
se
llaman
ellas.
plantas no vasculares, las cuales están
clasificadas en varios filumes como se
El reino vegetal comprende unas 350 000
muestra en los dibujos anteriores.
especies conocidas. Los miembros del reino
organismos
Estas plantas tuvieron origen en el mar, el
unicelulares hasta los árboles. A pesar de
agua y los materiales disueltos en ella son
que difieren mucho entre sí, todas las
fácilmente accesibles a todas las partes de
plantas tienen algunas cosas en común.
las plantas. El agua también ayuda a
Las plantas se agrupan en cinco filumnes.
sostener
La clasificación de las plantas ilustra las
transporte
relaciones evolutivas entre los grupos de
sostén estructural de estas plantas se
plantas. La clasificación permite también
logran
estudiar
Probablemente habrás visto plantas no
vegetal
varían
las
desde
los
plantas
en
una
forma
filum
sin
de
plantas.
los
que
Así,
materiales
haya
tejido
tanto
el
como
el
vascular.
vasculares flotando en los estanques.
organizada.
Al
las
Tracheophyta
pertenecen
los
miembros más complejos del reino vegetal.
Éste filum incluye a todas las plantas
vasculares que son las que tienen tejidos
especializados para transportar el agua y el
alimento a través del cuerpo de la planta.
El agua y los minerales van desde la tierra
a todas las partes de una planta vascular
por un tejido conductor especializado: el
xilema. Los alimentos y otras sustancias se
transportan por un tejido llamado floema.
Tanto el xilema como el floema están
formados
por
resultado,
también
estructural
a
vasculares,
células
la
rígidas.
sirven
planta.
como
los
Como
de
sostén
Las
plantas
helechos,
las
coníferas y las floríferas, están adaptadas a
una vida terrestre. La mayoría de las
plantas que tú
no conoces son plantas
vasculares.
Las
plantas
vasculares
que
son
no
más
tienen
sencillas
sistemas
y
más
antiguas que las plantas vasculares. Las
37
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
LA FRÁGIL RIQUEZA BIOLÓGICA DE LAS SELVAS
Alejandro Estrada/Rosamond Coates-Estrada -
L
a
nacional (Escalante et al., 1993) y se ha
nuestro planeta la mayor parte de
informado de 685 especies de reptiles, 267
su
o
especies de anfibios (Flores-Villela, 1993) y
selvática
de más de 2 000 especies de peces
as
selvas
tropicales
diversidad
biodiversidad.
resguarda
Cada
un
proveen
biológica
especie
enorme
acervo
de
(Espinosa-Pérez et al., 1993).
información y variación genética. Éste gran
banco de genes asegura que se sostenga
En el caso de los insectos, hay cientos de
un ecosistema saludable y equilibrado.
miles de especies de las cuales alrededor
Permite también que se sigan dando los
de 25 000 son mariposas (lepidoptera)
procesos
(Llorente & Luis-Martinez, 1993) y se ha
de
fundamental
selección
de
la
natural,
evolución
de
base
los
informado
de
la
existencia
de
1
580
organismos. Teniendo la posibilidad de
especies de abejas (Ayala et al., 1993). Sin
contar con un banco genético amplio y
embargo,
variado, las especies pueden adaptarse en
encuentra
respuesta a los cambios y presiones del
húmedas tropicales del sur de México
ambiente (Wilson, 1992).
(Toledo & Ordóñez, 1993). Por ejemplo, si
mucha
de
ésta
concentrada
riqueza
en
las
se
selvas
consideramos la riqueza biótica conocida
México es uno de los países del mundo
hasta el momento de una región tan
más ricos en recursos biológicos. Mientras
pequeña (2 500 km2) como Los Tuxtlas, al
que su extensión territorial es pequeña,
sur de Veracruz, se ha informado de la
pues se ubica en el catorceavo lugar en el
existencia en sus selvas de alrededor de
mundo en extensión, ocupa en cambio el
900 especies de plantas, 100 especies de
tercer
mamíferos,
lugar
en
diversidad
biológica
450
especies
de
aves,
90
de
especies
de
reptiles,
florísticas y faunísticas es resultado de la
anfibios
y
miles
variada
y
invertebrados. Se calcula que a pesar de
accidentada topografía, y también de que
más de tres décadas de trabajo continuo
abarca la porción sur de la zona neártica
sobre los recursos biológicos de la región,
en el norte, y el trópico en el sur. Hasta el
se
momento, se ha documentado en México la
aproximadamente 30% de los recursos
existencia de 30 000 especies de plantas
existentes.
(Rzedowski, 1993). A pesar de ser dos y
insectos,
hongos,
media veces más pequeño que Brasil,
epífitas,
orquídeas,
México tiene 449 especies de mamíferos,
cactáceas, etc., los inventarios aún no se
de las cuales 142 son endémicos. Más de 1
completan (Estrada, 1992)
historia
biogeográfica
ha
50
especies
(Mittermeir, 1988). La riqueza de especies
de
especies
logrado
De
organismos
de
inventariar
como
los
líquenes,
musgos,
lianas,
bejucos,
000 especies de aves habitan el territorio
38
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
sin tener que abrir paso con machete,
herramienta necesaria sólo en el caso de
los acahuales o bordes de la selva.
Las
plantas
vasculares,
que
incluyen
plantas con flores, helechos, y otros grupos
taxonómicos más pequeños, constituyen
más de 99% de la vegetación terrestre. De
Pasaremos ahora a revisar algo de la
riqueza biológica general de las selvas
húmedas tropicales, aunque es necesario
aclarar que la ecología de éstas todavía es
una
frontera
científica
virtualmente
inexplorada. Sólo una pequeña parte de las
especies de plantas y animales que viven
en ellas ha sido descrita y nombrada, y
más
pequeño
especies
aún
que
es
han
el
número
recibido
de
atención
científica cuidadosa.
las aproximadamente 250 000 especies
conocidas hasta el momento, 68% está
presente en los trópicos, especialmente en
la selva húmeda tropical (Raven, 1987;
May, 1988).
En contraste con los bosques de zonas
templadas, que contienen pocas especies
por
hectárea,
muchos
pero
representadas
individuos
(por
ejemplo,
por
los
bosques de pinos), las selvas contienen
muchas
especies
por
hectárea,
representadas por pocos individuos. La alta
RIQUEZA
ASPECTOS
DE
FLORES
DE
LA
Y
ALGUNOS
VIDA
DE
LAS
PLANTAS
La
selva
de
estas
selvas
está
ejemplificada por el dato de que, en un
lugar
del
Amazonas
peruano,
se
descubrieron 300 especies de árboles en
presenta
un
dosel
muy
estratificado, con árboles de 30 o más
metros de altura y con numerosas formas
de vida entre árboles, lianas, trepadoras y
plantas parásitas. Jardines complejos de
orquídeas y epífitas proliferan sobre las
ramas y troncos de los árboles. En la selva,
las palmas son comunes en el dosel medio
y en el sotobosque, aumentando la belleza
exuberante
diversidad
de
la
vegetación.
Es
tan
efectivo el traslapo de los estratos de la
vegetación en interceptar la luz solar, que
la vegetación del piso de la selva es escasa
y de dimensiones pequeñas. En estas
condiciones se puede caminar fácilmente
un área selvática de tan solo una hectárea
de selva en Los Tuxtlas o en Chiapas llega
a tener entre 234 y 267 especies de
plantas
1988;
identificables
Meave
del
(Bongers
Castillo,
et
1983).
al.,
En
comparación, en todo Estados Unidos y
Canadá sólo existen 700 especies nativas
de árboles (Wilson 1992). En los estudios
en las selvas de Borneo se han identificado
2 500 especies de árboles en un área la
mitad del tamaño de Gran Bretaña, donde
sólo
existen
árboles.
De
35
las
especies
12
000
nativas
de
especies
de
helechos identificadas en el mundo, 11 000
son tropicales (Lewis, 1990).
39
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
La
gran
masa
verde
de
vegetación
de
su
producción
de
flores,
frutos
y
selvática impresiona por su exuberancia,
semillas (Vazquez-Yanes, 1991). Así, el
resultado de una fuerte competencia entre
paisaje típico del interior de la selva se
las plantas por recursos como la energía y
define como "plantas creciendo sobre otras
las
plantas".
sustancias
químicas.
La
energía
utilizada por las plantas es la fracción
visible del espectro de energía radiante
Una característica peculiar de las selvas
emanada
es
húmedas neotropicales es el predominio de
absorbida por los tejidos verdes de las
las plantas epífitas, que contribuyen de
plantas, principalmente de las hojas. Las
manera importante a la diversidad de las
sustancias
por
el
Sol,
energía
que
el
agua,
selvas
el
suelo
hasta 33% de las especies y la mitad de
húmedo, 2) un gas atmosférico, bióxido de
los individuos por unidad de área (Gentry &
carbono, que es absorbido por las hojas de
Dodson, 1987). Las plantas epífitas crecen
las plantas, y 3) una serie de minerales
sobre los árboles y obtienen su nutrimento
solubles presentes en el suelo, que son
de la materia orgánica que se acumula en
absorbidos, disueltos en el agua, por las
la corteza, horquetas de las ramas y
raíces (Vázquez-Yanes, 1991).
oquedades de la corteza. En la actualidad,
presente
químicas
son:
principalmente
1)
en
húmedas
tropicales,
aportando
se han identificado aproximadamente 28
La competencia por energía y nutrientes ha
000 epífitas en nuestro planeta. De éstas,
sido
la
las más conocidas son las orquídeas. En las
diversificación de las plantas de la selva
selvas de América Central se ha registrado
húmeda
la existencia de cerca de 50 especies de
motor
muy
importante
tropical,
en
desarrollándose
una
enorme variedad de formas de vida, de
orquídeas en un solo árbol (Lewis, 1990).
formas de crecimiento y de utilización de
los recursos que tienden a que se alcance
La vida arbórea permite a estas pequeñas
su
en
plantas aprovechar la energía radiante del
condiciones de competencia extrema. La
Sol, la cual es más abundante en las
lucha por la luz es un factor crucial en la
alturas que en el suelo de la selva. Otras
vida de todas las plantas de la selva y
ventajas de este tipo de vida son la
contribuye
tan
dispersión de semillas y polen por medio
diversos de la estructura y dinámica de la
del viento y la acción de animales móviles,
vegetación como la germinación de las
aves, murciélagos y otros vertebrados muy
semillas,
aprovechamiento
a
óptima,
determinar
aún
aspectos
sus
comunes en las copas de los árboles. Al
plántulas, su crecimiento y el desarrollo
igual que todas las plantas de la selva, las
espacial de nuevas ramas, la arquitectura
epífitas tienen que captar luz, agua y
general de las plantas, el tamaño, la
nutrientes para sobrevivir. Sin embargo,
posición y longevidad de las hojas, la
las copas de los árboles son un ambiente
madurez
del
hasta cierto punto árido para estas plantas
esfuerzo reproductivo; o sea la magnitud
en términos de la disponibilidad del agua,
el
establecimiento
sexual
y
la
de
dimensión
40
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
la humedad es baja y las temperaturas
hojas. Cuando el aire es seco, los pelillos
altas y la mayor exposición al viento
se cierran sobre los poros y retrasan la
incrementa
por
evaporación, y cuando es húmedo, se
evaporación. Aún cuando los árboles del
levantan, permitiendo el libre intercambio
dosel comparten estas condiciones con las
de gases (Dressler, 1980; Putz, 1980).
la
pérdida
de
agua
plantas epífitas, no sufren los mismos
problemas ya que mantienen conexión con
A pesar de estas adaptaciones, en muchas
el suelo, de donde pueden captar agua.
epifitas se han desarrollado formas de
conservar agua a través de la presencia de
desarrollado
tanques de almacenamiento. Por ejemplo,
adaptaciones interesantes a este medio
en algunas bromelias, cuyas hojas se
árido.
a
enredan alrededor de las ramas de los
menudo presentan bulbosos tallos en los
árboles, al converger forman un tanque de
que almacenan agua y llegan a tener hojas
agua, ¡llegando a almacenar hasta 5 litros
más gruesas que sus parientes que viven
de agua! Otro problema que encaran estas
sobre el suelo y parecen tener un sistema
plantas
diferente
minerales
Así,
las
epífitas
Las
de
han
orquídeas,
absorción
por
del
ejemplo,
bióxido
de
es
descargar
carbono.
la
baja
solubles.
disponibilidad
La
pequeñas
lluvia
llega
cantidades
de
a
de
nitrógeno y otros elementos, pero no son
Las plantas necesitan bióxido de carbono
suficientes para sostener la planta. Ésta los
para producir carbohidratos durante la
tiene que conseguir de otra manera.
fotosíntesis. En la mayoría de las plantas
este gas, por lo general, es absorbido y
Así, muchas plantas epifitas como los
usado durante el día a través de poros muy
helechos,
pequeños en las hojas llamados estomas.
bromeliáceas tienen forma de canasta,
Sin embargo, estos poros pueden ser una
muy eficiente en la captura de hojarasca y
fuente de pérdida de agua si la humedad
otra materia orgánica que se desprende de
es
las ramas y la corteza de los árboles y
baja
y
la
temperatura
alta.
Las
orquídeas
otras
manteniendo
constituye una tica fuente de los minerales
estomas
cerrados
solubles
cuando la humedad es más alta y la
materia orgánica representada por insectos
temperatura
de
muertos o sus desechos que son atrapados
carbono, que es absorbido en la noche, es
entre las hojas o en sus tanque de agua
almacenado y usado en la fotosíntesis al
son
día siguiente (Vázquez-Yanes, 1991).
minerales solubles (Darwin, 1877).
baja.
El
bióxido
también
requiere.
descomposición
durante el día y abriéndolos en la noche,
más
que
cuya
algunas
orquídeas epífitas combaten este problema
sus
plantas,
y
fuente
Igualmente,
importante
la
de
Es evidente que la presencia de estas
Otras plantas epifitas reducen la pérdida de
plantas reduce también la penetración de
agua al estar provistas de pelillos sensibles
la luz a otras partes de los árboles. Sin
a la humedad, que rodean los poros de las
embargo,
es
necesario
aclarar
que
la
41
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
mayoría de las epifitas no son parásitas;
los bejucos y las lianas. Una de las vistas
más bien usan el árbol huésped como
más
plataforma para establecerse y crecer, y no
selva, junto con el gigantesco tamaño y
le roban los nutrimentos. Sin embargo, el
altura de los árboles en pie, son la multitud
almacenamiento de materia orgánica y
de bejucos y gruesas lianas suspendidas de
agua por las epifitas que viven y crecen
las ramas y troncos de los árboles. Algunas
sobre los troncos y ramas aumenta el peso
lianas son tan gruesas como la pierna de
que tienen que soportar el árbol. Éste,
una persona y se dirigen directamente
además de las epifitas, es también usado
hacia el dosel o alternan esta dirección con
como
trepadoras,
orientaciones horizontales, ondulantes y
bejucos y lianas. Este peso combinado
retorcidas sobre los troncos y ramas de los
provoca
o
árboles. Los bejucos gozan de la ventaja
tormentas fuertes, las ramas de muchos
de estar anclados al suelo de la selva, pero
árboles se desprendan y caigan al suelo, o
crecen rápidamente hacia el dosel y la luz,
que los árboles de la selva terminen sus
porque no tienen que hacer una inversión
vidas desenraizándose o se fracturen en la
fuerte
parte baja del tronco, cayendo al suelo
árboles. Los bejucos compiten con éstos
(Martínez-Ramos, 1985).
por la luz, agua y nutrimentos y pueden
soporte
que,
por
plantas
cuando
hay
vientos
impresionantes
en
tejido
del
interior
estructural,
de
como
la
los
derribar el árbol con su peso. Las lianas
Algunos árboles de la selva han adoptado
también germinan sobre el suelo pero, en
ciertos rasgos morfológicos para evitar ser
contraste con los bejucos, son plantas
colonizados por epifitas: están provistos de
leñosas de vida larga, y algunas alcanzan
cortezas sumamente lisas que impiden que
más de 200 m. de largo.
el agua o la materia orgánica queden
atrapadas en ramas y troncos. Esto reduce
Sin
la posibilidad de que las pequeñas semillas
desastrosas para los árboles. Les roban luz
de las epifitas dispersadas por aire queden
y, debido a que entrelazan varios árboles,
atrapadas en lugares adecuados para su
determinan su destino cuando cae uno de
germinación
Otros
ellos. La vida tampoco es fácil para estas
árboles tienen cortezas que se desprenden
plantas, ya que su forma alargada las hace
periódicamente
más
y
establecimiento.
como
el
palo
mulato
embargo,
sensibles
las
lianas
a
la
pueden
ser
desecación,
(Bursera simaruba) del sudeste de México,
especialmente en las partes altas del dosel.
o
Por
agentes
químicos
que
inhiben
la
otro
lado,
de
tienen
que
transportar
encarar
el
agua
y
germinación o el crecimiento de algas y
problema
musgos (Forsyth & Miyata, 1984).
nutrimentos a través de decenas o cientos
de metros, lo cual representa un serio
Otro grupo de plantas que caracterizan la
problema de ingeniería.
selva húmeda de la América tropical y que
son conspicuas en las selvas húmedas de
De modo que la asociación entre bejucos,
nuestro país, como la de Los Tuxtlas, son
trepadoras, epifitas y árboles, junto con un
42
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
ambiente cálido y húmedo, contribuye a la
oquedades de la corteza y horquetas de las
enorme diversidad de las selvas. Por otro
ramas altas, y desde ahí comienzan a
lado, es importante mencionar que la
desarrollar
presencia de éstas plantas de hábitos
descienden hasta alcanzar el suelo. En
arborícolas también resulta en la creación
ocasiones envuelven al árbol que les sirvió
de una infinidad de hábitat para muchos
de apoyo y acaban robándole espacio, luz y
otros habitantes de la selva, desde otras
nutrientes, y matándolo. A estas plantas se
plantas hasta insectos, reptiles, anfibios,
les conoces en el trópico húmedo como
aves y mamíferos, y en la formación de
matapalos.
raíces,
que
con
el
tiempo
enlaces físicos horizontales y verticales
entre los árboles de la selva que también
Matapalo es el nombre común de las
facilitan
higueras
el
movimiento
horizontal
de
silvestres
conocidas
como
animales como los mamíferos arborícolas.
estranguladoras.
Estos
árboles
son
Igualmente, muchos de los bejucos y
comunes
selvas
húmedas
del
lianas de la selva producen hojas, flores y
sudeste de México y resaltan no sólo por la
frutos que sirven de sustento a la gran
característica de envolver al árbol huésped,
cantidad de animales que habitan en el
sino también por su enorme tamaño y
dosel de la selva.
altura,
en
las
llegando
algunos
individuos
maduros a alcanzar alturas hasta de 40 m.
La predominancia de los bejucos y lianas
Pertenecen al género Picus de la familia de
en las selvas húmedas neotropicales se ha
las
usado como argumento para explicar la
campesinos
predominancia
mamíferos
árboles en pie al convertir la selva en
las
colas
potreros, ya que su frondosa y enorme
prensiles. En contraste, en las selvas del
copa da sombra al ganado. Ya sea en el
sur
una
interior de la selva o en medio de los
predominancia tan alta de este tipo de
pastizales, éstos árboles son atrayentes
plantas, entre los mamíferos arborícolas no
muy fuertes para una gran diversidad de
existen especies con colas prensiles, pero
formas de vida de la selva.
arborícolas
si
de
ente
neotropicales
Asia,
especies
los
que
con
de
carecen
membranas
de
que
Moraceae.
y
Por
lo
rancheros
general,
dejan
los
éstos
les
permiten planear de árbol a árbol (Hemos
Las
& Gentry, 1983).
semillas
de
estos
árboles
son
dispersadas por los animales que ingieren
Los árboles de la selva están cargados de
los suculentos frutos que estos árboles
musgos, epifitas, orquídeas, enredaderas y
producen. La semilla tiene una película
lianas,
desarrollado
viscosa y pegajosa sobre su superficie, que
adaptaciones para una vida aérea en la
le permite ser dispersada por los animales
lucha por encontrar la luz. Incluso hay
a través de sus heces o que, al ser
árboles cuyas semillas, dispersadas por
regurgitada, quede atrapada en fisuras de
aves
la corteza, oquedades y horquetas de las
plantas
y
que
mamíferos,
han
germinan
en
las
43
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
ramas que contienen depósitos de materia
fusionan, apretando el abrazo de matapalo.
orgánica.
la
La luz es interceptada por su enorme y
acumulación de hojarasca, polvillo, algas,
frondosa copa y la presión ejercida por la
musgos, epifitas y otra materia vegetal en
masa de raíces que se consolidan, alargan
descomposición que queda atrapada en
y engruesan cada vez más, reduce con el
esos lugares. Es la cuna orgánica donde el
tiempo
higo estrangulador empieza su vida. Una
transportar nutrientes a las partes altas de
vez ahí, la película es eliminada por la
su copa y viceversa, muriendo lentamente.
Ésta
última
resulta
de
la
habilidad
del
huésped
para
acción de las bacterias, que permite que la
Es común, si uno pone atención, observar
semilla germine.
en el interior de selvas como la de Los
Para conquistar a su huésped, el higo
Tuxtlas, matapalos de diferentes edades,
matapalo debe establecer conexión con el
desde los que apenas empiezan sus ciclos
suelo. Así, comienza a mandar una o varias
de vida, hasta aquellos donde el huésped
raíces
ha
aéreas
que
se
desprenden
de
desaparecido
después
de
pudrirse,
manera lenta pero segura, hacia abajo. Si
dejando un enorme hueco entre la madeja
éstos, que son parecidas a enredaderas
de raíces del matapalo. La cavidad que
delgadas, interceptan al descender otras
deja
fuentes de nutrientes, se enredan sobre el
posteriormente por los pseudotroncos del
soporte
antes
Cuando
llegan
el
árbol
huésped
es
ocupada
de
seguir
su
descenso.
matapalo formados por sus raíces, ya de
al
suelo
se
entierran,
espesor considerable. Las circunvoluciones
desarrollando un sistema típico de raíces
de las raíces y la presencia de los huecos y
bajo la superficie. El impulso adicional que
cavidades
formadas
recibe la planta joven de la descarga de
"troncos"
del
nutrientes le permite crecer rápidamente
también en microhábitat muy importantes
hacia la luz.
para la vida de muchos organismos de la
por
matapalo
las
se
raíces
y
convierten
selva, como hormigas, avispas, abejas,
Éstos árboles tienen cierta ventaja de
escorpiones, cucarachas silvestres, grillos,
crecimiento respecto a otros que no crecen
lagartijas anolis y ameiva y un buen
de igual forma, ya que la germinación y
número de especies de murciélagos, entre
depósito de las semillas a una altura
otros. Así, la muerte de un árbol en pie por
considerable les permite no tener que
la acción de un Picus matapalo contribuye
invertir energía en el desarrollo de un
al sostenimiento de la diversidad de la vida
tronco masivo. Al
en la selva.
obstruyendo la
crecer, el matapalo va
luz
disponible
al
árbol
huésped y continúa enviando raíces al
suelo aprovechando el tronco del árbol
huésped como apoyo, enredándolo en un
lento y mortal abrazo. Cuando las raíces se
encuentran en su proceso de descenso se
44
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
PLANTAS, ANIMALES Y CLAROS: EL
1991). En Los Tuxtlas, la actividad de los
PROCESO
haces de luz promueve la germinación de
NATURAL
DE
semillas de plantas del sotobosque como
REGENERACIÓN DE LA SELVA
las Piper autirum y Piper umbellatum. En el
La caída de ramas y árboles en la selva
grupo de semillas colocadas bajo tres
provoca la apertura del dosel. Estos claros
condiciones experimentales, las ubicadas
varían en tamaño, dependiendo del tamaño
en el micrositio que recibió la exposición
de la rama, del árbol o de los árboles y de
más prolongada a los haces de luz, tuvo el
otras plantas que se arrastraron en la
porcentaje
caída. Las investigaciones en Los Tuxtlas
(Orozco-Segovia, 1986).
indican
que
los
claros
significan
más
alto
de
germinación
un
incremento masivo de la cantidad de luz
Por la investigación en la selva se sabe que
que llega al suelo y a las partes inferiores
los claros que se abren ocasionalmente por
del bosque (Martinez-Ramos et al., 1988).
la caída de ramas y árboles desempeñan
Gran parte de las plantas de los estratos
un papel fundamental en el establecimiento
bajos y arbolitos ya establecidos aceleran
y crecimiento de otros árboles y en el
su crecimiento, otras plantas renuevan sus
proceso natural de regeneración de la selva
hojas o incrementan su producción de
a través del tiempo (Popma & Bongers,
flores, frutos y semillas.
1988). Los claros producidos por la caída
de
los
árboles
son
un
recurso
muy
La importancia de éstos claros la subraya
importante y complejo de las plantas de la
el hecho de que solamente una fracción
selva. Cerca de 70% de los árboles de la
(0.5-5%) de la radiación solar recibida por
selva depende de los claros para poder
el dosel de la selva llega al suelo. En ésta
establecerse y alcanzar su madurez.
situación de empobrecimiento del recurso
luz, los pequeños haces luminosos que
Los claros varían mucho en cuanto a su
logran penetrar la vegetación y llegar hasta
tamaño, lo que resulta en importantes
el suelo de la selva, revisten particular
diferencias en la penetración de la luz y en
importancia para la vida de las plantas.
las condiciones microclimáticas en el suelo.
Algunas se han adaptado fisiológicamente
Algunos árboles de la selva solo pueden
a la presencia esporádica de los haces de
desarrollarse en claros grandes, ya que
luz, respondiendo rápidamente, abriendo
requieren de grandes cantidades de luz
sus estomas y acelerando el proceso de
para germinar y crecer; por lo general son
de crecimiento rápido y extienden sus
fotosíntesis y crecimiento.
ramas y grandes hojas para captar el
En algunas plantas del sotobosque de la
máximo de luz. Sin embargo, los claros
selva,
halla
grandes de la selva son raros, por lo que
correlacionado considerablemente con los
su localización es difícil. Éstos árboles
minutos de disponibilidad por día de éstos
producen semillas pequeñas en grandes
rayos esporádicos de luz (Chazdon & Percy,
cantidades que son dispersadas por un
el
crecimiento
se
45
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
amplio número de aves y murciélagos,
de la selva pueden germinar y crecer aún
estrategia que le permite inundar la selva
en ausencia de claros. También existen
de semillas que tienen gran probabilidad de
claros de muchos tamaños; desde un
ser depositadas en claros grandes, o de
pequeño has de luz hasta laderas de cerros
que estén presentes cuando se produzca
y
un claro grande.
deslaves, huracanes y otros imprevistos.
montañas
que
se
han
abierto
por
Igualmente, parece ser que el claro óptimo
Algunos de estos árboles, los llamados
pioneros,
son
de
crecimiento
varía de especie a especie de árbol.
rápido,
reproducción temprana y vida corta, pero
Así, los claros de la selva son, desde el
ahí continúan creciendo hasta convertirse
punto de vista de las plantas, recursos
en elementos emergentes del dosel. Las
finamente divididos y es probable que la
especies
en
especialización disminuya en cierto grado
crecer en claros de tamaño pequeño tienen
la competencia entre las especies que los
generalmente semillas que germinan en la
colonizan. Pero también existe un elemento
penumbra producida por las copas de los
de aleatoriedad en el sistema, ya que la
árboles
interacción entre los cientos de especies
de
del
pequeñas
árboles
especializadas
dosel;
pero
requieren
aperturas
para
crecer
de
hasta
arbóreas
y
los
cientos
de
agentes
dispersores de semillas disponibles en la
llegar a la etapa reproductora.
selva, darán como resultado que cada claro
Los claros pequeños son, por supuesto,
sea colonizado por una colección única de
mucho más comunes que los grandes, y así
especies. Es decir, es poco probable que un
un gran número de árboles de la selva
árbol que se haya caído sea reemplazado
están
por otro de la misma especie.
adaptados
condiciones.
para
Estas
crecer
especies,
en
tales
conocidas
como persistentes, por lo general producen
Un aspecto muy importante de la presencia
semillas más grandes que las especies
de los claros en la selva es que éstos son la
pioneras, la cuales son dispersadas por
cuna en la que se regenera la selva. Los
conjuntos
animales
árboles pioneros junto con la vegetación no
frugívoros como los monos aulladores y los
arbórea que ha crecido en los claros,
monos araña, aves grandes como el tucán
producen
y roedores terrestres como el serete. Estas
penumbra en el piso del claro. Esto cambia
semillas
de
más
pequeños
permiten
el
de
desarrollo
de
un
una
manera
sombra
sensible
permanente
las
o
condiciones
sistema de raíces grandes y de plántulas
microclimáticas,
más vigorosas y robustas.
germinación y el establecimiento de las
permitiendo
la
semillas de árboles del interior de la selva
Sin embargo, es necesario aclarar que no
que han sido dispersadas a esos ambientes
existe una división clara entre las especies
por animales de hábitos y frugívoros.
pioneras y las persistentes. Para empezar,
muchas hiervas y arbustos del sotobosque
Algunas de las semillas que han logrado
46
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
la
poco tiempo la hojarasca del suelo a
crecer
elementos básicos que son incorporados
aceleradamente. Al ir muriendo, las plantas
por las plantas a través de sus raíces. Si la
pioneras
selva es destruida y quemada, se da, al
germinar,
esperan,
presencia
de
como
más
son
plántulas,
luz
para
reemplazadas
por
la
población de plantas en espera, y son
principio,
un
enriquecimiento
éstos las que llegan, después de muchos
materiales básicos del suelo; mas éstos
años, a cerrar el dosel. Este proceso lleva,
son
según estudios realizados en diferentes
intenso
selvas del mundo, incluyendo la de Los
sistema mediante lixiviación.
rápidamente
Sol
de
endurecidos
tropical, o
los
por
el
expulsados
del
Tuxtlas, de 80 a 140 años.
El sistema de raíces de los gigantescos
podemos
árboles de la selva esta ligado íntimamente
aprender sobre la selva a partir de ésta
a la presencia de hongos del suelo, las
somera reseña de la importancia de los
micorrizas, en una relación compleja y
claros: 1) que la selva es más bien un
mutuamente benéfica: los árboles aportan
mosaico de vegetación en diferentes fases
importantes fuentes de energía, a través
de regeneración; 2) que los claros son
de la fotosíntesis, a los hongos que, a su
parte vital de la estrategia reproductiva de
vez, incapaces de realizar la fotosíntesis,
las
de
crecen sobre las raíces del árbol y le
las
proveen de minerales esenciales para su
Cuatro
aspectos
plantas
y
regeneración
importantes
del
de
la
proceso
selva;
natural
3)
que
interacciones plantas-animales-claros son
fundamentales
para
que
se
dé
crecimiento y metabolismo.
éste
de
El hongo es capaz de reciclar el fósforo y el
regeneración natural de la selva es lento, y
potasio, minerales muy a menudo escasos
tarda casi un siglo en volver a su condición
en el suelo de la selva. Estos minerales se
original.
la
pierden rápidamente al caer las hojas y los
capacidad autorregenerativa de la selva
frutos y, a menos que sean recuperados
sea muy frágil y particularmente sensible a
rápidamente,
la perturbación causada por el hombre.
características de las zonas selváticas, los
proceso,
y
4)
Estos
que
el
aspectos
proceso
hacen
que
las
lluvias
torrenciales,
diluyen y arrastran lejos. Sin embargo, los
Los suelos de la selva son a menudo
hongos micorrizos son capaces de reciclar
pobres
rápidamente
en
nutrimentos.
En
estos
éstos
minerales
solubles,
ecosistemas, la mayoría de los nutrientes
sosteniendo así el reciclaje de nutrientes
disponibles se encuentra circulando en la
en el ecosistema, y la vida de los árboles
materia viva. Igualmente, las temperaturas
(Whitmore, 1990).
altas
Rasgo típico de los árboles de la selva,
y
los
niveles
siempre
altos
de
humedad en su interior contribuyen a la
aparte
descomposición
materia
presencia de contrafuertes gigantescos en
orgánica. Las bacterias y los hongos, que
sus bases. Estos forman parte del sistema
proliferan en éstas condiciones, reducen en
de
rápida
de
la
de
raíces
su
del
enorme
árbol,
tamaño,
y
en
es
la
ocasiones
47
LA FRAGIL RIQUEZA BIOLOGICA DE LAS SELVAS__________________________
alcanzan varios metros de altura y de
anchura,
extendiéndose
horizontalmente
sobre el suelo. Parece ser que la función de
estas
enormes
estabilización
estructuras
mecánica
del
es
la
tronco.
Aparentemente ayudan a anclar al árbol
sobre el húmedo y delgado suelo de la
selva.
Claro que también se han dado otras
explicaciones acerca de su función. Se dice
que asisten en las conducción de agua para
el tronco, que incrementan la superficie del
árbol
para
mejorar
el
intercambio
de
oxígeno, que sirven para recoger materia
orgánica
que
sistema
de
es
aprovechada
raíces,
que
por
el
inhiben
el
crecimiento ascendente de las lianas y hay
quien se ha atrevido a indicar que su
función es servir como rincones de refugio
a las peligrosas víboras que viven en la
selva. Todas esas ideas, excepto la última,
tienen alguna validez; pero cualquiera que
haya examinado éstas estructuras y vea
hacia arriba los troncos de los árboles,
podría estar de acuerdo en que la función
mecánica es bastante importante.
48
HISTORIA DE LA VIDA Y SU RELACION CON LOS RECURSOS__________________
HISTORIA DE LA VIDA Y SU RELACIÓN CON LOS RECURSOS
CARLOS VÁZQUEZ YANES -
L
año para que esto ocurra, generalmente al
as
plantas
maduran,
germinan,
producen
crecen,
flores,
se
cruzan, producen frutos y semillas
inicio de un periodo húmedo y cálido. Así la
pequeña planta formada de la semilla
dispone
de,
un
periodo
favorable,
lo
germinan,
suficientemente largo para establecerse y
recomenzando de nuevo el ciclo. El estudio
comenzar a crecer hasta la llegada de la
de la historia de vida trata de describir los
época desfavorable (seca y/o fría) o para
detalles de este ciclo: el cómo y cuándo
completar totalmente
germinan
producir semillas.
que
se
diseminan
las
crecimiento,
plantas,
cuántas
y
cuánto
dura
sobreviven
el
su crecimiento
y
cada
etapa hasta llegar a la edad reproductiva,
En este punto podemos distinguir dos
cómo y cuándo se forman las flores, cómo
grandes tipos de plantas: aquellas que
se polinizan, cuántos frutos y semillas se
germinan,
producen, cuántas veces se diseminan las
semillas y mueren en un solo ciclo anual o
semillas y cuántas sobrevivientes quedan
estación
que puedan germinar.
sobreviven la época desfavorable hasta un
crecen,
maduran,
favorable
y
producen
aquellas
que
nuevo año y periodo favorable, lo cual
Las características de cada etapa difieren
puede continuar por pocos o muchos años,
de especie a especie de planta, dando
según sea el caso. Así tenemos dos formas
lugar a muy diversas historias, que se
muy
relacionan
use
de
utilizar
disponibles:
plantas
que
óptimo de los recursos disponibles en cada
crecimiento
y
lugar, como se verá aquí. Hemos dicho
una sola vez, de manera que durante la
antes que podemos considerar que el
época
principio de la vida de una planta es el
sobreviven sus semilla latentes, y plantas
momento en que una semilla germina,
que
iniciándose de este modo el desarrollo de
conservando gran parte de sus órganos
un individuo independiente.
(troncos, ramas, etc.) o al menos una
estrechamente
con
el
distintas
mueren,
desfavorable
atraviesan
la
los
recursos
completan
su
reproduciéndose
del
época
años
solo
desfavorable
parte de sus órganos (raíces, parte del
La germinación suele ocurrir cuando la
tallo, rizomas, bulbos) y que reiniciarán el
humedad es alta y la temperatura es
crecimiento en la nueva estación buena,
adecuada, y a veces también influyen otros
junto con las semillas que estas plantas
factores como la luz y el ambiente que
hayan podido producir en el periodo de
rodea a la semilla; la germinación, de
crecimiento
cierta
caso, además de las semillas también
manera,
ubica
el
principio
desarrollo en la época más favorable del
del
anterior.
En
este
segundo
sobrevive la planta o parte de esta, lo cual
marca una diferencia que repercute en la
talla que las plantas pueden alcanzar. Las
49
HISTORIA DE LA VIDA Y SU RELACION CON LOS RECURSOS__________________
formas anuales de corta vida son casi
conservar el agua durante la época más
siempre herbáceas y
seca; sin embargo, durante la época mala
generalmente pequeñas; en tanto que las
prácticamente no crecen.
formas perennes son parcial o totalmente
Leñosas y pueden alcanzar las tallas más
grandes en el reino vegetal. La gran
mayoría de las especies más valiosas que
se cultivan son plantas herbáceas anuales.
Hay regiones de la Tierra, principalmente
en el trópico húmedo, en las que las
estaciones favorables y desfavorables no
están bien definidas como en otros climas.
En este caso la vida de las plantas anuales
no corresponde en forma precisa con las
estaciones sino más bien con otros factores
más
complejos
relacionados
de
definir,
con
que
están
mecanismos
como
competencia con otras plantas y también
Figura 2. Entre las plantas hay varias
con la dinámica de la vegetación.
maneras
En la figura 2 hemos representado diversas
formas
de
sobrevivir
la
estación
de
sobrevivir
desfavorable
en
el
una
año;
estación
aquí
se
representan algunas de ellas: 1. Plantas
con tejidos verdes muy resistentes al frío,
desfavorable.
que no sufren mayores cambios; sólo
Algunos
tipos
de
plantas
tienen
una
estructura especial que les permite tolerar
condiciones
bastante
entrar
una
en
desfavorables,
condición
de
sin
letargo
profundo y perder sus partes verdes. Un
ejemplo de lo anterior, conocido por todos,
son los pinos y abetos de lugares fríos, que
se mantienen verdes durante el invierno, o
los cactus y agaves de los desiertos,
durante la época más seca. La estructura
anatómica
y/o
el
tipo
especial
interrumpen su crecimiento. 2. Árboles que
pierden
sus
hojas
en
la
época
seca,
disminuyendo así su gasto de agua. 3.
Plantas de las que solo sobreviven las
partes
subterráneas.
4.
Plantas
con
reservas de agua en los tejidos, que no
sufren mayores cambios en la época seca.
5. Plantas de las que solo sobreviven las
semillas,
que
darán
origen
a
nuevos
individuos.
de
componentes químicos y metabolismo de
estas plantas les permiten sobrevivir los
efectos del calor o el frío extremo y
Los tejidos de las plantas que sobreviven
las épocas desfavorables frías y/o secas,
sufren transformaciones que los hacen más
resistentes,
como
son:
Deshidratación
50
HISTORIA DE LA VIDA Y SU RELACION CON LOS RECURSOS__________________
parcial,
aumento
de
la
cantidad
sustancias
disueltas
en
el
agua
contienen,
cambios
químicos
de
que
época
mala,
templados
sobre
o
en
todo
selvas
en
bosques
semihúmedas,
las
siempre y cuando la época buena sea
y
estable y lo suficientemente larga como
sustancias que disminuyen el riesgo de la
para asegurar que la reposición total de las
desecación o congelación. Dichos cambios
hojas permita la recuperación de la energía
son
gastada en producirlas y se tenga además
proteínas
y
muy
producción
notables
en
en
de defensas
las
yemas
que
contienen los tejidos meristemáticos que
un
rendimiento
formarán nuevas ramas y hojas en los
como
árboles. Es fácil apreciar esto en ramas de
crecimiento y gasto en reproducción.
para
fotosintético
permitir
suficiente
también
nuevo
duraznero o ciruelo durante el invierno. Las
yemas invernantes adquieren la apariencia
Cuando la estación húmeda o tibia es
que se aprecia en la figura 3.
cortar o irregular de año con año. El perder
totalmente
las
hojas
o
el
tejido
fotosintético puede no ser la forma más
eficiente de sobrevivir la estación mala. En
esos sitios es más efectivo el mantener
tejido verde que transpire poco, ya sea en
tallos u hojas con epidermis y cutículas
gruesas,
espinas,
protecciones,
u
pelos
hojas
y
escasas
otras
y
muy
pequeñas o raíces muy profundas que
lleguen a alcanzar capaz permanentemente
húmedas del suelo a gran profundidad,
cuando
esto
es
posible.
Todas
estas
adaptaciones son características de plantas
de los desiertos, pero el poseerlas todas
Figura 3. Los árboles que pierden las hojas
en la época seca o en el invierno tienen
yemas de crecimiento bien protegidas a lo
largo de sus ramas, que originarán nuevas
ramas, hojas, flores y frutos. Presentan la
impide el crecimiento rápido, por lo que en
medios un poco más húmedos, como ya
hemos visto, éstas plantas pueden no ser
tan eficientes como aquellas que pierden
las hojas.
apariencia que se ilustra en ésta figura.
En
Como
durante
siempre
habíamos
la
el
visto
estación
agua
anteriormente,
desfavorable
escasea
casi
o
las
la
figura
4
hemos
representado
diferentes mecanismos por medio de los
cuales las plantas pueden sobrevivir las
condiciones extremas de los desiertos.
temperaturas son demasiado bajas para
permitir
un
metabolismo
activo
y
la
fotosíntesis. La caída de las hojas es una
forma muy común de preparación para la
51
HISTORIA DE LA VIDA Y SU RELACION CON LOS RECURSOS__________________
forma regular en el tiempo, la pérdida total
de las hojas y su reposición total puede ser
la forma más eficiente. Si la estación seca
es muy larga y la estación húmeda es
breve
y
poco
estable,
la
forma
más
eficiente puede ser el conservar el tejido
verde,
manteniendo
siempre
un
intercambio gaseoso reducido para que la
transpiración sea baja.
El crecimiento muy lento puede no ser
desfavorable
en
condiciones
de
baja
competencia con otras plantas por ocupar
el
Figura
4.
Vemos
adaptaciones
de
desiertos:
1.
completan
en
aquí
las
ejemplos
plantas
Plantas
corto
de
su
que
ciclo,
dejando sólo semilla en la época más seca.
2.
Pastos
con
tallos
o
rizomas subterráneos. 4. Diferentes tipos
plantas
suculentas
que
almacenan
agua. 5. Plantas micrófilas de hojas muy
pequeñas y raíces extensas. 6. Plantas
freatófilas cuyas profundas raíces alcanzan
capas
profundas
del
suelo
disponible,
como
ocurre
Existen varias formas básicas entre las
plantas
superiores
que
es
conveniente
recordar ahora.
estolones
subterráneos. 3. Subarbustos con tallos o
de
espacio
generalmente en los desiertos.
los
anuales
tiempo
de
que
están
permanentemente húmedas.
Las plantas que sólo tienen crecimiento
primario en longitud pero no en grosor,
que no forman leño, se conocen como
hierbas o pastos, y pueden tener muchas
formas y tamaños aunque casi siempre son
pequeñas, con excepciones como la planta
de plátano (bananero). Las plantas que
producen algo de leño en su base o en
tallos subterráneos pero no en las ramas
En conclusión, podemos decir que existen
muchas formas de sobrevivir la alternancia
de estaciones favorables y desfavorables,
la más simple de las cuales es la de las
plantas
anuales
que
dejan
sólo
forma
de
órganos
subterráneos
y
muchas otras más, con una parte o todas
sus partes aéreas. Cuál de todas las
diferentes formas es la más exitosa o
adecuada
dependerá
de
cada
sitio
caso la parte no leñosa se renueva cada
estación
de
crecimiento
y
la
parte
resistente persiste por más tiempo.
sus
semillas. Otras más sobreviven únicamente
en
se conocen como subarbustos. En este
en
particular; por ejemplo, si la estación
Los arbustos son plantas con crecimiento
en grosor, que producen leño tanto en
tallos
como
en
ramas.
Son
plantas
perennes que no alcanzan gran talla, pues
se ramifican desde su base o cerca de ella,
y están formados más por ramas que por
un tronco bien definido. Los árboles, en
húmeda es larga y la alternancia ocurre en
52
HISTORIA DE LA VIDA Y SU RELACION CON LOS RECURSOS__________________
cambio, tienen un tronco bien definido que
les permite alcanzar las mayores tallas.
Figura 5. Diferentes formas de crecimiento
de las plantas 1. árbol; 2. arbusto; 3.
Muchas
plantas
carecen
de
la
rigidez
suficiente en sus tallos como para alcanzar
subarbusto; 4. hierba y pasto; trepadora;
6. epífita.
cierta altura por sí mismas, de manera que
se apoyan en otras plantas o superficies
También existen plantas parásitas entre los
verticales para crecer. Se les conoce como
vegetales superiores. En lugar de raíces,
trepadoras o enredaderas y pueden ser
estas plantas tienen órganos especiales
hierbas, subarbustos, arbustos y, en las
que penetran en los tejidos de otras
selvas tropicales, existen incluso árboles
plantas diferentes, de los que extraen
con ésta forma de crecimiento.
parte de los recursos necesarios para vivir.
En este grupo podemos distinguir dos
Hay plantas que no se establecen sobre el
estrategias diferentes: un tipo de ellas
suelo, sino que lo hacen sobre las ramas
introduce su órgano de absorción en el
de árboles o sobre rocas o sustratos muy
tejido leñoso de las plantas parasitadas, de
diversos. Se
plantas
las que obtienen solo agua y minerales, de
epífitas y son muy abundantes en los
manera que la planta parásita debe ser
medios húmedos que en los secos. Pueden
capaz de efectuar la fotosíntesis por sí
ser plantas herbáceas o tener algo de
misma. Éstas plantas son verdes por lo
crecimiento en grosor en algunos de sus
general tienen hojas de apariencia norma.
órganos.
El otro tipo de plantas parásitas introduce
les
conoce como
su órgano de absorción en los vasos de
En la figura 5 hemos representado las
floema que conducen la sabia elaborada,
diferentes formas de crecimiento de las
de manera que no necesita efectuar la
plantas.
fotosíntesis,
clorofila.
carecen
Pueden
de
vivir
hojas
y
de
parasitando
las
raíces o las ramas de sus víctimas.
¿Cuánto vive una planta? A esta pregunta
podemos
responder
diciendo
que
la
duración de vida de las plantas es casi tan
variable como el número de especies de
ellas que viven en la Tierra.
Las plantas de vida más breve son formas
herbáceas
que
pueden
vivir
en
los
desiertos, cerca de los polos o como
invasoras de campos de cultivo (malas
hierbas), cuyo ciclo de vida se completa en
53
HISTORIA DE LA VIDA Y SU RELACION CON LOS RECURSOS__________________
unas
cuantas
germinan
hasta
semanas,
que
que
modificó
la
nuevas
primeras
plantas
desde
producen
atmósfera
y
hasta
animales
que
las
pudieron
comenzar a colonizar superficies húmedas
semillas.
emergidas.
En
los
casos
extremos
de
algunos
desiertos, el ciclo se puede completar en
Al principio, las plantas terrestres tenían
poco más de dos semanas.
una
estructura
pequeñas,
simple
pero
poco
y
a
eran
poco
muy
fueron
En el otro extremo encontramos árboles
evolucionando nuevas estructuras, nuevos
gigantes, como secuoyas y ciertos pinos de
tejidos,
California,
fisiológicos más eficientes y variados y
eucaliptos
en
Australia
o
nuevos
mecanismos
algunos ahuehuetes en
órganos,
procesos
reproductivos
mejor
adaptados al medio terrestre. De esta
manera las plantas superiores han llegado
México, que se han mantenido vivos por
a colonizar casi todos los ambientes que
mil años o más y los pinos hasta cuatro
existen en la superficie terrestre, desde el
mil.
más seco hasta el más húmedo, desde el
más frío hasta el más cálido, desde el más
Entre ambos extremos caben todas las
pobre en nutrientes hasta el más rico. El
posibilidades y no debe descartarse el
estudio de cómo es posible que exista esta
hecho de que algunas especies de plantas
enorme
pueden tener una longevidad muy variable,
vastísimo de investigación científica.
potencialidad
es
un
campo
dependiendo de las condiciones del lugar
en el que los individuos están creciendo, es
En la figura 6 vemos que algunas plantas
decir,
superiores pueden vivir en el agua, debido
en
algunos
sitios
alcanzan
a
longevidades mucho mayores que otros.
que
nuevamente
han
adquirido
la
potencialidad de captar sus recursos a
Después de que la Tierra se originó y se
partir de ese medio.
enfrió lo suficiente como para posibilitar la
aparición de las primeras formas de vida,
se formaron en un principio organismos
muy simples en el seno de las aguas de los
antiguos mares; después aparecieron los
primeros
microorganismos
fotosintéticos
acuáticos que comenzaron a transformar el
medio ambiente en una forma tal, que
fueron haciendo posibles los cambios en la
composición de la superficie emergida de la
Tierra.
El
oxígeno
producido
en
la
fotosíntesis a través de millones de años,
54
HISTORIA DE LA VIDA Y SU RELACION CON LOS RECURSOS__________________
las plantas ya plenamente acuáticas que
encontramos enraizadas en el fondo pero
con hojas emergentes como los juncos, o
flotantes
como
flotantes
como
sumergidas.
las
ninfas,
los
lirios
Entre
o
las
totalmente
totalmente
totalmente
sumergidas la adaptación más completa al
medio acuático la encontramos en los
pastos marinos, en que la floración y la
fructificación también ocurren bajo el agua.
De este modo hemos podido ver que
gracias
a
estructuras
una
amplia
diversidad
anatómicas,
de
mecanismos
se
fisiológicos y variedad de historia de vida,
originaron del agua y algunas plantas
las plantas superiores se encuentran desde
superiores
el desierto más árido hasta el mismo fondo
Figura
6.
Las
plantas
han
vuelto
terrestres
a
ésta,
pero
conservando su compleja estructura. 1.
del
Patos marinos, que incluso florecen bajo el
penumbra o a pleno sol, por unas semanas
agua. 2. Plantas de pantanos, con cuatro
o por cientos de años.
apariencias
principales:
a)
plantas
totalmente
sumergidas;
b)
plantas
océano.
sumergidas con hojas florantes; c) plantas
No
emergentes;
sobrevivir,
d)
plantas
florantes.
3.
Las
importa
cuál
de
hay
viviendo
sea
ellas
su
en
forma
depende
la
de
nuestra
Plantas de manglar: e) con raíces zanco; f)
sobrevivencia; sin embargo, a pesar del
con
permiten
gran progreso de la humanidad en muchos
suelos
campos del conocimiento, aún nos quedan
neumatóforos,
arraigarse
y
que
crecer
les
en
infinidad de cosas por aprender acerca de
perfectamente fangosos.
las plantas.
Entre las plantas superiores que pueden
crecer en el agua existe un gradiente de
adaptación que va desde aquellas que
pueden vivir en suelos empapados de
agua,
como
los
mangles,
en
que
encontramos estructuras especiales que
permiten la sustentación en el fango y la
llegada de oxígeno a las raíces que se
encuentran en un medio anaerobio, hasta
55
INTRODUCCION AL CRECIMIENTO______________________________________
BLOQUE II
CARACTERISTICAS
DE LAS PLANTAS CON
SEMILLA
INTRODUCCIÓN AL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS
CARLOS VÁZQUEZ YANES
L
a vida independiente de una planta
almidones o grasas y proteínas. La gran
superior comienza en el momento
mayoría de las semillas contienen muy
en que una semilla germina. Las
poca agua, así que necesitan un medio
semillas son los órganos producidos por la
externo
reproducción de las plantas adultas. Tienen
aumentar de volúmen antes de que se
la
inicie la germinación.
posibilidad
de
ser
transportadas
a
húmedo
para
hidratarse
y
distancia de donde son producidas, por el
animales
Como podemos ver en la figura 238, las
nuevas
semillas de diferentes plantas varían en
plantas en otros sitios. La gran mayoría de
forma, tamaño y anatomía interna pero, en
las semillas pueden permanecer en un
esencia, lo más importante es que en todas
estado
o
se hala contenida una pequeña plantita que
prácticamente suspendida, interrupción del
es el embrión de una futura planta, por
crecimiento y parcial deshidratación, por
grande que esta llegue a ser. A veces el
un tiempo más o menos largo (latencia o
embrión es sólo un conjunto de células sin
letargo),
condiciones
forma definida aún, en las semillas más
externas son adecuadas para la iniciación
pequeñas, pero en la mayoría de los casos
del crecimiento de la nueva planta.
el embrión muestra ya las primeras partes
viento,
el
agua
(diseminación),
de
para
y/o
generar
respiración
hasta
que
las
reducida
de lo que será la futura planta: raíz, tallo y
Si estudiamos cuidadosamente la anatomía
hojas en escala diminuta.
de una semilla, nos daremos cuenta que
consiste esencialmente en un pequeña
planta encapsulada dentro de una cubierta
más o menos resistente y provista de los
alimentos
orgánicos
necesarios
para
comenzar a crecer, que generalmente son
56
INTRODUCCION AL CRECIMIENTO______________________________________
Las células que forman el embrión de la
semilla son pequeñas y tienen una forma
que tiende a ser esférica o poliédrica
(isodiamétrica).
Tienen
una
cubierta
externa o parecida a una cápsula, llamada
pared celular, que es delgada y elástica. La
pared celular es una estructura típica de
las
células
presentan,
vegetales,
a
que
diferencia
de
siempre
las
la
células
animales que por lo general son desnudas.
Figura 1. Las células de los vegetales
superiores tienen varias estructuras que les
confieren sus característica distintivas: la
pared celular (PC) las cubre totalmente y
les confiere cierta rigidez, pero no las aísla
completamente de las células vecinas, la
vacuola
(V)
sirve
de
receptáculo
de
desechos y compuestos secundarios; los
En la figura 1 está representada una célula
vegetal más o menos generalizada. La
pared celular tiene mucha trascendencia
cloroplastos (C) son los organelos en los
que
se
efectúa
la
fotosíntesis,
sólo
presentes en células de tejidos verdes.
fisiológica para las plantas y determina
gran
parte
de
las
características
particulares de las plantas, que las hacen
diferentes de los animales.
Continuando con la descripción del proceso
de la germinación, éste se inicia cuando el
agua penetra al interior de las células
embrionarias, que entonces aumentan de
volumen y algunas comienzan a alargarse,
perdiendo su forma isiodiamétrica para
adquirir una forma cilíndrica o prismática.
El
crecimiento
en
longitud
que
esto
ocasiona en el embrión, hace que la raíz,
posteriormente el tallo y en ocasiones las
hojas embrionarias salgan de la semilla, o
lo que de ella queda, terminando así la
germinación e iniciándose el crecimiento de
la nueva planta de los dos medios en los
57
INTRODUCCION AL CRECIMIENTO______________________________________
que
de
éste
momento
en
adelante
conglomerados
o
capas
las
no
diferenciadas,
hemos representado la etapa crucial del
embrionarias. En la figura 3 se muestran
establecimiento de una plántula.
los
caminos
a
células
ocupará: el suelo y el aire. En la figura 2
diversos
similares
de
que
células
toma
la
diferenciación de las células vegetales a
partir de las células embrionarias.
Figura 2. El establecimiento de las plantas
ocurre cuando se terminan las reservas
alimenticias almacenadas en las semillas u
las
plántulas
tienen
que
empezar
a
depender de los recursos del medio. Este
es el momento más crítico de la vida de
una planta
Figura 3. Las células aún no diferenciadas
Durante el crecimiento, la formación de los
o
tejidos de las plantas sigue básicamente
células
tres pasos: la división (o mitosis) de las
alargándose. Su pared celular se engruesa
células embrionarias para formar nuevas
y su contenido citoplasmático se modifica
células, el agrandamiento y/o alargamiento
de diferentes maneras, dependiendo de la
de éstas células y su diferenciación final en
función que finalmente tendrá la célula que
células con una función específica, ya sean
se está formando en cada nuevo tejido de
vasos,
la planta. A vaso conductor de savia. B.
células
almacenadoras,
fotosintéticas,
epidérmicas,
etc.
que
"meristemáticas"
se
funcionales
transforman
creciendo
en
y
Célula de tejido fotosintético.
desempeñaran su función el resto de su
existencia ya sea en forma viva o no,
Mientras
dependiendo de cual sea el tejido u órgano
sobrevivientes en una planta, ésta podrá
existan
células
juveniles
que se esté desarrollando.
continuar creciendo sin importar cuán vieja
sea; por eso es posible que existan árboles
La transformación sufrida impide por lo
gigantescos de muchos cientos de años de
general que una célula ya diferenciada
edad, ya que algunas de sus células siguen
pueda dividirse o reproducirse, por lo que
siendo siempre jóvenes.
todo el crecimiento o desarrollo posterior
En todas las células diferenciadas la pared
que ocurra en la planta se inicia sólo en las
celular es más gruesa y rígida que en las
partes de la planta en las que se conservan
células embrionarias. En algunos tipos de
células los cambios que ocurren en su
58
INTRODUCCION AL CRECIMIENTO______________________________________
interior
determinarán
funcionar
finalmente
si
éstas
como
una
van
a
célula
meristemáticas está entre la corteza y el
leño.
fotosintética en las hojas, o una célula
epidérmica
como
las
que
cubren
la
En la figura 24 hemos representado el
superficie de hojas, ramas y tallos verdes,
origen
y
la
distribución
de
lo
una célula estiomática, un pelo absorbente
indiferenciados en una planta anual.
tejidos
de la raíz, una célula almacenadora de
alimentos, como las que forman el mayor
volúmen de una papa o un camote, o algún
tipo de célula que va a efectuar la función
a la que está destinada cuando aún está
viva.
Otras células de las plantas sufren sus
principales
modificaciones
en
la
pared
celular, transformándose en vasos, fibras o
células de resistencia, que efectúan su
función cuando ya están muertas, porque
su trabajo es puramente mecánico. La
madera o leño de los árboles está formada
por este tipo de células. Así podemos
darnos cuenta que en un árbol grande la
mayor parte del volúmen está formado por
se conocen con el nombre de meristemos o
leño y corteza, o sea, tejido muerto, pero
tejidos
que
el
que dan origen a nuevas ramas, hojas,
transporte de agua y permitiendo a las
flores y frutos, se encuentran formando
partes verdes elevarse y sostenerse sobre
corpúsculos llamados yemas o renuevos
el suelo.
que se localizan en los puntos de las
continúa
funcionando
para
meristemáticos.
Los
meristemos
ramas, la base de las hojas, la punta del
En los troncos de los árboles sólo se
tallo, etc. en la raíz y en el tallo también
mantiene viva una delgada capa de células
existen
diferenciadas y de vasos de floema que se
distribución
encuentra por debajo de la corteza. Ésta
entre las diferente especies de plantas, lo
capa origina las células que habrán de
que
transformarse en los componentes del leño
arquitectura que éstas desarrollan cuando
y de la corteza, originándose en ella el
son adultas y también su capacidad para
crecimiento en grosor de un tronco o de
sobrevivir los daños que puedan sufrir.
una rama leñosa. Así tendremos que el
Cuando las plantas pierden sus yemas,
centro de un tronco es mucho más viejo
están condenadas a muerte, a no ser que
que su superficie, pues la capa de células
puedan reponerlas. Tal es el caso de la
estos
corpúsculos,
puede
determina
en
variar
gran
pero
su
grandemente
medida
la
mayoría de las palmas, que tienen sólo una
59
INTRODUCCION AL CRECIMIENTO______________________________________
gran yema terminal en la punta de su tallo,
leño también existen formando delgadas
de
células
capas bajo la corteza. A partir de éstos
indiferenciadas que harán crecer el tallo,
conglomerados se formarán: el crecimiento
las hojas, inflorescencias y frutos. Cuando
del tallo, nuevas ramas, nuevas raíces,
la yema terminal muere o es destruida, la
hojas,
palma muere después de algún tiempo.
conserven vivos la planta, en su conjunto
Pero la mayoría de las plantas perennes
vivirá.
la
cual
se
originan
las
flores
y
frutos,
y
mientras
se
tienen muchas yemas para sustituir a las
que mueren, de manera que es posible
También
en
muchos
casos
es
posible
podarlas o guiar su crecimiento.
obtener nuevas plantas a partir de ramas
seccionadas o incluso troncos, gracias a los
El crecimiento de las plantas es un proceso
corpúsculos de células embrionarias que
cuya velocidad es muy variable en el
poseen
mundo vivo. Hay plantas que alcanzan
crecimiento, incluso las raíces.
y
que
pueden
generar
nuevo
grandes tallas en corto tiempo y otras que
se llevan muchos años en alcanzar su
Podemos
tamaño adulto, de manera que hay plantas
diferentes de plantas de acuerdo con la
que culminan su ciclo completo en meses,
distribución de sus meristemos. El primer
mientras que otras viven por siglos; sin
grupo sólo tiene yemas terminales que
embargo, el proceso de crecimiento puede
originan crecimiento en longitud pero no en
sintetizarse en la siguiente descripción de
grosor de manera que sus tallos y ramas
una
tejido
permanecen básicamente sin cambio desde
embrionario de una semilla está en su
que se forman. Estas plantas son por lo
totalidad
células
general de vida corta, que pocas veces
indiferenciadas que, por lo tanto, aún no
sobrepasa el año. Carecen del leño y son
adoptan su forma funcional. Cuando éstas
conocidas como plantas herbáceas
planta
generalizada;
formado
el
por
distinguir
ahora
dos
tipos
células comienzan a crecer y reproducirse
durante
la
germinación,
parte
de
las
células formadas crece y se diferencía de
El segundo grupo tiene además capas de
acuerdo con la función que tendrán en la
tejido no diferenciado bajo la superficie de
planta
pequeños
troncos, ramas y raíces, de manera que
conglomerados de células se conservarán
pueden crecer en grosor y formar leño.
indiferenciados
su
Estas plantas son de vida más larga, o
Éstos
perennes, y se les conoce como plantas
adulta,
potencialidad
pero
y
retendrán
multiplicativa.
conglomerados de células se encuentran en
diversas
partes
de
la
planta
leñosas
en
crecimiento: en las yemas de la punta del
Existen también formas intermedias que
tallo, de las axilas de las hojas y en la base
tienen, por ejemplo, tallos subterráneos
del tallo, en la punta y en las axilas de las
leñosos y tallos aéreos herbáceos. En el
raíces. En los tejidos capaces de formar
siguiente capítulo veremos algo más sobre
60
INTRODUCCION AL CRECIMIENTO______________________________________
esto.
La
Parte
de
los
azúcares
(carbohidratos)
forma
en
que
las
plantas
crecen
también está íntimamente relacionada con
unen
la mejor manera de obtener los recursos
formando largas cadenas moleculares para
que el medio les ofrece, como veremos en
formar una sustancia muy importante en el
el siguiente capítulo.
producidos
en
la
fotosíntesis
se
reino vegetal: la celulosa. Éste compuesto
es el componente principal de las paredes
celulares, al
cual pueden
unirse otras
sustancias diferentes. La celulosa es el
componente principal de materiales tan
importantes como la madera, el papel y
fibras como el algodón.
Como
dato
curioso
a
la
vez
que
importante, diremos aquí que muy pocos
seres vivos han adquirido la capacidad de
digerir y aprovechar la celulosa a pesar de
su
alto
valor
calórico.
Sólo
algunas
bacterias y protozoarios pueden hacerlo,
tanto como insectos y rumiante que los
que contienen en su tracto digestivo.
Damos por terminada aquí esta breve
introducción al estudio del crecimiento de
las plantas, pero no queremos dejar en el
lector la impresión de que se trata de un
tema
sencillo
y
breve.
La
citología,
embriología, histología y anatomía de las
plantas son disciplinas muy complejas e
importantes para la comprensión de lo que
ocurre en el reino vegetal. En muchos
centros de investigación del mundo hay
personal dedicadas al estudio de estos
temas, que están aún lejos de poder
ofrecer un panorama completo para todo el
reino vegetal; sin embargo, es mucho lo
que ya se conoce y este campo ofrece gran
cantidad de posibilidades futuras para los
investigadores.
61
CAPTACION Y UTILIZACION DE LOS RECURSOS__________________________
CAPTACIÓN Y UTILIZACIÓN DE LOS RECURSOS
CARLOS VÁZQUEZ YANES -
E
n el diagrama presentado en la
Figura 1. El corte de una hoja típica
figura 1, se ve la estructura más
muestra la disposición de las capas de
común de una hoja, indicándose
células fotosintéticas. Lo importante aquí
también la forma y disposición de los
es apreciar cómo el aire que circula a
estomas. A través de los estomas el aire
través de los estomas (figura inferior) llena
penetra al interior de los espacios que
los espacios huecos de la hoja, de manera
existen entre los tejidos de la hoja, de
que las células no están lejos de la fuente
donde las células obtienen el dióxido de
dióxido de carbono.
carbono
y
hacia
donde
el
agua
es
evaporada. Debido a ello, los estomas son
En términos generales, los estomas ejercen
organitos sumamente importantes, pues
su
tienen la posibilidad de cerrar o abrir el
válvulas de paso del aire. Cuando hay luz
orificio
centro,
para la fotosíntesis y suficiente cantidad de
controlándose ahí el paso del aire entre el
agua disponible para la transpiración de la
medio interno y el externo de la hoja. Los
planta los estomas se mantienen abiertos.
movimientos de los estomas son regulados
Cuando oscurece y también cuando la
en forma muy precisa, de acuerdo con las
disponibilidad
condiciones
del
las
estomas pueden cerrarse, cesando así la
necesidades
fisiológicas
planta;
transpiración y la captación de dióxido de
que
presentan
medio
en
el
externo
de
las
y
función
reguladora
de
veremos ahora de qué manera realizan
carbono.
ésta función.
esencialmente
agua
Los
actuando
disminuye,
estomas
la
pérdida
disminuyendo
el
como
los
regulan
de
agua,
peligro
de
marchitamiento, pero para que las plantas
puedan crecer los estomas deben abrirse
permitiendo el paso del aire.
El dióxido de carbono que se pone en
contacto con las células fotosintéticas de
las hojas se disuelve en la humedad que
las cubre, y por complejos mecanismos
fisiológicos llega hasta los cloroplastos,
donde sufre las transformaciones que ya
conocemos.
Las
sustancias
producidas
en
orgánicas
los
alimenticias
cloroplastos
circulan
62
CAPTACION Y UTILIZACION DE LOS RECURSOS__________________________
hacia otras de las células de las hojas,
presentado diagramáticamente las dos vías
hasta pasar a los vasos que forman el
de circulación.
sistema circulatorio de las plantas. Existen
en las plantas dos tipos de vasos y vías de
circulación.
En
el
caso
particular
que
estamos describiendo ahora, el sistema se
llama floema y por el circulan los alimentos
orgánicos producidos por la fotosíntesis,
que se mueven desde las partes verdes de
las
plantas
hacia
los
tejidos
no
fotosintéticos. Las largas hileras de vasos
formados por las células vivas del floema
recorren hojas, ramas, tallo, raíces, flores
y frutos de las plantas, llevando azúcares y
otros nutrientes a todos los órganos no
verdes, como son las raíces, partes del
tallo y las ramas y también a aquellos
órganos verdes que no son autosuficientes,
como las hojas jóvenes, partes de las
flores y frutos. Cuando las hojas son ya
demasiado viejas para ser autosuficientes,
generalmente caen, dando lugar a que se
formen nuevas hojas.
El agua es absorbida por las raíces gracias
a que estas penetran en un gran volumen
de suelo. Las raicillas más pequeñas que se
van
formando
tienen
una
epidermis
delgada por la que el agua penetra con
facilidad, circulando a través de las células
de cada raíz hasta llegar al otro tipo de
vasos que habíamos mencionado, llamados
xilema.
Ésta
vía
de
circulación
está
formada por células muertas que tienen
más o menos forma de tubo, de manera
que muchas células unidas forman lagas
tuberías por las que el agua asciende de la
raíz, a través del tallo hasta las células de
las hojas, en donde es requerida en la
mayor cantidad. En la figura 2 hemos
A través del tiempo, los botánicos se han
preguntado muchas veces acerca de la
naturaleza de la fuerza que hace ascender
el agua de las raíces a las hojas a lo largo
de
tallos
y
gigantescos.
troncos
Se
han
en
ocasiones
propuesto
varias
explicaciones. Actualmente sabemos que
éste
fenómeno
relativamente
tiene
sencilla:
una
la
explicación
transpiración
producida de las células de las hojas causa
un cierto grado de presión negativa o
tensión
en
las
células,
que
se
va
transmitiendo hacia los vasos que surten el
agua
del
xilema;
ésta
tensión
va
provocando una succión en cada vaso; la
suma de la succión generada en cada hoja
termina siendo una fuerza muy poderosa
que hace ascender el agua. Esto es posible
gracias a que el agua tiene propiedades de
cohesión extraordinarias y a que los vasos
son un diámetro muy pequeño, lo que
añade
el
efecto
reforzador
de
la
capilaridad.
63
CAPTACION Y UTILIZACION DE LOS RECURSOS__________________________
Las raíces de las plantas son órganos con
superficie, el tipo 2 se introduce a capas
potencialidades extraordinarias; a pesar de
más profundas, el tipo 3 explora diferentes
ello, han sido menos estudiadas que las
niveles y el tipo 4 se dirige a capas
hojas,
profundas del suelo.
debido
quizá
a
que
presentan
mayores dificultades para su estudio por su
crecimiento y funcionamiento subterráneo.
El
volúmen,
contínuo
crecimiento
y
ramifican
renovación de las raíces también facilita la
continuamente durante las etapas activas
absorción de nutrientes minerales. En este
de las plantas, de manera que se van
aspecto, es importante destacar que con
formando nuevas raíces hacia las capas del
mucha frecuencia ellas no efectúan solas el
suelo en las que existe más agua y
trabajo de buscar, disolver y absorber
también
nutrientes. En muchas plantas, las raíces
Las
raíces
crecen
nutriente
y
que
se
puedan
ser
absorbidos. Se ha visto que la forma y la
están
disposición de las raíces de las plantas
estrechamente con microorganismos como
varían de acuerdo con las especies y el
bacterias y hongos que, con su presencia y
ambiente donde crecen. Algunos tipos de
su
plantas
disponibilidad
de
superficie, otras en zonas intermedias o
minerales.
seguida
profundas del suelo y otras más exploran
algunos casos.
concentran
sus
raíces
en
la
asociadas
actividad
más
o
fisiológica,
En
menos
aumentan
ciertos
la
nutrientes
hablaremos
de
simultáneamente varias capas; de este
modo se reduce la competencia entre
Las raíces liberan al medio circundante
plantas diferentes, ya que pueden tener las
pequeñas
raíces en diversos niveles. En la figura 3
orgánicos como azúcares o aminoácidos,
hemos representado diferentes tipos de
que favorecen a ciertos microorganismos
raíces.
que viven a su alrededor en el suelo, cerca
cantidades
de
compuestos
de las mismas. Así se genera una especia
de esfera de influencia de la raíz que se
conoce con el nombre de rizosfera. Los
microorganismos
favorecidos
por
la
rizosfera pueden a su vez favorecer a la
planta, al acelerar la solubilización de
nutrientes
del
suelo
o
de
la
materia
orgánica descompuesta o, como sucede
con ciertas bacterias, fijando el nitrógeno
atmosférico. A veces la asociación con
microorganismos es más estrecha que la
de una simple rizosfera. Como hemos
Figura 3. En cada especie de planta, las
visto, las bacterias fijadoras de nitrógeno
raíces
pueden vivir dentro de las células de la raíz
pueden
variar
de
forma
y
disposición. El tipo 1 crece cerca de la
64
CAPTACION Y UTILIZACION DE LOS RECURSOS__________________________
de las leguminosas o de algunos otros
indudablemente tendrá repercusiones muy
pocos árboles.
importantes
en
la
agricultura,
la
explotación forestal y la conservación de la
En muchos casos, las raíces se asocian con
naturaleza,
hongos
apretados
nutrición de muchas plantas depende más
tejidos sobre su superficie o pueden tener
de éstas asociaciones de lo que antes se
ramificaciones que penetran en los tejidos
pensaba,
de las células radicales. Estos hongos, lejos
naturales.
de
general
En la figura 4 se ilustra la manera en que
benéficos, ya que aumentan la superficie
los filamentos de los hongos y las células
de absorción de la raíz con sus propios
de la raíz se ponen en contacto en un tipo
filamentos (hifas) y también facilitan la
particular de micorrizas.
que
causar
viven
daño,
formando
son
por
lo
pues
sobre
se
todo
ha
visto
en
que
la
comunidades
adquisición de ciertos nutrientes como el
fósforo y el calcio. A cambio de ello, los
hongos reciben parte de los nutrientes
orgánicos que las plantas producen en la
fotosíntesis.
Las asociaciones con hongos son muy
frecuentes en la naturaleza, principalmente
en
las
comunidades
silvestres,
por
ejemplo, algunas plantas muy conocidas
como los pinos y los encinos, que solo
pueden crecer adecuadamente cuando sus
raíces
están
asociadas
con
hongos.
También presentan micorrizas casi todos
los árboles de las selvas tropicales. Por
otra parte, la mayoría de los cultivos de las
plantas
de
micorrizas,
vida
o
corta
éstas
carecen
se
hallan
de
poco
desarrolladas.
Figura 4. Las micorrizas son asociaciones
de las raíces con ciertos tipos de hongos,
que
favorecen
la
absorción
de
determinados nutrientes críticos por las
plantas. Son muy frecuentes en bosques y
La abundancia y densidad de las micorrizas
aumenta
en
aquellas
presentan
escasez
regiones
crónica
de
que
algunos
nutrientes, como ciertas selvas de suelos
muy pobres.
El estudio de las micorrizas, la rizósfera y
de las asociaciones de raíces con bacterias
es un campo de la botánica cuyo desarrollo
selvas.
Los tallos no participan en la absorción de
nutrientes y tampoco están relacionados
con la captación de luz y dióxido de
carbono, si se exceptúan aquellas plantas
que tienen tallos verdes; sin embargo, su
función también es muy importante en la
captación de recursos pues contienen los
vasos que comunican en ambos sentidos la
65
CAPTACION Y UTILIZACION DE LOS RECURSOS__________________________
raíz y el follaje de las plantas, permiten a
algunos de ellos.
las plantas desarrollar su copa a cierta
altura, mejorando así sus posibilidades de
En vegetales que se encuentran en suelos
captar recursos, y asegurar la existencia de
fértiles y húmedos, el cambio de hojas se
tejidos
realiza principalmente en función de su
jóvenes
para
renovar
horas
y
ramas, como veremos mas adelante.
eficiencia fotosintética y de los cambios
Algunas
climáticos.
plantas
tienen
relaciones
Las
hojas,
al
caer,
llevan
nutricionales con microorganismos en otros
consigo cierta cantidad de nutrientes en su
órganos distintos a la raíz. Citaremos el
estructura, que también se pierden; por
caso
primitivas
eso, las plantas que crecen en los suelos
algas
muy pobres suelen conservar sus hojas por
también
más tiempo y éstas son más duras y
cianobacterias), .fijadoras de nitrógeno,
resistentes. Se sacrifica así parte de la
viviendo en las células de las hojas y es en
eficiencia en aras del ahorro de nutrientes.
de
ciertas
gigantescas,
verdeazulosas
coniferas
que
tienen
(llamadas
ellas en donde puede fijarse el nitrógeno
Cuando las hojas van a caer, debido a que
molecular atmosférico.
son ya viejas o se acerca la estación
Un caso particular de nutrición vegetal que
desfavorable, una parte de los nutrientes
seguramente ha venido a la mente de
minerales que contienen es transferida y
muchos de los lectores de este libro, es el
almacenada en otras partes de la planta
de
por
las
plantas
llamadas
popularmente
medio
de
complejos
mecanismos
"carnívoras" que, a diferencia de lo muchas
fisiológicos, pero algunos nutrientes no
veces popularmente se cree, son plantas
pueden ser movilizados y permanecen en
muy pequeñas que solo pueden capturar
las hojas desechadas.
insectos o animales menores aun. Estas
cuantas
Todas las plantas están expuestas a perder
especies bastante escasas en el mundo,
parte de su follaje por el ataque de
que viven principalmente en los suelos
herbívoros que se alimentan de ellas.
pantanosos pobres en fósforo y nitrógeno.
Principalmente
Poseen hojas modificadas en las que los
segundo término otros tipos de animales
insectos pueden quedar atrapados para ser
influyen de manera muy importante en el
digeridos, y asimilados, complementando
crecimiento vegetal. Esto ha traído como
así la nutrición en compuestos de fósforo y
consecuencia el desarrollo de mecanismos
nitrógeno.
de
plantas
pertenecen
a
unas
protección
muchos
insectos
internos
que
y
tienden
en
a
disminuir los daños de la herviboria sobre
Con respecto a los nutrientes minerales,
las plantas. Podemos citar, entre otros
las plantas también presentan mecanismos
tipos de pelos sobre la superficie de las
de conservación y ahorro interno, cuyo
plantas
y
desarrollo es mayor en medios más pobres
tóxicas,
pegajosas
en éstos nutrientes. Describiremos ahora
tejidos.
la
existencia
o
de
sustancias
irritantes
en
los
66
CAPTACION Y UTILIZACION DE LOS RECURSOS__________________________
En plantas de suelos muy pobres, los
daños producidos por los herbívoros son
más serios porque ocasionan también la
pérdida de valiosos nutrientes minerales
contenidos en los tejidos removidos por los
depredadores. Debido a lo anterior, es
frecuente que las plantas de los suelos
pobres tengan hojas duras, difícilmente
digeribles,
con
pequeños
cristales
minerales entre sus tejidos; a veces estas
hojas
son
tóxicas.
disminuyen
el
Estas
ataque
de
defensas
herbívoros,
aunque siempre habrá algunos capaces de
comérselas;
sin
embargo,
con
éstas
protecciones su número y el daño que
infringen será menor.
Los mecanismos de ahorro de nutrientes,
las
defensas
contra
herbívoros,
asociaciones
nutricionales
microorganismos
en
las
las
con
raíces
y
un
crecimiento más lento que en otros lugares
más fértiles, hacen posible que existan
plantas silvestres creciendo aún en los
suelos más pobres.
La gran mayoría de las plantas utilizadas o
cultivadas por nosotros no son especies
adaptadas a suelos muy pobres; es poco el
provecho
que
comunidades
condiciones.
se
que
Es
obtiene
crecen
importante
de
en
las
esas
aprender
a
manejar, conservar y, en pequeña escala,
también utilizar esas plantas, pues los
suelos pobres cubren grandes extensiones
de la Tierra.
67
EL PROGRAMA VITAL________________________________________________
EL PROGRAMA VITAL
Manuel Rojas Garciduenas –
"Ved la semilla de mostaza"
U
na parábola evangélica invita a
del tablero se duplicara el número de
considerar como una pequeñísima
granos de trigo de la casilla anterior
semilla
un
empezando con uno... y no pude hacerse
arbusto donde anidan los pájaros. Es un
ni aún dándole todo el trigo del reino. Este
hecho
fenómeno da por resultado el aumento en
se
maravilloso
transforma
y
vale
en
la
pena
tamaño y peso del individuo, lo cual se
considerarlo con cierto cuidado.
denomina, estrictamente, crecimiento.
El cuerpo de la planta de mostaza, como el
Si siempre estuviéramos en crecimiento,
de toda otra planta o animal, viene de una
nuestro cuerpo sería una masa de células
célula, oosfera en las plantas y óvulo en los
iguales entre sí. Tal es el caso de las algas,
animales, que en el hombre mide menos
hongos y esponjas, pero en los animales y
de medio milímetro. Cuando la oosfera o el
plantas superiores las células que forman
óvulo son fecundados empiezan a dividirse
el cuerpo han seguido diferentes destinos:
una y otra vez hasta formar un cuerpo
unas tienen gruesas paredes y dan firmeza
cuyo
al
peso
puede
ser
de
muchos
cuerpo
del
kilogramos. En este proceso de desarrollo
cloroplastos
del
almidos
individuo
ocurren
dos
fenómenos
o
vegetal,
otras
plastos
(amiloplastos)
básicos,
poseen
fabricantes
del
y
los
otras
fabrican
diferentes pero simultáneos: el crecimiento
alimentos
y la diferenciación.
huecas, y se unen unas a otras formando
son
muertas,
tuberías por donde discurre el agua y las
El óvulo fecundado se divide en dos células
sales del suelo, etc. lo mismo ocurre en el
que crecen al tamaño de la célula madre,
animal aunque, por supuesto, las formas y
dividiéndose luego para dar cuatro células
funciones
que crecen al tamaño de la madre y se
celulares- son diferentes. Éste fenómeno
vuelven a dividir y crecer, y así una vez
de diversificación y especialización celular
tras otra. Quien crea que este proceso de
se denomina diferenciación.
de
las
células
-los
tejidos
duplicación es muy lento para formar el
cuerpo
millones
de
de
un
elefante
células,
con
miles
de
deberá
releer
la
Tanto en vegetales como en animales las
células,
además
de
diferenciarse
y
anécdota atribuida al inventor del ajedrez
especializarse, se organizan entre sí para
que pidió como premio que en cada casilla
dar un todo integrado y armónico: un
68
EL PROGRAMA VITAL________________________________________________
individuo. El problema de la forma del ser
cromatina formando los cromosomas, que
vivo es bastante misterioso aún. El óvulo
se alojan en el interior del núcleo celular.
de una jirafa, un fresno o una muchacha
Tenemos, plantas y animales, dos juegos
hermosa es una célula esférica; a partir de
de cromosomas: uno ha venido del padre y
ella Irá tomando forma de un animal o
el otro de la madre, de modo que para
planta con un cuerpo
cada característica tenemos dos genes o
rasgos
sea dos oportunidades, dos caminos de
fundamentales aunque las condiciones del
diferenciación, lo que es un seguro para el
medio varíen. Por cierto, es un cuerpo
correcto desarrollo. Pero además de las
adaptable a las circunstancias por medio
órdenes genéticas en el destino que siga
de pequeñas variaciones pero no pierde
una célula influyen los mensajes químicos
sus características y su forma básica. Es
que reciba de las células vecinas cuando
una buena lección ésta de saber adaptarse
aún es muy "infantil". Los experimentos de
para sobrevivir, sin por ello perder la
los embriólogos han demostrado que si
autenticidad orgánica fundamenta.
bien cada célula lleva, en principio, la
determinado,
invariable
en
sus
posibilidad de formar cualquier tipo de
¿Cómo es que de una célula esférica surge
tejido y estructura celular, su destino de
un cocodrilo y de otra célula al parecer casi
hecho esta normado por las relaciones con
idéntica se forma una reina de belleza? Es
las
el piano de división de las células el que va
mayoría
conformando el cuerpo del individuo: si las
reprimidas y solamente unas pocas se
células se dividen siempre en un piano
hacen
formaran una cinta, si lo hacen en dos
"Información para la vida" en éste mismo
pianos originarán una superficie y si se
capítulo).
células
de
vecinas,
sus
realidad
de
modo
que
posibilidades
(véase
el
la
quedan
apartado
dividen en tres pianos se formará un
volúmen, un cuerpo tridimensional. De
PAREJAS... PAREJAS... PAREJAS
modo que para formar una nariz las células
sufren tantas divisiones en ésta dirección,
En la cultura occidental regalar una flor
ahora tantas otras en dirección diferente;
siempre ha significado que se ama a la
como
diez
persona a quien se da. El amante lleva
puntadas a la derecha, cinco en reversa...
flores a la amada, y qué bien que sea así,
pero operando en las tres dimensiones del
pues además de hermosa y poética una
espacio.
flor es el órgano sexual de la planta, así
y ¿cómo ordena a las células la posición del
que
piano de división, los cambios de dirección
aunque esto quizá parezca poco delicado a
y ritmo? En principio, los genes. Todos
los
sabemos que de una gata nacen gatitos y
ejemplares?).
las
señoras
cuando
tejen:
el
simbolismo
románticos
es
ñoños
más
profundo,
(¿quedará
aún
de las semillas del nogal surgen nogalitos;
las órdenes son hereditarias y van en las
Si se mira con atención una flor se verán
largas fibrillas de ADN que se rodean de
unos
filamentos
con
una
cabecita
69
EL PROGRAMA VITAL________________________________________________
generalmente amarilla; son los estambres,
podría llamarse con propiedad túnel del
forman el aparato sexual masculino y en
amor,
las cabecitas se encierra el polen, células
masculina penetre en el ovario y se dirija a
que llevan el gameto masculino y que
un óvulo. En éste momento, si es que no
forman
las
había sucedido antes, el núcleo vegetativo
personas, las flores pueden ser unisexuales
desaparece y el germinativo o gameto se
o bisexuales, así que puede ser en otra flor
divide en dos. Es curioso que aunque la flor
diferente, o en la misma que lleva los
esté colgante o erecta y sin importar la
estambres,
un
posición de los óvulos dentro del ovario, los
filamento casi siempre más largo que ellos
gametos masculinos van a ellos sin cerrar
-a veces más corto- sin cabeza amarilla y
camino, como si los olfatearan; y así es,
el cual parte de una esferita que hay en su
más o menos, pues los perciben por medio
base;
de hormonas especiales.
un
es
polvo
amarillo.
donde
el
se
pistilo
u
Como
encuentre
órgano
sexual
para
que
finalmente
la
célula
femenino y la esferita es el ovario que
contiene los óvulos, estructuras en que, a
Llegando ambos gametos masculinos a los
su vez, se encuentra la oosfera o gameto
óvulos
femenino.
femeninas para dar lugar a la semilla: un
se
fusionan
con
las
células
gameto fecunda a la osfera o gameto
El polen puede caer sobre el pistilo de la
femenino y el otro se fusiona con dos
misma
una
núcleos formando un trío. De la oosfera
o ir a para a otra flor
fecundada se formará el embrión y luego la
llevado por el viento o por insectos. Al caer
planta hija; del trío se forma una masa de
sobre el pistilo se hincha con la humedad
células
del ambiente y al romperse la cubierta deja
constituye la reserva de nutrientes para
escapar una célula con dos núcleos, uno
posibilitar la germinación y el crecimiento
vegetativo y otro germinativo que es el
de la plantita hasta salir del suelo. Muchas
gameto masculino. Entonces ésta célula
veces, por supuesto, la semilla es comida
empieza a labrarse un túnel a lo largo del
por ratones, aves o aceites grasos.
flor,
autofecundación,
pistilo;
va
ocurriendo
comiendo
los
tejidos
que
se
llena
de
alimentos
y
y
horadando su camino en busca del óvulo.
Al
fusionarse
las
Para que esto suceda el pistilo debe "dar el
también los núcleos en cuyo interior van
sí" y dejarse comer: por ejemplo, si un
los cromosomas. Éstos son cadenas largas
grano de polen de una especie, pongamos
y
por caso el huizache (Acacia), cae sobre un
desoxirribonucléico)
pistilo de otra especie, por ejemplo de
registradas
naranjo, no hay compatibilidad química, el
características
pistilo no se deja comer y el polen muere.
heredables del individuo, o sea los genes.
finísimas
células
de
se
fusionan
ADN
(ácido
donde
están
químicamente
las
El que la planta sea alta o baja, precoz o
Si el pistilo es receptivo al polen, éste labra
tardía, de flores rojas o blancas, todo va
su túnel que se llama tubo polínico pero
previsto en el ADN que dará órdenes a la
70
EL PROGRAMA VITAL________________________________________________
maquinaria química celular para que se
llama prendimiento o cuaje del fruto. El
ponga a fabricar tales o cuales moléculas.
ovario va a formar el fruto y los óvulos
El
forman las semillas constituidas por el
ADN
lleva
registrada
también
la
secuencia en que comunicarán las órdenes
embrión
y el tiempo en el que, en el futuro, se
fecundada) y el endospermo, una masa de
harán operativas.
células con nutrientes. Sucede a veces que
los
(que
óvulos
viene
fracasan
de
en
la
su
oosfera
desarrollo
Las células madres de los gametos tienen
abortando las semillas, pero como ya el
cada cromosoma por duplicado (estado
ADN había girado las órdenes para ello, se
diploide), pues uno estaba en la oosfera y
desencadenan los procesos orgánicos, el
el otro en el gameto masculino; antes de la
ovario sigue su desarrollo y se forma un
apertura el botón floral las células madres
fruto sin semilla. Si no ocurre aborto sino
de los gametos sufren cambios y reducen
que todo procede normalmente se forma
sus cromosomas a la mitas, y cada gameto
un nuevo ser en la planta madre, un
se queda con solo un cromosoma de cada
embrión -o muchísimos de ellos cuyas
clase; así es que cada gameto masculino 0
células llevan el ADN con las instrucciones
femenino lleva órdenes completas para
necesarias para que se desarrolle una
todas las características del individuo pero
nueva planta de frijol, o un roble (o una
en un sola edición (estado haploide). Al
avestruz, o una belleza como... la mujer de
fusionarse los núcleos se conjuntan los
sus sueños).
cromosomas
de
ambos
gametos
y
se
vuelve al estado diploide de tal manera,
El
hombre
ha
llegado
a
conocer
las
para cada carácter hereditario el óvulo
hormonas que intervienen en el cuaje del
fecundado -y por tanto el individuo que de
fruto, de modo que en muchos casos
él se forma- tiene una doble oportunidad;
puede aplicarlas a las plantas para obtener
puede ser así o asá. Claro que en el caso
frutos sin semilla o para hacer que las
de una flor que se autofecunda ambos
flores "peguen" en mayor porcentaje. Ésta
juegos genéticos son iguales y no existen
es una de las aplicaciones de las hormonas
alternativas hereditarias.
más utilizadas.
Las células del óvulo empiezan a dividirse
INFORMACIÓN PARA LA VIDA
en dos, cuatro, ocho, dieciséis... Pero ya
desde antes de la fecundación el óvulo
La información para la vida está muy bien
"sabía" lo que iba a suceder, pues el aporte
resguardada.
de productos químicos del polen le advierte
individuo
sobre su presencia; entonces la planta
dentro
empieza a movilizar los nutrientes de las
reproductoras o gametos y en el interior de
hojas y la raíz hacia las flores y el ovario se
ellos se encuentra el núcleo que guarda las
fija fuertemente a la rama y empieza a
cadenillas de ADN donde se codifican las
desarrollarse, fenómeno que el horticultor
características hereditarias, o para hablar
Dentro
están
de
sus
ellos
del
cuerpo
órganos
están
las
del
sexuales,
células
71
EL PROGRAMA VITAL________________________________________________
con mayor precisión, las órdenes para que
mensajero,
se realicen las características individuales
determinado por la configuración química.
heredables. Éste es un proceso un tanto
Así, los aminoácidos se van colocando en
complicado que se expondrá en forma
lugares precisos determinados por el ARN,
superficial y esquemática.
el
cual
se
y
se
sitúan
constituyó
en
un
conforme
lugar
a
la
configuración del ADN.
dividirse
4) Finalmente, los aminoácidos se ligan
queda en disposición de llevar a cabo el
entre sí y se desprenden del ARN para
procesos de transmisión de la información
constituir una proteína estructural o una
para
enzima
Cuando
la
la
célula
vida;
cromosomas,
celular
en
que
tenían
termina
las
éste
de
periodo
durante
la
cadenas
los
división
de
ADN
recubierta por una capa de proteína y
cuestión.
característica
Así,
las
del
individuo
órdenes
en
hereditarias
(genes) en el ADN se hacen operativas
dando un modo de ser al individuo.
semejaban salchichas, pierden dicha capa
quedando el ADN expuesto directamente al
Aquí surge una dificultad que fue un
medio del interior del núcleo. Entonces
problema desde que Morgan estableció la
ocurre el proceso:
teoría cromosómica de la herencia. Todas
las células del individuo provienen de la
1)
Cada
cadena
de
ácido
multiplicación del óvulo fecundado, por
desoxirribonucléico (ADN) se duplica en
tanto,
otra de material muy parecido: el ácido
cromosomas y genes; entonces ¿por qué
ribonucléico
se
no son todas las células iguales entre sí?
jugo
¿.Por qué existen diferencias no sólo entre
celular, los cuales se van ordenando de
los diversos grupos celulares, sino también
manera que cada gene del ADN pasa a
a través del tiempo? Para proponer un
quedar impreso en el ARN.
ejemplo, si el óvulo del que provengo
2) Así se forman dos clases de ARN. Una es
llevaba el gene para formar pelo ¿.por qué
el ARN mensajero que sale al protoplasma
no tengo pelo en todas las células, en todo
en forma de largas cadenas que llevan
el cuerpo como un hombre lobo? Y por otra
impreso el mensaje del ADN. La otra es el
parte, si llevaba el gene para ser barbado
ARN
al
¿por qué a los cinco años no poseía
protoplasma en forma de cadenitas muy
grandes bigotes y poblada barba, silos
cortas que difieren una de otra en un
genes estaban presentes?
efectúa
de
(ARN).
tomando
La
duplicación
materiales
transferencia
que
del
sale
todas
tienen
los
mismos
detalle de su composición química; cada
tipo de cadenitas se liga a un aminoácido
La explicación se debe a dos franceses,
determinado de los que se encuentran en
Monod y Jacob, y se conoce como teoría
el plasma celular.
del operón o de la represión génica. Ésta
3) Las cadenillas del ARN de transferencia
teoría postula que además de los genes
con su aminoácido ligado se van colocando
que ordenan formar tales o cuales clases
a lo largo de la cadena larga de ARN
de proteínas, llamados genes operadores,
72
EL PROGRAMA VITAL________________________________________________
existen
otros
genes,
llamados
genes
quienes
sus
gobernados
y
obreros
reguladores, cuyo papel es reprimir la
únicamente deben callar y obedecer, no
acción
han podido asimilar.
del
gene
operador.
Los
genes
represores están en interacción con los
agentes del medio externo; así, bacterias
Entre las moléculas del medio que actúan
que pueden sintetizar enzimas para digerir
sobre
diversas
importantes en los seres multicelulares las
hacen
clases
aquella
de
azúcares
enzima
solamente
apropiada
para
que
el
sistema
fabrican
operón
las
células
son
muy
vecinas.
El
deshacer la única clase del azúcar que hay
conjunto celular actúa sobre cada célula
en el medio, y así los genes que ordenan la
particular
síntesis de las otras clases de enzimas
activando otros para dirigir el destino de
quedan inactivos. Se pensó que el azúcar,
cada celular en función de un destino
por sí misma, le "dice" a la bacteria qué
común:
tipo de enzima debe fabricar, pero no es
individuo a cuya organización se supeditan
así: como lo expresa Jacob (El juego de lo
las potencialidades de cada célula.
reprimiendo
formar
un
unos
todo
genes
armónico,
y
un
posible, Editorial Grijalbo) "...El azúcar
actúa simplemente como una serial para
En principio, cada célula procedente del
iniciar la síntesis de la proteína (enzima)
óvulo
poniendo en marcha una serie de procesos
potencialidades de formar un individuo
regulados por los genes hasta el mínimo
completo
detalle". Éste sistema operadorregulador
cromosomas con sus genes; sin embargo,
se conoce con el nombre de sistema de
las represiones génicas
operón.
para ello y las células del embrión vegetal
fecundado
puesto
lleva
que
todas
lleva
las
todos
los
las incapacitan
o animal han perdido incluso la capacidad
Es satisfactorio y aleccionador darse cuenta
de permanecer con vida si se les separa de
de que en los fundamentos mismos de la
sus
vida se encuentra un "cogobierno". El gene
actualidad se han desarrollado técnicas que
operador no opera a su libre arbitrio sino
permiten a un conjunto de pocas células
que sobre él se encuentra un represor que
establecerse en un medio de cultivo en un
a su vez actúa, podría decirse, como "a
frasco
petición
las
desarrollarse hasta dar una plantita. Con
necesidades del medio. Hay pues una
células animales aún no se puede llegar a
correspondencia
posibilidades
tener un nuevo individuo pero sí pueden
genéticas -si no hay gene operador la
conservarse y reproducirse en condiciones
característica no puede aparecer- y las
controladas; tal es la técnica de cultivo de
necesidades que imponen el medio, y ésta
tejidos. La masa de células en cultivo
armonía asegura la eficiencia y buena
puede seccionarse una y otra vez y así
marcha de la sociedad de organillos que es
obtener muchas plantitas idénticas entre sí
la
muchos
pues todas vienen de una célula o de unas
gobiernos y muchos empresarios, para
pocas células; esto es lo que se denomina
de...",
célula.
Una
y
entre
conforme
las
lección
que
a
compañeras.
de
vidrio
Sin
en
embargo,
el
en
laboratorio
la
y
73
EL PROGRAMA VITAL________________________________________________
clonación y ya tiene muchas aplicaciones
un hipopótamo, como un hombre son una
en floricultura y horticultura.
pelotilla
compuesta
por
un
número
creciente de células; poco a poco van
En cultivo de tejido y la clonación han dado
esbozándose las formas específicas y llega
a
la
el momento en que cualquiera puede decir
posibilidad -ya prevista por Huxley en su
-en algunos casos tal vez se precise de un
libro Un mundo feliz- de tener una legión
real conocedor- que clase de planta o
de
los
animal es. Funcionalmente el embrión va
trabajos rutinarios o indeseables. Aún no
formando sus órganos pero es dependiente
existen, realmente, técnicas para hacerlo
de la madre, planta o animal, de donde se
pero es muy posible en el futuro lleguen a
llegan alimentos, oxígeno, agua y que le
hacerse realidad. Entonces habrá grandes
brinda cubiertas protectoras; está unido al
discusiones sobre la dignidad esencial del
cuerpo
hombre, la libertad individual, el derecho a
anatómica, y hasta que nace se separa de
la realización de las personas y toda esa
la madre de manera anatómica y funcional
clase
los
y se tiene sin lugar a dudas un individuo
tecnólogos porque no pueden pesarse en
diferente. En el caso de los animales lo que
una balanza analítica ni observarse por
era
medio de un espectrómetro... Aunque tal
transforma en un nuevo ser; en el caso de
vez algún día aprendamos a hacerlo.
las plantas se independiza todo el ovario,
los
escritores
de
hombres/robot
de
cosas
ciencia
que
que
ficción
ejecuten
molestan
a
que
materno
un
óvulo
forma
se
el
sobreviviente,
EL CAMINO DE LA VIDA
por
la
alguna
estructura
independiza
fruto.
La
semilla,
y
se
estructura
proviene
del
óvulo, y estrictamente hablando proviene
Plantas y animales inician su vida como
de una de las celular del óvulo, la oosfera
una célula fecundada que se divide una y
fecundada, que es la que forma al embrión.
otra
El problema de cuando el nuevo ser es un
vez
dando
lugar
a
un
embrión.
¿Cuándo el nuevo ser es ya un individuo
individuo
aparte de la madre? Genéticamente, desde
materno ha dado lugar a muchos debates
y
no
una
parte
del
cuerpo
el momento de la fecundación, puesto que
en el caso de la especie humana.
a partir de ahí existe un conjunto de genes
y por tanto de características individuales
Al
únicas, diferentes a todas las que existen o
embrión vegetal se miran iguales y no
hayan
parecen tener "pies ni cabeza". Pero sí
existido.
características
no
Es
se
cierto
han
que
las
hecho
una
microscopio
tienen:
si
se
todas
corta
las
células
un
del
embrión
realidad anatómica o fisiológica pero ya
transversalmente por el medio y se pone
existen como realidad bioquímica y celular,
cada mitad en un medio de cultivo, una de
y la bioquímica celular es la base de la
ellas se desarrollara dando un talluelo sin
vida.
ser
raíz y de la otra se formará una radícula
empieza a existir cuando es reconocible
sin tallo. Esto prueba que, aunque no se
como tal; al principio, tanto un roble, como
detecte al microscopio, las células son
Anatómicamente
el
nuevo
74
EL PROGRAMA VITAL________________________________________________
diferentes en su estructura molecular y
por
tienen ya represiones génicas diversas;
estructuras inútiles son muy contadas y
fisiológicamente ya está inscrito su destino
aún
futuro. El término técnico es que se han
evolutivas,
alguna
vez
debieron
diferenciado,
estructuras
útiles,
con
una
y
éste
proceso
se
hará
la
evolución.
cuando
En
fuesen
meras
reliquias
ser
finalidad
determinada.
pues
formará
aceptar la finalidad de las estructuras
diferentes estructuras. Se forman así los
orgánicas pero no en sentido aristotélico
diversos tejidos de la planta: los que
sino como producto de una evolución por la
conducen
selección
grupo
agua
de
y
células
sales
(xilema)
o
de
tendencia
las
evidente en cuanto la semilla germine,
cada
La
realidad
los
actual
individuos
mejor
alimentos elaborados (floema), los que
adaptados
fabrican
nutrientes
capítulo VI, La evolución de la vida, el
(parénquimas), los que afirman el cuerpo
apartado "Mendel y el gene"). En éste
del
y
espinoso tema será mejor ceder la palabra
y
almacenan
vegetal
(fibras
los
de
colenquima
genéticamente
es
(véase
el
los
protectores
del
a alguien más autorizado, Francois Jacob,
y
peridermo).
Los
coautor de la teoría del operón y Premio
tejidos se organizan entre sí para formar la
Nobel: "...no se puede hacer biología sin
raíz, el tallo con sus ramas, las hojas y
referirse constantemente al 'proyecto' de
más tarde las flores y frutos, que son los
los
órganos vegetales. Todo ello sucede de
existencia a sus estructuras y funciones.
modo secuencial, armónico, de manera que
Vemos pues que distinta es esta actitud del
de la diversidad celular se forma un todo
reduccionismo que ha prevalecido durante
único: el individuo. Éste es el proceso de
tanto tiempo" (La lógica de lo viviente,
morfogénesis cuyo lema sería ex pluribus
Salvat).
unum.
Tanto el desarrollo de la planta como el del
esclerenquima)
cuerpo
y
(epidermis
organismos,
'sentido'
que
da
la
animal son procesos básicos, o sea, no
El
proceso
de
diferenciación
y
contínuos como el crecimiento, sino que
morfogénesis ha hecho surgir de nuevo la
proceden
antigua
finalismo.
desarrollo a otro. De los cinco a los quince
Aristóteles explicaba la existencia de las
años el niño sufre cambios cuantitativos
estructuras orgánicas por su finalidad. Al
(peso, altura) pero no cualitativos; de
rechazar a Aristóteles los racionalistas del
pronto, en pocos meses, aparecen los
siglo XVIII repudiaron todo finalismo y sus
signos de la virilidad o de la femineidad y
herederos positivistas se dieron a rebuscar
se entra en la etapa de la juventud.
estructuras
disputa
intestinal,
macho,
la
proponían
sobre
inútiles
las
como
tetillas
glándula
como
en
el
salto
de un
estado
del
el
apéndice
Durante unos quince años ocurren pocos
el
mamífero
cambios, pero pasada la edad de treinta
pineal,
ejemplos
por
de
etc.,
que
que
años vienen cambios metabólicos y se
las
inicia la fase de madurez. Éste estado se
estructuras biológicas no son causadas por
mantiene
durante
largo
tiempo
pero
una función necesaria sino determinadas
después de los sesenta años se sufren
75
EL PROGRAMA VITAL________________________________________________
nuevos cambios fisiológicos y sobreviene la
pueden
volverse
susceptibles
a
vejez.
enfermedades que antes no las atacaban.
Al final la planta se torna senil y muere; las
La planta también sufre un desarrollo
personas
físico. En tanto la semilla permanezca en
plantas creen quizá que los árboles no
un ambiente fresco y seco el embrión
envejecen, pero cualquier fruticultor sabe
queda en letargo. Al absorber agua la
que cuando sus manzanos o sus naranjos
semilla se hincha y las células del embrión
llegan a cierta edad no responden ya al
se activan, sus genes se desreprimen y
abonado u otras prácticas de labranza y si
determinan la aparición de hormonas que
desea mantener la productividad de su
facilitan
huerto
la
consecución
de
energía
al
deshacer los almidones (giberelinas), luego
que
debe
tienen
contacto
sustituirlos
por
con
las
árboles
jóvenes.
aparecen hormonas que activan la división
celular (citocininas) y poco después las
auxinas, que promueven el alargamiento
de las células, su diferenciación en tejidos
y su organización en estructuras de mayor
integración. Se forma así una plantita
infantil que se abre paso a través del suelo
hasta salir a la superficie. La plántula está
sujeta a ciertas enfermedades, tiene tales
o cuales requerimientos de temperatura y
de
intensidad
lumínica
y
exige
determinados foto o termoperiodos (véase
el capítulo III, La regulación de la vida).
Éstas exigencias climáticas y la resistencia
o
susceptibilidad
a
enfermedades
se
mantienen unas pocas semanas y luego
cambian en la planta juvenil; los nuevos
requerimientos fisiológicos se mantienen
por un tiempo en tanto los tallos de la
planta
aumentan
de
tamaño
y
se
ramifican. De pronto la planta se cubre de
botones
florales:
ha
entrado
en
su
madurez sexual, lo que se acompaña de
cambios en las respuestas a los estímulos
externos;
generalmente
exige
temperaturas más elevadas y días más
largos, hay plantas que no florecen por no
recibir
suficiente
insolación;
también
76
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
D
los
propia fisiología, asociamos los procesos
activamente los recursos que utilizan para
básicos de apropiación de recursos como el
vivir,
comer, el beber y el respirar, con el
microscópica sobre la mayor parte de su
movimiento. En el ser humano cada uno de
superficie, lo que hace que para nosotros
esos
sea imposible percibir a simple vista la
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS
CARLOS VÁZQUEZ YANES -
ebido a la naturaleza de nuestra
actos
requiere
de
movimiento,
apreciable a simple vista, lo mismo que en
animales.
pero
Las
lo
plantas
hacen
a
absorben
una
escala
manera en que realizan ésta función.
todos los demás animales terrestres y en la
Plantas y animales requieren de energía
mayor parte de los acuáticos.
para que puedan tener lugar los procesos
Para poder introducir los alimentos al
químicos
cuerpo tenemos primero que atraparlos y
movimiento, pero existe una diferencia
después
fundamental a éste respecto entre ambos
ingerirlos.
primero
debemos
beberla
y
bombear
interior
para
Para
tomar
buscarla
respirar
movimiento
nuestro
después
tenemos
continuamente
de
y
agua
aire
cuerpo.
obtenemos
hacia
Sólo
básicos
tipos
de
que
originan
organismos
la
vida
vivos.
y
Para
el
las
que
plantas, la fuente básica de energía es la
el
luz del Sol: a partir de ella derivan la
con
fuerza necesaria para generar todos sus
que
componentes
químicos
y
efectuar
sus
movimientos y crecer. Los animales no
sostienen nuestra vida.
pueden
utilizar
la
energía
solar
Los alimentos que los animales utilizamos
directamente como lo hacen las plantas por
son siempre plantas u otros animales, que
lo que tienen que derivar la energía que
se
ya
requieren
de
indirectamente de animales que comen
capturan
muertos,
vivos
algunas
o
se
veces
obtienen
en
estado
de
plantas.
organismo
indispensables los compuestos cargados de
densamente
energía que las plantas producen y que
requiere
se
encuentran
concentrados en la masa alimenticia que
animales
o
nutrimentos
nuestro
los
organismos
descomposición. En todos los casos los
que
Para
estos
son
forman parte de su estructura.
ingerimos.
La vida de nuestro planeta tiene como base
Las plantas toman nutrimentos y agua y
ese proceso de absorción de energía solar
también respiran, pero lo hacen de una
que
manera radicalmente distinta la nuestra,
efectuar, de manera que todos los demás
entre otras razones porque carecen de
seres vivos finalmente dependen de ellas
movimiento aparente y además porque
para sobrevivir. En la figura 1 hemos
sólo
las
plantas
verdes
pueden
presentado diagramáticamente el camino
tienen la capacidad de llevar a cabo una
que sigue la energía que genera la vida en
serie de procesos químicos inexistentes en
la tierra.
77
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
Posiblemente exista algún otro planeta en
punto de partida, por su estrecha relación
el universo, habitado por otros seres vivos,
con el mundo inorgánico. Ellas captan la
en las que las cosas funcionen de fuentes
energía
de subsistencia: la luz solar y la muerte de
inorgánicos y después de procesarlos son
los propios seres vivos.
transferidos a los demás seres vivos, que
no
solar
efectúan
y
toman
la
función
los
recursos
básica
de
la
fotosíntesis.
El proceso por el cual las plantas utilizan la
energía de la luz solar para desarrollar
algunas
reacciones
fotosíntesis
químicos
Este
es
químicas
conjunto
sumamente
se
de
llama
procesos
complejo;
sin
embargo, ya ha sido descrito y estudiado
por los científicos (fisiólogos de plantas)
con
mucho
detalle
y
profundidad.
La
fotosíntesis tiene lugar en los órganos
verdes de las plantas, principalmente en
las hojas. Consiste en la transformación de
dos
compuestos
externo:
un
tornados
gas
llamado
del
medio
dióxido
de
carbono (C02) y un líquido, el agua (H20).
Estas sustancias, muy estables, pueden
llegar
a
combinarse
para
formar
compuestos orgánicos.
Los
compuestos
orgánicos
son
las
moléculas más características que forman
a los seres vivos., su principal sustancia
estructural es el carbono, que forma el
esqueleto
orgánicos;
de
así
todos
que
los
la
compuestos
materia
viva
deshidratada se forma principalmente por
carbono, al cual se encuentran unidos
elementos como el hidrógeno, oxígeno,
Figura 1. Este diagrama representa la
forma
en
que
los
seres
vivos
etc.
están
formando
La energía luminosa necesaria para la
ecosistemas. Las plantas constituyen el
fotosíntesis puede ser utilizada gracias a la
relacionados
entre
sí
78
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
presencia de pigmentos especiales que
obtener éstos recursos tan dispersos en el
efectúan esa función. El más importante de
medio ambiente las plantas deben poseer
ellos es la clorofiia, que es precisamente el
una amplia superficie de contacto con el
que le da el color verde a las plantas. En la
exterior, en lugar de la capacidad que
figura
representado
tienen los animales de moverse en busca
forma
de alimento.
2
hemos
esquemáticamente
y
en
muy
simplificada el proceso de la fotosíntesis.
Las
moléculas
de
dióxido
de
carbono
presentan una concentración muy baja en
la
atmósfera:
constituyen
aproximadamente el 0.03% de los gases
atmosféricos. Los gases más abundantes
son el nitrógeno y el oxígeno, de manera
que el dióxido de carbono es sólo un
componente secundario de la atmósfera;
no obstante lo anterior, tiene primordial
importancia para el sostenimiento de la
vida.
Para
poder
enrarecido,
obtener
las
éste
plantas
gas
tan
normalmente
ofrecen una gran superficie de contacto de
sus órganos fotosintéticos con el aire. Una
Figura
2.
Diagrama
fotosíntesis:
a
través
simplificado
de
un
de la
complejo
sistema captador de energía, formado a
partir de la clorofila y otros pigmentos, las
plantas verdes transforman compuestos
simples y estables: dióxido de carbono y
agua, en los compuestos orgánicos básicos
que
dan
origen
a
todos
los
demás
compuestos orgánicos que forman a los
seres vivos.
hoja no sólo es plana, es también una gran
parte hueca, de manera que muchas de
sus células están en contacto o a poca
distancia del aire del
que procede el
dióxido de carbono que requieren. Otra
razón por la cual casi todas las hojas son
planas
y
posición
dispuestas
horizontal,
generalmente
luz
solar
en
directa,
captando así mismas luz con el menor
volúmen. De éste modo la fotosíntesis se
efectúa con la mayor eficiencia posible.
Así bien las plantas, a diferencia de los
animales, no capturan activamente masas
densas de compuestos alimenticios; en
lugar de ello absorben moléculas aisladas a
través de toda su superficie. Ésto marca
una diferencia fundamental entre ambos
tipos
de
organismos
vivos,
pues
En
resúmen,
podemos
decir
que
los
compuestos orgánicos que forman parte de
los
alimentos
animales
y
son
otros
tornados
seres
por
los
vivos
no
fotosintéticos inicialmente a partir de las
para
79
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
plantas, que son su única fuente. Éstas en
muestra una comparación entre una planta
cambio,
y
directa
puede
a
producirlos
partir
de
sus
de
manera
precursores
un
animal
por
lo
que
respecta
a
superficie exterior.
químicos inorgánicos: dióxido de carbono,
agua y minerales, utilizando para ello la
energía de la luz solar que captan por
medio
de
sus
órganos
verdes.
Los
compuestos así formados pasan a formar
parte de la estructura de las plantas.
Con estas ideas es posible ver de manera
clara la razón por la cual la parte aérea de
las plantas, principalmente ramas y hojas,
tienen una superficie de contacto con el
ambiente tan extensa, en comparación con
la de los animales. Las plantas obtienen de
la atmósfera esencialmente dos cosas:
moléculas muy dispersas y más o menos
uniformemente distribuidas en el aire de
dióxido de carbono y energía luminosa
procedente del Sol. Éstas dos cosas, más el
agua del suelo, son el principal alimento de
las plantas. Los animales, por su parte,
para
buscar
plantas
o
atrapar
otros
animales, vivos o muertos, requieren de
movimiento y, para ingerir sus alimentos,
por lo general sólo tienen un orificio de
entrada en toda la superficie de su cuerpo.
Una planta de maíz adulta llegó a tener
una superficie total de contacto con la
atmósfera superior a los 10 m2, sin contar
con los espacios huecos del interior de las
hojas. Un ser humano adulto quizá llegue
solo a 2m2, sin contar naturalmente los
espacios huecos de los pulmones y el
aparato digestivo, que en cierta manera
también están en contacto con un medio
ambiente modificado de donde se absorben
el oxígeno y los alimentos. En la figura 3 se
Figura 3. Se compara aquí la forma de una
planta y la de un animal. A pesar de que el
peso del cerdo es muchas veces superior al
del girasol, ésta planta tiene una superficie
de contacto con el medio ambiente mucho
más extensa.
Más adelante veremos cómo cambia la
superficie de contacto de las plantas con el
aire a través de las estaciones del año y la
importancia
que
ésto
tienen
en
la
sobrevivencia.
En las líneas anteriores hemos visto algo
acerca de la absorción de recursos a través
de la parte aérea de las plantas. Sin
embargo, ¿qué ocurre con la parte de las
plantas que crece bajo la superficie del
suelo? A través de las raíces de las plantas
se absorben también sustancia esenciales
para la vida vegetal, principalmente agua y
con
ella
cantidades
otros
elementos
relativamente
que,
en
pequeñas,
80
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
forman parte de moléculas orgánicas o
participan en algunas reacciones químicas
vitales.
Al igual que la parte aérea de las plantas,
las raíces se ramifican y se extienden
dentro de un gran volúmen de suelo, en
relación con su propio peso, aumentándose
así la superficie a través de la cual pueden
absorber el agua y los nutrientes minerales
que se encuentran disueltos en ella.
En la figura 4 mostramos la relación que
existe
entre
la
superficie
aérea
y
la
superficie subterránea de una planta. A
veces las dos superficies son equivalentes,
con el tallo actuando como puente de
unión
entre
ambas.
En
lugares
intermedios, la superficie de la raíz puede
ser equivalente a la de las hojas de una
planta.
Figura 4. La superficie de contacto de las
raíces con el volúmen de suelo en el que
penetran tiende a ser equivalente a la de la
copa, de manera que la absorción de agua
compensa
la
pérdida
por
transpiración
durante la estación de crecimiento.
¿Cuánta agua necesita una planta? Ésta es
una
pregunta
importante
que
con
frecuencia se hacen los botánicos, los
agricultores
y
también
aquellos
que
ocasionalmente riegan una maceta. Si las
plantas conservaran toda el agua que
absorben,
pronto
alcanzarían
enormes
volúmenes, pero en realidad es que la
mayor parte del agua que toman a través
de las raíces se evapora a la atmósfera por
81
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
la superficie de las hojas, y en menor
ofrecer una amplia superficie de contacto al
escala, por tallos y ramas.
medio en los diferentes tipos de seres
vivos.
El hecho de que las plantas tengan amplia
superficie de contacto con el aire tiene
En la mayoría de los animales tiende a ser
también su lado desfavorable, en ciertas
una cifra pequeña. El cuadro I muestra una
circunstancias,
comparación.
ya
que
éste
contacto
ocasiona una evaporación inmensa del
agua de las células de las hojas. Para que
La absorción de agua sólo es posible
el dióxido de carbono del aire pueda
cuando el suelo tiene bastante humedad,
penetrar a las células de la hoja, es
de manera que cuando éste se seca las
necesario que la superficie de éstas sea
plantas
pueden
húmeda y que no existan barreras físicas
pierden
más
de consideración que impidan el contacto
recuperar del suelo y como consecuencia
del aire con las células fotosintéticas; así
de ello sus tejidos se deshidratan un poco,
que
de
perdiendo la turgencia que normalmente
ven
tienen, las hojas pierden rigidez y penden
intensa
flácidas de las ramas y, si la deficiencia de
pérdida de agua por evaporación. Una
agua se prolonga por más tiempo o se
planta de maíz de 1.5 m de altura ha
intensifica, las plantas pueden llegar a
requerido aproximadamente de 200 litros
morir por desecación.
a
cambio
carbono,
de
las
necesariamente
captar
dióxido
plantas
sujetas
a
se
una
marchitarse;
agua
de
la
es
que
decir,
pueden
de agua para crecer, y sin embargo, sólo
contiene alrededor de 2 litros de agua. Por
CUADRO I. Si expresamos la superficie (s)
cada molécula de dióxido de carbono que
en
una planta logra fijar de la atmósfera, se
volúmen (v) en decímetros cúbicos (dm3),
pierden por lo menos 10 moléculas de
podremos comparar el cociente s/v entre
agua.
un animal y una planta
Como
consecuencia
de
la
decímetros
cuadrados
(dm2)
y
el
intensa
transpiración de las plantas verdes, las
raíces deben ser extensas para recuperar
del suelo toda el agua que pierden las
hojas. Se calcula que la raíz de una planta
adulta de cebada puede llegar a tener una
En muchos lugares de nuestro planeta,
superficie total alrededor de 7m2 de con un
debido al clima, la desecación del suelo
peso de sólo medio kilogramo, así que al
ocurre
dividir la superficie entre el volúmen (s/v)
determinada estación o estaciones. Las
resulta
plantas
cociente
una
cifra
puede
matemáticamente
muy
servir
la
elevada.
para
Éste
expresar
importancia
de
regularmente
que
viven
en
cada
ésos
año
en
ambientes
tienen mecanismos para prevenir el daño
que la desecación puede causar. Si la
sequía es una condición casi permanente
82
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
de un lugar, como pasa en los desiertos,
del suelo. Sin embargo, muchas plantas
entonces las plantas que viven en ellos
silvestres
tienen
absorberlos aun en los suelos más pobres.
características
especiales
que
pueden
encontrarlos
y
reducen a un mínimo la pérdida de agua,
aunque también impiden un crecimiento
A pesar de su importancia, la gran mayoría
rápido. Más adelante analizaremos con
de los nutrientes minerales participan con
detalle éstos casos.
una
fracción
muy
pequeña
en
la
composición total de una planta. En el
Además del agua, las raíces absorben del
cuadro II se presenta la composición del
suelo otros elementos químicos que son
peso de una planta de maíz recién recogida
esenciales para la vida de las plantas, pero
del campo.
que
son
requeridos
en
cantidades
relativamente pequeñas. Algunos de estos
DISTRIBUCIÓN DE LOS RECURSOS
elementos forman parte de las moléculas
tienen
Analizaremos ahora con un poco más de
complejas funciones fisiológicas, otros sólo
detalle la manera en que se distribuye y es
se
utilizado
orgánicas
importantes,
requieren
para
otros
que
algún
proceso
cada
uno
de
los
recursos
fisiológico muy específico pueda realizarse
esenciales que las plantas toman de su
y otros más únicamente son necesarios
medio circundante.
para determinados tipos de plantas.
CUADRO II. Una planta de maíz formada
Todos estos elementos químicos entran en
aproximadamente por ocho partes de agua
la planta disueltos en el agua, lo que
y
incrementa aún más la importancia del
remanente después de quitar toda el agua
agua para la vida vegetal. El agua no sólo
que la planta contiene. Si analizamos la
es
proporción que guardan los átomos de los
nutrimento
fotosíntesis,
necesario
también
se
para
requiere
la
para
dos
de
diferentes
materia
elementos
seca,
en
que
el
es
total
el
que
compensar las pérdidas por transpiración y
compone la materia seca, encontramos lo
es
siguiente:
al
mismo
introduce
a
la
tiempo
planta
el
vehículo
otros
que
nutrientes
esenciales.
Los elementos minerales que utilizan las
plantas
tienen
una
distribución
y
abundancia muy variables en el suelo y
algunos de ellos son siempre relativamente
escasos; por ello, para mantener una alta
productividad agrícola con frecuencia se
EL DIÓXIDO DE CARBONO
recurre al uso de fertilizantes como medio
para enriquecer el contenido de nutrientes
Como ya mencionamos, éste gas forma
parte del aire, junto con el nitrógeno y el
83
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
oxígeno principalmente, y también el vapor
corales,
de
menor
microscópicos y todos aquellos animales
concentración
que forman conchas, pueden retirar el
agua
y
concentración.
otros
gases
Tiene
una
de
ciertos
animales
de
bicarbonato
distribuye de manera uniforme en toda la
transformarlo en un compuesto insoluble
atmósfera baja, de manera que las plantas
llamado carbonato de calcio, que forma los
lo encuentran en cantidad suficiente en su
esqueletos y las conchas de esos seres
medio y usualmente no compiten por él,
vivos. Gran parte del carbonato de calcio
salvo en algunos bosques y selvas muy
así elaborado ha pasado a formar parte de
densos donde la concentración del gas
varias
puede llegar a bajar a mediodía, debido a
también, en algunos casos, puede ocurrir
la gran cantidad de las plantas verdes que
sin la intervención de seres vivos.
de
del
plantas
muy pequeña en la atmósfera, pero se
clases
calcio
y
roca.
Éste
agua
y
proceso
lo están absorbiendo al mismo tiempo.
La formación de carbonato de calcio ha ido
tiempos
causando con el tiempo la disminución del
atmósfera
dióxido de carbono de la atmósfera, la cual
terrestre. Es posible que su concentración
indirectamente también ha ido causando
haya llegado a ser superior al 1%. Buena
cambios al clima terrestre a través de
parte de éste gas fue fijado por las plantas
millones de años. Uno de los efectos
verdes, tanto terrestres como acuáticas, en
probables de éste cambio ha sido el que la
su estructura. Algunas de ésas plantas y
Tierra haya pasado de ser un planeta
animales que se alimentaban de ellas, al
uniformemente cálido a presentar regiones
morir no sufrieron una descomposición
con estaciones marcadas, frías y calientes.
Hace
millones
geológicos
de
primarios,
años,
de
en
la
total, quedando en cambio enterrados en
capas cada vez más profundas del suelo.
Existe aún bastante dióxido de carbono en
Así se originaron los depósitos de carbón
la atmósfera terrestre como para sostener
mineral en tierra y los de hidrocarburos
la vida de las plantas verdes por muchos
(petróleo) en los antiguos mares. Por lo
millones de años más. Con respecto a ésto,
tanto, parte del dióxido de carbono fué
vale la pena mencionar aquí que el uso que
retirado de la atmósfera e inmovilizado en
hemos hecho del carbón mineral y del
este proceso.
petróleo,
reintegra
a
la
atmósfera
el
dióxido de carbono, de manera que en los
Otra parte del gas se fu disolviendo en el
últimos cincuenta años se ha podido medir
agua del mar para dar lugar a la formación
un ligero incremento en la concentración
de un ácido débil que fácilmente puede
total del gas, así que mientras nuestra
unirse al calcio, presente en muchos tipos
especie no se extinga, es poco probable
de
que el
rocas.
El
compuesto
químico
así
dióxido
formado se llama bicarbonato de calcio y
posiblemente
muchos
aumentar.
organismos
cianobacterias,
algas
marinos,
verdes
y
como
de carbono disminuya,
más
bien
tenderá
a
rojas,
84
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
Cuando
el
dióxido
de
carbono
de
la
carbono, o mejor dicho la mayor parte,
atmósfera entra a las células fotosintéticas
regresa
de las plantas, llega a un organismo celular
atmósfera, el agua y el suelo. A todo el
llamado cloroplasto en donde sufre las
ciclo que hemos descrito en las líneas
transformaciones
anteriores se le conoce como ciclo de
de
la
fotosíntesis.
El
al
mundo
Lo
de
lo
hemos
orgánico:
la
carbono de éste gas pasa aquí a formar
carbono.
parte del esqueleto de moléculas orgánicos
esquemáticamente, en forma simplificada,
representado
simples que posteriormente darán origen a
en la figura 5.
todos los demás compuestos químicos que
forman la materia viva. Ésta parte de las
transformaciones que sufre el carbono en
la naturaleza se llama ciclo orgánico, por
tener lugar con la participación de los seres
vivos.
Los compuestos orgánicos son utilizados en
otra función vital que realizan todos los
seres vivos, llamada respiración. Éste es
un conjunto de reacciones químicas que
consiste esencialmente en la oxidación de
algunos
de
los
diferentes
tipos
de
compuestos orgánicos, en donde se libera
la energía que éstos contienen para dar
lugar al movimiento y al desarrollo de
todos
los
procesos
fisiológicos
que
Figura
5.
El
carbono
es
el
elemento
constituyen la vida. En la respiración, el
estructural de los compuestos orgánicos.
oxígeno
vivos
Es tornado del aire por las plantas en
transforma los compuestos orgánicos en
tornado
por
los
seres
forma de dióxido de carbono (C02). Aquí
las moléculas que inicialmente les dieron
se
origen en las plantas verdes: dióxido de
elemento en su ciclo a través de plantas,
carbono y agua, que escapan como gas y
atmósfera y suelo.
indica
el
camino
que
sigue
éste
vapor nuevamente a la atmósfera.
EL AGUA
El carbono orgánico que no es usado en la
respiración forma parte de la estructura de
Éste líquido tan esencial es una de las más
animales y plantas. Éstos, al morir, caen al
grandes maravillas de nuestro universo.
suelo en donde sirven de alimento a
Las
hongos,
hacen de ella la sustancia más adecuada
bacterias
microorganismos,
de
y
manera
otros
que
finalmente toda el agua y el dióxido de
para
propiedades
y
sostener
innumerables,
la
de
características
que
vida
son
casi
modo
que
aquí
85
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
evitar la desecación. No sucede lo mismo
mencionaremos sólo algunas de ellas.
en los medios terrestres: para la gran
líquido
mayoría de las plantas emergidas, el suelo
térmicas
es el reservorio en donde se almacena el
extraordinarias; por ejemplo, el hecho de
agua, a partir del cual las plantas pueden
que sea más ligera cuando es sólida (hielo)
recuperar
que cuando es líquida es una propiedad
transpiración, pero el suelo no siempre
única entre todos los compuestos químicos.
tiene en cada lugar y en cada estación del
Esto permite que el hielo flote en la
año
superficie de los mares y lagos en lugar de
ocasiones
puede
irse al fondo. Si esto ocurriese, gran parte
humedad,
pero
del océano y muchos lagos estarían para
totalmente seco, dependiendo del clima,
siempre congelados y sin vida.
tiempo, tipo de suelo, pendiente, cercanía
El
agua
es
transparente,
como
con
un
cristal
propiedades
la
la
que
misma
pierden
cantidad
estar
a
de
por
la
agua.
En
impregnado
de
veces
puede
estar
o lejanía de cuerpos de agua que las
El agua es un gran solvente, pero a pesar
plantas hacen. El agua disponible es, pues,
de ello es químicamente estable y neutra.
sumamente variable en abundancia en el
A diferentes temperaturas, no demasiado
medio donde los vegetales crecen y esto
cercanas entre sí, es gaseosa, líquida o
determina muchas de las características de
sólida,
la historia de la vida de cada especia de
pero
para
cambiar
de
estado
requiere de bastante energía, lo cual tiene
plantas.
como consecuencia, entre muchas otras
funciones en las plantas.
cosas,
el
carácter
El
agua
desempeña
muchas
extraordinariamente
benigno y estable del clima de nuestro
Además de ser la fuente de hidrógeno y
planeta, en comparación con el que existe
oxígeno indispensables en la fotosíntesis
en otros planetas que no tienen agua, o al
para
menos no tanta como el nuestro. Sin duda,
orgánicas, es necesaria también en su
el tema "agua", serviría para escribir un
papel de medio en el cual tienen lugar
volúmen
todas
completo,
que
sería
muy
interesante para todos.
la
construcción
las
reacciones
de
químicas
constituyen
las
funciones
mismo,
el
vehículo
es
moléculas
que
vitales;
que
así
conduce
El agua es sumamente abundante sobre la
infinidad de compuestos dentro de los
corteza terrestre y también en algunos
seres vivos, es el solvente de dióxido de
lugares en el subsuelo, pero no lo es tanto
carbono y de todos los demás nutrientes
como para no darse ocasionalmente a
de
desear en muchos sitios de la Tierra.
regulador
las
plantas,
de
la
actúa
como
temperatura
agente
y
como
enfriador cuando es evaporada de las
Para las plantas que viven en el mar y en
hojas, evitándose así que el calor del sol
muchas
el
las
es
turgencia
agua
masas
está
acuáticas
siempre
terrestres,
presente
y
no
necesario que posean estructuras para
dañe.
Sirve
como
(firmeza)
de
generadora
los
de
órganos
vegetales y es, en fin, la más abundante y
86
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
básica de todas las sustancias que forman
humedad para las plantas en la superficie
la materia viva: la mayoría de los tejidos
emergida de la tierra.
vegetales tienen entre un 60 y un 90% de
agua.
EL OXÍGENO
La vida como la conocemos en la Tierra
está
construida
por
dos
materias
Éste
gas
presenta
una
considerable
principales: agua y carbono. En otros
abundancia
planetas las sustancias básicas de la vida
constituye aproximadamente una quinta
podrían ser diferentes; hasta ahora ésto
parte de su volúmen. Forma también parte
parece poco posible.
del agua y de suelo. En su forma gaseosa o
molecular
En
la
figura
6
el
(O2)
la
es
atmósfera,
producido
por
pues
las
hemos
representado
plantas verdes como otro producto de la
y
en
forma
fotosíntesis; por ello se dice popularmente,
ciclo
del
esquemáticamente
simplificada
en
agua
muy
en
la
naturaleza.
y con razón, que las plantas oxigenan aire,
cuando el que producen en la fotosíntesis
es insuficiente o cuando no efectúan la
fotosíntesis durante la noche. También
absorben el oxígeno atmosférico o del
suelo aquellos órganos vegetales que no
son verdes.
El oxígeno es importante para las plantas y
animales por su poder oxidante, además
de que forma parte de la estructura de la
mayoría
de
los
compuestos
orgánicos
vitales. El oxígeno molecular es el agente
que conduce a la liberación de la energía
contenida en los compuestos orgánicos (y
que procede originalmente del Sol), a
través del conjunto de reacciones químicas
llamado respiración.
En la figura 7 hemos intentado representar
la importancia de la respiración y su
Figura 6. El agua se evapora de los mares,
lagos,
la
vegetación
y
el
suelo,
producto final.
se
condensa en la atmósfera, regresa al suelo
y de éste se mueve hacia los cuerpos de
agua, las plantas y el interior del suelo. El
ciclo
hidrológico
permite
que
exista
87
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
El balance positivo del oxígeno en los
procesos
permitió
de
la
fotosíntesis/respiración,
gradual
acumulación
del
oxígeno en la atmósfera, dando lugar a que
los
animales
fotosintéticos
y
otros
organismos
pudieran
no
evolucionar,
disponiendo del oxígeno necesario para su
respiración. El ciclo del oxígeno en la
naturaleza se esquematiza en la figura 8.
Al hacer un balance entre fotosíntesis y
respiración, se encuentra que las plantas
verdes en crecimiento liberan más oxígeno
del que necesitan para respirar, siendo ésa
la causa de que la atmósfera terrestre
tenga tanto oxígeno. En el pasado, el
Figura 8. El oxígeno es un gas abundante
oxígeno
menos
en la atmósfera. En éste diagrama se
se
ha
representa su ciclo en la naturaleza. El
de
la
molecular
abundante
comprobado
en
la
fue
mucho
Tierra,
que
el
pues
oxígeno
oxígeno
usado
en
la
respiración
se
atmósfera procede principalmente de la
transforma en un componente del dióxido
actividad
ciertos
de carbono, de manera que el ciclo del
plantas
oxígeno está estrechamente relacionado
organismos,
fotosintética
las
algas
de
y
las
terrestres, que han ido liberando parte del
con el del carbono.
oxígeno que originalmente formaba parte
del agua. Cuando comenzaron a aparecer
Las plantas disponen de todo el oxígeno
en los mares los primeros microorganismos
que requieren en la atmósfera pero a veces
fotosintéticos, hace más de cuatro mil
éste
millones de años, no había oxígeno en la
necesario para las raíces. Suelos muy
atmósfera terrestre.
compactos o muy húmedos pueden ser
escasea
en
el
suelo,
donde
es
muy pobres en oxígeno, dificultándose así
el crecimiento de muchas plantas. Por los
88
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
vasos de las plantas no circulan células
El nitrógeno. Éste elemento tienen como
encargadas de transportar oxígeno, como
principal función en todos los organismos
sucede
vivos, la de formar parte de la estructura
en
los
animales.
Cada
órgano
vegetal tiene que tomar directamente el
química
de
algunas
de
las
moléculas
oxígeno del medio externo más cercano
orgánicas más importantes de las que
por toda su superficie.
forman la estructura de las células vivas:
las proteínas, así como otros compuestos
fundamentales. El nitrógeno se encuentra
NUTRIMENTOS DEL SUELO
en el planeta principalmente en forma de
Los nutrientes que las plantas toman del
nitrógeno (N2), que es un compuesto
suelo, junto con el agua, pueden dividirse
gaseoso.
en dos grupos, de acuerdo principalmente
componente de la atmósfera, de la que
con la cantidad de ellos que es requerida
forma casi las cuatro quintas partes, pero a
para
los
pesar de su enorme abundancia en el aire,
macronutrientes y los micronutrientes. Los
las plantas no pueden utilizar directamente
macronutrientes
el nitrógeno molecular atmosférico, salvo
las
funciones
o
vitales:
macroelementos
se
Éste
requieren, como su nombre lo indica, en
interesantes
cantidades relativamente grandes; éstos
analizaremos.
gas
es
excepciones
el
que
principal
después
son: el nitrógeno (N), el fósforo (P), el
azufre (S), el potasio (K), el calcio (Ca) y
Las
el magnesio (Mg). Los micronutrlentes u
nitrógeno por las raíces, formando parte de
oligoelementos se requieren en cantidades
compuestos conocidos como nitratos o
muy pequeñas y son: el hierro (Fe), el
como
cobre (Cu), el zinc (Zn), el boro (B), el
atmosférico
se
transforme
manganeso (Mn), el molibdeno (Mo) y el
compuestos
que
las
cloro
son
absorber, puede seguir varios caminos que
requeridos sólo por algunos de ellos son: el
hemos descrito esquemáticamente en la
cobalto (Co), el sodio (Na) y el silicio (Si).
figura 9 como ciclo del nitrógeno.
(CI).
Otros
micronutrientes
plantas
generalmente
amonio.
Para
que
absorben
el
plantas
el
nitrógeno
en
los
puedan
La mayoría de las sustancias forma parte,
en mayor o menor cantidad, de las rocas
de la corteza terrestre y por lo tanto del
suelo que se forma a partir de ellas, pero
su
distribución
dista
mucho
de
ser
uniforme, pues en algunos sitios uno o
varios
pueden
escasear
y
en
cambio,
existir en exceso en otros lugares. Ahora
describiremos, uno a uno, el papel que
estos elementos desempeñan en la vida de
las plantas.
89
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
principalmente algunos tipos de bacterias,
que
pueden
nitrógeno
utilizar
molecular
directamente
atmosférico
el
para
producir sus proteínas.
Estas
bacterias
utilizando
como
pueden
vivir
alimento
la
libres
materia
orgánica en descomposición o, algunas de
ellas, pueden vivir dentro de las células de
las
raíces
de
algunas
plantas,
que
adquieren de esta manera, indirectamente,
la
posibilidad
de
fijar
el
nitrógeno
atmosférico.
La mayoría de las plantas que tienen
bacterias fijadoras de nitrógeno asociadas
Figura 9. El nitrógeno es el nutriente
a sus raíces pertenecen al grupo conocido
edáfico requerido en mayor cantidad por
como "leguminosas", muchas de las cuales
las plantas. En su forma más abundante,
producen
es el gas principal de la atmósfera (N2).
hombre. Las leguminosas se caracterizan,
Gracias
a
la
para
el
algunos
entre otros rasgos, por tener frutos en
forma de vaina generalmente alargada,
del
en
que se seca antes de liberar las semillas.
compuestos utilizables por las plantas, que
Como leguminosas importantes podemos
los absorben del suelo. Aquí se representan
mencionar:
las etapas de su ciclo en la naturaleza.
soya, chícharo, lenteja y tamarindo. Casi
puede
de
básicos
microorganismos y a las tormentas, algo
nitrógeno
actividad
alimentos
transformarse
todas
frijol,
ellas
son
garbanzo,
alimentos
cacahuate,
ricos
en
Los compuestos con nitrógeno presentes
proteínas, quizá principalmente debido a
en el suelo pueden tener varios orígenes:
esas
parte
la
proporcionan todo el nitrógeno que puedan
descomposición de animales y plantas que
requerir. Otra importante propiedad de las
han muerto y liberado sus componentes
leguminosas es que pueden enriquecer a la
nitrogenados al suelo; otra parte puede
larga el contenido de nitrógeno de los
provenir de reacciones químicas que se
suelos en que crecen, favoreciendo así a
producen
otras plantas que no pueden fijarlo del aire
de
ellos
en
puede
la
proceder
atmósfera
de
entre
el
maravillosas
nitrógeno, el oxígeno y el agua, cuando
por
hay
asociadas.
tormentas
eléctricas
que
generan
carecer
bacterias
de
bacterias
que
les
fijadoras
rayos; otra parte más puede provenir de
materia
fecal
de
En la figura 10 se muestra la forma que
desecho y, finalmente, una parte muy
adquieren las raíces de las leguminosas
importante llega al suelo gracias a la
cuando
actividad
fijadoras de nitrógeno.
de
y
restos
ciertos
orgánicos
microorganismos,
están
infectadas
por
bacterias
90
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
amoniaco que es un subproducto de ésta
industria.
El fósforo. Este es otro elemento que forma
parte de algunas sustancias orgánicas más
importantes de la materia, principalmente
los ácidos nucléicos que forman los genes
que contienen la información sobre la
herencia. Las plantas absorben el fósforo
del
suelo
en
forma
de
fosfatos,
que
proceden de las rocas que originaron el
suelo o también de la descomposición de
Figura 10. Las raíces de las leguminosas
materia
con
con
procedente de seres vivos. Con mucha
el
frecuencia el fósforo escasea en el suelo,
a
pues no suele ser un compuesto muy
frecuencia
bacterias
están
capaces
nitrógeno
de
su
de
asociadas
transformar
forma
gaseosa
compuestos asimilables por las plantas,
orgánica
que
lo
contiene,
abundante de la corteza terrestre.
ésta posibilidad tiene gran importancia en
Las plantas que crecen en suelos muy
la naturaleza y para la vida del hombre.
pobres
en
fósforos
desarrollado
Un cierto tipo de algas primitivas conocidas
como
o
conservarlo y evitar su pérdida cuando
el
caen las hojas viejas de las plantas, por
algas
cianobacterias
nitrógeno
verde-azulosas
también
atmosférico,
pueden
lo
cual
fijar
resulta
funciones
han
complejas
fisiológicas
para
ejemplo.
importante en el balance de nitrógeno del
mar, algunos lagos, pantanos y arrozales
El fósforo está presente en casi todos los
inundados.
fertilizantes comerciales. Su fuente más
abundante es un tipo de roca que suele
los
encontrarse en algunas regiones áridas del
fertilizantes vendidos en el comercio, que
mundo. La roca fosfórica es un recurso
pueden contenerlo en forma de nitrato,
natural de la más alta importancia para la
amonio o urea, o también en mezclas de
humanidad. Los huesos de animales son
los tres tipos de compuestos. Las aves que
también un buen fertilizante fosforado, lo
se alimentan de peces y los murciélagos
mismo que algunos tipos de excrementos.
El
nitrógeno
constituye
parte
de
que se alimentan de insectos producen un
excremento muy rico en nitrógeno Ilamado
guano, que a veces también es utilizado en
El azufre. Este elemento forma parte de
agricultura. La industria petrolera ha dado
algunos
lugar
a
la
nitrogenados
aminoácidos
componentes
de
producción
de
fertilizantes
proteínas y también de algunos otros
baratos,
a
partir
compuestos orgánicos vitales. Es tornado
del
91
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
por las plantas en forma de sulfato, que
pequeñas; sin embargo, no por ello es
procede de los componentes minerales de
menos importante. Su función principal en
las rocas y de la descomposición de restos
las plantas consiste en formar la parte
orgánicos de animales y plantas, o sea, por
central, más activa, de las moléculas de
el ciclo orgánico. Los sulfatos generalmente
clorofila que, como se ha mencionado ya,
se encuentran en cantidad suficiente para
es el pigmento captador de la energía de la
las plantas, pero pueden ser escasos en
luz para la fotosíntesis.
algunos tipos de suelo
y también en
lugares donde se practica una agricultura
Los micronutrientes. Estos elementos se
intensiva.
requieren para funciones muy especificas;
Algunas
veces
es
necesario
sin
por ejemplo, podemos citar dos casos
embargo, éste no es un problema serio, ya
particulares: el hierro forma parte de un
que los sulfatos son sustancias abundantes
compuesto
y generalmente baratas.
fotosíntesis y el boro esta relacionado con
añadir
sulfatos
a
los
fertilizantes;
químico
importante
en
la
algunos de los procesos fisiológicos que
El potasio. Este elemento no forma parte
permiten
de compuestos químicos pero su presencia
orgánicas producidas por los tejidos verdes
en las células vegetales es importante par
hacia otros lugares de la planta.
que
tengan
lugar
diversos
el
transporte
de
sustancias
procesos
plantas
Los micronutrientes son requeridos en muy
obtienen el potasio disuelto en el líquido
pequeña cantidad, por lo que en general
que
lega
sin suficientes los que hay en el suelo o en
procedente de los minerales del suelo y del
el polvo de la atmósfera para que las
ciclo
plantas puedan crecer; no obstante ello, en
fisiológicos
esenciales.
toman
s
a
del
Las
suelo,
escasear
en
al
que
algunos
suelos
agrícolas por lo que llega a ser necesario
algunos
añadirlo
necesario añadir como fertilizantes algunos
a
los
fertilizantes
a
los
los
agrícolas
a
veces
es
micronutrientes que pueden escasear.
fertilizantes.
Todos
suelos
demás
elementos
que
En
la
figura
11
hemos
intentado
mencionaremos tienen en esencia el mismo
representar el ciclo más o menos general
origen: proceden de los minerales del
que
suelo, del ciclo orgánico y a veces también
nutrientes, a partir del fósforo, en la
pueden llegar en pequeñas cantidades con
naturaleza.
presenta
el
movimiento
de
los
la lluvia y el polvo, por lo que de ahora en
adelante solo se describirán brevemente
algunos aspectos de su papel fisiológico.
El
magnesio.
Es
el
último
de
los
macronutrientes y es requerido por las
plantas
en
cantidades
relativamente
92
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
plantas es una disciplina básica de la
agronomía y la forestería, ya que un
correcto manejo del suelo, de las plantas y
de
los
fertilizantes
puede
reducir
notablemente la pérdida de nutrientes y el
gasto de fertilizantes. La buena dosificación
de éstas sustancias combinada con su
buen
manejo,
garantiza
un
óptimo
rendimiento con el menor costo.
LA LUZ SOLAR
Figura 11. Aquí se ha representado el ciclo
generalizado de los nutrientes edáficos
como el fósforo, el potasio, el calcio, el
magnesio u los oligoelementos, que no
forman compuestos gaseosos que pasan a
la
atmósfera
(como
es
el
caso
del
nitrógeno y el azufre). Todos proceden de
las rocas y llegan a estar disponibles para
las
plantas
naturales:
a
el
originalmente
partir
de
contenido
existe
en
tres
de
el
fuentes
ellos
suelo,
que
la
descomposición de materia orgánica que
los contiene y frecuentemente también
llegan al suelo en cantidades apreciables
con
la
lluvia,
el
polvo
y
sedimentos
procedentes de otros lugares.
disueltos en el agua que penetran en ellas.
ocasiones,
los
nutrientes
recurso
esencial
para
las
plantas,
no
porque sea el menos importante, sino
porque
sus
esencialmente
características
distintas
a
las
son
de
los
recursos anteriormente enlistados: la luz
solar no es una sustancia, es una forma de
energía que procede de un astro diferente
al nuestro.
Las propiedades de la luz así como las de
otros tipos de emisiones de energía de los
átomos son el objeto de estudio de una
rama de la física (la física cuántica), por lo
que
aquí
solo
mencionaremos
algunas
generalidades acerca de la luz.
Las raíces absorben todos los nutrientes
En
Mencionamos al final del capítulo éste
pueden
hallarse en cantidad suficiente en el suelo
pero en una forma no soluble, que no
puede ser tomada por las plantas. Otras
veces pueden existir en un estado muy
soluble que puede ser fácilmente lavado
del suelo por las aguas de la lluvia o las
corrientes que se forman con éstas, siendo
así muy fácil su pérdida.
La ciencia del estudio de la nutrición de las
Las características específicas del tipo de
estrella que es el Sol, la distancia a la que
se encuentra de este la Tierra, el tipo de
atmósfera y la abundancia de agua que
ésta tiene, conducen a que la energía solar
nos llegue dosificada de tal manera que es
fuente de vida y motor de la evolución de
los seres vivos, en lugar de ser generadora
de condiciones intolerables para cualquier
tipo de ser vivo, tal como ocurre en otros
planetas del sistema solar.
93
RECURSOS PARA LA VIDA DE LAS PLANTAS_______________________________
La luz visible es la energía utilizada en la
competir con otras mucho más grandes y
fotosíntesis, y corresponde a una fracción
frondosas y, en ese caso, en las plantas
pequeña de todo el espectro de energía
pequeñas
radiante que el Sol emite y que llega hasta
mecanismos de captación de energía que
la
Hemos
pueden
representado en forma simplificada este
cuando
espectro en la figura 12.
disponible.
superficie
de
la
Tierra.
se
han
funcionar
exista
desarrollados
eficientemente
poca
energía
aún
luminosa
Llega más que suficiente energía luminosa
a la superficie de la Tierra para permitir de
sobra el crecimiento de todas las plantas,
pero a veces la abundancia de plantas
puede limitar la disponibilidad para algunas
de ellas.
La energía contenida en la luz permite que
los cloroplastos de las células fotosintéticas
puedan modificar la estructura química de
sustancias muy estables, como son el
Figura 12. De todo el espectro de energía
dióxido
radiante que llega a la Tierra procedente
transformarlas
del sol, las plantas utilizan solo la energía
orgánicos muy distintos a los que los
de una pequeña fracción que se conoce
originan.
de
carbono
en
y
el
los
agua,
para
compuestos
como espectro visible, y de éste no todas
las longitudes son igualmente efectivas en
Todas las plantas verdes crecen solo en
promover la fotosíntesis.
lugares iluminados; sin embargo, existen
plantas que requieren luz directa e intensa
La parte de la luz visible que las plantas
y
utilizan en la fotosíntesis corresponde a las
penumbra.
longitudes de onda situadas entre 400 y
plantas de sol y plantas adecuadas para la
700 nanómetros; ésto es, desde la luz azul
sombra, y también formas intermedias que
hasta
la
pueden adaptar su estructura y fisiología a
difracción de la luz blanca con un prisma
las diferentes condiciones de iluminación
de cristal.
que se den en su medio. Las plantas de sol
Las plantas orientan su crecimiento hacia
suelen tener un crecimiento más rápido y
el Sol, disponen sus hojas y sus ramas de
una renovación de hojas más frecuente
acuerdo con la orientación de la luz y
que aquellas que viven en la sombra,
cuando crecen formando una vegetación
debido a que cuentan con más energía
densa, compiten entre sí por captar la
para vivir.
la
luz
roja
si
provocamos
otras
que
pueden
Así
sobrevivir
tenemos
que
en
la
existen
mayor cantidad posible de luz, pero a
veces
plantas
pequeñas
tienen
que
94
LA REGULACION DE LAS PLANTAS______________________________________
LA REGULACIÓN DE LA VIDA
MANUEL ROJAS GARCIDUENAS
LOS MENSAJEROS QUÍMICOS
insulina se declara la diabetes, que es una
U
enfermedad muy seria.
na fuente perenne de regocijo
para quienes amas la controversia
Hacia 1925 se empezó a sospechar que el
es la cuestión de quien fue el
organismo
vegetal
también
una
hecho,
esa
primero que encontró tal cosa o que
coordinación
química;
anunció tal concepto científico. Siempre
coordinación
es
que alguien asienta: "Fulano fue el primero
intercomunicación
en afirmar que...", alguien más arguye:
vegetales,
"Pero ya antes Perengano había escrito
nervioso, el que desempeña un papel tan
que..." Pues bien, algunos afirman que
importante
en
Starling y Bayliss encontraron por primera
animales.
Las
vez pruebas de que el organismo envía
vegetales que se estudiaron fueron las
mensajes por medios químicos de uno a
llamadas auxinas; la acción que primero se
otro órgano y dieron a los mensajeros el
les
nombre de hormonas. Otros sostienen que
alargamiento
el primero en plantear el concepto, aunque
determinan el crecimiento de la planta.
no el nombre de hormonas, fue Brown-
También
Sequard.
direccional o tropismo: la luz destruye a las
el
único
sistema
que
pues
reconoció
de
tiene
tienen
carecen
el
de
primeras
la
de
de
las
determinan
los
sistema
organismo
fue
de
de
los
hormonas
estimular
células,
el
el
que
crecimiento
auxinas y no se alargaran en tanto que las
Sin disputar precedencias digamos que a
de
principios de este siglo se planteó en
consecuencia se producirá un crecimiento
biología el problema de la coordinación del
desigual, mayor en el lado oscuro, que
organismo
productos
hará que la planta muestre fototropismo o
químicos fabricados en alguna glándula o
crecimiento hacia la luz. La demostración
tejido del organismo. Un ejemplo bien
de
conocido y de gran importancia es la
efectuó mediante diversos experimentos
insulina.
que
por
medio
Cuando
se
de
comen
muchos
lado
la
sombrío
explicación
culminaron
si
lo
teórica
con
el
expuesta
aislamiento
y
glucosa en la sangre; de inmediato unas
principal
células del páncreas empiezan a fabricar
Estos experimentos acabaron con uno de
insulina, hormona que al hígado y lo
los caballos de batalla de los vitalistas,
estimula
en
quienes sostenían que las plantas crecen
glicógeno de modo que el nivel de glucosa
hacia la luz porque la necesitan para vivir -
en la sangre se estabilice sin pasar de
lo cual es cierto- por lo que su "fuerza
cierto límite. Cuando no se produce
vital" las hace buscarla -lo cual no es la
convertir
la
glucosa
el
ácido
de
se
posterior
auxina:
química
a
azúcares o almidón, sube el nivel de
para
identificación
harán;
la
indolacético.
95
LA REGULACION DE LAS PLANTAS______________________________________
durante
explicación verdadera.
varios
meses
antes
de
que
sobrevenga de nuevo el tiempo difícil.
Las
auxinas
tienen,
además,
otros
Las
citocinimas
son
hormonas
que
es
promueven la división celular y en general
activar la respiración elevando la energía
causan un estado juvenil en la planta. Es
utilizable
por
una lástima que no actúen en los animales
estimulan
el
importantes
celular
efectos.
el
Uno
de
ellos
organismo.
proceso
promoviendo
de
el
También
diferenciación
cambio
de
pues algunos podríamos usarlas.
las
células del embrión, todas iguales entre sí,
Extrañamente, una molécula tan sencilla
para formar los tejidos y órganos que tiene
como
el cuerpo de la planta.
hormonales, y entre otras cosas promueve
el
etileno
tiene
funciones
la maduración de los frutos. El aforismo
las
"una manzana podrida echa a perder la
auxinas se conocieron las gilberelinas. Éste
canasta" tiene como base una observación
es un numeroso grupo de hormonas que
real: los frutos sobremadurados forman y
llevan mensajes relativos a la floración de
despiden etileno que penetra en los frutos
la planta y que de modo no bien conocido y
cercanos y acelera su maduración.
Algunos
sin
años
duda
después
complicado
de
conocer
interaccionan
con
otros factores para hacer que los árboles
Gracias a las hormonas que traen y llevan
entren en letargo en otoño tardío y se
mensajes, la planta no es un conjunto de
activen en la primavera, acomodándose al
órganos
ritmo estacional. En éste acomodamiento
concertado, un sistema orgánico.
autónomos
sino
un
todo
hay una interacción con las abscisinas,
hormonas que tienen relativamente poco
UN SISTEMA REGULADO
tiempo de conocerse, que intervienen para
hacer caer las hojas en otoño y luego
Las
mantienen a las yemas del árbol en letargo
ambiente, responden a ellos y se adaptan;
durante el invierno para que no mate el
y más les vale, pues ellas no pueden ir a
frío
pasar el invierno en la playa, y si no se
a
los
retoños
por
una
brotación
plantas
sienten
los
cambios
del
las
adaptan, perecen. El agricultor siempre ha
abscisinas causan el letargo de las semillas
sabido esto, pero hasta hace poco tiempo
previniendo que los embriones inicien el
no sabía nada más. Cuando los españoles
desarrollo a fines de la época de calor o
vinieron a México, algunos deben haber
lluvia pues entonces el frío o la sequía
traído semillas de manzano y al cabo del
matarían
estarla
tiempo se dieron cuenta de que donde no
demasiado pequeña para resistir el embate
hace frío en invierno el manzano no florece
del clima; gracias a las abscisinas los
ni da fruto aunque el árbol puede seguir
embriones
el
con vida y crecer. El efecto invierno frío-
regreso del buen tiempo - calor o lluvia-
floración del manzano obligó a poner los
que permitirá a la planta desarrollarse
huertos
extemporánea.
a
En
la
quedan
igual
plantita
forma
que
dormidos
hasta
de
éstos
árboles
y
de
otros
96
LA REGULACION DE LAS PLANTAS______________________________________
pomáceos y drupáceos (peral, ciruelo, etc.)
mensajero. Eso es precisamente lo que son
arriba de las altas sierras del cuento de
las hormonas: intermediarios que ligan al
México; aún en el norte del país los
receptor del estímulo con la molécula
huertos de manzano se encuentran en los
efectora. Ahora ya se tiene en cuadro
valles altos y no en las partes bajas.
completo:
Todas las plantas "saben" cuando hay luz y
aprovechan su energía por medio de la
clorofila que las capacita para hacer azúcar
por
fotosíntesis.
Pero
muchas
plantas
"saben" además si reciben muchas o pocas
Las
horas de luz y responden a ella. Cuando el
actuando
frío de soya recibe muchas horas de luz al
reprimiendo o liberando los mensajes de
día la floración se hace tardía en extremo,
los genes que son los que ordenan "hágase
y cuando los días son cortos florece en
tal o cual enzima", como se explicó en el
muy corto tiempo. En cambio el lúpulo
capítulo II.
hormonas
transmiten
sobre
el
ADN
el
mensaje
o
el
ARN
exige días con muchas horas de luz para
florear y si no las recibe queda en estado
Pero las hormonas no solamente pasan el
vegetativo;
países
mensaje sino que regulan el proceso. Hay
intertropicales, donde todos los días del
diversas maneras de autorregulación. Las
año tienen las mismas horas de luz y no
auxinas
estimulan
son muchas (aproximadamente 12 en lugar
cuando
están
de 16 o mas en verano Europa) no se
concentraciones pero los deprimen en altas
puede cultivar lúpulo y las fábricas de
concentraciones, así que al acumularse
cerveza, esa bienhechora debida, deben
frenan su acción por sí mismas. En otros
importarlo
casos
por
de
eso
países
en
con
los
largos
días
veraniegos.
la
diversos
presentes
presencia
de
procesos
en
una
bajas
hormona
desencadena la acción de otra hormona de
acción contraria y en otras ocasiones, en
Para sentir la luz la planta debe tener una
cambio,
molécula fotorreceptora. Los estudios han
También existe autorregulación a nivel de
puesto en claro que la clorofila es la que
las enzimas. De esta manera el organismo
convierte la luz en azúcar, por así decirlo;
vegetal, lo mismo que el animal, controla
pero es otra molécula, el fotocromo, la que
sus procesos y funciones y guarda su
convierte la luz en flor. En realidad el
equilibrio autorregulando la producción de
fotocromo
las moléculas intermediarias (hormonas) y
solamente
percibe
la
luz
absorbiendo la energía de los fotones y lo
de
acción
complementaria.
efectoras (enzimas).
que hace que se desarrollen las flores son
las enzimas. Por tanto, entre fotocromo y
Sin
enzimas
debe
relacionarse,
existir
un
lazo
embargo,
puede
ocurrir
que
por
una
manera
de
desviaciones del clima o por alguna otra
de
unión,
un
causa
falle
la
regulación
orgánica
y
97
LA REGULACION DE LAS PLANTAS______________________________________
entonces se produzcan desviaciones del
nerviosas, pero aún así, no me gustaría
desarrollo normal, de modo que una planta
repetir la experiencia.
florecerá a destiempo, o fallará en formar
Este
fruto,
de
nastias. En el caso de estímulos mecánicos
madurar, o algún otro tipo de desarrollo
o términos la sensitiva los recibe en unas
anormal; así pasa con algunos árboles de
estructuras en la base de los foliolos no
hoja caediza cuyas ramas, cuando no hay
excitados directamente por medio de una
frío en invierno o no reciben muchas horas
sustancia estimulante que se sintetiza con
de luz en primavera, crecen pero no se
gran rapidez; queda mucho por conocer
cubren de hojas sino que quedan desnudas
sobre este proceso. La respuesta de cierre
excepto por unas pocas hojas que se
de los foliolos en la oscuridad que ocurre
desarrollan en las puntas de las ramas.
en muchas plantas, también se siente en
o
los
frutos
caerán
antes
tipo
de
movimientos
se
llaman
los pulvini y se debe a la súbita entrada y
salida del agua, o sea a la turgencia de las
UN SISTEMA SENSIBLE
células
de
dichas
estructuras,
pero
el
Han pasado muchos años desde ese día
mecanismo que liga la recepción de la luz
pero nunca olvidaré la experiencia que nos
con la respuesta de la célula no se conoce
hizo sufrir un profesor de fisiología vegetal.
bien aunque se sabe que tiene que ver con
Nos detuvo junto a una frondosa planta de
la distribución de las sales (iones) de
sensitiva o vergonzosa (Mimosa púdica) y
potasio y de cloro.
encendiendo un largo fósforo lo acercó a la
punta de una hoja grande (las hojas de las
Todas las plantas muestran un crecimiento
mimosas y acacias están compuestas por
direccional hacia la luz, o fototropismo,
numerosas "hojitas" o foliolos a lo largo de
cuya causa es una distribución desigual de
la nervadura central) manteniéndolo cierto
la auxina, según se dijo en el apartado
tiempo. Los foliolos empezaron a retraerse
anterior. El crecimiento de la raíz hacia el
y cerrarse pero lo curioso es que el
centro de la Tierra o geotropismo es
estímulo se fue corriendo a lo largo de la
explicado también por la acción auxhnica.
hoja, de la punta lastimada a la base, de
Estos tipos de crecimiento hacen que la
manera que la retracción de los foliolos
planta se mueve hacia algo en el sentido
causó
de que crece dirigiéndose a un punto del
que
toda
la
hoja
se
inclinara
lentamente dando una total impresión de
espacio determinado.
un brazo retrayéndose de dolor. Se me
erizó el pelo y casi oí gritar a la planta. Ya
El desigual crecimiento del tallo es también
había visto yo, muchas veces, la respuesta
responsable de que algunas plantas, como
de la sensitiva al tocarle los foliolos pero
los
jamás
un
inflorescencias según la posición del Sol.
estoy
Causa similar tienen los movimientos de
seguro de que las plantas no sienten dolor
las hojas de muchas especies, como el
pues carecen de receptores y de células
frijol, que cuando la irradiación solar es
había
estímulo
visto
intenso
y
su
reacción
prolongado;
a
girasoles,
muevan
sus
flores
o
98
LA REGULACION DE LAS PLANTAS______________________________________
muy fuerte cambian de posición al medio
a un rosal con la aviesa intención de
día de modo que presentan los borden al
romperle las ramas se marchita de miedo
Sol para evitar que los rayos solares
antes de que lo toque. Ojalá fuese así pues
incidan de piano sobre la superficie foliar.
entonces el combate contra las malezas
seria fácil, barato y sin problemas de
En relación con los movimientos vegetales,
contaminación: bastaría mirarla con odio o
son muy curiosos los que presentan las
quizá gruñirles un poco para deshacerse de
plantas insectívoras. Hay variantes según
ellas.
las especies, pero en general se trata de
un sistema de pelillos disparadores que al
Lo que conocemos sobre la sensibilidad de
ser tocados por un insecto hacen que la
las plantas es suficientemente interesante
hoja se cierre bruscamente, reteniendo al
y
insecto al mismo tiempo que entran en
mantener
acción unas células secretoras de enzimas
durante años por venir. No compliquemos
que digieren al infeliz bicho. Al revés de los
las cosas con hipótesis indemostrables o
movimientos relativamente lentos de la
fuera de toda lógica científica como las que
mimosa, que están mediados por estímulos
se presentan en el libro La vida secreta de
químicos hormonales, el rápido cierre de
las plantas de Tempkins y Bird (Editorial
las hojas carnívoras parece depender de
Diana) que es un entreverado de hechos
potenciales
encierra
bastantes
ocupados
a
misterios
los
para
científicos
son
científicos con fantasías y absurdos. La
producidos por los disparadores de tipo
planta es un sistema sensible, cierto, pero
neuroide pero de muy diferente evolución a
no es material para ser estudiado por los
los que se desarrollaron en los animales.
psicoanalistas. Así que:
bioeléctricos
que
No hay duda de que las plantas son
sensibles a muchos más estímulos de los
Riega, poda y fertiliza
que supone la mayoría de la gente y dan
Con cuidado a tu rosal.
lugar a los fenómenos muy curiosos que
Pero no pierdas el tiempo
aún no entendemos por completo. Pero no
En darle algun recital.
hay que sobrepasarse; hace varios años
fue una moda el tratar a las plantas como
si fuesen perros. Se dijo que responden a
UN SISTEMA PREVISOR
la música y que les gusta más Mozart que
el rock, lo cual es digno de aplauso, pero la
En los climas subtropicales el campo es el
verdad
tienen
mismo tanto en verano como en invierno.
Algunas
Tanto es así que en algunos países llaman
por
el
invierno a la estación lluviosa y verano a la
entusiasmo en tal forma que llegaron a
seca, lo cual es un ejemplo de cómo el
asegurar
el
hombre, tras inventar el lenguaje para
pensamiento, de modo que si me aproximo
entenderse, lo usa para no entenderse. En
es
receptores
personas
que
las
para
se
que
plantas
los
dejaron
las
no
sonidos.
llevar
plantas
adivinan
99
LA REGULACION DE LAS PLANTAS______________________________________
los climas templados el invierno presenta
manera que aunque a mediados de enero o
un paisaje muy diferente al de verano:
febrero ocurran varios días seguidos con
árboles y arbustos están desnudos, las
temperaturas altas las yemas no brotan -lo
plantas
que significaría la muerte de los botones
herbáceas
son
escasas
y
de
florales al volver el frío normal- sino que
especies diferentes a las del verano.
permanecen dormidas. Solamente cuando
La planta es un sistema previsor que sabe
la yema ha sufrido el paso de machas
cuando viene el invierno y se prepara
horas de frío la abscisina desaparece y la
adaptando
nuevas
yema está lista para brotar. Al llegar la
condiciones. No es que la planta tenga
primavera con los días cada vez más largos
poderes
los
y cálidos, el árbol vuelve a sintetizar
mecanismos evolutivos, actuando a través
giberelinas y otras hormonas, se cubre de
de
flores y reanuda su vida activa.
su
de
cuerpo
a
adivinación,
millones
de
años
las
sino
con
la
que
consigna
"adaptación o desaparición" han permitidos
sobrevivir solamente a los individuos con
En condiciones naturales las manzanas
mecanismos adaptativos.
maduras caerían al suelo donde van siendo
consumidas
lentamente
En la primavera y principios del verano los
quedarían libres en el suelo a mediados de
días son largos y la temperatura cálida. Al
otoño cuando hay humedad y temperatura
influjo
adecuadas para germinar. Pero si así lo
factores
el
manzano
semillas
hicieran
que lo llevan a crecer y a dar nuevas
arbolitos cuando las nieves del invierno y la
ramas y hojas. Conforme verano se acerca
congelación
a su final y entra el otoño los días se
superficiales los mataría. No es así, porque
acortan; antes de que se presente el frío el
las semillas tienen sustancias inhibidoras
manzano sabe que el invierno se aproxima
que impiden la germinación; solamente el
por el acortamiento de los días que registra
paso del frío invernal las saca de su letargo
gracias al fitocromo. Entonces disminuye la
quedando
síntesis de hormonas y en cambio empieza
sucede en primavera cuando las lluvias, el
a
las
agua de deshielo y el calor permiten el
abscisinas; al elevarse la concentración de
desarrollo del embrión, así que el arbolito
éstas en las hojas empiezan a aparecer los
va a tener todo un año para crecer y
hermosos
establecerse antes del siguiente invierno.
inhibidores
colores
del
del
tipo
follaje
de
otoñal:
de
listas
estarían
las
produce hormonas, sobre todo giberelinas,
fabricar
apenas
modo,
y
hongos;
estos
tal
insectos
Un árbol de manzano es un buen ejemplo.
de
de
por
las
para
naciendo
capas
de
germinar.
los
agua
Esto
dorado, rojo, violeta... luego, al empezar el
invierno, estas mismas abscisinas harán
Existen muchas otras especies de plantas
caer las hojas.
previsoras y no todas se adaptan de la
misma manera. Por otra parte el hombre
Por otra parte, la abscisina concentrada en
ha manipulado a las plantas desde que se
las yemas las mantiene en letargo, de
inventó la agricultura y ha encontrado de
100
LA REGULACION DE LAS PLANTAS______________________________________
modo fortuito o planeado la manera de
en países tropicales, sin invierno, excepto
modificar el desarrollo de un gran número
en lo alto de las montañas donde la altitud
de especies. El trigo brinda un ejemplo de
compensa la latitud.
ello.
Al
practicar
la
agricultura
el
hombre
El hábitat primario del trigo fueron las
encontró, primero de modo empírico y
mesetas de lo que hoy es Turquía central,
ahora
donde hay un marcado contraste en las
planeados, individuos con los genes de
horas diarias de luz y en la temperatura
respuesta
entre el verano y el invierno. La planta de
individuos, que parecerían en lugares con
trigo se adaptó a esas condiciones de la
clima similar al del hogar ancestral de la
manera siguiente. Los granos se forman y
especia, son aprovechados para formar
llenan durante verano y caen al suelo a
variedades que se cultivan durante la
principios del otoño. Como aún no hace
primavera en países donde el invierno es
mucho
lluvias
muy crudo, como Canadá, o bien para
otoñales y las plantitas empiezan a crecer
cultivarse en invierno casi a nivel del
con lentitud porque la temperatura es cada
trópico, como el norte de México, ya que
día mas baja. Cuando tienen el tamaño de
ahí el invierno no es muy frío. Estos trigos
pasto de jardín llegan las primeras nevadas
se denominan de hábito vernal.
frío,
germinan
con
las
en
programas
al
frío
de
mejoramiento
reprimidos.
Estos
y quedan cubiertas por la nieve durante
dos o tres meses; no mueren, por el
En su largo contacto con las plantas el
contrario, su fisiología exige ese estímulo
hombre aprendió a manipularlas. Las poda,
de frío para que la planta pueda proseguir
las injerta, las transplanta; en realidad
su desarrollo. Al venir el deshielo, con la
todas
humedad y el relativo calor las plantas
empíricas, artesanales, de modificar la
reinician su desarrollo, macollan y alargan
fisiología de la planta suprimiendo tejidos
sus tallos. Conforme avanza la primavera
productores de hormonas y enzimas o
los días son cada vez más largos, y por
estimulando la secreción de ellas. Ahora
influencia de las largas horas de luz se
empezamos
forman las espigas con sus flores; luego
fisiológicos y químicos, que gobiernan el
viene
y, de nuevo, la
desarrollo, como las hormonas. Ya existen
formación de los granos. La planta de trigo
en el mercado productos que estimulan el
esta
ciclo
enraizamiento de las estacas de árboles
la
de
fecundación
tal
modo
adaptada
al
éstas
técnicas
a
conocer
son
los
maneras
factores
tallos
frutales y de ornato o que hacen que las
secundarios (macollaje) si no sufre días
plantas retengan mejor las flores y los
fríos y no forma espigas si no recibe
frutos evitando su caída excesiva o que
muchas horas de luz al día. El tipo de trigo
llevan a los frutos a madurar con mayor
descrito se domina de habito invernal y no
rapidez y tener mejor calidad. Muchos
puede desarrollarse en climas donde el
aspectos
invierno es excesivamente largo y crudo ni
productividad
climático
anual
que
no
da
del
desarrollo
de
las
y
plantas
de
han
la
sido
101
LA REGULACION DE LAS PLANTAS______________________________________
modificados, con mayor o menor éxito, por
Precisamente
el use de hormonas y fitorreguladores. El
salvaguardar lo que aún nos queda de
control del desarrollo vegetal por aplicación
selvas
de hormonas es una tecnología nueva que
incrementar la producción de las tierras
aún presenta muchas incógnitas pero que
agrícolas para evitar la apertura al cultivo
ya está al servicio de una gran empresa:
de lugares aún no explotados. Debería ser
producir más alimentos para un número
éste un razonamiento obvio; pero nada es
creciente de gente con hambre.
obvio para quienes han llenado su mente
y
la
mejor
hábitats
manera
naturales
de
radica
en
de ideas preconcebidas y su ánimo de
El use de fitohormonas en la agricultura ha
fobias irracionales. Porque para algunas de
sido
y
estas personas la "ecología" es una religión
supuestos defensores de la limpieza del
y convencerlas del use de agroquímicos es
medio ambiente y de la producción natural
tan frustante como tratar de convencer a
de alimentos. Estas personas
un testigo de Jehová de la utilidad de las
atacado
considerar,
por
en
los
ambientalistas
primer
lugar,
deberían
que
la
transfusiones de sangre, por tanto no
manipulación física y la química en muchos
puede
ser
buena
si
va
productos
casos son fundamentalmente la misma:
agroquímicos no son moléculas hechas por
para la maduración mas rápida de muchos
la naturaleza, por tanto son nocivas, son
frutos, éstos se envuelven en papel, lo cual
"contaminantes", del medio ambiente.
evita que el etileno formado por el fruto se
una
En honor a la verdad, la lucha de los
microatmósfera con el etileno que favorece
ecologistas por mantener las condiciones
los cambios de maduración; si en lugar de
naturales ha repercutido en la prohibición
ello yo aplico al fruto un producto que se
del
absorbe y se rompe generando etileno en
verdaderamente peligrosos por su gran
su interior, ¿qué hago sino favorecer un
estabilidad o efecto residual o por su alta
proceso natural? La auxina es la hormona
toxicidad;
que induce la formación de raíces de
sustituido por otros menos tóxicos y de
manera
de
más fácil descomposición o degradación.
manzano le aplico auxina para que enraíce
He trabajado personalmente en el control
con mayor rapidez, ¿en qué contravengo a
químico de las malezas y en la aplicación
los procesos naturales?
agrícola
disperse
en
el
natural;
aire,
si
a
creando
una
estaca
use
de
de
éstos
las
varios
productos
productos
hormonas
se
han
vegetales
y
espero que mis experimentos hayan sido
Por otra parte, al arremeter contra el use
una ayuda en la producción de alimentos,
de
no
tarea que juzgo de gran importancia para
consideran cómo podrían alimentarse los
México. Por ello, algunos ambientalistas a
millones de personas en el mundo, ya que
ultranza me certificarán como envenenador
la producción creciente de alimentos esta
público, pero creo que los ecólogos serios
condicionada por el use de fertilizantes,
estarán
agroquímicos
plaguicidas
y
los
ambientalistas
productos
de
acuerdo
en
equilibrar
las
similares.
102
LA REGULACION DE LAS PLANTAS______________________________________
necesidades y luchar por tener alimentos y
tenerlos sanos.
103
HIDROPONIA______________________________________________________
HIDROPONIA
ITESM
La palabra hidroponía se deriva del griego
punto de vista técnico como del económico
Hydro (agua) y Ponos (labor o trabajo) lo
con respecto a otros sistemas, del mismo
cual significa literalmente trabajo en agua.
género pero bajo cultivo del suelo; entre
La hidroponía es una ciencia nueva que
las
estudia los cultivos sin tierra.
mencionar las siguientes:
que
•
Muchos
de
los
métodos
hidropónicos
más
Balance
sobresalen
ideal
de
se
puede
aire,
agua
y
nutrientes.
actuales emplean algún tipo de sustrato
•
Humedad uniforme.
como
pómez,
•
Excelente drenaje.
aserrines, arcillas expansivas, carbones,
•
Permite una mayor densidad de
cascarilla de arroz, etc., a los cuales se les
población.
añade una solución nutritiva que contiene
•
todos los elementos esenciales necesarios
rápidamente la deficiencia o el exceso de
para el normal crecimiento y desarrollo de
un nutrimento.
la planta.
•
Perfecto control del PH.
•
No
grava,
arena,
piedra
Se
puede
corregir
depende
fácil
tanto
de
y
los
fenómenos meteorológicos.
CULTIVO DE PLANTAS SIN SUELO
•
Más altos rendimientos por unidad
La hidroponía es un sistema eficiente para
de superficie.
producir verduras, frutas, forrajes, flores,
•
hierbas, hierbas aromáticas, ornamentales
•
Mayor precocidad en los cultivos.
de excelente calidad en espacios reducidos
•
Posibilidad
sin alterar, ni agredir el medio ambiente.
repetidamente la misma especie de planta.
Mayor calidad del producto.
de
cultivar
• Posibilidad de varias cosechas al año.
Es el cultivo de plantas en un medio
•
Uniformidad en los cultivos.
acuoso recibiendo los nutrientes minerales
•
Se
que
cantidad de espacio para producir el mismo
necesitan
para
crecer
de
sales
•
•
considerada
mucha
menor
como
Gran ahorro en el consumo de
agua.
VENTAJAS DE LA HIDROPONÍA
hidroponía,
de
rendimiento del suelo.
disueltas en el agua de riego.
La
requiere
un
Reducción
de
los
costos
de
producción.
sistema de producción agrícola presenta un
•
gran número de ventajas tanto desde el
para semillero.
•
Proporción excelentes condiciones
Se puede utilizar agua con alto
contenido de sales.
•
Mayor limpieza e higiene.
104
HIDROPONIA______________________________________________________
•
Posibilidad
de
enriquecer
los
IMPORTANCIA DE LA HIDROPONÍA
productos alimenticios con sustancias como
Varios
vitaminas o minerales.
autores
coinciden
en
que
la
la
hidroponía, considerada como un sistema
contaminación del medio ambiente y de los
de producción agrícola que tiene gran
riesgos de erosión.
importancia
•
Casi no hay gasto en maquinaria
ecológico, económico y social. Consideran
agrícola ya que no se requiere de tractor,
que dicha importancia se basa en la gran
arado u otros implementos semejantes.
flexibilidad del sistema, es decir, por la
•
posibilidad de aplicarlo con éxito, bajo muy
•
Se
reduce
en
gran
medida
La recuperación de lo invertido es
dentro
de
los
contextos
rápida.
distintas condiciones y para diversos usos.
DESVENTAJAS DE LA HIDROPONÍA
•
Para
producir
alimentos
en
las
zonas áridas.
La hidroponía presenta múltiples ventajas
• Para producirse en regiones tropicales.
sobre los sistemas de cultivo en suelo, es
•
lógico que surja la pregunta ¿Por qué
clima templado y frío.
siendo tan ventajosa no ha alcanzado una
•
popularidad más amplia? Las siguientes
agua tiene un alto contenido en sales.
son algunas desventajas que presenta el
•
sistema hidropónico:
en donde la agricultura no es posible
Para producir bajo condiciones de
Para producir en lugares donde el
Para producir en aquellos lugares
debido a limitantes de suelo.
•
Requiere
comercial
para
de
su
manejo
a
conocimiento
nivel
técnico
•
Para producir hortalizas donde son
caras y escasas.
combinado con la comprensión de los
•
principios de fisiología vegetal y de química
ornamentales.
orgánica.
•
•
ecológicas.
A nivel comercial el gasto inicial es
Para
Para
producir
realizar
flores
y
plantas
investigaciones
relativamente alto.
•
Se
requiere
cuidado
con
los
detalles.
•
Se necesita conocer y manejar la
especie que se cultiva en el sistema.
•
Requiere
de
un
abastecimiento
contínuo de agua.
105
HIDROPONIA______________________________________________________
RENDIMIENTO DE DOS SISTEMAS DE
CULTIVO
106
DESDE LA SEMILLA HASTA LA PLANTA___________________________________
BLOQUE III
RECURSOS
DIDACTICOS PARA EL
APRENDIZAJE DE LAS
CARACTERISTICAS
DE LA PLANTA
DESDE LA SEMILLA HASTA LA PLANTA
ALEXANDER/ BAHRET/ CHAVES
L
as frutas protegen sus semillas y
la ropa, o al pelo de los animales, los
ayudan a dispersarlas. La dispersión
cuales dispersan las semillas a medida que
de las semillas es el transporte de
se
mueven
de
un
sitio
a
otro.
semillas hacia fuera de la planta original.
Posteriormente, la fruta se abre y las
Cuando las semillas se dispersan lejos de
semillas caen al suelo.
la
planta
original,
las
plántulas
en
desarrollo compiten menos por la luz, el
El viento y el agua también ayudan en la
agua y los minerales con los padres y con
dispersión de las semillas. Los arces, los
otra progenie. Una buena dispersión de la
robles y los olmos tienen unas frutas
semilla aumenta el ámbito o el área donde
livianas con alas que están adaptadas para
vive una especia.
la dispersión por el viento. La fruta del
árbol de coco puede durar flotando en el
la
océano hasta años. Por lo tanto, una
frutas
semilla de coco puede germinar en una isla
carnosas -como las manzanas, las cerezas
lejos de la planta original. Algunas frutas
y las naranjas- maduran cuando la semilla
están
está lista para ser dispersada. Los pájaros
explosiva. Por ejemplo, el fruto de la
y los mamíferos atraídos por éstas frutas
espuela de galán se abre cuando está
se comen las partes carnosas y liberan las
maduro, lanzando las semillas lejos de la
semillas que no digieren.
planta original.
Los
animales
dispersión
Algunas
de
frutas
son
las
un
medio
semillas.
secas
para
Las
tienen
ganchos
afilados y curvos que tienden a pegarse a
adaptadas
para
la
dispersión
En algunas plantas, la semilla misma es la
que está adaptada para la dispersión. Las
107
DESDE LA SEMILLA HASTA LA PLANTA___________________________________
semillas de la orquídea son tan livianas que
después
del
invierno.
flotan en el aire. Ésta adaptación permite
germinaran al formarse en el verano o en
que el viento disperse las semillas. La
el otoño, las plántulas, probablemente,
semilla de las asclepiadeas, con su plumaje
morirían con la primera helada. Como la
blanco y sedoso, también está adaptada
germinación se retarda hasta la primavera,
para la dispersión por el viento. El plumaje
las semillas y las plántulas tienen mejor
es una cubierta modificada.
oportunidad de sobrevivir.
Cuando las condiciones son apropiadas la
En
semilla germina. La germinación es el
semillas
desarrollo de un embrión en una plántula.
durante varios años. El periodo latente
Para que haya germinación, debe haber
asegura
suficientes cantidades de agua, calor y
germinen al mismo tiempo. Imagínate que
oxígeno. La cantidad apropiada de cada
las
uno varía de una especie a otra.
buenas durante todo un año. Si todas las
algunas
Si
especies
pueden
que
de
semillas
plantas,
permanecer
todas
condiciones
las
las
las
latentes
semillas
ambientales
no
no
sean
semillas germinaran ese año, todas las
La germinación puede ocurrir, únicamente,
plántulas
en semillas que son viables. Una semilla
germinación
viable es una donde el embrión está vivo.
años, hay mayor oportunidad de que las
El
semillas germinen cuando las condiciones
tiempo
que
una
semilla
puede
permanecer viable para de una especie a
otra.
Las
semillas
de
algunas
nuevas
morirían.
extendida
Con
durante
la
varios
son buenas.
plantas
pueden permanecer viables de 10 a 50
La germinación comienza cuando culmina
años. Se ha encontrado semillas de lotos
el
que han permanecido viables después de
condiciones ambientales necesarios.
periodo
latente
existen
todas
las
1000 años.
La germinación de la habichuela es típica
No todas las semillas viables germinan
para muchas semillas dicotiledóneas. En
cuando se les dan cantidades apropiadas
diferentes especies ocurren diferencias en
de agua, calor y oxígeno. Muchas semillas
la posición de cotiledones. En una planta
deben pasar por un período latente, que es
como
un período de actividad reducida durante el
permanecen bajo el terreno.
la
de guisantes,
los
cotiledones
cual no hay crecimiento. El período latente
es una adaptación que evita la germinación
La germinación en las monocotiledóneas es
de una semilla hasta que existan ciertas
similar
condiciones. Por ejemplo, las semillas de
alimento almacenado en la semilla de maíz
manzana que se forman al final de verano
está
o en el otoño, deben estar expuestas a
endospermo grande. La semilla permanece
varias semanas de frío antes de germinar.
bajo tierra a medida que se desarrolla el
Esto asegura que las semillas germinen
embrión. La primera parte de la semilla en
a
en
la
el
de
las
único
dicotiledóneas.
cotiledón
y
en
El
el
108
DESDE LA SEMILLA HASTA LA PLANTA___________________________________
salir del suelo es el coleoptilo. El coleoptilo
es la vaina que cubre el nuevo retoño en
desarrollo. Sobre el terreno, el retoño se
vuelve fotosintético.
Las angiospermas evolucionaron después
de los otros grupos mayores de plantas.
Sin embargo, el grupo de las angiospermas
contiene más especies que todos los otros
grupos juntos.¿Cómo explicar éste éxito
tan dramático de las angiospermas? Las
posibles
razones
para
su
éxito
son
hipotéticas. Las hipótesis presentadas aquí
son las que generalmente aceptan los
botánicos
que
han
estudiado
el
éxito
relativo de las angiospermas.
En la tabla, nota que algunas de las
adaptaciones
de
las
angiospermas
son
compartidas por las gimnospermas. Por
ejemplo, la transferencia de los gametos
masculinos
hasta
los
órganos
reproductores femeninos no depende de la
presencia de agua. ¿Cómo ésta adaptación
contribuye al éxito de las angiospermas y
de las gimnospermas?
Los gametofitos femenino y masculino son
bien pequeños en las angiospermas y en
las
gimnospermas
y
están
dentro
del
esporofito. La generación gametofítica, por
lo tanto, está protegida y es mucho menos
vulnerable a condiciones desfavorables que
en el ciclo de vida de plantas inferiores.
Los embriones de las angiospermas y de
las gimnospermas están dentro de las
semillas que protegen el embrión y que,
además, contienen alimento.
La transferencia de polen por los animales
es única en las angiospermas, éste método
es más eficiente que la polinización por el
viento
de
las
gimnospermas.
Las
adaptaciones para clases específicas de
polinizadores han dado como resultado un
gran número diferente de flores.
Las angiospermas son las únicas plantas
109
DESDE LA SEMILLA HASTA LA PLANTA___________________________________
que tienen sus semillas en frutas. La
función protectora y de dispersión de las
frutas les da a las angiospermas una gran
ventaja
sobre
adaptaciones
dispersión
de
de
en
otras
las
son,
responsables
ambientes
las
frutas
en
los
que
plantas.
para
gran
diversos
Las
la
medida,
tipos
encontramos
a
de
las
angiospermas.
Las angiospermas se pueden ver en casi
cualquier
sitio.
Las
plantas
de
flores
dominan todos los paisajes: los de la
ciudad, las fincas, las montañas, la playa,
el desierto y el bosque pluvial tropical.
Dentro de cada uno de éstos ambientes, la
variedad de plantas de flores es grande.
Las angiospermas enriquecen la Tierra al
proveer
fuentes
de
alimento,
madera,
sombra, oxígeno, sustancias químicas y un
estímulo para el goce estético.
110
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
LAS PLANTAS TRANSGÉNICAS
- JAIME PADILLA -
L
as
plantas
transgénicas
forman
LA ENSALADA TRANSGÉNICAS
parte del grupo de los llamados
organismos
modificados
El aspecto de una planta transgénica no es,
del
en general, sorprendente; no se trata de
avance de las técnicas de la biología
calabazas gigantes, ni de limones con
experimental, así como de la búsqueda de
formas extrañas, ni papas que saben a
soluciones a diversos problemas de la
jitomate.
producción agroindustrial. Muchos de los
transgénica es semejante a las que no han
conceptos
genéticamente
y
son
el
resultado
A
primera
vista,
una
planta
necesarios
sido transformadas. El cambio lo llevan en
para obtenerlas se desarrollaron durante
su interior y este sí es asombroso: ya es
los últimos veinte años; sin embargo, sus
posible
aplicaciones comerciales sólo pudieron ser
plantas de varias especies que producen un
financiadas por las grandes compañías que
bioinsecticida
hoy
reducido signifcativamente la aplicación de
y
procedimientos
dominan
el
mercado
de
la
adquirir
pesticidas
agrobiotecnología.
semillas
(cultivos
químicos;
para
Bt),
otras
lo
cultivar
que
plantas
ha
son
resistentes a un tipo de herbicida, lo cual
Lo que distingue a las plantas transgénicas
permite que el combate de malezas o
es que poseen una o más características
"malas yerbas" sea mas efectivo pues los
que
sus
cultivos no resultan dañados. En particular,
antecesores. En cada una de sus células
destaca una variedad de jitomate diseñada
llevan genes "añadidos" artificialmente, es
para tener una maduración retrasada en
decir,
ácido
sus frutos que hace posible que éstos
desoxirribonucléico (ADN) provenientes de
permanezcan más tiempo fresco en color,
otra especia de planta, un virus, una
textura y sabor. En algunos países existen
bacteria
genes
ya en el mercado productos derivados de
contribuyen a producir nuevas sustancias,
plantas transgénicas de soya, algodón,
a modificar el ritmo del desarrollo de la
papa, maíz y jitomate, principalmente. Y
planta o, bien, a aumentar su capacidad de
quizá pronto se sumen otros a la lista;
defensa contra factores adversos.
actualmente se realizan pruebas de campo
no
fueron
fragmentos
o
un
heredadas
adicionales
hongo;
de
de
éstos
y
de
tipo
sanitario
de
variedades
de
El interés en el desarrollo de plantas
calabacita que pueden evitar el ataque de
transgénicas es el de mejorar la calidad y
ciertos virus, de oleaginosas como la colza
productividad
(canola), que contienen una proporción
de
los
cultivos;
además,
éstas plantas constituyen una poderosa
más
saludable
para
el
consumidor
de
herramienta de investigación.
aceites en sus semillas, y otros frutales
que pueden tolerar el aluminio tóxico de
111
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
suelos ácidos y absorben mejor el fósforo
ha crecido el interés por conocer mejor
disponible.
Se
investiga,
cuáles son los genes importantes para el
posibilidad
de
desarrollar
además,
plantas
la
que
crecimiento,
la
nutrición
y
aquellos
pueden ser vehículos de vacunación: se
relacionados con la susceptibilidad a las
trata de que la propia planta produzca la
enfermedades
vacuna y ésta sea administrada con el
parásitos, para poder incidir en los factores
alimento
que hacen que las plantas que cultivamos
otras
mismo,
digamos
posibilidades
son
un
plátano;
plantas
que
sean
o
la
productivas,
los
saludables
y
más
aumenten
su
valor
resistentes,
e incluso plásticos biodegradables.
nutricional.
Una muestra del potencial comercial de las
La idea central de la modificación genética,
plantas transgénicas es el hecho de que en
en este caso de la creación de plantas
los Estados Unidos se estén probando
transgénicas, es que si un gene tiene
actualmente cultivos de este tipo usando
influencia directa en alguna propiedad de
casi 100 genes distintos, introducidos en
un organismo determinado, es muy posible
por
que el mismo gene afecte esa propiedad en
menos
35
especies
vegetales
otros
diferentes.
que
a
produzcan anticuerpos, diversos fármacos
lo
o
resistencia
organismos.
comprobado:
la
Y
esto
adición
se
de
ha
genes
específicos en varios organismos produce -
LA MODIFICACIÓN GENÉTICA
gracias a la proteína que éstos genes
¿De donde surge una planta transgénica?
originan- algunos cambios significativos,
Para
heredables y frecuentemente Otiles.
conocer
recordar
la
que los
respuesta
genes
son
es
preciso
partes
o
regiones definidas del ADN, esa larga
En el caso particular de la plantas como se
molécula informativa que poseemos todos
pueden
los seres vivos-nuestro genoma y que este
partir de células individuales o grupos de
formada por combinaciones enormes de
ellas, una célula a la que se le ha insertado
cuatro "letras" moleculares denominadas
un gene de otro organismo puede dar
bases nitrogenadas. Cada gene contiene
origen a plantas completas con copias del
una
gene adicional en el tallo, las hojas, la raíz,
instrucción
especifica
para
la
fabricación de una proteína, la cual se
regenerar
plantas
completas
a
las flores o el fruto.
"dobla" en una forma característica para
fibra
La ingeniería genética de plantas para usos
muscular, hormona o toxina. Así, cada
agrícolas se nutre también de estrategias
proteína participa en alguna parte de las
basadas en el conocimiento del modo en
numerosas estructuras y actividades de la
que varios organismos aprovecharen su
célula. Normalmente conocemos la función
medio ambiente. Se sabe que diversos
de los genes a través de la proteína que
patógenos
tienen
codifican (y viceversa). En años recientes,
acción
sus
funcionar
ya
sea
como
enzima,
de
formas
propias
de
evitar
toxinas
o
la
que
112
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
muchos insectos tiene enemigos que los
(de la misma especie pero de distinta
atacan de modo muy específico. Como
variedad), en las especies silvestres (que a
existen genes involucrados en este tipo de
veces
capacidades, su inserción en el ADN de las
ancestrales
plantas
generando
puede
darle
a
estas
formas
son
malezas)
de
las
o
en
formas
especies
cultivadas,
problemas
ecológicos,
especiales de tolerancia o defensa ante
comerciales y legales. Éste es todavía un
plagas
ejemplo,
aspecto que debe evaluarse, considerando
existe un grupo de bacterias del suelo
el tipo de reproducción de las especies en
(Bacillus thuringensis), que produce una
cuestión. En México existe preocupación
proteína insecticida que no es tóxica a
por el maíz y otros cultivos (jitomate, chile,
muchas especies útiles. Durante casi dos
calabaza), ya que nuestro país es fuente
décadas, extractos de éste organismo se
primordial de riqueza en biodiversidad de
han
tales especies.
y
enfermedades.
rociado
en
los
Por
cultivos
para
protegerlos, pero hace cuatro o cinco años
se logró introducir en diversas especies de
Se considera también que las variedades
plantas el genebacteriano responsable de
transgénicas
la toxina, de modo que ahora ellas mismas
nuevas toxinas contra plagas (por ejemplo,
producen el insecticida.
el
diseñadas
algodón
Bt)
para
podrían
producir
tener
efectos
nocivos en organismos benéficos como
abejas
LOS RIESGOS Y LA POLÉMICA
y
toxinas
catarinas,
se
o
bien,
acumulen
esas
cadenas
alimenticias
transgénicas se han considerado varios
resistencia de las plagas. Se han planteado
riesgos potenciales que pudieran reducir su
ya diversas estrategias para el manejo
efectividad o, lo que es peor que generen
agrícola
problemas
disminuyan algunos de estos riesgos. Una
salud,
agronómicos
o
y
una
promuevan
reglamentación
de
destinar una parte del terreno de cultivo a
procesos de transformación y regeneración
la siembra de plantas no transgénicas, a fin
de
de conservar el equilibrio en la población
produzcan
en
ellas
alteraciones no deseadas (por ejemplo en
de
plagas
y
su tamaño, coloración o rendimiento) se
desarrollen
descarta por medio de pruebas que se
multipliquen.
evitar
resistencia
por
que
a
ejemplo,
que
En primer lugar, la posibilidad de que los
plantas
estrategias,
la
ecológicos en el futuro.
las
esas
incluso
que
las
En la aplicación comercial de las plantas
de
a
en
aquellas
la
toxina
es
que
se
realizan en invernaderos y en el campo.
Sin embargo, es posible que se presentes
Otra preocupación importante se refiere a
efectos en el ambiente en una extensión o
la posibilidad de un impacto negativo en la
en un plazo más largos. Al reproducirse las
nutrición y la salud humanas; este riesgo
plantas
puede
es muy bajo dadas las pruebas y controles
sean
sanitarios a los que se somete cualquier
contribuir
transgénicas,
a
que
los
su
polen
transgenes
diseminados en otras plantas compatibles
producto
nuevo
destinado
al
consumo
113
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
humano. Un punto más de la discusión es
investigación, tanto de las empresas de
el derecho, tanto de los consumidores
agrobiotecnología como de instituciones
como de cada nación, a comprar o no
académicas y organismos públicos.
productos transgénicos; para ejercer este
derecho es preciso que los productos se
De cualquier manera, la perspectiva de una
comercialicen por separado, no mezclados
agricultura complementada con el cultivo
junto con los convencionales, y que sean
de
fácilmente identificables. En este sentido,
promisoria y una de nuestras mejores
hay posturas encontradas entre los Estados
opciones para satisfacer la demanda de
Unidos, que se oponen a etiquetar sus
alimentos de una población humana en
productos,
contínuo crecimiento.
y
sus
socios
de
la
Unión
plantas
transgénicas
es
aún
muy
Europea, que exigen el etiquetado.
La situación se ha complicado, además, por
INVASIÓN DE LA TIERRA POR LAS
la necesidad de que la regulación de
PLANTAS
diversos aspectos sobre el uso de los
S
productos
derivados
transgénicas
a
compatible
de
nivel
con
plantas
mundial
los
sea
acuerdos
e cree, en general, que plantas y
animales terrestres proceden de
antecesores acuáticos. Las plantas
y animales actuales (algas e invertebrados
internacionales de comercio.
inferiores) son acuáticos y suponemos que
Hasta el momento prevalece una falta de
lo fueron también las formas primitivas
consenso entre los países sobre como
arcaicas. Al reconstruir la historia de la
regular la producción, distribución y venta
evolución de ciertas plantas y animales,
no sólo de plantas transgénicas y sus
podemos encontrar que, habiéndose en
derivados, también de otros organismos
una época adaptado a la vida terrestre,
modificados genéticamente. Un esfuerzo
volvieron a vivir en el agua a veces para
importante pero que no resolvió la cuestión
salir de ella en otra ocasión y ser terrestres
fué la reunión mundial celebrada el pasado
una vez más. Pero si se siguen estas líneas
mes de febrero en Cartagena de Indias,
evolutivas lo más lejos posible, las formal
Colombia,
arcaicas primitivas siempre son acuáticas,
convocada
para
aprobar
el
lo que hace suponer en general que la vida
llamado Protocolo de Bioseguridad.
empezó en un medio líquido.
Desde el punto de vista sanitario, se ha
Las plantas acuáticas pueden sobrevivir sin
constatado que las variedades transgénicas
muchos órganos especializados. El agua
ya comercializadas no son distintas de las
que las rodea les suministra alimentos,
convencionales;
todavía
evita su desecación y da soporte al cuerpo
pendientes de aprobación. Con respecto a
flotante de la planta, de modo que no son
los efectos en el ambiente, hay cierto
necesarios
acuerdo
función;
en
otras
que
es
están
necesaria
más
tejidos
propios
para
además,
resulta
un
esta
medio
114
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
adecuado para la unión de los gametos en
Las
algas
han
logrado
la reproducción sexual o para la dispersión
orgánicas adaptadas para exponer una
de esporas asexuadas. Al abandonar este
superficie
máxima
estructuras
destinada
a
la
-
ambiente acuoso favorable y vivir sobre la
absorción de alimentos del agua ambiente.
Tierra desnuda, las plantas tuvieron que
Para
adaptarse por medio de nuevas estructuras
necesitan cuerpo más reducido, con lo que
que desempeñaran nuevas funciones antes
se disminuye la pérdida de agua por la
a cargo del agua.
superficie. Tal vez las primeras plantas
La conquista de la Tierra debe haber sido
terrestres se encontraban tendidas sobre el
una
lucha
larga
abandonaron
plantas
los
que
adaptaron
por
y
difícil
en
la
Tierra,
las
plantas
la
cual
suelo, expuestas al aire sólo una de sus
contratiempos.
Las
caras. Las plantas pudieron prosperar en la
se
Tierra sólo después de adquirir un tejido
fin
en
vivir
triunfaron
verdaderamente
a
y
la
vida
epidérmico
especializado,
con
paredes
terrestre pudieron sobrevivir merced a la
celulares
aparición de partes especializadas: hojas,
substancia cérea impermeable al agua. La
que se extienden al aire para absorber luz
mayor parte de las briofitas tienen una
y lograr la fotosíntesis; raíces, que se
epidermis que puede ser espesa y cérea,
ramifican en el suelo para proporcionar
con poros que permiten la difusión de
fijación y absorber agua y sales; tallos, que
gases.
mantienen
las
la
En realidad, las briofitas, ante el problema
de la reproducción en ausencia de medio
direcciones para el paso de alimentos en el
líquido, lo resol-
xilema y floema, y algunos medios de
vieron con estructuras reproductoras que
reproducción como Mores, polen y semillas
poseen un medio acuoso para la unión de
que
gametos
los gametos (pág. 206). Todas las plantas
masculinos y femeninos en ausencia de
terrestres, entre ellas las briofitas, siguen
agua, con desarrollo del cigoto al abrigo de
un ciclo vital en el que el cigoto permanece
la desecación.
dentro del órgano sexual femenino, donde
unión
luz
de
y
de
las
la
a
impregnadas
comunican con las raíces, unión en ambas
permiten
hojas
engrosadas,
obtiene agua y alimento de los tejidos
9-1
LAS
PRIMERAS
PLANTAS
TERRESTRES
maternos vecinos, mientras se desarrolla y
da lugar a un embrión multicelular. Por
esto las briofitas y las traqueofitas, o
Así como los anfibios actuales del filo
plantas superiores, se clasifican juntas en
vertebrados
el subreino Embryophyta.
(salamandras,
tritones
y
ranas) nos dan idea de cómo pudieron
haber sido los primeros vertebrados terrestres,
las
briofitas
(musgos,
9-2
DIVISIÓN BRYOPHYTA
hepáticas,
talosas y frondosas) son muestra de las
El filo Bryophyta comprende unas 25 000
fases evolutivas de las algas acuáticas para
especies de musgos, hepáticas talosas y
convertirse en terrestres.
hepáticas frondosas. La palabra "musgo"
115
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
se aplica impropiamente a muchas plantas
que no son briofitas: el "musgo" que crece
sobre la corteza de un árbol puede ser un
alga; el "musgo de los renos" es un
liquen, y el "musgo Español” que cuelga
de los árboles en el sur de Estados Unidos
es en realidad una planta de semilla
parecida a la piña. Los musgos en general
forman
parte
muy
reducida
de
la
vegetación, aún cuando están ampliamente
distribuidos.
Algunas
de
las
15
000
especies solamente pueden vivir en lugares
húmedos; otras
resisten en estado inactivo en lugares
secos
y
rocosos,
donde
la
humedad
permite el desarrollo únicamente durante
una breve temporada anual. Las hepáticas
talosas, no tan bien protegidas contra la
desecación como los musgos, por lo mismo
están
reducidas
permanentemente
bosques
o
a
lugares
sombreados
acantilados;
de
algunas
los
son
verdaderas plantas acuáticas.
Musgos.
Todos
los
musgos
tienen
estructura de cuerpo verde filamentoso o
protonema, sobre la Tierra o dentro de
ella, de donde parte un tallo recto sobre el
cual encontramos un verticilo espiral de
hojas de
116
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Fig.
9-1.
A,
esquemas
de
algunas
hepáticas talosas, Marchantia y Riccia, y
una hepática frondosa, Anthoceros. En
cada una la parte aplanada del cuerpo es el
gametofito, sobre el cual crece el esporofito.
B,
anteridial
rama
de
arquegonial.
Marchantia.
(B
C,
y
rama
C
por
amabilidad de Carolina Biological Supply
Company.)
una célula de espesor. A partir de la base
del tallo se extienden muchas proyecciones
incoloras,
a
modo
de
raíz
llamadas
rizoides. Los musgos nunca alcanzan más
de 15 a 20 cm de altura, pues los rizoides
no pueden absorber mucha agua. .'La
altura del tallo también depende de la
ausencia de tejidos vasculares verdaderos
y de tejidos de sostén apropiados.
El musgo más conocido es el de generación
gametofítica
asexual
o
o
sexual;
esporofítica.
la
generación
Vive
como
parásito parcial sobre el gametofito (logra
la fotosíntesis, pero el suministro de agua
y minerales es función del gametofito).
Muchos "musgos" pueden ser producidos
asexualmente por un solo protonema.
Igual que los líquenes, los musgos se
adaptan a lugares, desnudos, donde pocas
117
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
son las plantas que pueden sobrevivir.
planta que podemos identificar es la de
Instalados ya y con tierra que se les
generación gametofítica; igual que en los
acumula, no es raro que aparezcan otras
musgos, el esporofito se desarrolla como
plantas. Un vegetal importante desde el
parásito
punto de vista económico es Sphagnum,
superficie
que crece en lugares pantanosos; sus
hepática talosa puede presentar cúpulas
restos se depositan bajo el agua y forman
de botón (fig. 9-1), dentro de las cuales
la turba, que en muchos países se emplea
crecen
como combustible. Sphagnum desecado
ovoides. Estas yemas abandonan la planta
puede
madre y dan lugar a nuevos gametofitos,
absorber
y
conservar
grandes
del
fenómeno
como substancia
asexual.
embalar plantas
superior
(fig.
del
numerosas
cantidades de agua, por lo que se utiliza
para
gametofito
9-1).
La
gametofito
de
yemas
evidente
aplanadas
de
y
reproducción
vivas.
Hepáticas frondosas. Entre las hepáticas
Hepáticas talosas. Las hepáticas talosas
frondosas encontramos unas 300 especies
forman
más
con gametofitos pequeños, en forma de
sencillas y primitivas que los musgos.
hoja, de ramificaciones irregulares, que
Algunas de las 9 000 especies de hepáticas
comprenden la clase Anthocerotae. Las
talosas
hepáticas
otras
son
clases
de
plantas
briofitas
planas,
a
veces
frondosas
ampliamente
ramificadas, en forma de cintas, que se
distribuidas
encuentran sobre el suelo, al que se fijan
sombríos de las regiones más calidas del
por gran cantidad de rizoides; carecen de
mundo. El genero Anthoceros, hepática
tallo. Otras especies, con tendencia al
frondosa típica, lleva un esporofito que se
crecimiento
un
desarrolla hacia arriba en forma de cápsula
gametofito en forma de hoja. En otras, los
cilíndrica delgada, a partir de un pie que
gametofitos se diferencían por sus tallos,
forma parte del gametofito (fig. 9-1).
ramas y hojas, sin tejidos vasculares. Unas
Musgos y hepáticas talosas proceden de
cuantas
antecesores
vertical,
hepáticas
constan
son
de
estrictamente
en
están
lugares
semejantes
húmedos
a
las
y
algas;
acuáticas. Muchas de las hepáticas con
poseen muchos caracteres en común con
hojas son epífitos y forman colonias que
las algas verdes, y en general se supone
crecen sobre tallos, ramas y hojas de
que
árboles en los bosques tropicales húmedos.
protonemas
de
Se cree que las hepáticas de hoja son los
similares
ciertas
briofitos más primitivos.
mentosas. Los pigmentos que contienen
La superficie superior es una epidermis de
son
una célula de espesor, provista de muchos
almacenan carbohidratos como almidón y
poros
La
las hepáticas frondosas tienen cloroplastos
superficie inferior del gametofito, formada
que contienen pirenoides como las algas
por una epidermis en la cual encontramos
verdes. Sin embargo, la mayor parte de
muchas escamas delgadas, da lugar a gran
algas tienen órganos sexuales unicelulares,
número de rizoides largos y finos. La
mientras que los briofitos tienen anteridios
para
intercambio
de
gases.
proceden
a
similares
de
las
los
musgos
en
mismas.
algas
los
dos
Los
son
muy
verdes
fila-
grupos:
se
118
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
y arquegonios multicelulares.
metofito está formado por un tallo central
En un tiempo se creyó que las plantas
único portador de hojas dispuestas en
superiores
espiral y mantenido en el terreno mediante
vasculares procedían
de
las
briofitas, digamos de una hepática talosa o
gran
frondosa. Pero aunque se han hallado
rizoides, las cuales absorben agua y sales
fósiles de plantas vasculares verdaderas
de la tierra. Las células de las hojas
del
producen
período
silúrico,
hace
unos
360
número
de
los
raíces
demás
delgadas
compuestos
o
que
millones de años, el primer indicio de
necesita para vivir de modo que cada
briofitas se encuentra en el período pensil-
gametofito es un organismo independiente.
vánico, que empezó unos 100 millones de
Logrado
años más tarde. Por éstas y otras razones
gametofito, aparecen órganos sexuales en
los botánicos creen en la actualidad que las
la parte superior del tallo, en medio de un
plantas
círculo de hojas y pelos estériles llamados
vasculares
evolución
proceden
independiente
de
de
las
una
algas
el
máximo
desarrollo
por
el
parafisos (fig. 9-2).
verdes; los musgos representarían la fase
En
algunas
especies,
final de una rama separada del árbol
separados; en otras, la misma planta,
evolutivo.
ofrece
órganos
masculinos.
tanto
Los
los
sexos
femeninos
órganos
están
como
masculinos
o
anteridios, fusiformes, producen muchos
CICLO VITAL DE UN MUSGO
espermatozoides,
delgados
espirales
Las tendencias en la evolución de los
llamados anterozoides, cada uno con dos
procesos reproductivos descritas en las
flagelos. Después de la lluvia o rocío
algas
los
intenso, los espermatozoides se liberan y
musgos, helechos y plantas de semilla.
nadan en la película acuosa que cubre a la
Comprenden
la
planta hasta alcanzar un órgano femenino
heterogamia, diferenciación sexual, y la
vecino, bien en la misma o en otra. El
(pág.
179)
la
continúan
evolución
entre
de
alternación de generaciones sexuales y
órgano femenino o arquegonio, en forma
asexuales. Cada especie tiene un ciclo
de frasco, contiene en su base ancha un
vital característico, la serie de procesos de
huevo de gran tamaño, el cual libera una
desarrollo
ocurridos
substancia química que atrae los esperma-
entre cualquier momento dado de la vida
tozoides y los guía hasta el cuello del
de un organismo y el momento comparable
arquegonio; luego llegan a la base y un
en la vida de su descendiente. Los musgos
espermatozoide fertiliza el huevo. El cigoto
característicamente tienen un ciclo vital III
resultante
(pág.
generación 2N esporofitica diploide.
y
168)
acontecimientos
con
alternancia
neta
de
es
fase
la
verde
e
Las pequeñas plantas verdes de hojas,
independiente, el esporofito es un tallo
conocidas bajo el nombre de musgos,
único sin hojas (seta), que vive como
representan
parásito
la
generación
gametofítica haploide de la planta. El ga-
sobre
el
gametofito
de
A
realidad
del
primera
generaciones de esporofito y gametocito.
en
diferencia
la
primero
y
se
nutre
mediante un pie que penetra en sus
119
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
tejidos. En el extremo opuesto del tallo del
reproducción sexual y producen esporofitos
esporofito se forma una cápsula cuyas
4N (tetraploides).
células poseen cloroplastos y producen
algunos de sus alimentos por fotosíntesis.
TRAQUEOFITAS:
En el interior de la cavidad cilíndrica de la
VASCULARES
LAS
PLANTAS
cápsula cada célula de la espora madre
diploide experimenta divisiones meióticas
Las
para formar cuatro esporas haploides, que
grupo viejo y diverso que incluye las
constituyen el comienzo de la generación
plantas terrestres más viejas, así como las
gametofítica.
plantas
Al madurar la cápsula su parte superior
Todas ellas tienen tallos con corteza y
forma una cubierta que se desprende. En
estelas con tejidos vasculares -xilema y
algunos musgos la abertura de la cápsula
floema-
de las esporas queda obstruida por una o
desarrollados.
dos hileras de dientes en forma de curia
Las primeras plantas vasculares, miembros
(fig. 9-3). Éstas- formaciones se doblan
de la división Rhyniophyta, dieron origen
hacia el interior durante el tiempo húmedo,
a varios grupos de plantas incluyendo
impidiendo la salida de las esporas, pero
Equisetophyta
vuelven a su posición inicial con tiempo
Lycopodiophyta (musgos licopodios) que
seco, lo que facilita la salida de las esporas
florecieron en la era Paleozoica, alcanzaron
en un momento en que es probable que el
el máximo en el período Carbonífero y más
viento las disperse. Cuando una espora
tarde disminuyeron. Actualmente no hay
llega al lugar adecuado, germina y se
especies que sobrevivan de Rhyniophyta,
transforma
sólo unas 20 especies de Equisetophyta, y
verde,
en
protonema,
filamentosa,
estructura
ramificada,
que
plantas
vasculares
dominantes
y
constituyen
en
nuestros
meiosporangios
(los
un
días.
bien
juncos)
y
los
unas 650 de musgos licopodios.
produce por gemación varios gametofitos;
La división Psilotophyta (los helechos
así se completa el ciclo vital. El gametofito
bifurcados)
puede experimentar reproducción asexual
viven, y se parecen a los viejos riniofitos;
por yemas producidas en la cápsula de
en un tiempo fueron clasificados junto con
botón.
ellos. Los verdaderos helechos, división
Cuando se separan y cultivan en medios
Polypodiophyta, constituyen un grupo
nutritivos, la parte más baja de la cápsula
amplio y diverso, con una larga historia de
de algunas especies de musgos crece y se
evolución; se han descubierto abundantes
desarrolla
incluyen
dos
géneros
que
esporofitos
fósiles de helechos en depósitos de la era
(como cabría esperar, ya que las células
Paleozoica, y los helechos son plantas
son
modernas que siguen viviendo bien.
pero
2N)
protonemas
no
sino
más
produce
protonemas.
tarde
se
Estos
desarrollan
Las
plantas
de
semilla
incluyen
pasando a gametos maduros funcionales
gimnospermas, división Pinophyta, y las
2N. Los gametofitos 2N pueden sufrir
plantas
con
flores,
división
Magnoliophyta, las dominantes del suelo
120
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
en nuestros días. Las primeras plantas con
semillas,
los
helechos
de
semilla
(Lyginopteridopsida),
eran
gimnospermas que nacieron hace unos 300
000
000
de
años
y
que
ahora
sólo
todas
las
vital
con
conocemos por los fósiles.
Igual
que
traqueofitas
los
musgos,
tienen
un
ciclo
alternancia de gametofito y esporofito. Sin
embargo, el esporofito de las plantas superiores es una planta independiente de vida
libre,
y
pequeña
el
gametofito
planta
puede
ser
independiente
o
una
estar
contenido dentro del esporofito.
DIVISIÓN RHYNIOPHYTA
Las
plantas
vasculares
más
primitivas
conocidas son Rhyniophyta (figura 9-4),
que vivieron en el período Devónico o tal
Fig. 9-3. Micrografía electrónica de una
vez antes, en el Silúrico. Éstas plantas, que
cápsula de moho que muestra los dientes
alcanzaban la altura de unos 60 cm.,
del peristoma. (Según Norstog, K. y Long,
presentaban un tallo rastrero horizontal o
R. W.: Plant Biology. Philadelphia, W. B.
rizoma
Saunders Co., 1976. Foto cortesía del Dr.
de
donde
partían
tallos
ramificados, verticales y verdes hasta de
James A. McCleary.)
60 cm. Las ramas menores presentaban
una espira final que probablemente se
enderezaba durante el crecimiento, como
los helechos actuales. Carecían de raíces y
casi de hojas, las cuales en todo caso eran
pequeñas y parecidas a escamas. Se han
encontrado fósiles de éstas plantas en
Escocia, en estado de conservación tan
excelente que llegan a percibirse detalles
de los tejidos internos. La planta vascular
más vieja conocida es Cooksonia, una
riniofita cuyos fósiles persisten en
121
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
de los otros subfilos.
DIVISIÓN EQUISETOPHYTA
Como
en
la
exposición
anterior,
Equisetophyta incluye muchas más plantas
fósiles que plantas actualmente vivas. La
división
se
originó
Devónico
y
se
especies,
algunas
durante
el
periodo
desarrollaron
diveras
pequeñas
y
otras
gigantes, plantas como árboles hasta de 30
metros de altura y 50 centímetros de
diámetro (fig. 9-5). Ésta última variedad
prosperó
en
especial
en
el
periodo
Carbonífero; sus restos, así como los de
algunas otras plantas, fueron la fuente
Fig.
9-4.
Tres
especies
de
plantas
vasculares fósiles que vivieron durante el
período Devónico. Rhynia y Psilophyton son
miembros de la división Rhyniophyta, y
Asteroxylon es miembro de la división
Lycopodiophyta.
400 000 000 de años de edad.
El centro del tallo de las rinofitas era un
de
tejido
estrictamente
de
vascular
compuesto
xilema
traqueides
muertas, vacías, que sirven para conducir
el agua. El otro componente de los tejidos
vasculares de plantas superiores, floema,
que
transporta
depósitos de carbón (fig. 9-6)..
Los equisetofitos de nuestros días, generó
Equisetur, las "colas de caballo" o "juncos"
están muy dispersos desde los trópicos
hasta el Ártico en todos los continentes,
excepto Australia. Estas plantas, gene-
rocas del periodo Silúrico y tienen unos
cilindro
principal de lo que conocemos ahora como
nutrientes,
no
puede
distinguirse en los riniofitos fósiles descubiertos hasta aquí.
Se cree, en general, que los Rhyniophyta
son antecesores de las demás plantas
vasculares. Las distintas especies fósiles
conocidas hacen pensar en el comienzo, en
cada caso, de alguna especialización que
se encontró más desarrollada en algunos
ralmente de menos de 40 centímetros de
altura, se descubren tanto en lugares
pantanosos como secos. El nombre "cola
de
caballo"
es
adecuado,
porque
la
estructura ramificada múltiple de muchas
especies recuerda la cola del animal. Otro
nombre popular es el de "plantas de lija"
(scouring rushes), por el hecho de que los
depósitos de sílice en la epidermis dan a
éstas plantas propiedad abrasiva y áspera.
Estas plantas se usaron durante siglos,
antes de la invención de la fibra de acero,
para limpiar ollas y cacerolas.
El esporofito de Equisetum está formado
por
un
rizoma
subterráneo
horizontal
ramificado, del que parten raíces finas y
múltiples, con tallos aéreos aunados, con
122
muchos haces vasculares dispuestos en
círculo alrededor de un eje hueco. Los
tallos presentan nudos considerables que
los dividen en varias secciones; en cada
nudo hay un grupo de ramas secundarias
menores,
así
escamosas
como
(fig.
9-7).
hojas
pequeñas
Algunas
ramas
desarrollan en la punta estructuras en
forma de cono que contienen múltiples
formaciones con sacos de esporas en sus
caras internas.
Las
esporas
que
proceden
de
estas
estructuras germinan para dar lugar a
gametofitos
verdes
con
órganos
productores de huevos y espermatozoides.
El
cigoto
formado
después
de
la
fertilización se desarrolla dentro de la
planta esporofítica; al principio actúa como
parásito
del
gametofito,
pero
pronto
presenta tallo y raíces propios.
DIVISIÓN LYCOPODIOPHYTA
Los licopodios, las isoetaceas y demás
plantas
afines,
comprenden
la
división
Lycopodiophyta. Era de amplia distribución
al
final
de
los
periodos
Devónico
y
Carbonífero; muchas de sus formas eran
grandes, pa-
Fig. 9-5. Esquisetofitos de la era Paleozoica
en forma esquemática. A, reconstrucción
de Hyenia, una especie del devónico medio
que tenía remolinos de apéndices pero
carecía de conos. B, Sphenophyllum, una
planta del periodo devónico y carbonífero.
C, Calamites, planta del periodo Devónico y
Carbonífero
Equisetum
que
de
se
parece
nuestros
días.
algo
a
(Según
Norstog, K. y Long, R. W.: Plant Biology,
123
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Philadelphia, W. B. Saunders Co., 1976.
Nuevo dibujo de Smith, G.M.: Cryptogarnic
Botany, vol. II, 2nd Ed. Copyright
0
1955
por McGraw-Hill, Inc. Con autorización de
McGraw-Hill Book Company.)
Fig.
9-6.
Fotografía
de
un
calamite,
esfenópsida fósil. Se ven claramente los
verticilos de hojas largas y rectas. (Según
Fuller, H. J. y Carothers, A. B.: The Plant
World, 4a Ed. New York, Holt, Rinehart and
Winston, Inc,. 1963.)
Fig. 9-7. Esquema de una cola de caballo,
Equisetum; mitad del tamaño natural.
124
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
tallos
verticales
con
hojas
delgadas
y
plantas, dispuestas en espiral (fig. 9-8). El
tallo posee un núcleo central de xilema
rodeado por un cilindro de floema; carecen
de cambium, de aquí que su desarrollo sea
primario, en la punta en crecimiento. Sin
embargo, algunos de los viejos musgos
licopodios
que
vivieron
en
el
periodo
Carbonífero tenían un cambium y eran
plantas altas como árboles, hasta de un
metro de grueso y 20 o más metros de
altura.
En el extremo del tallo se encuentran hojas
especializadas, esporófilos, dispuestas en
forma de cono de pino que soportan
estructuras
productoras
de
esporas,
esporangios. Un género vivo de este subfilo
es Lycopodium, cuyo ciclo vital se parece al
de
Psilopsida.
esporas,
El
todas
esporofito
ellas
produce
semejantes,
cuya
germinación da lugar a gametofitos. Sobre
éstos aparecen órganos sexuales en los
cuales
se
producen
óvulos
y
espermatozoides biflagelados. Después de
la fertilización, el embrión en desarrollo
obtiene durante algún tiempo su nutrición
picopodio
del gametofito. Los licópodos homospóreos
Lycopodium, a la mitad del tamaño natural
como Lycopodium, se incluyen en la clase
aproximadamente. Este vegetal se emplea
Lycopodiopsida,
a veces como adorno de Navidad. Nótense
heterospóreos, Selaginella e Isoetes, en la
las hojas expuestas en espiral.
clase Isoetopsida.
Fig.
9-8.
Esquema
de
un
y
los
Otro género, Selaginella
nmente
"licopodio
evolutivo
licopodos
llamado court
pequeño",
atestigua
recidas a árboles, pero en la actualidad
progreso
persisten tan sólo cinco géneros, todos
ostenta
pequeños (rara vez de más de 30 cm) que
megasporas, cuya germinación da lugar a
han sobrevivido hasta nuestros días sin
megagametofitos
sufrir cambios mayores. Éstos vegetales
microsporas,
insignificantes presentan un tallo rastrero
microgametofitos machos (fig. 9-9). Los
que da origen a raíces verdaderas y a
gametofitos son de tamaño pequeño, y se
dos
tipos
importante,
de
esporas,
hembras,
que
y
pues
las
las
producen
125
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
alimentan
a
expensas
del
esporofito.
hembras,
y
las
microsporas,
que
Cuando las microsporas haploides abando-
corresponden al microsporangio y cuya
nan el esporofito pueden caer cerca de una
germinación produce gametofitos machos.
megaspora. Bajo la acción del rocío o de la
Los espermatozoides se desarrollan dentro
lluvia, la pared de la microspora se abre y
del gametofito macho y, una vez libres,
sus espermatozoides pueden llegar a la
nadan hasta el arquegonio del gametofito
megaspora,
hembra,
donde
fertilizan
el
óvulo
para
fertilizarel
huevo
que
haploide. Igual que en las plantas de
contiene. El huevo fertilizado da origen al
semilla, el embrión se
nuevo esporofito.
produce en el gametofito hembra cuando
aún se encuentra en el esporofito. Aunque
el ciclo de reproducción de estas plantas
anuncia ya el de las semillas, no son sus
antecedentes
directos
sino
un
grupo
terminal. La "planta de la resurrección" del
sudoeste de Estados Unidos es una especie
de Selaginella lepidophylla, que durante la
estación seta forma una pequeña masa
enrollada por lo que parecen ser hojas
muertas;
luego,
humedad,
se
cuando
abre
y
vuelve
procede
a
la
sus
actividades normales. El estudio de este
fenómeno notable ha demostrado que las
células
pueden
sufrir
una
disociación
completa de su organización citoplásmica,
pero en pocas horas después de la caída de
la lluvia sus cloroplastos se reconstituyen
y,.se vuelven fotosintéticas.
Las isoetaceas, isoetes y Stylytes son,
superficialmente, por completo distintas.
Se trata de plantas deciduas, vivaces, que
viven en lugares pantanosos con sus tallos
en el suelo. Son heterospóreas y tienen
microsporangios y megasporangios. Las
Fig.
9-9.
Esquema
del
ciclo
vital
de
Selaginella. Produce dos variedades de
esporas en su estróbilo: las megasporas,
que se encuentran en el megasporangio,
germinan
dando
lugar
a
gametofitos
raíces se dirigen hacia abajo a partir del
tallo, mientras se proyectan hacia el aire
hojas delgadas parecidas a plumas-, que
recuerdan matas de ajos (fig. 9-10). Las
hojas se fijan por sus bases anchas a un
126
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
tallo corto, del que nacen también las
raíces. Las hojas llevan en su extremo
basal los órganos portadores de esporas.
9-8
DIVISIÓN PSILOTOPHYTA
Hasta hace poco solían agruparse dos
géneros de plantas vivas, los helechos
bifurcados Psilotum y Tmesipteris, en la
misma división con las plantas fósiles,
Rhynia y Psilophyton. Hay una serie de
similitudes entre los dos tipos, pero los
esporangios
de
Psilotum
y
Tmesipteris
nacen de cortos tallos laterales, más que
en forma terminal como ocurre en los
Riniofitos.
Todavía
no
sabemos
si
las
partes de los helechos bifurcados deben
interpretarse como tallos o como hojas
complejas. Si fueran hojas complejas, sería
adecuado incluir los helechos, bifurcados
con los helechos verdaderos en la división
Polypodiophyta,
pues
los
helechos
característicamente tienen hojas complejas
o
Fig. 9-10. Esquema de tamaño natural de
una
isoetácea,
Isoetes.
A
la
derecha,
esporangio en la base de una de las hojas.
frondas.
En
espera
de
resolver
este
problema a satisfacción de la mayor parte
de botánicos, parece aconsejable colocar
los dos géneros de helechos bifurcados en
una división separada, los Psilotophyta. Las
especies de Psilotum son pequeñas plantas
subtropicales simples, de las cuales dos
especies viven en la parte meridional de
Estados
Unidos.
Algunos
crecen
como
epifitos entre las raíces fibrosas de las
bases de los troncos de las palmas (fig. 911). Las diversas especies de Tmesipteris
son pequeñas epifitos péndulos que sólo se
encuentran en Australia y Nueva Zelanda.
127
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Los helechos bifurcados son homospóreos
compuestas o frondas en la parte superior.
y desprovistos de raíces, pero tienen un
Algunos
tallo ramificado subterráneo del cual nacen
arborescentes
rizoides unicelulares y ramas fotosintéticas
hojas hasta de cuatro metros. Los helechos
verdes que crecen hacia arriba y llevan
comunes
pequeñas
de
de
estos
miden
la
helechos
16
zona
metros,
templada
con
tienen
escamas.
rizomas horizontales en la superficie o
Psilotum merece interés para los botánicos
inmediatamente debajo del suelo, de los
porque sus gametofitos y sus esporofitos
cuales nacen raíces de aspecto piloso. Los
tienen tejidos vasculares. Los mayores y
rizomas son generalmente vivaces y cada
los gametofitos viejos de Psilotum tienen
año nacen de los mismos nuevas frondas u
una estela completa con xilema y floema,
hojas
rodeadas
Los
racterístico de las hojas del helecho su
perennes,
enrollamiento final, que desaparece según
hojas
por'
gametofitos
a
modo
una
son
de
endodermis.
plantas
compuestas
verticales.
Es
ca-
subterráneas, como tallos, que muestran
madura la hoja (figura 9-12).
ramificación.
En todos estos aspectos los helechos son
semejantes a las plantas de semilla, por lo
DIVISIÓN
POLYPODIOPHYTA:
LOS
que se agrupan con ellas en el subfilo
Pteropsida. La raíz de un helecho está
HELECHOS
provista de un casquete radicular y zonas
Las
características
que
distinguen
los
de
meristema,
de
alargamiento
y
de
helechos de las otras plantas inferiores
maduración, igual que la raíz de un vegetal
vasculares que no tienen semillas incluyen
de semilla. El tallo presenta epidermis de
la estructura de la hoja, la anatomía del
protección, tejidos de soporte y vascular;
tallo, la localización de los esporangios y el
las
tipo
epidermis
de
típicamente
desarrollo.
Los
helechos
tienen
grandes
hojas
hojas
tienen
venas,
protectora
y
clorénquima,
estomas.
Pero
difieren en el sentido de que el xilema
crecen
por
contiene solamente traqueidas, no varos, y
violín");
sus
las esporas son todas iguales producidas
en
en esporangios en su superficie inferior de
acúmulos (sort) y sus tallos tienen una
algunas hojas. La planta esporofita puede
médula.
vivir varios años y produce una cosecha de
Viven actualmente unas 9 000 especies de
esporas haploides cada año. Éstas esporas
helechos ampliamente distribuidas en los
haploides al liberarse son transportadas
trópicos y en las regiones templadas. Los
por el viento y germinan en tierra húmeda
de regiones templadas prefieren lugares
para formar gametofitos. Como las esporas
frescos húmedos y sombreados. Los hele-
pueden ser transportadas por el viento a
chos abundan en las selvas tropicales; los
centenares
hay muy grandes, con cierto parecido
pueden desarrollarse a gran distancia de su
superficial a las palmeras, por su tallo
esporofito progenitor. Los gametofitos se
recto leñoso sin ramas y un grupo de hojas
hallan en mejores condiciones para resistir
ramificadas
desarrollo
esporangios
(frondas)
("cabezas
nacen
en
que
de
las
frondas
de
millas
del
gametofito,
128
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
el
frío
que
los
esporofitos,
y
los
gametofitos de algunos helechos tropicales
se encuentran en zonas tan nórdicas como
Ohio, mientras que sus esporofitos no
pueden sobrevivir al norte de Florida.
Durante
el
Carbonífero
se
extendieron
grandes selvas de helechos arborescentes,
con troncos altos y delgados formados
portalto y una masa envolvente de raíces
unidas por pelos radiculares. Los cuerpos
de estos helechos formaron gran parte de
los depósitos actuales de carbón. Otro
grupo
de
plantas
fósiles
con
hojas
semejantes a las de los helechos estuvo
confun-
Fig. 9-11. Helecho bifurcado, Psilotum
nodum. A, una rama aérea. B, detalles de
la estructura del tronco. C, tronco con
esporangios. D, vista aumentada de los
esporangios. E, dehiscencia de los esporangios. F, acumulos de Psilotum creciendo
entre las bases de las hojas de un gran
tronco de la palmera. (Según Norstog, K. y
Long, R. W.: Plant Biology. Philadelphia, W.
B. Saunders Co., 1976.)
129
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Fig. 9-12. Fotografía de helechos jóvenes
con la manera de desenrollarse las hojas al
madurar. (Según Weatherwax, P.: Botany,
3rd Ed. Philadelphia, W. B. Saunders Co.,
1956.)
Fig. 9-13. Ciclo vital de un helecho. Igual
que en el musgo, hay alternancia de
generaciones
sexual
(gametofítica)
y
asexual (esporofítica); la gran planta con
"aspecto de helecho" es el esporofito.
dido con estos durante muchos años, pero
el descubrimiento de fósiles en mejores
condiciones reveló que éste segundo grupo
era de semillas. Estos helechos de semillas
fósiles se clasifican ahora dentro de las
gimnospermas.
130
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
delgado. Después de la lluvia, estas células
CICLO VITAL DE UN HELECHO
quedan
liberadas
y,
por
substancia
grandes llamadas ordinariamente helechos,
arquegonio, nadan en el agua sobre la
representan la generación esporofótica de
superficie inferior del gametofito hasta
la planta. Consta de un tallo horizontal o
alcanzar el huevo. Los anteridios suelen
rizoma situado inmediatamente debajo de
desarrollarse y liberar sus anterozoides (en
la superficie del terreno y provisto de
respuesta a una substancia parecida a la
raíces fibrosas y de varias hojas o frondas,
giberelina, antheridogen, secretada por el
cada
gametofito vecino más viejo) antes que las
(figura
dividida
9-13).
algunas
en
Las
hojuelas
muchos
caras
foliolos
liberada
por
una
Las plantas verdes de hojas, relativamente
una
química
atraídas
el
de
arquegonias de dicha planta gametofito
grupos
de
hayan madurado. El anterozoide de una
esporas,
inferiores
presentan
de
planta suele fertilizar el huevo de otra
color pardo (esporangios) en cada uno de
planta, y del cigoto resultante se desarrolla
los cuales se producen esporas haploides
un nuevo esporofito. El huevo fertilizado
por meiosis a partir de las células de la
empieza
espora madre. La planta esporofítica puede
arquegonio, produciendo un embrión de
vivir años y producir en cada uno varias
esporofito. Inicialmente el esporofito se
cosechas de esporas.
desarrolla como parásito sobre el game-
pequeños
receptáculos
de
el
desarrollo
dentro
del
momento
tofito, pero pronto crecen sus propias
adecuado, caen al terreno y dan lugar a
raíces, tallo y hojas, y pasa a ser un
gametofitos aplanados, verdes,
esporofito independiente, completando el
en forma de corazón, de 5 a 6 Mm. de
ciclo.
diámetro. El gametofito llamado póotalo
El esporofito diploide del helecho está
crece en lugares húmedos y sombreados,
bastante bien adaptado a la vida terrestre:
en especial sobre madera en putrefacción o
posee tejidos de conducción y soporte y, a
sobre la tierra y rocas húmedas. De cada
diferencia
gametofito se originan varios rizoides que
depende del gametofito. Sin embargo, la
penetran en la tierra y absorben agua y
conquista de la Tierra por los helechos ha
sales. Los órganos sexuales masculinos y
sido
femeninos (anteridios y arquegonios)
gametofítica solo puede vivir en lugares
aparecen en la cara inferior del gametofito
donde persista mucha humedad y sombra,
(fig. 9-13).
en
Cada arquegonio, generalmente cerca del
espermatozoides para la fertilización exige
surco de la planta en forma de corazón,
medio acuoso.
Las
esporas
se
liberan
al
del
musgo,
incompleta,
tanto
la
pues
unión
su
la
de
nutrición
no
generación
huevos
y
contiene un solo huevo. El anteridio, en el
otro extremo del gametofito, emite varios
PREGUNTAS
anterozoides flagelados. Éstos adoptan la
forma de una corta espiral y tienen muchos
1.
flagelos
briofitas a la vida terrestre. ¿Cómo se
en
el
extremo
anterior
más
Comente
las
adaptaciones
de
las
131
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
explica que se llamen "anfibios del mundo
tierra firme. The Diversity of Green Plants,
de las plantas"?
de P. R. Bell y C. L. F. Woodstock, es un
2. ¿Cuáles son los factores estructurales y
estudio conciso y moderno de la enorme
fisiológicos que limitan la altura de los
variedad de plantas. Plant Anatomy, de
musgos a unos 15 cm, aproximadamente?
Katherine Esau, y Morphology of Plants, de
3. ¿En qué se parecen musgos, hepáticas
H. C. Bold, son obras bellamente ilustradas
talosas y hepáticas frondosas? ¿En qué se
que ofrecen excelentes descripciones de
parecen y en qué se diferencían de las
todos los aspectos de la morfología de las
plantas superiores?
plantas. Textos bien escritos de musgos,
4. ¿Por qué es posible suponer que las
hepáticas y hepáticas frondosas pueden
plantas vasculares proceden directamente
encontrarse en The Structure and Life of
de las algas verdes y no de las briofitas?
Bryophytes,
5. Describa la reproducción sexual de un
Nonvascular Plants: Form and Function, de
musgo. ¿En qué sentido las briofitas se
W. T. Doyle.
hallan relativamente mal adaptadas a la
Para conocer un.poco más acerca de las
vida terrestre?
formas como evolucionaron las plantas
6. ¿Qué son esporas? ¿Cómo se producen
conviene consultar una obra amena y
en un musgo? ¿Y en un helecho?
sencilla que plantea un panorama general
7. Compare los ciclos vitales de Selaginella
del tema. La evolución botánica de Marie
y de un helecho.
Claude Noailles (Ediciones Martínez Roca,
8. ¿Cuáles características de las riniofitas
España 1969) y una obra más descriptiva y
sugieren que son ancestros de las demás
analítica como El reino vegetal: los grupos
plantas vasculares?
de plantas y sus relaciones de Robert
9. ¿En qué se parecen los helechos a los
Scagel y Robert Bandoni (Edit. Omega,
vegetales de semillas? ¿En qué difieren?
España, 1973).
10.
helechos
Una diagnosis amplia acerca de los grupos
bifurcados de los helechos verdaderos?
vegetales puede complementarse con la
¿Qué característica peculiar tiene Psilotum?
lectura de textos como Tratado de botánica
¿En
qué
difieren
los
de
LECTURAS RECOMENDADAS
Edward
de
E.
V.
Strasburger
Watson,
(España,
y
en
Edit.
Marin 1974), Botánica general de Richard
Holman (UTEHA, México, 1982) o Biología
La evolución de las plantas la estudian T.
de las algas: enfoque fisiológico escrito por
Delevoryas
Walter Darley (Noriega Editores, México,
en
Plant
Diversification,
A.
Cronquist en The Evolution and Classifica-
1987).
tion of Flowering Plants, y E. J. H. Corner
en The Life of Plants. En esta última obra
un
renombrado
botánico
presenta
sus
puntos de vista sobre la evolución de las
plantas
y
sobre
las
modificaciones
ocurridas cuando las plantas invadieron la
132
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
LAS PLANTAS CON SEMILLAS
anterior. Por lo tanto, la semilla está
L
formada por tejidos de tres generaciones
as otras dos divisiones del reino
distintas: el embrión, que es el esporofito
vegetal, las gimnospermas, división
nuevo, el endosperma, tejido nutricio que
Pinophyta,
procede del gametofito hembra, y la vaina
y
las
angiospermas,
división Magnoliophyta, difieren de los
de la semilla, del esporofito antiguo.
helechos en que no tienen una generación
Hay más de 250 000 especies de plantas
de
dos
con semilla, las que se adaptaron para
características principales son la formación
resistir a distintos ambientes terrestres,
de semillas, estructuras que albergan el
cuyo
embrión durante la etapa inactiva, y la
milímetros de diámetro para las lentejas de
unión de gametos machos con huevos por
agua, hasta muchas decenas de metros
polinización, por el desarrollo de un tubo
para los sicomoros gigantes de California.
de polen. Corre a cargo de las semillas,
También representan los vegetales de más
que son resistentes a la desecación y a las
utilidad para el hombre como fuente de
temperaturas altas y bajas, la difusión
alimento, abrigo y productos químicos e
rápida y amplia de las especies. En el
industriales. Hay dos clases de plantas con
proceso
semilla.
gametofito
independiente.
reproductivo
de
Sus
las
plantas
tamaño
varía
desde
Gymnospermae
("semillas
inferiores el espermatozoide alcanza al
desnudas")
óvulo por un suministro externo de agua -
cubiertas"); difieren por la relación que las
el mar, un estanque, un cenagal o quizá
semillas guardan respecto a los órganos
una película de agua. El tubo de polen
que las producen. En las semillas de las
elimina la necesidad de esto y proporciona
angiospermas,
un medio para la unión directa de los
fruto, la cubierta procede de la pared del
gametos masculino y femenino. De éstos
óvulo (véase la pág. 227) de la flor. Las
dos caracteres depende en gran medida, y
angiospermas que no siguen ésta regla y
sin duda alguna, el buen éxito de las
poseen semillas expuestas (trigo, maíz,
plantas
girasol y arce, por ejemplo), tienen en
de
semilla
como
organismos
y
algunos
Angiospermae
formadas
("semillas
dentro
de
un
terrestres.
realidad semillas cubiertas, pues en estos
Las plantas de semilla producen en forma
casos lo que suele Ilamarse "semilla" es en
característica dos tipos de esporas, las
realidad
megasporas, que dan lugar a gametofitos
verdadera semilla. Las semillas de las
hembras, y las microsporas, origen de los
gimnospermas se producen de distintas
un
fruto
que
encierra
a
la
gametofitos machos o polen. El gametofito
maneras, generalmente sobre conos pero
hembra, al quedar dentro de la megaspora,
en realidad nunca están cubiertas como las
da lugar a un gameto que se fertiliza in
semillas de las angiospermas. La posición
situ. El cigoto da lugar a un embrión con
de las semillas ha desempeñado papel
rudimentos
importantísimo en la prosperidad de las
de
hojas,
tallos
y
raíces
mientras está todavía dentro de la vaina de
plantas
la
almacenado
semilla,
procedente
del
esporofito
correspondientes;
permite
el
al
alimento
embrión
133
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
alimentarse hasta su vida independiente;
la cubierta externa lo protege contra el
calor, el frío, la desecación y los parásitos;
las semillas representan un medio para la
dispersión de la especie.
10-1
ORIGEN
DE
LAS
GIMNOSPERMAS
Las
gimnospermas
parecen
haber
evolucionado de un grupo de plantas del
Devónico
conocidas
como
pro-
gimnospermas. Estas tenían ramas como
frondas, parecidas a las de los primeros
helechos;
además,
tenían
un
tipo
de
xilema generalmente asociada con gimnospermas -compuestos de traqueidas con
hoyos limitados. Un hoyo limitado es una
pequeña zona entre dos
células vecinas, de xilema; rodeada a cada
lado por material de pared celular, de
manera que superficialmente parece una
especie
de
rosca.
Una
de
las
pro-
gimnospermas, Archaeopteris, era un árbol
grande con tronco de casi dos metros de
diámetro (fig. 10-1); probablemente se
parezca a gimnospermas de nuestros días
como pinos y cipreses. Además de las
traqueidas
con
Archaeopteris
grandes
tenía
hoyos
tallos
cantidades
limitados,
leñosos
de
Fig.
10-1.
A,
reconstrucción
Archaeopteris.
(Según
Reconstruction
of
Beck,
de
C.
Archaeopteris,
B.:
and
further consideration of its phylogenetic
position. Amer. J. Bot. 49. 373-382, 1962.)
con
xilema,
característica típica de las gimnospermas.
No conocemos cómo serían los órganos
reproductores
Algunas
de
las
progimnospermas.
especies tenían
microsporas
y
megasporas; otras sólo esporas de un
volúmen
determinado,
y
quizá
fueran
homospóreas, pero también es posible que
fueran plantas productoras de polen. Se
han
descubierto
semillas
primitivas
en
algunos depósitos asociados con fósiles de
134
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Archaeopteris, y aunque las semillas no
viejas,
pero
todavía
actuales,
estaban unidas a los fósiles, es posible que
cicadáceas. Los helechos con semillas eran
algunas progimnospermas hayan tenido
especialmente
semillas.
periodo
abundantes
Carbonífero,
las
durante
y
el
contribuyeron
mucho a los depósitos de carbón de ese
CLASE
LYGINOPTERIDOPSIDA:
LOS
tiempo.
Tales
helechos
desaparecieron
HELECHOS CON SEMILLAS
desde la era Mesozoica.
Los lechos de carbón depositados durante
Clase Cycadopsida: las cicadáceas
el periodo Carbonífero de la era Paleozoica
contenían restos fósiles de plantas muy
Las
voluminosas, con hojas de tipo de helecho
principalmente en regiones tropicales y
(fig. 10-2). Inicialmente se pensó que eran
subtropicales;
helechos,
se
subterráneos cortos y tuberosos o tallos
descubrieron semillas unidas a algunas de
aéreos verticales cilíndricos. Sus grandes
tales hojas, y las plantas se denominaron
hojas
helechos con semillas y se clasificaron
peculiar
(fig.
10-3)
con las gimnospermas. Algunos de los
parecido
con
los helechos o
helechos
pequeñas, por lo que se confunden con
con semillas eran árboles pequeños; otras
frecuencia. La única cicadácea de Estados
eran plantas como vides, con grandes
Unidos es la palmera del sago, Zamia, que
frondas y tallos delgados. Las semillas de
se
estos helechos, con longitudes que iban de
Gainesville. Zamia es una de las cicadáceas
4 mm a 11 cm., estaban unidas a las hojas
más pequeñas, con tallo corto carnoso
en diversas formas. En algunas especies
subterráneo, una larga raíz cilíndrica y
las semillas estaban unidas a la punta de la
hojas compuestas correosas, generalmente
hoja, en otras a los hordes de las hojuelas,
de menos de un metro de largo. Además
y en otras crecían directamente de la
de la raíz cilíndrica, las cicadáceas tienen
extensión central del pecíolo (el raquis) de
otras
la fronda. Los órganos portadores de polen,
superficie del suelo, estrechamente ramifi-
generalmente
compuestas
cadas y conteniendo colonias de las algas
microsporangios
Nostoc verdeazules fijadoras de nitrógeno.
pero
formadas
por
más
recientemente
estructuras
varios
cicadáceas
se
encuentran
pueden
compuestas,
encuentra
raíces
divididas
en
que
tener
les
crecen
forma
un
gran
palmeras
al
sur
cerca
de
de
Probablemente
frondas. Se ha especulado acerca de cómo
nitrógeno de estas plantas están cubiertas,
tendrían lugar la polinación y la fertilización
en parte por lo menos, por las algas
en
verdeazules. Las cicadáceas crecen muy
plantas
fósiles,
pero
pueden
lentamente,
de polen en el óvulo de un helecho con
tiempo.
semillas, lo cual indica que el proceso se
Australia Occidental se ha calculado que
parecía al de un grupo de gimnospermas
tiene unos 5 000 años, de manera que es
cicadácea
vivir
de
recientemente se describieron tubos fósiles
Una
pero
necesidades
la
alargados, también estaban unidos a las
estas
las
en
dan
Florida
tallos
muy
mucho
vieja
de
135
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
uno de los organismos vivos más viejos
que hay en el mundo.
A diferencia del pino, con sus dos tipos de
conos para el mismo árbol, las cicadáceas
comprenden dos clases de árboles, uno
que produce tan sólo conos productores de
polen y otro conos productores de huevos.
No se trata, sin embargo, de árboles
"machos" o "hembras", pues ambos son
esporofitos y producen gametofitos machos
y hembras, respectivamente. Los conos de
semillas de las cicadáceas son mayores
que
los
conos
de
polen;
en
algunas
especies pueden tener hasta un metro de
largo y pesar 40 kg. Los conos de semilla
suelen tener colores que van del amarillo al
rojo obscuro.
Fig. 10-2. A, reconstrucción de un helecho
de semillas, Medullosa noel, que en vida
tenía unos cinco metros de altura. B, una
semilla
voluminosa
de
helecho
unida
terminalmente a una parte de una fronda.
C,
un
Medullosa,
órgano
microsporángico
compuesto
de
de
muchos
microsporangios unidos longitudinalmente.
(Según Morphology and Evolution of Fossil;
Plants by Theodore Delavoryas. Copyright
© 1962 by Holt, Rinehart and Winston,
Inc. Con autorización de Holt, Rinehart and
136
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Winston, Inc.)
Los
conos
de
las
cicadáceas
están
compuestos de esporofilos dispuestos en
forma
helicoidal
alrededor
de
un
eje
central. Los microsporofilos tienen muchas
microsporangias
voluminosas
en
su
superficie inferior, y cada megasporofilo
lleva dos óvulos antes de la fertilización.
El ciclo vital de una cicadácea típica como
Zamia (figura 10-4) es interesante, porque
permite
comprender
los
métodos
de
reproducción en las primeras plantas con
semillas, los helechos con semillas. Los
conos empiezan a aparecer en la punta de
la planta a principios del verano y se
desarrollan
superficies
Éstos
en
microsporangio
inferiores
contienen
microsporas
que
del
en
las
microsporofilo.
células
producen
madres
de
tétradas
de
microscoporas por divisiones meióticas. Las
microsporas desarrollan paredes gruesas y
se dividen mitóticamente para producir los
microgametofitos
tricelulares,
o
gametofitos machos. La reunión de la
pared
de
microscopora
con
el
microgametofito constituye los granos de
polen que son liberados y transportados
por el viento hasta los megasporófilos de
Fig.
10-3.
Fotografías
de
cicadáceas.
Arriba: Cyas; abajo a la izquierda: una
planta masculina de Zamia; abajo a la
derecha:
planta
de
Zamia
madura,
susceptible de dar frutos. Esta planta, que
se encuentra desde Florida hasta México,
es la única cicadácea en Estados Unidos.
(Según Weatherwax, P.: Botany, 3rd. Ed.
Philadelphia, W. B. Saunders Co., 1956.)
conos de semillas vecinos.
Durante el mismo tiempo, dentro de cada
uno de los óvulos del megasporofilo un
megasporangio pro-
duce cuatro megasporas por meiosis. Sólo
una de ellas sobrevive, para formar un
megagametofito, o gametofito hembra.
El óvulo al tiempo de la polinación consiste
en
una
capa
externa
(el
intertegumento), el megasporangio, y el
megagametofito en desarrollo.
La polinación incluye la fijación del grano
de
polen
a
una
gota
de
líquido
mucilaginoso que llena el micropilo del
137
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
megasporangio. Cuando el líquido viscoso
una banda espiral que rodea el extremo
se seca se retrae y lleva consigo los granos
anterior
de
la
de polen, depositándolos dentro de una
espermatozoo
se
cavidad para polen, región que existe
desplaza en el tubo de polen, los tubos
dentro del megasporangio. Los granos de
estallan y los liberan, y los espermatozoos
polen germinan y los tubos de polen se
nadan brevemente en el líquido de la
desarrollan lentamente durante unos cinco
cámara de fertilización. Cada arquegonio
meses.
tiene
El
gametofito
hembra
sigue
cuatro
célula.
vuelve
células
activo
cervicales
que
se
se
proyectan
mismo ritmo que el gametofito macho.
fertilización
Cuando
gametofito
espermatozoos son liberados de los tubos
hembra ocupa la mayor parte del interior
de polen. Varios espermatozoos pueden
del ovulo y tiene una depresión en forma
penetrar en cada arquegonio, pero solo
de copa, la cavidad de fertilización, en su
uno entra en el citoplasma del huevo y
extremo micropilar. La cámara de fertili-
pierde
zación contiene tres a cinco arquegonias
espermatozoo luego se combina con el
que tiene colulas ovulares voluminosas de
núcleo
casi dos milímetros de largo.
mitosis. Divisiones celulares subsiguientes,
Durante el crecimiento de los tubos de
y un crecimiento seguido, producen un
polen
embrión con un suspensor largo muy
fertilización, el
tienen
lugar
varias
divisiones
celulares, que culminan en la formación de
dos
grandes
células
sus
del
y
se
de
y
el
creciendo y madura aproximadamente al
hay
dentro
Cuando
la
cámara
de
abren
cuando
los
flagelos.
huevo
El
durante
núcleo
la
del
primera
enrollado y dos hojas de semillas o
espermatozoides
flageladas. Las cicadáceas son notables
entre las plantas de semilla por cuanto
tienen gametos masculinos móviles dentro
de sus tubos de polen. Solamente las
cicadáceas y Ginkgo, de todas las plantas
que
viven
y
tienen
semillas,
están
provistas de espermatozoos flagelados. Los
espermatozoos
de
las
cicadáceas
son
enormes, hasta de 400 micrómetros en
una
especie
de
Zamia,
y
pueden
observarse a simple vista. Son los mayores
gametos masculinos móviles conocidos en
las plantas superiores. El espermatozoo de
la cicadácea no solamente es voluminoso;
también tiene miles de flagelos por célula.
Cada uno de estos flagelos tiene el típico
sistema eucarionte 9 + 2 de filamentos
axiales. Todos los flagelos están unidos a
138
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
(microgametofito).
C,
megagametrofito
maduro. H, microgametofito maduro. 1,
fertilización.
embrión,
J,
K,
semilla
semilla
madura
en
con
germinación.
(Copiado de Norstog, K. y Long, R. W.:
Plant Biology. Philadelphia, W. B. Saunders
Co., 1976.)
cotiledones.
El
desempeñar
embrión
el
suspensor
papel
de
profundamente
parece
impulsar
dentro
el
del
gametofito hembra. Casi un año después
que se ha producido la polinación el cono
de
semilla
se
rompe,
y
las
semillas
brillantes de color rojo anaranjado caen al
suelo en la base de la planta original. Las
cicadáceas
proporcionan
un
enlace
conector entre los helechos y los licopodios
(en los cuales los gametos masculinos
móviles pasan a través del agua ambiental
hasta el gameto femenino) y las plantas
con semillas más avanzadas (en las cuales
!os
espermatozoos
inmóviles
y
no
flagelados son transferidos simplemente en
el tubo de polen).
Las
cicadáceas
se
usan
mucho
como
plantas de ornamento, para embellecer el
Fig. 10-4. Ciclo vital de Zamia. a) Polen de
la
planta.
b)
Microsporofilo.
c)
Microsporangio jóven con células madres
de
microsporas.
d)
Microsporangio
conteniendo tétradas de microsporas. di)
Microscoporas. d2) Pólenes de tres células
(gametofitos masculinos inmaduros). A,
cono de semilla. B, megasporófilo. C, óvulo
con célula madre inegaspora. D, tétrada de
megasporas, una de las cuales es funcional. E, polinación que muestra el polen
en la cavidad de polen y megagametofito
jóven. F, tubo de polen en desarrollo
paisaje de los trópicos. Las semillas de
Cicas se recogen y consumen, y permiten
preparar
una
harina
con
aspecto
almidonado mediante tallos subterráneos
carnosos de Zamia. Tanto los tallos como
las semillas de cicadáceas contienen una
poderosa
neurotoxina
capaz
de
causar
parálisis y
muerte. Las hojas de cicadáceas también
la contienen, y el ganado que come éstas
hojas puede envenenarse. Se ha aislado un
poderoso carcinógeno, cicasina, de los
tallos y semillas de cicadáceas. Hay que
139
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
tener mucho cuidado, al preparar la harina
El polen liberado por el cono masculino es
de cicadácea, para suprimir estos venenos.
transportado por el viento hasta el cono
Un grupo interesante y curioso de plantas
femenino,
mesozoicas
fertilizados. En los pinos puede transcurrir
extinguidas
cicadeoides,
miembros
son
las
la
clase
de
hasta
un
donde
año
los
entre
huevos
la
son
polinación
y
Bennettitopsida. Estas plantas eran como
fertilización, y varios años más entre la
las cicadáceas en su forma general, pero
fertilización y la liberación de semillas.
los conos de por lo menos algunas de las
Las coníferas son importantes desde el
especies producían las dos cosas, polen y
punto de vista económico como origen de
óvulos, de manera que tenían una similitud
más del 75 por 100 de la madera que se
general con una flor. Aunque algunos botá-
utiliza
nicos han llamado "flores" a éstos conos,
preparación
los
en
la
construcción
de
papel,
y
en
plástico,
la
rayón,
verdaderas
lacas, películas fotográficas, explosivos y
gimnospermas, pues sus óvulos estaban
muchos otros materiales. Algunas coníferas
expuestos y no encerrados en un fruto. La
producen
idea de que las plantas con flores se
producción
desarrollaran a partir de cicadenoides ha
aceites. Las semillas de unas cuantas
perdido
coníferas se utilizan como alimento, y las
cicadeoides
eran
defensores,
por
las
grandes
de
resinas
de
utilizadas
trementina,
enebro
para
la
alquitrán
producen
y
diferencias estructurales que hay entre los
bayas
aceites
dos grupos.
aromáticos utilizados para dar sabor a
bebidas alcohólicas como la ginebra. Las
hojas
CLASE PINOPSIDA: LAS CONÍFERAS
espinosas
de
permanentemente
Las
coníferas-pino,
gigantesco
de
cedro,
abeto,
California-
pino
adaptadas
para
son
húmedos,
los
las
verdes
resistir
inviernos
gimnospermas
están
los
bien
veranos
fríos
y
las
biológicamente las gimnospermas que más
abrasiones mecánicas causadas por las
han prosperado de todas las vivientes. Mu-
tormentas.
chas de las coníferas son árboles, pero
epidérmica, fuertemente cutinizada, hay
algunas son arbustos; la mayoría son
una
verdes todo el año, y tienen hojas en
gruesa. Los estomas se hallan en pozos
forma
están
profundos que atraviesan el esclerénquima,
distribuidas en todo el mundo y tienen
aunque las coníferas se descubren en todas
gran
tanto
las regiones, desde los trópicos a las
de
agujas.
importancia
Las
para
coníferas
nosotros,
capa
Debajo
de
de
la
gruesa
esclerénquima
de
capa
pared
Las
subárticas, los bosques más extensos de
coníferas no tienen flores, pero guardan
coníferas se hallan en el hemisferio norte
sus semillas en la parte interna de las
en Canadá y en Siberia, donde constituyen
hojas, a modo de escamas que suelen
los árboles predominantes del ecosistema
estar dispuestas en espiral formando un
taiga. Algunas coníferas son deciduas, pero
cono. La mayor parte de especies tienen
la mayor parte son verdes todo el año y
ambos, conos de polen y conos de semilla.
conservan sus hojas durante años antes de
ecológica
como
económicamente.
140
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
perderlas.
Las
coníferas
madereras,
plantas
son
todas
descubrieron
sequoias
vivas
en
valles
una
alejados del centro de China en 1945. Las
forma de árbol característica. Su madera
semillas de éstas sequoias se plantaron, y
está compuesta de traqueidas con hoyos
los árboles pueden verse ahora en diversos
limitados y sus semillas están "desnudas".
jardines botánicos de todo el mundo.
perennes
con
Se admite, en general, que las coníferas
provienen separadamente de los helechos
CICLO VITAL DE UNA GIMNOSPERMA
con semillas y de las cicadáceas, aunque
todas
ellas
probablemente
ancestro
común
progimnospermas.
tengan
entre
Árboles
que
un
Las
las
vitales de angiospermas y gimnospermas,
eran
las
características
cuales
clave
proporcionan
de
los
ciclos
incluso
mejor
netamente coníferas existían en la era
adaptación a la vida terrestre, son la
Paleozoica
los
producción de semillas y la formación del
helechos con semilla. Entre ellos estaba
tubo de polen. El gametofito, reducido a
cierto número de especies de Cordaites,
unas cuantas células encerradas en los
todas ellas desaparecidas. Cordaites eran
tejidos
árboles grandes que tengan conos con
teramente de él para su nutrición. La unión
hojas de forma alargada y tallos hasta de
del espermatozoide con el huevo ya no
30
de
exige la presencia de una película de agua
diámetro. Éstos formaron grandes bosques
sobre el gametofito, sino que se logra por
durante el periodo Carbonífero; se cree
el azar del viento o la dispersión del polen
que las coníferas modernas descienden de
por los insectos, así como por el desarrollo
Cordaites y formas relacionadas.
de un tubo polinífero. El embrión del
al
mismo
metros de
tiempo
altura
y
un
que
metro
del
esporofito,
depende
en-
se
esporofito, al principio de su crecimiento,
observan en varios hábitat, que van desde
es nutrido y protegido, no por una planta
los bosques húmedos y lluviosos hasta los
gametofítica independiente, como en los
semidesiertos
Las
diversas
especies
de
coníferas
los
musgos y los helechos, sino por la semilla,
bosques de coníferas boreal de la taiga es
con buena cantidad de engospermas y
un medio relativamente seco, con poca
cubierta externa resistente. El esporofito
humedad relativa durante la mayor parte
de los vegetales con semilla produce dos
del año. La parte occidental de Estados
tipos de esporas, megasporas, grandes, y
Unidos tiene un grupo muy interesante de
microsporas, pequeñas, y se le da el
coníferas, incluyendo la gran Sequoia; el
calificativo
secos.
La
región
de
de
heterospora.
También
Big Tree de California, Sequoiadendron, el
presentan esta característica la licopsida
organismo vivo de mayor volúmen; una
Selaginella (pág. 211) y algunos helechos.
serie
de
Las partes reproductoras de las plantas con
enebros, pinos y similares. Se descubrieron
semilla fueron estudiadas y clasificadas
fósiles de una sequoia en Japón y en otras
(estambres, pistilo, óvulo, etc.) antes de
partes del hemisferio norte; los botánicos
que
quedaron
alternancia
de
pinos
muy
y
varias
especies
sorprendidos
cuando
se
conocieran
de
las
las
fases
en
generaciones
la
de
141
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
esporofitos
y
gametofitos,
y
el
gran
parecido entre los ciclos vitales de musgos,
helechos y plantas con semilla.
Los ciclos vitales de las gimnospermas
resultan en algunos aspectos intermedios
entre los de helechos y angiospermas (fig.
10-5); por ejemplo, el pino produce dos
tipos
de
conos,
unos
estaminados,
pequeños, de menos de tres centímetros
de longitud, y otros ovulados, "pinas"
grandes que en algunas especies pueden
alcanzar 45 centímetros de largo. El cono
ovulado
está
compuesto
de
muchas
escamas, con dos óvulos sobre la superficie
de cada escama. Dentro de cada óvulo
encontramos
una
célula
madre
de
megaspora, cuya división por meiosis da
origen a cuatro megasporas
Fig.10-5.ciclo vital de un pino .véase el
texto para detalles.
haploides. Una de éstas, funcional, crea un
megagametofito pluricelular. Sobre cada
megagametofito hay dos o tres órganos
sexuales femeninos (arquegonios), cada
uno con un huevo grande.
Toda escama del cono estaminado posee
142
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
dos microsporangios en la cara inferior.
Dentro de los microsporangios hay muchas
células madre de microsporas que se
dividen por meiosis para formar cuatro
microsporas. cada una.
Todavía
dentro del microsporangio o
saco polínico, las microsporas se dividen
por mitosis y forman el microgametofito
tetracelular o grano de polen que, al
quedar libre, es llevado por el viento. Al
llegar alguno a un cono ovulado, penetra
en el óvulo par una abertura llamada
micropilo, y se pone en contacto con el
megasporangio.
Puede pasar un año o más antes de que
una célula de polen se alargue y forme un
tubo polínico el cual crece a través del
megasporangio
hasta
alcanzar
el
megagametofito. Otra célula del grano del
polen se divide para formar dos núcleos
Fig. 10-6. Una fotografía tomada en 1908
de gametos machos, espermatozoides
del árbol Ginkgo biloba del cual Hirase
inmóviles como en las plantas infe-
obtuvo todos los datos para sus estudios.
Éste árbol todavía crece en el campo de la
Universidad de Tokio. (Según Norstog, K. y
Long, R. W.: Plant Biology. Philadelphia, W.
B. Saunders Co., 1976. Foto cortesía de Y.
Ogura, Tokio, Japón.)
riores. Cuando el extremo del tubo de
polen llega al cuello del arquegonio y se
abre, los dos núcleos machos se colocan en
la proximidad del huevo. Uno se junta al
núcleo del huevo para formar el cigoto
diploide, en tanto el otro se desintegra.
Después
de
la
fertilización,
el
cigoto,
dividido y diferenciado, produce el embrión
del esporofito, rodeado por tejidos del
megagametofito y esporofito primitivo. La
estructura recibe globalmente el nombre
de semilla.
143
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Los tejidos del megagametofito que nutren
(productores de polen)' o conos ovulados
al
el
(productores de huevos). Ginkgo y las
nombre de endosperma. Sin embargo,
cicadáceas son las únicas plantas con
son células haploides muy diferentes de las
semilla que se reproducen a través de
endospérmicas las de las angiospermas
espermatozoides
leer más adelante), que son triploides
grupos de tubos polínicos. Cuando el huevo
(3N), con todo, ambas variedades llenan
fertilizado madura, la cubierta interna de la
las mismas necesidades de nutrición para
semilla se endurece, en tanto la externa se
los embriones respectivos. Pasado un corto
ablanda
periodo de crecimiento, durante el cual
desagradable. Cuando el árbol produce
desarrollan
muchas semillas al mismo tiempo; el olor
embrión
epicotilo
en
desarrollo,
varios
y
el
reciben
cotiledones
hipocotilo
el
el
embrión
es
y
nadadores
desprende
en
olor
vez
de
rancio
difícil de soportar; por ésta razón,
queda inactivo hasta que la semilla se
cuando se plantan Ginkgos en los parques,
desprende
las
es preciso asegurarse que todos los árboles
condiciones son favorables, germina y se
de la misma zona sean del mismo "sexo”;
transforma en un esporofito maduro, o sea
de modo que no se produzcan semillas.
el nuevo pino. El epicótilo da origen al
Las gnetáceas. Constituyen una pequeña
tallo, y del hipocótilo surge la raíz primaria.
clase de gimnospermas que comprende
y
cae
al
suelo.
Si
algunas plantas peculiares. Estas plantas
son únicas entre las gimnospermas que
GINKGOS Y GNETOPSIDAS
viven, porque tienen muchos conos de
El árbol Ginkgo biloba (fig. 10-6), es el
polen
compuestos
único representativo que vive todavía de
óvulos con dos
que
parecen
flores,
una clase que en un tiempo fue muy
numerosa y dispersa, con un registro de
fósiles que se extiende hasta unos 200
millones de años, en el periodo Triásico.
Los ginkgos se cultivaban en China y en
Japón como árboles de ornamento por sus
hojas distintivas en forma de- abanico, que
caen en otoño (Fig. 10-7). Estos "fósiles
vivos" son árboles resistentes y duros en la
mayor parte de condiciones; su estudio ha
demostrado
resistentes
hongos.
que
al
Por
son
ataque
este
particularmente
por
motivo,
insectos
la
y
madera,
aunque frágil, se ha utilizado para preparar
cabañas a prueba de insectos. Igual que
las cicadáceas, el árbol de Ginkgo da
únicamente
conos
estaminados
Fig. 10-7. Ramas de Ginko. A la izquierda,
racimos de semillas maduras; al centro,
rama con hojas y óvulos jóvenes; a la
144
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
derecha, rama con hojas y conos de polen.
profunda gracias a la cual obtiene agua
(Copyright,
debajo de la superficie. Welwitschia tiene
General
Biological
Supply
un tallo corto, ancho y de aspecto leñoso,
House, Chicago.)
principalmente subterráneo, excepto por
integumentos, y vasos en su madera. Estos
una corona cóncava en forma de disco que
últimos son elementos tubulares en el
está cubierta de corcho.
xilema, compuestos de células de xilema
La planta al madurar se parece más bien a
cilíndricas,
termi-
un nabo de madera voluminoso. Algunas
extremos
muestras de Welwitschia tienen hasta 2
dispuestas
noterminal,
con
en
paredes
forma
de
abiertos o en forma de criba. Tales vasos
000
no se conocen en otras gimnospermas,
diámetro mayor de un metro. Durante toda
pero son un componente característico del
su vida, cada planta produce un solo par
xilema de las plantas con flores. En otros
de hojas gruesas y
aspectos los tres miembros de esta clase,
correosas que crecen en la periferia de la
Cneturn, Ephedra y Welwitschia, son tan
corona.
diferentes
desgastarse cuando se extienden sobre la
unos
de
otros
como
son
años
de
edad,
Estas
con
pueden
coronas
agarrarse
de
y
diferentes de otras gimnospermas.
superficie del suelo. Aunque en ésta región
Hay unas 40 especies de Gnetum que
del África Sudoccidental puede no (llover
crecen como árboles o arbustos tropicales
durante
en
cuatro
o
cinco
años,
África
frecuentemente hay nieblas nocturnas que
Occidental y desde la India a Malaya. Gne-
parecen aportar a éstas plantas la mayor
tum se parece mucho a ciertas plantas con
parte del agua que necesitan. Se señala
flores:
el
valle
del
Amazonas
en
que
son
que
manifiestas;
sus
Welwitschia se abren por la noche para
órganos reproductores se parecen algo a
captar esta agua de la niebla, y quedan
flores, pero sus óvulos están desnudos,
cerradas durante el día. Las similitudes
como en otras gimnospermas. Hay unas 35
entre Gnetopsida y las plantas con flores
especies de Ephedra como arbustos en
han sugerido que pueden representar una
regiones desérticas en diversas partes del
gimnosperma
mundo. Una se encuentra en el sudoeste
habían desarrollado las plantas con flores.
de Estados Unidos y México-un matorral
Sin embargo, la mayor parte de botánicos
bajo, muy ramificado, con ramas desnudas
creen actualmente que las similitudes con
verdes fotosintéticas y hojas de escamas
plantas de flores son pura coincidencia, y
rudimentarias (fig. 10-8). Esta Ephedra
resultan de evoluciones paralelas.
tiene
anchas
y
hojas
de
opuestas
venas
los
estomas
de
ancestral
las
de
hojas
la
cual
de
se
superficialmente se parece a Equisetum,
una de las plantas tipo colas de caballo.
DIVISIÓN
Sólo hay una especie que actualmente vive
PLANTAS CON FLORES
de
Welwitschia;
desiertos
de
las
se
encuentra
costas
de
en
la
MAGNOLIOPHYTA:
LAS
los
parte
Las plantas con flores verdaderas, forman
sudoccidental de África. Tiene una raíz muy
la división más amplia del reino vegetal:
145
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
comprenden casi 250 000 especies de
Fig. 10-8. Ephedra, una planta de desierto.
árboles, arbustos, enredaderas y hierbas
(Según Norst g, K. y Long, R. W. Plant
adaptadas a casi cualquier tipo de hábitat.
Biology. Philadelphia, W. B. Saunders Co.,
Algunas viven completamente sumergidas;
1976.)
otras, en regiones sumamente áridas. La
mayor parte son autótrofas, pero las hay,
Éstas dos clases de distinguen por su
como la orquídea, las "pipas indias" de
estructura embrinaria, la forma de sus
Estados Unidos y el muérdago, casi sin
flores y la anatomía de su tallo y sus hojas.
clorofila, por lo que deben llevar una villa
Las plantas cereales, trigo, maíz y arroz las
parcial o totalmente parásita. Algunas,
cosechas básicas de la sociedad moderna,
angiospermas se valen de dispositivos para
son monocotiledóneas, mientras que la
atrapar
animales
mayor parte .e verduras y frutas son
pequeños, por lo que resultan holozoicas y
dicotiledóneas. Otras dicotiledóneas son
carnívoras. Las angiospermas proporcionan
plantas medicinales como Digitalis, que
al
produce un estimulante del corazón, y
insectos
y
otros
hombre alimento, ropa, albergue y
drogas; además, llenan el mundo de sus
Rauwolfia,
bellos colores y del perfume de sus flores.
utilizado para combatir a hipertensión. El
Las plantas con flores corresponden a una
café, el té y el cacao provienen de plantas
de dos clases principales, Magnoliopsida,
dicotiledóneas, Coffea, Thea y Theobrom.
llamadas
cacao, respectivamente. Las Magnoliophyta
también
dicotiledóneas,
Liliopsida o monocotiledóneas.
y
que
produce
un
compuesto
se llamaban Angiospermopsida en el viejo
sistema
taxonómico;
el
término
angiospermas ha sobrevivido come nombre
común para el grupo.
Muchas angiospermas pueden completar
un ciclo vital total, desde la germinación de
la semilla hasta la producción de otras
nuevas, aproximadamente en un
mes.
Otras, en cambio, requieren de 20 a 30
años par: alcanzar madurez sexual. Las
hay cuya vida no pasa de una fase de
crecimiento, en tanto otras viven siglos.
Los tallos, hojas y raíces presentan extensa
variedad
de
formas,
pero
todas
las
angiospermas tienen flores con disposición
general similar.
Las
angiospermas
gimnospermas
importancia
difieren
de
por
la
abundancia
relativa
de
los
vasos
las
e
del
xilema (la mayor parte de angiospermas
146
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
sólo tiene traqueidas); por la formación de
endosperma, mientras que el endosperma
flores y frutos, presencia de sépalos y
muchas veces no existe en la semilla
pétalos, además de los esporófilos, para la
madura de las dicotiledóneas. 3) Las hojas
formación de un pistilo a través del cual
de
crece el tubo polínico para alcanzar el
paralelas
óvulo y el huevo (en las gimnospermas, el
dicotiledóneas, en cambio, las venas se
polen Ilega a la superficie del óvulo y el
ramifican
tubo polínico se desarrolla directamente
bordes suelen ser lobulados o dentados. 4)
hacia el interior del mismo), y reducción
No
todavía
monocotiledóneas,
mayor
de
la
generación
las
monocotiledóneas
y
bordes
lisos,
sucesivamente;
suele
haber
un
tienen
en
además
cambium
pero
venas
en
existen
las
los
las
las
gametofítica que consta solo de algunas
dicotiledóneas. Así pues, la mayor parte de
células,
monocotiledóneas tienen un crecimiento
completamente
parásitas,
del
secundario mínimo o nulo; sin embargo,
esporofito.
de
las monocotiledóneas de madera, como las
angiospermas en las rocas del periodo
palmas y las yucas, tienen un meristema
cretáceo; si bien los botánicos están de
grueso especial. 5) Los órganos de las
acuerdo en que probablemente descienden
flores monocotiledóneas (pétalos, sépalos,
de algunas gimnospermas primitivas, no
estambres y pistilos) son tres o múltiplos
aparecen
antiguas
de tres; pero en las dicotiledóneas dichas
vegetales intermedios que puedan explicar
partes suelen presentarse de cuatro en
que grupo de gimnospermas pudo haber
cuatro, de cinco en cinco o múltiplos de
sido predecesor de las angiospermas.
éstos números. 6) Las monocotiledóneas
La división Magnoliophyta (angiospermas)
suelen ser herbáceas, unas pocas son
incluye
de
plantas de madera mientras que muchas
Magnoliopsida (dicotiledóneas) y 50 000
familias de dicotiledóneas tienen géneros
especies de Liliopsida (monocotiledóneas).
de plantas de madera. 7) En el tallo de las
Las dos clases difieren en los siguientes
monocotiledóneas se encuentran haces de
aspectos: 1) El embrión de la semilla
xilema y floema, en las dicotiledóneas,
monocotiledónea tiene un solo cotiledón,
éstos se presentan como una masa única
en tanto este órgano es doble en las
en el centro del tallo o forman un anillo
dicotiledóneas. Estas están repletas de
entre la corteza y la médula. 8) Las raíces
almidón y otros alimentos que nutren al
de las monocotiledóneas son típicamente
embrión y al retoño hasta que es capaz de
fibrosas y adventicias, mientras que el
elaborar
por
sistema de raíz de las dicotiledóneas suele
la
consistir en una o más raíces primarias
Se
han
encontrado
en
las
unas
225
sus
fotosíntesis.
restos
rocas
000
propios
El
fósiles
más
especies
alimentos
cotiledón
de
monocotiledónea
penetrantes y raíces secundarias.
típica funciona como órgano de absorción
De unas y otras se conocen muchísimas
mas
de
familias; en cada caso el nombre suele
almacenamiento. 2) La semilla madura de
tomarse del miembro mejor conocido del
las monocotiledóneas típicamente tiene un
grupo.
bien
que
como
órgano
Algunas
familias
de
mono-
147
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
cotiledóneas son: gramíneas, palmíceas,
círculo de pétalos están los estambres,
liliáceas,
órganos
orquídeas
e
iridíceas. De
las
masculinos
de
la
flor.
Cada
dicotiledóneas podemos citar ranúnculo,
estambre esta formado por un filamento
mostaza,
delgado, con una antera en su extremo, la
rosa,
arce,
cacto,
clavel,
primavera, flor, menta, guisante, perejil y
cual
áster.
comprende
un
grupo
de
sacos
las
polínicos (microsporangios) y, en cada
rosáceas comprende, además de rosales,
uno, un grupo de células madre de micros-
manzanos,
ciruelos,
pora o células madre de polen. Cada una
almendros,
de esas células diploides, en la división por
Por
ejemplo,
perales,
melocotoneros,
fresas,
la
familia
cerezos,
damascos,
groselleros,
espinos
de
y
otros
meiosis, da lugar a cuatro microsporas
haploides, la división de cuyos núcleos
arbustos.
significa la aparición de microgametofitos o
granos de polen.
CICLO VITAL DE UNA ANGIOSPERMA
En el centro de la flor encontramos un
las
anillo de pistilos (o uno solo por fusión de
traqueofitas inferiores, todavía alternan las
varios). Cada pistilo lleva una parte basal
generaciones de gametofitos y esporofitos,
hueca y ancha, el ovario; una parte larga
pero los primeros se reducen a algunas
y alargada por encima de ésta, que se
células incluidas en tejidos de la flor del
llama estilo y, en lo más alto, el estigma
esporofito.
aplanado
En
las
angiospermas,
El
como
esporofito
es
en
el
árbol,
que
secreta
una
substancia
arbusto o mata conocidos. No es fácil
húmeda y pegajosa para atrapar los granos
identificar
por
del polen que le caen. Varía mucho el
ejemplo, las gramíneas y algunos árboles
número, posición y forma de éstas partes.
tienen
muy
La flor con estambres y pistilos se llama
distintas de las exuberantes y multicolores
florperfecta pero, sin esa proporción, es
en que pensamos al hablar de flores.
imperfecta. Las flores con estambre, pero
La flor. La flor de una angiosperma es un
sin pistilo, son flores estaminadas; las de
tallo modificado que, en lugar de las
pistilo sin estambre son pistiladas. Los
ordinarias, lleva círculos concéntricos de
sauces, álamos y datileros son ejemplos de
hojas especializadas en la reproducción.
plantas en las cuales encontramos los dos
Una flor típica comprende cuatro anillos
tipos de individuos, algunos solo con flores
concéntricos
estaminadas y otras con flores pistiladas.
así
a
todas las
pequeñas
flores
(fig.
10-9)
flores;
verdes,
unidos
al
receptáculo o partes ensanchadas del
Dentro del ovario, en la base de los
tallo floral. Las partes externas, gene-
pistilos, encontramos uno o varios óvulos.
ralmente
El
verdes
y
parecidas
a
hojas
óvulo
es
un
megasporangio
ordinarias, se llaman sépalos. Dentro del
completamente rodeado de una o dos
círculo de los sépalos encontramos los
capas tegumentosas. Cada óvulo contiene
pétalos, de colores brillantes, para atraer
una célula madre de megaspora cuya
insectos o aves, necesarios a veces para la
división
polinización. Inmediatamente el interior del
megasporas haploides. Una de ellas se
por
meiosis
forma
cuatro
148
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
transforma en megagametofito, en tanto
otras tres desaparecen. Según las especies
varían algo los detalles del desarrollo del
megagametofito,
pero
en
general
las
megasporas crecen mucho y su núcleo se
divide.
Los
dos
núcleos
secundarios,
después de ocupar polos opuestos de la
célula,
se
dividen
dos
veces.
El
megagametofito resultante es una célula
de
ocho
núcleos,
llamada
saco
embrionario con cuatro núcleos en cada
extremo.
Un
núcleo
de
cada
polo
se
desplaza hacia el centro; ambos se situan
adyacentes y forman lo
que se conoce
como núcleos polares (fig. 10-10). Uno
de
los
tres
núcleos
de
un
polo
del
megagametofito se transforma en núcleo
de huevo, en tanto desaparecen los otros
dos y los tres núcleos del otro polo.
La microspora haploide se transforma en
grano de polen o microgametofito joven,
aún en el saco de polen. Éste fenómeno se
produce así que el núcleo de la microspora
se divide en dos, un gran núcleo de tubo
y un pequeño núcleo generador. La
mayor parte de los granos de polen se
liberan en esta etapa y son llevados al
estigma de la misma flor o de otra, por el
Fig.10-9.ciclo de una angiosperma.véase el
viento,
texto.
insectos
o
pájaros;
luego,
los
granos de polen germinan y nace de ellos
un tubo de polen que desciende por el
células del estilo, con lo que dejan así
estilo hasta llegar al óvulo. La punta del
espacio para el crecimiento del tubo de
tubo
polen.
de
polen
disuelven las
produce
enzimas
que
El núcleo de tubo sigue en la punta del
tubo de polen mientras éste avanza. El
núcleo generadoremigra al tubo de polen y
se
divide
para
formar
los
dos
espermatozoides. El gametofito macho
maduro consta del tubo y del grano de
polen,
el
núcleo
de
tubo,
y
los
dos
149
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
espermatozoides.
cubierta resistente que procede de la pared
Cuando el extremo del tubo de polen
del óvulo. Sirve la semilla para diseminar
penetra
el
la especie a diversos lugares, y para
micropilo, se abre, dando paso a los dos
capacitarla a sobrevivir durante periodos
núcleos
caracterizados por condi-
en
el
del
megagametofito
espermatozoide
por
que
son
depositados en el megagametofito. Uno de
dichos núcleos emigra al núcleo del óvulo y
se
fusiona
con
él.
La
célula
diploide
resultante, que se llama cigoto, es el
primer
paso
de
la
nueva
generación
esporofítica. El otro núcleo de esperma
alcanza los dos núcleos polares y se une a
ellos para formar un núcleo de endosperma
que
posee
tres
juegos
de
cromosomas. A veces los dos núcleos
polares se encuentran ya unidos en
uno
sólo antes de la llegada del núcleo de
esperma.
Éste fenómeno de doble fertilización,
cuyo resultado es un cigoto diptoide y un
endosperma
triploide
cromosomas),
es
(tres
juegos
característico
de
de
las
plantas de flor.
Después de la fertilización el cigoto sufre
varias
divisiones
pluricelular.
El
y
forma
núcleo
del
un
embrión
endosperma
también se divide para dar origen a una
masa de células endospérmicas, repletas
de alimento, las cuales llenan el espacio
alrededor
del
suministrárselo.
estambres,
Los
estigma
marchitarse
y
embrión,
para
sépalos,
pétalos,
y
caer
pistilo
despues
suelen
de
la
fertilización. El óvulo, con el embrión que
contiene, se transforma en semilla; sus
paredes engruesan y forman la cubierta
resistente de la semilla. Esta comprende el
embrión
alimento
de
esporofito
almacenado
inactivo
en
forma
y
el
de
endosperma, todo ello rodeado de una
150
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Fig. 10-10. Detalles de la fecundación y
formación
de
semillas
en
una
planta
dicotiledónea. Véase el texto.
ciones
desfavorables
del
medio
(por
ejemplo, en invierno), que pueden matar a
las plantas maduras.
FRUTOS
El ovario, o sea la parte basal del pistilo
que contiene los óvulos, crece hasta formar
el fruto. El fruto contiene, pues, las
semillas en números iguales al de óvulos
del ovario. En sentido estricto que en
botánica se da a la palabra, el fruto es un
ovario maduro que contiene semillas, o
sean los óvulos maduros. Aunque nosotros,
al hablar de frutos, sólo imaginemos cosas
dulces y tiernas como uvas, manzanas,
melocotones o cerezas, en realidad son
frutos también las habas, granos de maíz,
tomates, pepinos y sandías, así como
nueces, abrojos y los frutos alados del
Fig. 10-11. Formación de frutos carnosos a
partir de flores. Las fresas y frambuesas
proceden del mismo tipo de flores, pero los
pistilos de las frambuesas se transforman
en drupas carnosas, en tanto los pistilos de
las fresas se transforman en aquenios
secos que son las manchitas amarillas que
vemos en la superficie del fruto.
arce. Un fruto verdadero es el que procede únicamente del
ovario. Si deriva de sépalos, pétalos o
receptáculos, además del ovario, se habla
de
fruto
accesorio.
Por
ejemplo,
la
manzana es principalmente un receptáculo
carnoso grande y sólo su parte central
procede del ovario.
Los frutos verdaderos y accesorios pueden
ser de tres tipos generales: frutos simples,
frutos agregados y frutos múltiples. Frutos
simples, por ejemplo, cerezas o dátiles,
que maduran a partir de una flor de un
solo pistilo; frutos agregados (frambuesas
151
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
y zarzamoras) que maduran a partir de
alrededor de la semilla. Hay, por lo tanto,
una
frutos
mucha variedad de frutos que difieren por
múltiples (piña), derivados de un grupo de
el número de semillas que contienen, la
flores que se unen para formar un solo
parte de la flor de donde proceden, así
fruto. Se clasifican también en frutos
como por su color, forma, consistencia y
flor
secos
si
con
al
varios
ser
pistilos,
maduros
y
comprenden
contenido de agua y azúcar.
tejidos secos y duros y frutos carnosos
Es
en caso contrario (fig. 10-11). Los frutos
contenido de semillas; el plátano, que
secos están adaptados especialmente para
durante siglos se ha cultivado, solo posee
ser transportados por el viento o fijarse al
vestigios de semillas (los puntos negros del
cuerpo de los animales mediante ganchos.
fruto), por lo que es preciso asegurar su
Las aves, los mamíferos y otros animales
reproducción por medios vegetativos. Los
comen
agricultores
frutos
carnosos
y sus
semillas
posible
que
se
formen
han
frutos
podido
sin
producir
encerradas. Estas atraviesan el conducto
variedades sin semilla de uvas, naranjas y
digestivo del animal y caen con las heces
pepinos. Se ha logrado que otras muchas
en otro lugar. Así, los frutos carnosos
plantas den frutos sin semilla mediante el
representan también una adaptación para
tratamiento con hormonas de crecimiento
la dispersión de la especie.
vegetales.
En un tipo de fruto seco, denominado
nuez,
la
pared
del
ovario
forma
una
cáscara dura que rodea la semilla. La parte
GERMINACIÓN
DE
LA
SEMILLA
Y
DESARROLLO EMBRIONARIO
comestible de la nuez común es la semilla
que se encuentra dentro de los tegumentos
Algunas semillas germinan poco después
del fruto o cáscara. La nuez de Brasil es en
de desprenderse si las condiciones son
realidad una semilla con unas 20 dentro de
adecuadas; pero casi todas presentan una
un solo fruto. La almendra no es como una
fase de inactividad durante la estación fría
nuez, sino la semilla o "hueso" de un fruto
o seca, para activarse al llegar la siguiente
carnoso parecido al melocotón.
estación favorable. Por lo general, un
Las uvas, tomates, plátanos, naranjas y
periodo prolongado de inactividad sólo se
sandías,
encuentra en semillas con cubierta muy
aunque
superficialmente
muy
diferentes, son varios
gruesa
ejemplos de frutos carnosos en los cuales
impermeable al agua y oxígeno. Varía
toda la pared del ovario se vuelve pulposa;
mucho el lapso en que una
técnicamente
éstos
frutos
se
o
cérea
y,
por
lo
tanto,
llaman
hayas. Los melocotones, ciruelas, cerezas
y albaricoques son drupas, o frutos de
carozo en los cuales la parte externa de la
pared del ovario forma una piel, la parte
media se vuelve carnosa y jugosa y la
interna forma un centro duro o hueso
152
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
conservan
congeladas
en
las
viejas
madrigueras de roedores en los hielos
perpetuos de Alaska con la técnica de
medición del carbono radiactivo tienen una
edad de casi 10 000 años. Cuando se
deshielan, estas semillas germinan. La
facultad de una semilla para conservar su
poder de germinación depende del grosor
de la vaina, de un escaso contenido en
agua y de la presencia de almidón en vez
de grasas como substancia alimenticia de
reserva. Las semillas inactivas son vivas y
con cierto metabolismo, aunque muy lento.
La germinación, que comienza por acción
del calor y humedad, requiere oxígeno. El
embrión y el endosperma absorben agua,
se hinchan y rompen las cubiertas de la
semilla. Así queda libre el embrión y puede
Fig. 10-12. Etapas de la germinación y
desarrollo de una semilla de haba. En
medallón:
aspecto
aumentado
de
una
semilla abierta, con los cotiledones, el
hipocótilo, del que nacen las raíces, y el
epicotilo, que da origen al tallo y hojas.
Las semillas del sauce y álamo deben
germinar forzosamente a los pocos días de
desprenderse. Algunas semillas conservan
su vitalidad durante muchos años; en un
experimento prolongado en East Lansing,
Michigan, se demostró que las semillas de
las enoteráceas y las acederas podían
después
de
80
años;
semillas no necesitan alimentos del suelo
para germinar; lo logran también sobre
papel húmedo.
Las divisiones celulares del cigoto después
de la fertilización producen en primer lugar
un
semilla sigue viable y capaz de germinar.
germinar
empezar a desarrollarse. En general, las
sin
embargo, al cabo de 90 años solo seguían
viables las de las enoteráceas. Se han
estudiado las muestras cada 10 años. Hay
casos bien documentados de semillas de
loto que germinaron a los 200 años de su
producción. Las semillas de hierbas que se
filamento
de
células
llamado
suspensor. Casi todo el embrión se
forma a partir de la célula final de este
filamento, el cual empieza a dividirse en
otros
planos
para
formar
una
masa
redondeada de células. A partir de ésta
nacen dos hojas primitivas o cotiledones
(en las plantas dicotiledóneas) y un eje
central. La parte del eje o pivote por
debajo del punto de origen de los cotiledones se llama hipocótilo; la parte por
encima, epicotilo (fig. 10-12). Ésta es la
etapa
de
desarrollo
alcanzada
por
el
embrión cuando la semilla queda inactiva.
Después de la germinación, el epicótilo se
alarga y sobresale de la vaina de la
153
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
semilla. La raíz primitiva o radícula sale
funcionales por lo que deben reproducirse
del hipocótilo, con intenso geotropismo
enteramentepor medios asexuales.
positivo, o sea que crece hacia abajo en la
En
tierra. En algunas semillas como el haba, el
aparecen
hipocótilo se incurva tanto hacia abajo que
llamados estolones o sarmientos, que
obliga a los cotiledones y al epicótilo a salir
crecen un metro o más en una sola
de la semilla. El epicótilo, cuya respuesta a
estación sobre el suelo y producen así
la acción de la gravedad es negativa, se
nuevas plantas verticales, a razón de una
dirige
cotiledones
cada dos nudos. Otras plantas se extienden
digieren, absorben y almacenan alimento
por tallos similares, llamados rizomas,
del
pero
hacia
arriba.
endosperma
Los
mientras
están
en
la
muchas
plantas,
largos
subterráneos.
como
tallos
Las
la
fresa,
horizontales
malas
hierbas
semilla, los de algunas plantas se arrugan
resultan particularmente difíciles de vencer
y caen en cuanto ésta germina, pero en
porque se extienden mediante estolones o
otros
rizomas.
casos
se
transforman
en
hojas
planas. Los cotiledones contienen reservas
Los
tallos
subterráneos
engrosados,
o
de alimentos que permiten el crecimiento
tubérculos, como los de la patata, sirven
del retofio hasta que fabrica clorofila para
también como medios de reproducción, en
hacerse independiente. El tallo y las hojas
general, algunas variedades cultivadas de
nacen del epicótilo.
patata rara vez o nunca producen semilla;
es preciso asegurar su reproducción con un
10-11 REPRODUCCIÓN ASEXUAL EN
trozo de tubérculo con una yema u "ojo", el
LAS PLANTAS CON SEMILLAS
cual tiene que ser plantado.
Los tallos de frambuesas, grosellas y rosas
La mayor parte de árboles y arbustos
silvestres, y las ramas de varias clases de
cultivados se han reproducido a partir de
árboles, pueden inclinarse al suelo. De uno
plantones
raíces
de los nudos que tocan el suelo pueden
cuando su extremo se coloca en tierra
surgir raíces adventicias y un nuevo tallo
húmeda o en agua que contiene una
erecto. Esta nueva planta puede perder su
pequeña cantidad de ácido indolacético.
conexión con la planta progenitora, una
Los tallos de sauce tienen capacidad casi
forma asexual de reproducción.
increíble para formar raíces y crecer. El
El injerto, o sea unir el tallo de una planta
jardinero aficionado que corta ramas de
con el tallo o la raíz de otra, no es un
sauce para sostener sus plantas de habas o
método de reproducción, pues no aumenta
tomates, puede descubrir con sorpresa que
el
las mismas han emitido raíces y crecen
ampliamente en el comercio para lograr el
mejor
plantas
desarrollo de un tallo de una variedad que
comerciales (plátanos, uvas y naranjas sin
produzca la fruta deseada sobre la raíz de
semillas, para no mencionar más) han
otra variedad, provista de raíces fuertes y
perdido
resistentes, pero cuyas frutas no son tan
que
el
de
tallos.
las
poder
Producen
habas.
de
Varias
producir
semillas
número
de
individuos.
Se
emplea
finas. Por ejemplo, casi todas las naranjas
154
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
dulces de Florida proceden de árboles
10-13 TENDENCIAS EVOLUTIVAS EN
injertados sobre el sistema radicular de
EL REINO VEGETAL
naranjos que producen frutas agrias.
AI considerar los diferentes tipos de ciclos
10-12 IMPORTANCIA ECONÓMICA DE
vitales conocidos, desde las algas hasta las
LAS SEMILLAS
angiospermas,
se
revelan
algunas
tendencias evolutivas, entre ellas el cambio
El hombre utiliza las semillas más que otra
de una población formada principalmente
parte
fuente
por individuos 1N a otra casi enteramente
importante de alimentos, bebidas, textiles
2N (fig. 10-13). En las algas como Ulothrix
y
de
solo es diploide una célula de cada ciclo
carbono que consume el hombre proceden
vital, el cigoto, 2N, pues todas las demás
de semillas, con excepciones como los
son haploides. La fase 1 N del musgo es
tubérculos de la patata, la caña de azúcar
más notable y vive mas tiempo que la fase
y la remolacha. El trigo, centeno, maíz,
2N, pero ésta última representa una planta
arroz, cebada y avena son
pluricelular
de
la
aceites.
planta,
Casi
pues
todos
los
son
hidratos
frutos de una
compleja.
La
importancia
semilla de la familia de las gramíneas; las
relativa de las dos fases se invierte en los
habas,
helechos.
semillas
guisantes
de
y
cacahuetes,
legumbres
que
son
contienen
La
corresponde
fase
a
2N,
la
más
planta
notable,
mayor,
el
muchas proteínas además de hidratos de
gametofito 1 N aunque todavía es una
carbono. El café y el cacao son bebidas
planta independiente, es pequeña y poco
hechas de semillas, en tanto distintas
importante.
especies
angiospermas
y
condimentos
son
semillas
Las
gimnospermas
presentan
y
disminución
molidas. Las fibras de algodón son pelos
progresiva de la fase haploide 1N hasta
epidérmicos de las cubiertas de las semillas
que, en las angiospermas, el gametofito
de ese vegetal. Los aceites de semillas
masculino tiene tres células y el femenino
pueden ser importantes en la industria o
siete. El corolario de ésta tendencia al
como alimentos. Los de linaza y de tung se
diploidismo
emplean para la fabricación de pinturas y
gametofito. La tendencia hacia plantas
barnices.
adultas inmóviles, fijas al suelo por raíces,
Los
aceites
de
cacachuate,
es
varios
la
reducción
problemas
física
del
algodón y soja se utilizan para preparar
resuelve
fisiológicos
aceites comestibles y margarina. El de coco
como el suministro de agua y sales, pero
se emplea en la fabricación de jabones y
plantea el reproductivo referente a los
champúes, además de margarina.
medios para consumar la unión de los dos
tipos de gametos. Las plantas acuáticas,
como
los
animales
sésiles
acuáticos,
pueden tener espermatozoides móviles que
nadan hacia el óvulo. Semejante sistema
perduró
en
algunos
de
los
vegetales
terrestres primitivos, pero en las plantas
155
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
de semilla se produjo por evolución el tubo
polínico y el polen. (La curiosa persistencia
de espermatozoides, flagelados móviles en
las cicadáceas y Ginkgo muestra que en el
curso de la evolución se han creado varias
soluciones para el problema de asegurar la
fusión de espermatozoide y huevo.) El
polen puede ser muy ligero, puede ser
llevado por el viento a alturas de varios
miles de metros, y a distancias de muchos
kilómetros. El polen de otras especies es
transportado por insectos y otros animales.
Existen además otras especies llamadas
monoecias, que poseen ambos sexos en la
misma planta, lo que hace posible la
autofertilización,
ahora
bien,
si
dicha
autofertilización continúa durante varias
generaciones, lleva a la pérdida de las
ventajas de la reproducción sexual, es
decir,
de
la
oportunidad
combinaciones
autofertilización
es
de
nuevas
genéticas.
La
un
de
dispositivo
seguridad para conservar la fertilización del
óvulo por el espermatozoide en la misma
planta
Fig.
10-13.
Esquema
de
la
tendencia
evolutiva hacia un tamaño e importancia
mayores del esporofito (2n) junto con
disminución del tamaño del gametofito
(in).
en
caso
de
que
no
haya
otro
espermatozoide disponible.
Las plantas inmóviles tienen también el
problema de un método de dispersión por
virtud del cual puedan difundirse y ocupar
un
amplio
territorio.
Las
algas
han
producido por evolución esporas acuáticas,
los hongos y helechos poseen esporas
transportadas por el viento y las plantas de
semilla tienen semillas a las que puede
desplazar
el
viento,
o
que
viajan
"enganchadas" en la piel de un animal.
Algunas plantas de semilla poseen frutos
atractivos que comen ciertos animales, y
semillas que resisten la digestión, atraviesan el tubo digestivo del animal, son
excretadas en las heces, y finalmente
156
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
germinan.
3. ¿Qué tendencias en la evolución del ciclo
Se explican éstas tendencias evolutivas de
vital son claramente evidentes desde las
modo
algas hasta las plantas con flores?
diferente.
En
cuanto
hubo
una
generación independiente de gametofitos,
4.
la llegada de esperma al huevo exigió la
distintivas
presencia de una película de agua donde
flores?
pudiera
5. ¿En qué se parecen los helechos a las
nadar
el
espermatozoide.
La
¿Cuáles
son
de
coníferas
características
y
reduce la importancia del gametofito a un
diferencían?
pequeño
del
6. ¿Qué es exactamente una semilla?
esporofito y en el cual el espermatozoide
¿Cuáles tejidos contienen y cuáles son sus
llega al huevo mediante un tubo de polen,
funciones?
permitió la reproducción en un medio sin
7. Describa las principales características
agua. Son evidentes las ventajas de éste
del
fenómeno
un pino. ¿En qué difiere al ciclo vital del
desde
células
un
dentro
punto
de
vista
ciclo
¿En
con
plantas
de
semillas?
plantas
evolución de un ciclo vital en el cual se
grupo
con
las
que
vital
se
de
evolutivo. Puede haber además otra razón
manzano?
menos inmediata: un individuo diploide
8. Trace lo mejor posible un esquema de
sobrevivirá a pesar de la presencia de
una flor con el nombre de sus distintas
genes recesivos desfavorables; en cambio,
partes. ¿Cuáles son las funciones de ellas?
un ser haploide sería mucho más sensible a
9.
los efectos de los mismos. Una tercera
fertilización en las plantas con flores.
explicación es que, puesto que la vida
10. ¿Qué es un fruto? Precise diferencias
terrestre requiere la aparición de tejidos de
evidentes entre distintos grupos de frutos.
conducción y soporte, y puesto que dichos
11.¿Qué
tejidos
germinación de una semilla?
sólo
ocurren
en
individuos
Explique
el
fenómeno
factores
de
intervienen
la
doble
en
la
esporofíticos (la aparición de xilema y
12. Describa el desarrollo de una semilla.
floema
13.. ¿Cuáles son las partes del embrión de
en
el
gametocito
del
helecho
[Psilotum] es una excepción notable). La
una
evolución terrestre favoreció a las plantas
nea? ¿En qué se transforma cada una en el
en las cuales la generación de esporofito
retoño?
era
14.
largo
y,
por
el
contrario,
la
dicotiledó
Compare
las
funciones
de
los
cotiledones en vegetales monocotiledóneos
gametofítica corta.
y dicotiledóneos.
Preguntas
15. ¿Cómo se clasifican las siguientes
1. ¿En qué difieren las reproducciones
plantas: a) ginkgo; b) un hongo; c) una
sexual y asexual? ¿Cuáles ventajas tiene la
"cola de caballo"; d) un pino; e) un musgo;
primera por su evolución?
f) una orquídea; g) un cacto?
2. Expónganse las distintas variedades de
reproducción
asexual
de
las
plantas
superiores.
157
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
LECTURAS RECOMENDADAS
Más detalles de los ciclos vitales de las
plantas y de muchos tipos de frutos y
semillas se hallarán en textos de botánica
como Botany, por Wilson y Loomis, Biology
of Plants, de Reven y Curtis, y Plants, An
Introduction
to
Modern
Botany,
de
Greulach y Adams, y Plant Biology, de
Norstog y Long.
Los
libros
más
especializados
que
se
ocupan de la morfología y desarrollo de
plantas vasculares incluyen Evolution and
Classification of Flowering Plants, de A.
Cronquist,
Comparative
Morphology
of
Vascular Plants, de A. S. Foster y E. M.
Gifford,
Jr.
y
Patterns
in
Plant
Development, de T. A. Steeves e I. M.
Sussex.
El panorama general acerca de la biología
de
las
plantas
con
semilla
puede
complementarse con la consulta de obras
de carácter general como: lntroducción a la
botánica de A. Cronquist (México, Edit.
Continental, 1977), Botánica general de
Richard Holman (México, UTEHA, 1982),
Introducción
a
la
biología
vegetal
de
Thomas Rost et. al. (México, Edit. Limusa,
1985) y Cómo viven las plantas de Carlos
Vázquez
Yanez
(México,
SEP,
FCE,
CONACyT, 1987).
Acerca de las tendencias evolutivas de
éstos grupos convendría consultar textos
como El reino vegetal; los grupos de
plantas y sus relaciones de Robert Scagel y
Robert
Bandoni (España, Edit. Omega,
1973).
158
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
PROPIEDADES
GENERALES
DE
LAS
formar difosfato de fructosa, y una serie
compleja de transferencias enzimáticas de
PLANTAS VERDES
unidades de dos y de tres carbonos de un
L
carbohidrato a otro acaban regenerando el
as propiedades únicas de la clorofila
difosfato de ribulosa y culminan en la
permiten que las plantas verdes
síntesis de hexosas.
lleven a cabo el proceso de la
fotosíntesis que ya estudiamos (pág. 98).
SÍNTESIS
DE
En las reacciones que son la esencia de la
ORGÁNICOS
COMPUESTOS
fotosíntesis las reacciones con la luz- las
clorofila
El difosfato de fructosa sintetizado en las
permiten que las células de las plantas
reacciones de obscuridad de la fotosíntesis
verdes capturen la energía radiante de la
se
luz solar con alto grado de eficacia y, con
enzimática en fosfato de glucosa y fosfato
ayuda de ferredoxina, citocromos
de
y demás compuestos que hay en las
cantidades
membranas
sacarosa (azúcar común). En la planta, la
propiedades
notables
de
de
los
la
granos,
producir
convierte
fructosa.
rápidamente
Muchas
por
plantas
considerables
del
acción
producen
disacírido
NADPH, ATP y oxígeno molecular.
sacarosa es sintetizada por una serie de
El proceso de la fotosíntesis hasta aquí es
reacciones enzimáticas en las cuales se
la única forma importante conocida con la
unen las variedades fosforiladas de glucosa
cual la energía solar queda disponible para
y
la vida en este planeta. Una cantidad
simplemente en pérdida por parte de las
enorme
moléculas de glucosa y la fructosa libres de
de
carbono
(las
estimaciones
fructosa;
la
reacción
no
consiste
000
una molécula de agua. Pueden sintetizarse
millones de toneladas) se convierten en
unidades de glucosa en moléculas mis
materia orgánica cada año por la acción de
grandes de almidón y otros polisacáridos,
las plantas verdes. Las plantas terrestres
todo
sintetizan
presentes
indican
aproximadamente
200
aproximadamente
la
décima
merced
en
sistemas
célula
como
Aquí
también
principalmente
glucosa fosforilada, pero no glucosa fibre;
microscópicas,
requiere
enzimáticos
vegetal.
parte del total, y las plantas marinas,
algas
se
a
la
substrato
sintetizan el resto.
según las moléculas de glucosa se unen
En las reacciones de la fotosíntesis a la
para formar una cadena, se libera fosfato
obscuridad,
inorgánico. A diferencia de la glucosa o la
enzimas
existentes
en
el
estroma de los cloroplastos condensan el
sacarosa
bióxido
de
insoluble en agua; muchas plantas trans-
ribulosa para proporcionar dos moléculas
forman las hexosas en almidón para que
de ácido fosfoglicérico, que son convertidas
pueda ser almacenado.
en
En
de
carbono
fosfogliceraldehído
con
en
difosfato
una
reacción
la
el
almidón
célula
es
vegetal
los
enzimáticos
fosfogliceraldehídos
proteínas, ácidos nucléicos y esteroides son
condensan
para
sintetizan
sistemas
impulsada por ATP y NADPH. Los dos
se
que
relativatnente
lípidos,
159
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
fundamentalmente los mismos que los de
vitaminas
células animales. El fosfogliceraldehído se
además muchas otras substancias. Por
transforma
en
tanto, las células animales no han conse-
es
guido sintetizar unos ocho o 10 de los 21
tanto
fácilmente
el
ácido
en
glicerina,
fosfoglicérico
que
requieren,
conocidos,
y
producir
metabolizado hasta acetilcoenzima A (pág.
aminoácidos
111), a partir de la cual pueden fabricarse
éstos aminoácidos, así como sus vitaminas,
ácidos grasos y esteroides. Algunas otras
algunos ácidos grasos no saturados y una
enzimas sintetizan aminoácidos mediante
cantidad
adición de grupos amino o algunos ácidos
grasas (destinados a producir energía),
orgánicos intermedios del metabolismo del
directa o indirectamente de las plantas.
adecuada
de
deben
obtener
carbohidratos
y
ácido fosfoglicérico. Luego, los aminoácidos
son "activados" mediante reacción con ATP
RESPIRACIÓN
y ARN de transferencia; pueden emplearse
PLANTAS
como
substratos
para
la
síntesis
CELULAR
EN
LAS
de
proteínas (pág. 665). Otros sistemas de
Se conocen como respiración celular la
biosíntesis
y
serie de reacciones enzimáticas en las
muchísimas otras substancias químicas.
cuales se utiliza oxígeno, se libera bióxido
Para el funcionamiento de todas éstas
de carbono y se transfiere energía de la
reacciones
requiere
molécula de glucosa y otras moléculas de
energía generalmente en forma de ATP; el
substrato al ATP y otras formas de energía
ATP es producido por fotofosforilación en
biológicamente útil. Dichas reacciones se
los cloroplastos o por fosforilación oxidativa
presentan en las plantas verdes igual que
a nivel de las mitocondrias de las células
en cualquier célula viva. Las substancias
vegetales.
fundamentales
Las células de ciertas especies vegetales
respiración
poseen ciertos sistemas enzimáticos que
correspondientes a la fotosíntesis (cuadro
sintetizan
11-1).
producen
de
biosíntesis
substancias
vitaminas
se
especiales
y
son
los
los
productos
inversos
de
de
la
los
características, muchas de gran impor-
Cuando una planta recibe luz, la rapidez de
tancia económica: caucho, drogas como
la fotosíntesis es de 10 a 30 veces mayor
quinina y morfina, esencias y perfumes.
que la
Las células de animales, plantas verdes,
fenómeno queda por completo disimulado.
mohos y bacterias tienen varios sistemas
Los experimentos en que se utiliza oxígeno
enzimáticos en común, de modo que la vía
pesado (180) como marcador revelan que la
general del metabolismo intermedio es
respiración
notablemente
mismo ritmo con fotosíntesis o sin ella. El
semejante en todos estos organismos. Sin
oxígeno llega a las células y el bióxido de
embargo, las células vegetales presentan
carbono las abandona por simple difusión.
poder de biosíntesis, más amplio que los
No hay órganos respiratorios especiales.
animales, pues pueden lograr la foto-
Los cuerpos de plantas de más tamaño
síntesis, sintetizar todos los aminoácidos y
poseen espacios aéreos entre las células, lo
de la
respiración;
conserva
más
este
o
último
menos
el
160
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
que facilita la difusión de los gases. Las
gruesa,
raíces de las plantas pueden asfixiarse si el
química compleja llamada lignin. El floema
suelo en el cual crecen se comprime
o corteza interior contiene también fibras
demasiado, o se satura de agua, como en
gruesas que ayudan al sostenimiento del
un pantano.
tronco.
SISTEMA
ESQUÉLETICO
DE
LAS
saturada
de
una
substancia
PRESIÓN DE TURGENCIA
PLANTAS
Para comprender lo que representa la
Una de las condiciones necesarias para la
presión de turgencia, la forma en que
fotosíntesis es la luz solar; los cuerpos de
sostiene a la planta, y por que disminuye al
los
distintas
sumergir esta en agua salada, es preciso
maneras para asegurar a las partes que
conocer la anatomía fundamental de las
contienen clorofila (las hojas) un lugar al
plantas y fenómeno de osmosis. Dentro de
sol. Como hemos
su pared de celulosa, la célula vegetal
visto, las células vegetales poseen una
posee una o varias vacuolas grandes llenas
pared gruesa de celulosa al exterior de la
de savia celular. Esta
membrana
no
solución de distintas sales, azúcares y
poseen un sistema esquelético separado
otras substancias orgánicas en agua. Las
para sostenerse como muchos animales.
membranas plasmática y vacuolar, que
En el plano más simple, el de las algas,
separan la savia celular del líquido fuera de
casi enteramente acuáticas, es poca la
la célula, son de permeabilidad diferencial,
necesidad
esqueléticas,
pues el agua las atraviesa mucho más
pues el organismo es generalmente pe-
fácilmente que las sales. lones inorgánicos
queño y se encuentra flotando. Las plantas
y moléculas orgánicas atraviesan éstas
terrestres si necesitan alguna estructura lo
membranas con mucha menor facilidad.
suficientemente fuerte para que las hojas
Cuando la concentración de sales es mayor
se encuentren en posición de aprovechar la
en la savia celular que en el líquido
luz solar. Este resultado se logró según dos
externo, lo que suele ser normal, el agua
caminos principales: la celulosa puede ser
tiende a entrar pues pasa por difusión de
muy gruesa como en los tallos leñosos de
una región de alta concentración a otra de
árboles y arbustos y servir directamente
concentración baja. Esta adición de agua
como soporte del cuerpo de la planta; la
distiende
segunda solución es una pared bastante
citoplasma contra la pared externa de
delgada, con un soporte indirecto a través
celulosa (fig.
vegetales
han
logrado
plasmática.
de
Las
estructuras
plantas
la
vacuola
savia
y
es
presiona
una
el
de la presión de turgencia.
Muchos árboles y arbustos poseen muchas
células leñosas, traqueidas y vasos en el
xilema que sirven de soporte. Estas células
secretan
una
pared
de
celulosas
muy
161
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
cantidad de agua se alcanza un equilibrio
en el cual la presión ejercida por la pared
celular distendida es igual a la presión
ejercida por la savia celular. De aquí en
adelante la cantidad de moléculas de agua
que entran a la vacuola es igual a las que
salen y así el volúmen total de la savia
celular es constante.
La presión de turgencia se define, pues,
como la ejercida por el contenido de la
célula contra la pared celular. No debe
confundirse con la presión osmótica, de
la savia celular, que es la que podría
aparecer
si
dicha
savia
se
encontrara
separada del agua pura por una membrana
completamente impermeable a todos los
solutos presentes en la savia celular. La
presión
de
turgencia
es
casi
siempre
inferior a la presión osmótica de la savia
celular, pues: 1) el líquido fuera de las
células
no
suele
ser
agua
pura
sino
solución salina diluida, y 2) las membranas
celulares son permeables a las sales y
substancias orgánicas de la savia. Estas
substancias, con el tiempo, atravesarían la
membrana
turgencia
y
si
reducirían
no
fuera
la
por
presión
los
de
activos
procesos de la célula viviente, que puede
introducir
selectivamente
ciertas
substancias en las células y eliminar otras.
Además, la célula produce por fotosíntesis
nuevas moléculas orgánicas, aumentando
la concentración de solutos en el jugo
Fig. 11-1. Esquema de las fuerzas os-
celular y la presión de turgencia.
móticas y del paso de moléculas de agua
En cualquier planta, no leñosa, la presión
que tiene como resultado el aumento de la
de
presión de turgencia (B) o plasmálisis (C).
conservación de la forma del vegetal. En
turgencia
es
fundamental
para
la
las células jóvenes la presión de turgencia
resulta distendida por la presión interna.
representa la fuerza que distiende las pare-
Cuando ha entrado en la célula cierta
des celulares y permite el crecimiento.
162
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
plantas
PLASMÓLISIS
que
ingieren
insectos,
si
bien
carecen de sistema digestivo organizado,
Si el líquido fuera de la célula es de más
secretan enzimas digestivas semejantes a
concentración de sales que la savia celular,
las de los animales.
como al colocar la hoja de lechuga en
Las plantas acumulan reservas de materia
solución salina concentrada, sale de la
orgánica que utilizan en los tiempos en que
célula el agua de la savia (yendo aquí
resulta imposible la fotosíntesis (la noche o
también
alta
el invierno). Un embrión vegetal no puede
concentración de agua a otra de baja
fabricar su propio alimento mientras la
concentración). Finalmente, el contenido
semilla no haya germinado y el embrión no
celular ya no ejerce presión contra la pared
disponga
celular: la presión de turgencia es nula y la
funcionales.
lechuga se ha marchitado.
contienen
Cuando el volumen de la savia celular
carbohidratos y grasas que suministran
disminuye por pérdida de agua, la célula ya
energía
no es comprimida contra la pared de
desarrollo.
de
una
región
de
de
raíces,
Casi
hojas
todas
grandes
para
y
las
tallo
semillas
cantidades
las
fases
de
iniciales
del
celulosa. Se retrae, alejándose de dicha
pared; el fenómeno se llama plasmólisis
CIRCULACIÓN EN LAS PLANTAS
(fig. 11-7). Las células vegetales mueren si
se exponen por largo tiempo a soluciones
Los vegetales más simples, formados por
hipertónicas. Si la exposición es breve y se
una célula o un pequeño grupo celular,
reintegra luego la planta al agua pura,
carecen de sistema circulatorio. Basta la
puede
El
difusión
se
fenómenos
reaparecer
fenómeno
puede
la
turgencia.
demostrarse
si
simple,
a
de
veces
transporte
ayudada
por
activo,
para
sumerge media docena de zanahorias en
llevar al interior las substancias necesarias:
un vaso de solución salina, para llevarlas
agua, bióxido de carbono y sales. Los
una
sistemas
a
una,
en
tiempos
variables,
a
recipientes de agua pura.
circulatorios
superiores,
más
animales,
obedecen
de
simples
a
los
vegetales
que
en
los
un
sistema
estructural completamente diferente, sin
DIGESTIÓN VEGETAL
corazón ni vasos sanguíneos. El transporte
Las plantas carecen de sistema digestivo
va por los sistemas de xilema y floema;
especializado;
unas cuantas plantas poseen además un
sus
producidos
dentro
absorbidos
a
celulares.
pueden
Los
alimentos
de
las
son
células
o
sistema
de
látex
que
ayuda
a
la
de
membranas
circulación.
alimentos
sintetizados
El látex es una materia lechosa, con
través
emplearse
al
instante
o
ser
muchas
substancias
y
alimenticias
llevados a otras partes, por ejemplo, al
(carbohidratos
proteínas),
que
en
tallo o raíz, donde se almacenan para su
algunas plantas da origen a productos de
utilización más adelante. Unas cuantas
gran valor comercial, como caucho, chicle
163
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
y opio.
de floema refuerzan el tejido conductor y
Existen dos tipos de células que conducen
proporcionan sostén mecánico. Las fibras
líquido en el xilema: las traqueidas son
de floema de plantas como el cáñamo y el
células filiformes alargadas con huecos
lino sirven para preparar cuerdas y telas,
laterales, y los elementos vasculares son
respectivamente.
células cilíndricas, generalmente de diáme-
Muchas células vegetales se encuentran
tro mayor que las traqueidas, donde las
bastante
paredes terminales han desaparecido. Los
obtener directamente de la atmósfera su
elementos del vaso están dispuestos en
oxígeno y bióxido de carbono. Las demás
forma terminoterminal para constituir un
reciben su oxígeno de los espacios o
tubo continuo el vaso de xilema. Las
conductos aéreos que penetran hasta las
traqueidas
vasculares
partes profundas; los tubos de xilema y
mueren con la madurez y funcionan como
floema tienen poca o ninguna relación con
células
el
el transporte de gases. Los tubos de xilema
citoplasma ha desaparecido del interior de
sirven sobre todo para el transporte de
la
agua y minerales desde las raíces hasta el
y
los
elementos
conductoras
célula.
Su
después
función
principal
que
es
la
cerca
de
la
superficie
para
conducción de agua y minerales disueltos.
tallo y hojas; los de floema transportan
Hay cuatro tipos de células en el floema:
alimento producido en las hojas a los tallos
los
elementos
células
de
tubo
compañeras,
las
criboso,
las
y
raíces
fibras
de
utilización.
para
su
almacenamiento
y
floema, y el parénquima. La función
El floema transporta los alimentos arriba y
principal del floema, o sea el transporte de
abajo; en primavera las substancias pasan
nutrientes, lo llevan a cabo los elementos
del lugar donde se habían almacenado a
del tubo criboso. Éstas carecen de núcleos
las yemas, donde entregan energía para el
como células maduras, y forman columnas
desarrollo. El transporte de alimentos en el
continuas celulares, los tubos cribosos
floema no es a base del fluir de savia
donde el citoplasma de una célula es
vegetal, como en el xilema, sino que más
contínuo con el de la vecina y se extiende a
bien se trata de un transporte circular del
través de perforaciones en la pared celular,
citoplasma dentro de cada célula de floe-
denominadas poros de las placas cribo-
ma. La conducción de agua en el xilema y
sas. Junto a cada tubo criboso hay una
de nutrientes en el floema se denomina
célula compañera pequeña, nucleada, que
translocación.
se
papel
bases moleculares algo diferentes. El agua
controlando la conducción de nutrientes en
sube por los vasos y traqueidas del xilema
los tubos cribosos. El floema de las plantas
(que no son células vivas) por las fuerzas
vasculares sin flores solo tiene células
combinadas
cribosas
sin
Las
radicular. Los nutrientes son transportados
células
parenquimatosas
floema
en las células vivas del floema con notable
guardan
relación
cree
desempeña
células
con
cierto
compañeras.
la
del
formación
de
corcho en los tallos perennes, y las fibras
de
Ambos
procesos
transpiración
y
tienen
presión
rapidez y por mecanismos todavía no bien
comprendidos.
Los
experimentos
con
164
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
substancias marcadas con carbono-1 4
14
( C)
han
revelado
Fototropismo
en
plantas
jóvenes de rábano. A, en la obscuridad o
eran
en la luz uniforme, la planta crece hacia
translocados de la hoja a la raíz a razón de
arriba. B, si la luz viene de una sola
varios cientos de centímetros por hora, lo
dirección, la planta pronto se dobla en la
que no hubiese podido lograrse por simple
de
difusión. La translocación supone, además,
fotografía de la derecha se tomo media
corrientes
el
hora después que la de la izquierda.
citoplasma de cada célula del floema;
(Según Weatherwax, P.: Botany, 3rd. Ed.
podría pensarse en la analogía de una
Philadelphia, W.B. Saun ders Co., 1956.)
por
los
11-2.
azúcares
elaborados
que
Fig.
fotosíntesis
circulares
(ciclosis)
en
la
luz
(fototropismo
positivo).
La
cadena de bomberos pasándose cubos de
agua; es la forma que las células pueden
SAVIAS VEGETALES
asegurar el transporte de moléculas de
alimento.
La substancia que se encuentra en los
Las conexiones entre los vasos de xilema y
tubos de xilema, floema y látex de las
floema son totalmente diferentes de las de
plantas superiores se llama savia vegetal,;
arterias y venas. En éstas, un tubo grande
se parece algo al plasma sanguíneo del
se ramifica para dar conductos cada vez
hombre y animales superiores. Es una
menores. Todos los de xilema y floema son
compleja mezcla de muchas substancias,
pequeños
llamados
orgánicas e inorgánicas, cuya composición
vasculares. En la parte inferior del tallo hay
y
forman
haces
varía considerablemente de una planta a
muchos vasos en cada haz; en la parte
otra, de una parte de la planta a otra, y de
superior hay menos, pues muchos han
una a otra estación. Noventa y ocho por
pasado a las ramas a lo largo del tallo.
100 puede ser agua. Otros constituyentes
son
sales,
hormonas
enzimas
azúcares,
como
y
ácido
otras
aminoácidos,
indolacético,
proteínas
y
ácidos
orgánicos, como ácidos cítrico y málico. El
ácido cítrico fué aislado primero de frutos
cítricos, y el ácido málico lo fue de las
manzanas. Las savias de las plantas, en
contraste con el plasma sanguíneo de los
animales, son algo ácidas, con pH que
varía de 7 a 4.6.
EXCRECIÓN EN LAS PLANTAS
Una diferencia notable entre plantas y
animales es que las primeras excretan
cantidades
nulas
o
muy
pequeñas
de
165
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
nitrógeno,
Las plantas en crecimiento activo pueden
excretado por los animales (urea, ácido
responder a un estímulo en cierta dirección
úrico
del
mediante crecimiento más rápido a un
ácidos
lado, lo que se traduce como inclinación
restos
nitrogenados.
y
El
amoníaco)
desdoblamiento
de
deriva
proteínas,
los
hacia el estímulo o al lado opuesto. Una
procesos metabólicos de las plantas se
respuesta de crecimiento de este tipo se
forman compuestos nitrogenados similares,
llama tropismo; solamente puede haberlo
pero
como
en las partes de la planta en crecimiento y
productos de desecho, vuelven a utilizarse
que se están alargando, pero el estímulo
en la síntesis de otras substancias. Las
correspondiente puede ser recibido en una
plantas
zona distante de la planta. Un organismo
nucléicos
y
en
otras
lugar
vuelven
substancias.
de
En
excretarse
a
hacer
circular
sus
móvil
compuestos constituyentes.
puede
responder
acercándose
ni
movimiento de orientación en respuesta a
tienen actividad muscular las dos fuentes
un estímulo se llama tactismo. Estas
más importantes de productos metabólicos
respuestas solo se encuentran en células
de desecho en los animales), la cantidad
que pueden moverse: animales, ciertas
total
de
plantas inferiores y las células sexuales
desecho es pequeña, de modo que puede
masculinas (anterozoides) de musgos o
ser eliminada por difusión, bajo forma de
helechos.
amoníaco (por los poros de las hojas) o
Los tropismos y tactismos reciben nombres
como sales de nitrógeno (por las raíces en
en función del estímulo que los ocasiona:
el
fototropismo (respuesta de crecimiento
de
suelo).
productos
productos
En
de
algunas
desecho
proteínas
nitrogenados
plantas,
se
ciertos
acumulan
y
a
la
luz,
fig.
o
estímulo
excepciones,
ingieren
éste
un
Puesto que las plantas, con pequeñas
no
a
a
11-2),
alejándose.
Un
geotropismo
por
(respuesta de crecimiento a la gravedad,
ejemplo, las hojas de espinaca contienen
fig. 11-3), quimiotropismo (respuesta de
cerca del 1 por 100 de ácido oxálico. Los
crecimiento a alguna substancia química) y
productos de desecho en las hojas se
tigmotropismo (respuesta de crecimiento
eliminan cuando éstas caen.
al contacto, fig. 11-4). La hiedra es un
forman
cristales
intracelulares;
caso
COORDINACIÓN EN LAS PLANTAS
Las actividades de las distintas partes de
una planta son mucho más autónomas que
las correspondientes en el caso del animal.
La
coordinación
entre
partes
de
los
vegetales deriva en su mayor parte de
estímulos químicos y físicos directos, pues
las plantas carecen de sistema nervioso y
órganos sensoriales especializados.
Fig. 11-3. Geotropismo en rábanos jóvenes. A, maceta de rábanos rectos que se
166
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
pone horizontal y se mantiene en la obs-
(C) empieza a doblarse y a los 20 minutos
curidad para eliminar el factor fototropis-
ha formado una espira completa (D-F).
mo. B, a los 30 minutos las plantas se han
(Según Weatherwax, P.: Botany, 3rd. Ed.-
doblado; puesto que el movimiento es
Philadelphia, W. B. Saunders Co., ,1956.)
opuesto a la dirección de la fuerza de
gravedad se habla de geotropismo negativo. (Según Wujeatherwax, P.: Botany, 3rd.
Ed.
Philadelphia,
W.
B.
Saunders
Co.
1956.)
típico de tigmotropismo, pues crece de
modo de poder quedar en contacto con una
pared, un árbol o algún otro sostén.
Los tropismos o tactismos pueden ser
positivos o negativos, según la respuesta
sea respectivamente hacia el estímulo o en
dirección
opuesta.
Por
ejemplo,
de
cualquier modo que se oriente una semilla
dentro del suelo, la raíz primitiva y el brote
del embrión en desarrollo se orientan de
modo que la raíz crezca hacia abajo y el
brote (tal lo) hacia arriba (fig. 11-5). Hay
pues, aquí geotropismo positivo en la raíz,
negativo en el brote. Es posible engañar a
una planta en crecimiento atándola a un
disco y haciendo girar éste, creando así un
campo de fuerza centrífuga sobre la planta.
Ésta responderá a esta fuerza que ha
substituido a la gravedad, por lo que el
brote crecerá hacia el centro del disco (que
corresponde hacia "arriba"), en tanto las
raíces crecen hacia la periferia.
Las plantas cultivadas en la obscuridad
crecen algún tiempo, utilizando la energía
almacenada en la semilla; forman tallos y
hojas que no contienen clorofila. Éstas
plantas, a las que se llama blanqueadas,
Fig.
11-4.
Respuesta
del
zarcillo
de
calabaza al tacto. El zarcillo recto (A) se
toca con un palo (B). A los cinco minutos
167
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
caroteno,
amarillo
o
anaranjado,
y
la
xantofila.
En vista de que las respuestas de tipo de
tropismo requieren crecimiento de la planta
(que de un lado crece con más rapidez),
son forzosamente lentas y requieren de
una hora a una semana para presentarse.
Esta
aceleración
crecimiento,
así
diferencial
como
el
del
crecimiento
uniforme normal, depende del estímulo de
las células por hormonas de crecimiento
vegetales llamadas auxinas. Por ahora, no
nos explicamos en qué forma la luz, la
gravedad
o
cualquiera
de
los
demás
estímulos desencadenan la formación de
Fig. 11-5. Geotropismo en las raíces y los
auxinas, ni la forma como las auxinas se
brotes de las fotosíntesis.
distribuyen en forma desigual a ambos
lados de la planta. Se sabe que el paso de
semillas
de
maíz.
Las
semillas
fueron
auxina de una célula a otra es por un
plantadas en distintas. La luz no reacciona
sistema
con la auxina misma, sino con posiciones,
oxígeno. El movimiento es polarizado, pues
de
transporte
que
requiere
pero las raíces siempre se dirigen hacia
la auxina pasa de la punta hacia abajo, en
abajo y los brotes hacia arriba. (Según
dirección a la base de la planta. Evidente-
Weatherwax, P.: Botany, 3rd. Ed.
mente para la planta es una ventaja
Philadelphia, W. B. Saunders Co., 1956.)
dirigirse hacia la luz, en tanto las raíces
crecen hacia lugares más húmedos, pero
sería absurdo pensar que la planta se
-todavía responden por crecimiento hacia
dirige
a
propósito
hacia
la
luz,
por
un haz de luz; podemos, pues, concluir que
necesitarla para su fotosíntesis.
la respuesta fototrópica no se debe a la
La luz no reacciona con la auxina misma,
clorofila. Con Mutes de distintas longitudes
sino con el. fotorreceptor con efecto sobre
de onda, aplicadas a plantas blanqueadas y
cientos de moléculas de auxinas, tal vez a
con observación del cambio de dirección
nivel del sistema enzimático que produce
resultante, se encontró que la luz azul o
ésta substancia.
violeta resultaba mucho más eficaz para
producir respuesta fototrópica que la luz
TRANSMISIÓN DE IMPULSOS
verde, amarilla o roja. (En cambio, la luz
roja
es
la
más
eficaz
en
cuanto
a
Todas
las
fotosíntesis.) Esto indica que los pigmentos
vegetales,
productores del fenómeno fototópico son el
pueden
células
revelan
transmitir
vivas,
cierta
una
animales
o
irritabilidad
y
excitación,
aún
168
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
cuando
sea
con
cierta
lentitud.
La
excitación, producida por la penetración de
un
espermatozoide
en
un
óvulo
se
transmite sobre la superficie de éste a
razón de 1 cm. por hora mas o menos. Las
células no
Fig. 11-7. Mecanismo de la respuesta en
Mimosa púdica. A, base del pecíolo con el
pulvinus. B, corte por el pulvinus que
muestra el estado de las células cuando la
hoja se encuentra en posición horizontal
extendida. C, corte por el pulvinus con
pérdida de turgencia de las células y
plegamiento consecutivo de las hojas.
especializadas de las esponjas transmiten
Fig. 11-6. A, la planta sensitiva, Mimosa
excitaciones a razón de 1 cm. por minuto.
púdica, en reposo. B, la planta a los cinco
Las células vegetales pueden transmitir
segundos de haber sido tocada; nótese
también
cómo
general el fenómeno es tan lento que sus
las
hojas
se
han
plegado
y
excitaciones,
aunque
por
lo
marchitado. (Por amabilidad de la General
resultados son difíciles de observar.
Biological Supply House, de Chicago, I11.)
Sin embargo, en algunas de las plantas las
respuestas a los estímulos son bastante
rápidas y ponderables. Entre ellas está la
planta
atrapamoscas
Venus
(fig.
3-2),
cuando un insecto se posa sobre una hoja.
Otro caso es la respuesta de la "sensitiva"
Mimosa púdica al tacto (fig. 11-6).
169
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Normalmente, las hojas de esta planta son
presentan muchos efectos diferentes sobre
horizontales, pero si se toca ligeramente
metabolismo
una de ellas, todas las hojuelas se pliegan
estimulan el crecimiento longitudinal de las
en unos dos a tres segundos. Si se. toca
células en la parte de la planta que se
una sola hoja, no sólo se cierra ésta, sino
encuentra en crecimiento; 2) inician la
también las vecinas. A los pocos minutos,
formación de nuevas raíces, especialmente
las hojas vuelven a su posición inicial. El
adventicias; 3) inician el desarrollo de
plegamiento de las hojas se debe a la
flores y frutos; 4) estimulan la división
disminución de la presión de turgencia de
celular en
las células de la base de la hoja (fig. 11-7),
desarrollo de brotes laterales, y 6) inhiben
pero la excitación se transmite a lo largo
la formación de regiones de corte (pág.
de los tubos cribosos de hojas y tallos.
266), impidiendo así la caída de hojas y
.La velocidad de la transmisión en Mimosa
frutos.
es del orden de 5 cm. por segundo, en
Hay
comparación
por
químicamente conocidas que se presentan
segundo, en los nervios de los vertebrados
en la naturaleza y ejercen efectos en la
superiores, aunque fundamentalmente la
regulación del crecimiento y desarrollo en
naturaleza
las plantas en floración: auxinas de indol,
excitación
de
del
los
120
impulso
metros
es
igual.
La
se acompaña de fenómenos
etileno,
abscísico.
las
Auxinas.
momentáneo
de
y
su
cambio
metabolismo.-La
división
celulares:
1)
el cambium; 5) inhiben el
varios
eléctricos, aumento de permeabilidad de
celulas"excitadas
y
grupos
cininas,
substancias
giberelinas
Algunos
experimentos
de
.con
de
los
y
ácido
primeros
substancias
que
respuesta puede ser modificada por ciertas
aceleran el crecimiento fueron obra de
substancias químicas.
Charles Darwin al final de su vida. Se sabía
desde muchos años antes que las plantas
al
HORMONAS VEGETALES
crecer
se
dirigían
hacia
la
luz
(fototropismo positivo). Para investigar que
Las hormonas vegetales, igual que las
parte, de la planta recibía el estímulo
animales, son compuestos orgánicos que
luminoso, Darwin cultivó brotes de alpiste,
pueden producir efectos notables sobre el
cubrió la extremidad de algunos con conos
metabolismo y el crecimiento celular, aún
de papel negro y en otros cubrió toda la
en
Las
planta con cilindros del mismo papel, con
hormonas vegetales son producidas sobre
excepción de la punta (fig. 11-8). Luego
todo
cantidades
muy
reducidas.
crecimiento,
puso los retoños cerca de una ventana de
especialmente el meristema de los cas-
modo que sólo recibieran luz de una
quetes en desarrollo en el extremo de
dirección. Al día siguiente los brotes sin
tallos y raíces. Igual que las hormonas
cubierta y los totalmente cubiertos con
en
los
tejidos
en
animales, las vegetales suelen ejercer sus
efectos en lugares muy alejados del lugar
de producción. Las hormonas vegetales
170
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
de papel negro habían crecido hacia arriba.
A partir de estos experimentos Darwin
concluyó que la luz era recibida por el
extremo
de
la
planta
y
que
cierta
"influencia" descendía por el tallo desde la
punta, produciendo desviación de la planta.
Varias investigaciones como las de Boysen
Jensen, en Dinamarca, Frits Went, en
Holanda, entre 1910 y
1930, pusieron de manifiesto el mecanismo
de las respuestas de tropismos y revelaron
que la "influencia" era una hormona de
crecimiento vegetal. Estos experimentos
clásicos se llevaron a cabo con el coleoptilo del brote de avena. El coleoptilo
es
un
órgano
cilíndrico,
que
hueco,
envuelve
prácticamente
las
hojas
sin
desarrollar a modo de vaina. Después de
cierta etapa del crecimiento, su desarrollo
sucesivo en longitud se debe casi por
completo al alargamiento celular. En 1910
Fig. 11-8. Experimento de Darwin con
semillas de alpiste. Arriba, algunas plantas
están descubiertas; en otras, se cubre la
punta y todavía en otras se cubre la planta
con excepción de la punta. Después de
exposición a la luz lateral (abajo), las
plantas descubiertas y las cubiertas en su
totalidad con excepción de la punta se
inclinan hacia la luz; las plantas cuya punta
está cubierta (centro) siguen creciendo
hacia arriba.
La conclusión de Darwin es que la punta
del brote es sensible a la luz y que libera
alguna "influencia" que desciende por el
tallo y motiva el cambio de dirección.
excepción de la punta se habían inclinado
notablemente hacia la luz pero las plantas
cuyo extremo estaba cubierto por el cono
Boysen-Jensen descubrio que si se corta en
este momento el extremo del coleoptilo, el
órgano mutilado deja por completo de
alargarse. Si se vuelve a su lugar la punta
seccionada, el coleoptilo empieza a crecer
otra vez (fig. 11-9).
Si se coloca una lámina delgada de mica
entre la punta y el resto del coleoptilo
también se impide el alargamiento celular.
Sin embargo, podía ponerse una delgada
capa de gel de agar entre el extremo del
coleoptilo y el resto del órgano sin que se
modificara el crecimiento. De hecho, la
punta separada podía dejarse algún tiempo
sobre un fragmento de agar, para ser
quitada después y así el fragmento de
agar, al colocarse sobre el coleoptilo volvía
a estimular el crecimiento (fig. 11-9 D).
Estos
experimentos
revelan
que
el
171
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
crecimiento
del
coleoptilo
depende
de
alguna substancia producida en la punta,
que en condiciones normales se difunde
hacia abajo y estimula las células del
coleoptilo para que se alarguen. Al dejar el
extremo seccionado sobre el fragmento de
agar
durante
tiempos
variables,
se
comprobó que la cantidad de substancia de
crecimiento
que
pasaba
al
agar
por
difusión era proporcional al tiempo de
contacto. La cantidad de substancia de
crecimiento se media por sus efectos sobre
el alargamiento del coleoptilo.
Otros
experimentos
de
Frits
Went
demostraron que si el fragmento de agar
se colocaba
a un lado del coleoptilo,
decapitado, el crecimiento era asimétrico;
en el coleoptilo se produce una curvatura
hacia el lado opuesto del agar, en otras
palabras, el crecimiento es más rápido en
las células que se encuentran inmediatamente debajo del fragmento del agar
(fig. 11-9, E). Esta prueba es tan sensible
Fig. 11-9. Sucesión de experimentos para
que Went pudo medir la substancia del
demostrar
crecimiento en término de "unidades de
hormonas del crecimiento vegetales en
curvatura" o sean los grados de curvatura
coleoptilos de avena. En cada par de
producida
dibujos,
el
la
presencia
y
de
la
izquierda
y
el
de
experimento
la
acción
de
señala
el
derecha
el
crecimiento obtenido al poco tiempo. A,
testigo: crecimiento normal. B, si la punta
del
coleoptilo
se
corta
y
separa,
el
crecimiento se detiene. C, si dicha punta se
corta y se deja en su lugar el crecimiento
es normal. D, si se corta la punta, se pone
sobre un fragmento de agar durante algún
tiempo, y luego se devuelve al brote (no la
punta del coleoptilo sino la punta de agar),
el crecimiento es normal. E, si el fragmento
de agar puesto en contacto algún tiempo
con la punta del coleoptilo se pone en
172
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
posición
asimétrica
con
el
brote,
el
debe tener cierta configuración molecular.
La
crecimiento de la planta es inclinado.
auxina
sintética
2,4-D
diclorofenoxiacético)
es
(ácido
un
2,4-
potente
de
estimulador del metabolismo vegetal, pero
ensayo biológico, por el cual se mide una
es mal transportado por el tallo y no
substancia química a partir de sus efectos
produce crecimiento correlacionado de las
sobre un sistema biológico.
diversas partes de la planta, como lo hace
en
Las
el
coleoptilo.
auxinas
Este
sólo
es
están
ejemplo
presentes
en
el ácido indolacético.
pequeñísimas cantidades, aún en tejidos
La respuesta en crecimiento de la vaina de
en
en
coleoptilo es un proceso metabólico, pues
crecimiento de la piña contiene seis micro-
sólo se producirá en presencia de oxígeno,
gramos de ácido indolacético por kilogramo
y
de material de la planta. Según J. P.
glucosa
Nitsch, esto es comparable al peso de una
raíces,
aguja en un montón de heno de 22
respuestas de crecimiento producidas a
toneladas!
diferentes concentraciones de auxina. Cada
El ácido indolacético, la auxina natural
una muestra una creciente respuesta de
primaria,
crecimiento a bajas concentraciones de
crecimiento
es
poroxidasa
activo.
El
rápidamente
de
ácido
retoño
metabolizado
indolacético.
Esta
el
crecimiento
auxina
como
las
mejora
fuente
yemas
y
luego
y
si
se
aporta
de
energía.
los
tallos
una
Las
tienen
inhibición
del
enzima es inhibida por ciertos ortodife-
crecimiento con concentraciones más altas
noles.
del
(fig. 11-10). La concentración de auxina
los
que produce óptimo crecimiento de los
Los
efectos
crecimiento
estimuladores
producidos
por
ortodifenoles han sido reconocidos durante
tallos
cierto tiempo y se creyó inicialmente que
concentración requerida para crecimiento
eran
óptimo de raíces o yemas.
auxinas;
pero
estimulan
el
es
mucho
más
elevada
que
la
crecimiento inhibiendo la oxidasa del acido
La inclinación del retoño de una planta
indolacético
con-
como respuesta a la luz, o la inclinación de
centración efectiva de ácido indolacético
la raíz como respuesta a la fuerza de la
endógeno.
gravedad,
El ácido indolacético es sintetizado a partir
crecimiento como resultado de distinta
del triptófano, pero no está claro cómo la
distribución de auxina. Tales respuestas
luz que incide en la pared superior de una
tropísticas pueden separarse en: 1) la
planta
la
percepción del estímulo, luz o gravedad; 2)
conversión de triptófano en acido indola-
la inducción de una diferencia fisiológica
cético. La auxina es transportada por el
lateral,
tallo hacia abajo con velocidad que varía
expresada
de 0.5 a 1.5 cm. por hora. La cinética del
cimiento. La percepción de luz supone
transporte de auxina sugiere que éste es
absorción de
en
y
elevando
crecimiento
así
la
estimula
se
y
3)
como
debe
una
a
d
respuesta
diferencia
en
diferente
lateral
el
cre-
un proceso activo, impulsado por procesos
metabólicos; la substancia transportada
173
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
lado
desprovisto
de
luz.
Experimentos
14
efectuados con auxina titulada con
C
demostraron transporte lateral de la auxina
a consecuencia de estimulación unilateral
por luz o por gravedad.
El alargamiento celulares proporcional a la
concentración de auxina; por lo tanto, el
crecimiento en el lado de sombra, con la
mayor concentración de auxina, es mayor
que el crecimiento en el lado iluminado.
Fig. 11-10. Estimulación del crecimiento
Las respuestas de la planta a la gravedad,
de raíces, yemas y tallos producida al
sus geotropismos, también dependen de
variar
ácido
la distribución de auxina. Cuando una
indolacético en el medio que los baña.
planta se acuesta sobre el lado (fig. 11-3)
Obsérvese
que
es
la auxina se acumula en las células de la
estimulado
primero,
al
parte más baja del tallo. Esto hace que se
la
concentración
cada
de
crecimiento
luego
inhibido,
produzca
aumentar la concentración de auxina.
un
alargamiento
mayor
de
aquellas células, y el crecimiento del tallo
energía
lumínica
por
pigmentos
como
es
curvo,
creciendo
hacia
arriba.
Las
carotenoides o flavinas. La iluminación
células de la raíz son mucho más sensibles
unilateral
a la auxina que las células del tallo (fig.
establece
un
gradiente
transverso de energía absorbida e induce
11-10)
actividad
inhibido por concentraciones de la auxina
fisiológica
diferencial,
la
y
su
10-10 M.
celular
es
producción de auxina. Si la punta de un
mayores
coleoptilo
concentración de auxina en la parte inferior
es iluminada
unilateralmente,
aumento
de
de
otro coleoptilo, éste último responderá con
alargamiento,
diferente crecimiento y se doblará hacia la
concentración menor en la parte alta lo
fuente luminosa que originalmente alcanza
estimula, y la raíz crece hacia abajo.
la punta del coleoptilo. Puesto que el lado
Las
que da a la luz debe absorber más energía,
diferenciación de tejidos en las partes de
y como la producción de auxina es un
las plantas por las que es transportada o a
proceso que requiere energía, esto, a
las que es llevada. La diferenciación de
primera
la
xilema en forma polar da por resultado la
inclinación hacia la luz. Sin embargo, una
producción de un sistema integrado de
inclinación hacia la luz significa que el lado
tubos que corren verticalmente por la
sombreado de la planta debe crecer más
planta desde el meristema apical y hojas
rápido y tener más auxina. Otros sostienen
en expansión hacia abajo, atravesando el
que la planta redistribuye la auxina que es
tallo, hasta las puntas de las raíces. Ésta
sintetizada y la transporta lateralmente al
diferenciación es dirigida en las regiones
parecería
explicar
raíz
El
luego cortada y colocada sobre la cepa de
vista,
una
de
alargamiento
auxinas
horizontal
inhibe
el
mientras
que
la
pueden
provocar
la
174
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
terminales
apical.
del
En
tallo
una
experimentos,
por
el
meristema
interesante
Wetmore
de
como grasa. Las yemas laterales de un
Sorokin
tallo tratado de este modo permanecen
serie
y
en su lugar por un material apropiado
demostraron que un fragmento de callo de
inhibidas.
lila
no
La abscisión o caída de hojas, flores, frutos
formaría células de xilema a menos que se
y tal los de la planta progenitora es otro
le injertara un pedazo de meristema. Sin
proceso controlado por la auxina. La auxina
embargo, si la auxina se aplicó en una
producida en las hojas pasa por el pecíolo
posición localizada, en vez de un injerto de
e inhibe el desarrollo de la zona de absci-
meristema, se formaron en el callo algunas
sión. Mientras la hoja continúe produciendo
células de xilema. El meristema apical es
auxina se inhibe su abscisión o caída. La
una fuente de auxina que desciende por los
abscisión es un indica-
cultivado
tejidos
en
cultivo
inferiores
y
de
tejido
participa
en
su
diferenciación como xilema.
La diferenciación de raíces es controlada
también por auxinas. Se sabe desde hace
tiempo que la punta inferior de un tallo
cortado colocado en agua puede formar
raíces. Cortes efectuados más abajo del
tallo o de la madera más antigua muestran
una menor capacidad para formar raíces.
Esto concuerda con la menor cantidad de
auxina que se dirige a la base del tallo.
Colocando un corte en una solución diluida
de
auxina
natural
o
sintética,
pueden
producirse fácilmente raíces.
Las auxinas y otras hormonas vegetales
determinan
las
correlaciones
de
las
distintas partes de una planta en cuanto al
crecimiento. La yema terminal del tallo
normalmente inhibe el desarrollo de yemas
laterales. Si se corta la yema terminal, las
yemas laterales, liberadas de la inhibición
inducida por la auxina producida en el
meristema apical de la yema terminal,
pueden comenzar a desarrollarse. Que ésta
inhibición es causada por auxina puede
demostrare eliminando la yema terminal y
substituyéndola
con
una
cantidad
apropiada de ácido indolacético sostenido
Fig. 11-11. Efecto del ácido indolacético
como estimulante de la formación de raíces
en plantones de limonero. Los plantones de
A se dejaron en solución diluída de ácido
175
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
indolacético
(500
partes
por
millón),
por el cual las auxinas producen sus
durante ocho horas, 18 días antes. Los
diversos
y
notables
efectos.
EI
plantones testigo (B) se dejaron el mismo
alargamiento de una célula vegetal como
tiempo en agua ordinaria.
respuesta a la auxina requiere la absorción
de agua por la célula y ablandamiento de
dor natural de la reducida formación de
la pared celular para que la célula se
auxina
al
hinche al absorber agua osmóticamente. La
envejecimiento. Bajas concentraciones de
auxina ablanda realmente la pared celular
auxina promueven la abscisión y altas
y
concentraciones la dividen.
respuesta a una fuerza normal. Podría
Las auxinas tienen una variedad de usos
hacer esto alterando la estructura química
prácticos y son de enorme importancia
de las pectinas en la pared celular, y
económica porque estimulan el crecimiento
ciertas
de raíces a partir de plantones (fig. 11-11),
esta
porque producen frutos partenocárpicos
actinomicina D, que inhibe la síntesis de
(los formados sin polinización y, por tanto,
ARN, inhibe también el alargamiento de las
sin
la
células vegetales inducido por la auxina
maduración del fruto y previenen su caída
indica que la síntesis de ARN es necesaria
del árbol antes de la cosecha. La auxina
para, por lo menos, ciertos aspectos del
sintética
que
normalmente
semillas),
y
acompaña
porque
aceleran
aumenta
su
flexión
pruebas
plástica
experimentales
hipótesis.
El
hallazgo
de
como
apoyan
que
la
como
alargamiento de la célula inducido por la
herbicida. La mayor parte de las semillas
auxina. Una célula alargada tendría mas
comunes son plantas dicotiledóneas y son
membranas plasmáticas y la síntesis de
mucho más sensibles a la estimulación por
ARN
auxinas que las monocotiledóneas, como
estructurales de la membrana plasmática.
los
la
La auxina puede considerarse como la más
2,4-D,
importante de las hormonas vegetales,
2,4-D
pastos.
Un
concentración
es
muy
pasto
usada
rociado
apropiada
de
con
podría
producir
los
componentes
suficiente para estimular las malas hierbas,
porque ejerce los efectos más notables en
pero no el pasto, será liberado de éstas.
correlacionar
Absorben el 2,4-D y son estimuladas para
diferenciación, de modo que resulta el
metabolizarse
cuadro normal de desarrollo. La auxina
a
gran
velocidad,
la
y finalmente muriendo. Muchas de las im-
provoca la diferenciación de las divididas
portantes plantas de cultivo maíz, centeno,
células vegetales en un verdadero organis-
cebada y trigo son monocotiledónes y
mo,
anualmente
multicelular.
millones
de
en
vez
de
mensajeros
y
junto
tratan
otros
crecimiento
consumiendo sus constituyentes celulares
se
con
el
una
químicos,
simple
colonia
hectáreas de estas plantas de cultivo con
Etileno. Se conoce desde hace muchos
2,4-D
años
para
incrementar
eliminar
el
malas
rendimiento
hierbas
de
e
dichas
que
las
frutas
excesivamente
maduras producen algo que acelera la
plantas.
maduración de las frutas vecinas ("una
No esta aún claro el mecanismo molecular
manzana podrida echará a perder todo un
176
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
tonel"). Este factor de crecimiento de la
fruta
ha
resultado
ser
el
simple
hidrocarburo insaturado etileno. Este es
un
componente
identificado
por
del
la
gas
de
aceleración
cocina
de
la
maduración de frutas expuestas a escapes
accidentales de gas de combustión. El
etileno es un compuesto vegetal natural
producido por las frutas maduras, que
actúa como hormona vegetal. Las frutas
maduras producen etileno, que estimula la
maduración de las frutas vecinas (y la
producción de etileno por ellas). Frutas
como los plátanos, que se cortan verdes
para transporte al mercado, se tratan con
Fig. 11-12. Acción de la giberelina en la
etileno
Sean
germinación de los granos de cebada (muy
adecuadamente maduras cuando llegan a
esquemático). Después de la inhibición del
su venta. La maduración prematura de la
agua, las células del embrión producen y
fruta en un almacén puede evitarse con
secretan giberelina La giberelina, a su vez,
ventilación
de
para
manera
suprimir
que
e
activa la síntesis de enzimas que digieren
incrementando el contenido de bióxido de
el
etileno,
el almidón (amilasas) en las células vivas
carbono en el aire, pues el bióxido de
de
carbono contrarresta el efecto del etileno.
secretadas en el endosperma almidonoso,
Giberelinas. Las giberelinas (Gibberella
donde tiene lugar la hidrólisis del almidón
fujikuroi) aumentan la longitud del tallo de
produciendo azúcar. (Según Norstog, K. y
algunas especies de plantas y el tamaño de
Long, R. W.: Plant Biology, Philadelphia, W.
los frutos en otras. Un efecto singular de
B. Saunders Co., 1976.)
la
aleurona.
Las
amilasas
son
las giberelinas es la estimulación de la
germinación de las semillas. Las semillas
el embrión y la reserva de alimento, y el
de trigo, avena, cebada y otros cereales
endospermo (fig. 11-12). Las células de
constan de dos partes,
almacenamiento del endospermo parecen
muertas, pero están rodeadas de aleurona, cubierta de células vivas formada
por tres capas. Durante la germinación, el
almidón de las células de almacenamiento
es hidrolizado por la amilasa secretada por
la capa de aleurona; pero el embrión debe
estar
presente
para
que
la
capa
de
aleurona secrete a-amilasa. Si se corta un
grano de trigo por la mitad y se elimina la
177
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
mitad que contiene el embrión, el almidón
capa
de la mitad restante no experimentará
estimulada también por la giberelina. La
hidrólisis. La giberelina, mensajero químico
resultante hidrólisis de proteínas libera
secretado por el embrión, activa las células
triptófano, precursor del acido indolacético
de la capa de aleurona, produciendo y
en la punta del coleoptilo del embrión
secretando
jóven.
a-amilasa.
Las
giberelinas
de
aleurona
del
endospermo
es
activan otras enzimas que se disocian del
La síntesis de a-amilasa por la capa de
material en las células de las cubiertas de
aleurona como respuesta a la giberelina es
las semillas, debilitándolas
completamente inhibida por actinomicina
D. La actinomicina D es un antibiótico
péptido que forma un complejo con el ADN
a través del grupo amino de guanina y
desplaza la polimerasa ARN dependiente
del ADN. Así, se inhibe la síntesis de ARN
dependiente del ADN. Esta prueba sugiere
que las giberelinas regulan de cierto modo
la expresión de la información genética
contenida en el ADN, quizá descubriendo
Fig. 11-13. Estructura de una de las
una porción del ADN de modo que pueda
giberelinas,
ser
hormona
vegetal
con
transcrita
para
producir
un
ARN
propiedades de estimular fuertemente el
específico que, a su vez, da por resultado
crecimiento.
la formación de las enzimas especificas.
Se
indica
el
sistema
de
numeración de los átomos de carbono de la
Se han aislado de plantas más de una
molécula.
docena de giberelinas, cada una de las
cuales posee ligera diferencia en estructura
y alguna diferencia en actividad biológica
(fig.
11-13).
formación
producirá
de
Algunas
flores,
órganos
inducirán
otras
sexuales
no.
la
Una
masculinos,
anteridios, en gametofitos de helechos,
pero las otras no los producirán.
Citocinina. Un tercer tipo de hormona
vegetal,
las
citocininas,
estimula
el
Fig. 11-14. Estructura de la zeatina, una
crecimiento de células en cultivo de tejido
citocinina.
o cultivo de órgano, y ejerce un marcado
efecto en el incremento de la velocidad de
la división celular. La zeatina, aislada de
hasta el punto de que el embrión en
semillas jóvenes de maíz, es un derivado
crecimiento puede romperlas y salir. La
de la adenina, purina 6-(4-hidroxi-3-metil-
formación de enzimas proteolíticas en la
trans-2-butenilamino)
(fig.
11-14).
Las
178
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
10-6
citocininas se encuentran en las plantas en
elevadas,
tan pequeñas cantidades que solo fueron
retoños,. Esta demostración experimental
identificadas
de
de que las citocininas pueden controlar la
espectrometría de masa. La cadena lateral
producción relativa de retoño y raíz en
unida al grupo amino en la posición 6 de la
preparaciones de cultivo de tejido sugiere
purina es un isoprenoide y al igual que las
que pueden realizar una función similar en
giberelinas, se deriva del ácido mevalónico.
la planta intacta.
Una
estrechamente
Todavía no es posible unir citocininas con
relacionada con la zeatina, la purina 6-
cualquier reacción bioquímica específica y
(y,y-dimetilalil-amino) fue aislada como el
se desconoce la forma en que estimulan la
ribonucléósido de transporte de serina y
división de las células. La síntesis de ADN
tirosina de ARN de levadura, hígado de
en la división de las células de tabaco es
ternera, guisantes y espinacas (véase pág.
estimulada por la adición de citocinina.
662). En ambas clases de ARN esta base
En la planta los tres tipos principales de
impar
hormonas vegetales actúan recíprocamente
por
substancia
está
la
muy
situada
técnica
inmediatamente
adyacente al anticodón. Se
en
pares
3
x
o
las
M,
tres
se
producen
pueden
actuar
recíprocamente para regular fenómenos
biológicos
específicos.
El
crecimiento
óptimo del tejido de callo de tabaco en
cultivo requiere concentraciones específicas
de los tres factores. Las citocininas y las
giberelinas
desempeñan
papeles
destacados en el control de las primeras
fases del crecimiento y desarrollo, y las
auxinas dominan después en el control del
alargamiento de las células.
Ácido
han probado otros cinco transportes de
ARN y se ha demostrado que carecen de
Las citocininas no solo fomentan la división
sino
estructura
que
de
pueden
las
células
cambiar
la
vegetales
cultivadas. Cuando la concentración de citocinina en el medio de cultivo es muy baja
(10-9 M o menos), solo aparecen tejidos
sueltos, friables. En concentraciones algo
mas elevadas, 10-8 a 10-' M, se forman
raíces en la masa de células en cultivo y
finalmente,
en
Algunas
hormonas
que la estimulación del crecimiento y el
desarrollo. Una de ellas, llamada ácido
ésta curiosa base.
celular,
abscisico.
vegetales causan la inhibición más bien
concentraciones
más
abscisico
(fig.
11-15)
produce
la
separación del algodón y la inhibición de
los botones en los árboles de abedul. La
aplicación de ácido abscísico a una rama de
una planta maderera, que está creciendo
activamente tiene por consecuencia que se
interrumpa
internodos;
el
alargamiento
algunas
de
las
de
los
hojas
desarrollan capas de separación y se caen,
las hojas jóvenes en desarrollo forman
179
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
escamas en lugar de foliáceas, y el botón
poinsettias, y patatas) son plantas de día
terminal
corto, y no producirán flores si el periodo
queda
inactivo.
Se
observan
en
de iluminación excede de cierta duración
ramas al comienzo del invierno, y puede
crítica, o sea, si hay más de cierto número
describirse el ácido abscisico como una
de horas de luz diurna en 24 horas. Tales
"hormona
letargo".
plantas normalmente florecen a comienzo
tienen
de la primavera, al final del verano o en
normalmente
respuestas
que
similares
provoca
Diversos
compuestos
efectos
comparables,
el
sintéticos
retrasando
el
otoño. Otras, llamadas plantas de día
crecimiento de la planta sin, por lo demás,
largo
afectar su salud. Uno de ellos, llamado
coreopsis,
AMO-1618, suprime el alargamiento de los
gladiolas), requieren un periodo de luz
tallos,
las
mayor de cierta duración crítica para que
giberelinas o inhibiendo la circulación de la
tenga lugar la floración. La duración del
auxina en el tallo. Tales frenadores del
fotoperiodo crítico varía, según las espe-
crecimiento son empleados por los floristas
cies, entre nueve y 16 horas, y no es
para producir crisantemas de tallo corto y
necesariamente breve en una planta de día
otras plantas caseras, y por los campesinos
corto. De hecho, algunas plantas de día
para producir arbustos en lugar de plantas
corto tienen un fotoperiodo crítico mas
grandes, lo cual aumenta la producción de
prolongado que algunas plantas de día
fruto.
largo. La diferencia importante es que el
bloqueando
la
acción
de
(p.
ej.,
maíz,
remolachas,
bola
de
trébol,
caballero
y
fotoperiodo ha de ser menor que el periodo
FOTOPERIODICIDAD: FLORÍGENOS Y
crítico en las plantas de día corto para
FITOCROMOS
provocar la floración, pero mayor que el
periodo crítico en las plantas de día largo.
Por supuesto, se sabe desde hace mucho
Las plantas de día corto en realidad son
tiempo que las distintas clases de plantas
plantas de "noche larga", pues el factor de
florecen en diferentes estaciones del año y
control es la duración del periodo de
que
puede
obscuridad interrumpida. Las plantas de
relacionarse con el número de horas de luz
noche larga solo florecerán si se exponen a
por día, el fotoperíodo. Pero la relación
la obscuridad durante nueve o más horas.
entre iluminación y obscuridad para saber
Pueden hacerse florecer antes que de
el momento en que han de florecer las
ordinario
plantas solo se conoce desde 1920, cuando
diaria a la luz, o cubriéndolas, y puede
Garner y Allard, del Departamento de
evitarse que florezcan dándoles iluminación
Agricultura
Unidos,
artificial (fig. 11-16). Una planta de día
demostraron que el momento en que la
largo (noche corta) puede evitarse que
planta
podía
florezca si se cubre durante parte de cada
modificarse con el cambio de fotoperíodo.
día, disminuyendo así su exposición diaria
Algunas
especies
a la luz hasta menos del fotoperiodo
ásteres,
cosmos,
la
época
de
de
de
tabaco
floración
Estados
daba
de
flores
plantas
crisantemos,
(p.
ej.,
dalias
disminuyendo
su
exposición
crítico.
180
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Los claveles, algodón, diente de león,
temperatura,
tornasol y tomate son ejemplos de plantas
suelo y densidad de la población vegetal.
de "día neutral" que florecen en un
El mecanismo por el cual la duración de la
momento dado y sobre las cuales el efecto
obscuridad
de la iluminación diaria es relativamente
floración no se conoce en detalle, pero los
poco
la
resultados de algunos experimentos hacen
del
pensar que interviene alguna hormona pro-
importante.
floración
no
El
depende
momento
de
únicamente
humedad,
afecta
el
alimentos
momento
del
de
la
ductora de flores llamada florígeno. Un
fotoperiodo, pues intervienen también
experimento típico con bardana, planta de
noche larga, se logra como sigue (fig. 1117). Se cultiva una planta con 12 horas de
luz al día hasta producir flores. Luego se
injerta a otra planta expuesta a 18 horas
de luz (y que por lo tanto no ha producido
flores). Las dos partes, a pesar del injerto,
están
separadas
por
una
pantalla
impermeable a la luz; la primera parte
sigue recibiendo 12 horas de iluminación y
la segunda 18. La parte de la planta de
noche larga sigue produciendo flores; con
el tiempo, también produce flores la parte
de la planta de noche corta y, por lo
general,
dicha
producción
de
flores
comienza en el punto más próximo al
injerto. Esto se toma como prueba de la
presencia
de
una
hormona
difusible
productora de flores. No se sabe nada
Fig. 11-16. Floración. Todas las petunias
sobre la composición química de ésta hor-
recibieron
mona ni de su modo de acción en la
cada
día
ocho
horas
de
iluminación. La planta de la izquierda, con
producción de flores.
pequeñas yemas, recibió además ocho
La luz roja inhibe la floración en las plantas
horas de luz fluorescerite, que contiene luz
de "día corto", pero induce la floración en
roja, supresora de la floración, pero no
plantas de "día largo". La luz infrarroja
infrarroja. La planta del centro, que está en
induce la floración en plantas de día corto e
plena floración, recibió además ocho horas
inhibe la floración en plantas de día largo.
de luz incandescente que contiene tanto
Un pigmento de proteína sensible a la luz,
luz
fitocromo
roja
como
infrarroja,
esta
última
desempeña
en
este
un
fenómeno
papel
estimulante de la floración. (Departamento
fundamental
de
la
de Agricultura de Estados Unidos.)
fotoperiodicidad. Este pigmento proteínico
ocurre en dos formas; la primera, el
181
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
fitocromo, sensible a la luz roja (660 rim),
Otras funciones de los vegetales, aparte de
en tanto la otra, el fitocromo735, sensible
la floración, pueden afectarse también por
a la luz infrarroja (735 rim). El F660 parece
el fotoperiodo: la formación de tubérculos
ser la forma inactiva con la cual la planta
por la patata blanca se acelera
almacena
el
compuesto
de
actividad
potencial, en tanto el F735 es la substancia
activa. La luz transforma el
F660
inactivo en
F735 activo y la luz infrarroja transforma el
F735
en
F660,
fotoquímicas
se
que
trata
se
de
reacciones
producen
tan
rápidamente a 0°C como a 35°C. F735 es
también
transformado
en
F660
en
la
obscuridad por una reacción mediada por
enzimas y que requiere oxígeno. Durante
el
día
el
fitocromo
existe
predominantemente en la forma F735 y
durante la noche es convertida en la forma
F66o
enzimáticamente.
Esto
podría
proporcionar a la planta un medio de
descubrir si hay Luz u obscuridad. La
velocidad con que e) F73s es convertido en
F660 proporciona a la planta un "reloj"
para medir la duración de la obscuridad.
El
conocimiento
del
fenómeno
de
fotoperiodicidad es de gran interés práctico
para
quienes
cultivan
co-
mercialmentevegetales; en efecto, si varía
la luz en los invernaderos es posible
acelerar o retardar la floración de las
plantas de modo que sea máxima en los
momentos
adecuados,
digamos
por
Navidad o Semana Santa.
En general, las plantas de noche larga
suelen proceder de regiones tropicales o
subtropicales, en donde hay no más de 13
a 14 horas de luz cada día. Casi todas las
plantas de noche corta son de latitudes
más altas. Las plantas indeterminadas se
encuentran en todo lugar.
Fig. 11-17. Este experimento sirvió para
probar
la
presencia
de
una
hormona
productora de floración. A, se cultivan dos
plantas de bardana con cepas separadas
por un tabique que no deja pasar la luz; las
plantas se exponen a 12 y 18 horas de
iluminación al día, respectivamente. La
planta de 12 horas ha florecido pero no la
de 18. B, la planta de 12 horas se corta, se
hace pasar por un agujero pequeño del
tabique y se injerta sobre la planta de 18
horas. Ambas partes siguen recibiendo,
182
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
de
repliegan en la obscuridad y se extienden
iluminación. Progresivamente la planta de
por exposición a la luz. Estos cambios de
18 horas desarrolla flores, primero cerca
posición se han llamado movimientos de
del injerto (C) y finalmente en todas sus
sueño, aunque de ninguna manera están
ramas (D). De no hacerse ese injerto, la
relacionados con lo que conocemos como
planta de 18 horas no hubiera florecido.
sueño en los animales. Varias especies de
respectivamente,
12
y
18
horas
flores se cierran durante la noche y se
si la exposición luminosa diaria se acorta.
abren por la mañana.
Puesto que el crecimiento del tubérculo (la
parte que conocemos como patata) supone
PREGUNTAS
la formación de almidón, el fotoperiodo
debe de estimular en alguna forma la
1 Compare los procesos de fotosítntesis y
transferencia de carbohidratos de las hojas
de respiración celular.
al tubérculo.
2. ¿Qué pigmentos puede haber en las
células
vegetales?
¿Cuáles
son
sus
funciones?
MOVIMIENTOS DE SUEÑO
3. Compare los sistemas esqueléticos de
La fotografía con tomas periódicas muestra
plantas y animales.
que las plantas, y sus diversas partes,
4. Describa los mecanismos fisiológicos de
están
que depende la presión de turgencia.
moviéndose
constantemente.
Algunos de estos movimientos resultan de
5. ¿Qué funciones tienen los sistemas de
crecimiento
xilema, floema y látex?
diferencial
de
las
diversas
partes del vegetal; otros son de turgencia,
6.
resultantes de cambios en la presión de
tropismos. ¿En qué lugar de la planta
turgencia
pueden ocurrir estas respuestas?
de
las
células
(pág.
236).
Describa
la
fase
fisiológica
de
los
Además de las respuestas por tropismo
7. ¿Cuáles son los componentes principales
(pág. 239)
de la savia?
-crecimientos
por
estímulos
externos
8.
Describa
la
base
fisiológica
y
la
provenientes de alguna dirección específica
producción de tropismos.
que rige la dirección del movimiento- hay
9. ¿Qué es una planta "blanqueada"? ¿Por
movimientos
qué
násticos,
que
son
han
sido
útiles
en
estudios
de
independientes de la dirección que tiene el
fototropismo?
estímulo. Algunos de los movimientos "de
10. Escriba una lista de los distintos tipos
sueño" de las plantas son movimientos
de hormonas vegetales y mencione los
násticos.
efectos
Muchas plantas cambian la posición de sus
aplicaciones prácticas de las hormonas
hojas o flores al final de la tarde o por la
vegetales.
noche; estas partes vuelven a su posición
11.
original por la mañana. Las hojas de los
demostrar
guisantes, habas, trébol y otras plantas, se
químicas
de
las
Describa
que
mismas.
un
Cite
algunas
experimento
algunas
sintéticas
para
substancias
nuevas
tienen
183
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
propiedades de tipo auxina.
Work, por F. C. Steward, da una fina
12. Exponga las interacciones, sinergicas y
exposición de la fotosíntesis junto con
antagónicas
presentaciones de muchos otros aspectos
de
los
varios
tipos
de
hormonas de las plantas.
de la fisiología vegetal. Plant Biochemistry,
13. ¿Qué significa fotoperiodicidad? ¿Cómo
dirigido por J. Bonner y J. E.Varner, es un
puede saberse experimentalmente si una
conjunto
planta dada corresponde a la variedad "de
especialistas que tratan la estructura y
noche larga", de "noche corta" o se trata
funciones de las plantas, junto con su
de una planta "indeterminada"?
química.
14. ¿Cuáles son las funciones del florígeno
The Morphology of Vascular Plants, de D.
y el fitocromo en las células vegetales?
W.
15.
Compare
los
tropismos
y
los
de
artículos
Bierhorst,
de
es
destacados
una
excelente
presentación de la estructura y relaciones
en
movimientos násticos en las plantas.
la evolución de las plantas superiores.
Introduction to the Fine Structure of Plant
LECTURAS RECOMENDADAS
Cells, de Ledbetter y Porter, contiene magMás información sobre las funciones de las
níficas
células vegetales se encontrará en textos
diversas células vegetales, y considera las
de botánica general como los de Raven y
deducciones que de tales estudios cabe ex-
Curtis, de Greulach, de Ray, de Norstog y
traer.
Long, y de Galston. Exposiciones mas
Un tratamiento más detallado acerca de la
técnicas
se
fisiología de las células vegetales y su
Plant
regulación hormonal puede encontrarse en
de
la
encuentran
en
Physiology,
por
Bohning,
y
en
fisiología
vegetal
Introduction
Meyer,
to
Anderson
Principles
of
y
Plant
micrografías
electrónicas
de
Biología celular y molecular de J. Darnell y
colaboradores (Edit. Labor, España, 1988).
Physiology, de Bonner y Galston. Plants,
Aspectos
Life and Man, por Edgar Anderson, se
fisiología vegetal pueden consultarse en
ocupa de los efectos de las plantas en la
textos como Microtecnia vegetal de Jorge
existencia del hombre. Estudios de las
Curtis (U. A. de Chapingo. Edit. Trillas,
hormonas vegetales y algunos de sus usos
México, 1986),
prácticos
en
Anatomía vegetal de Abraham Fahn (Edit.
Hormonal Regulation in Higher Plants, por
Blume, España, 1978), Anatomía vegetal
A. W. Galston y P. J. Davies, en Physiology
de
of Flowering, por W. S. Hillman, y en Plant
Limusa, 1980), Fisiología vegetal de Carlos
Growth
C.
Vicente (Edit. Blume, España, 1976) y
Leopold. Plants and Water, de J. Sutcliffe,
Estrategias de adaptación de las plantas y
proporciona
procesos
y
and
científicos
aparecen
Development,
una
interesante
por
A.
exposición
particulares
Frederick
acerca de la importancia que tiene el agua
deJohn
para las plantas, y los diversos papeles que
1982).
que
Grime
de
Stevenson
controlan
(Edit.
anatomía
(México,
la
y
Edit.
vegetación
Limusa,
México,
desempeña en sus funciones. Plants at
184
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
DE
complejas el techo y el fondo se diferen-
NUTRIENTES POR LAS PLANTAS DE
cian en tallo y raíz. Esta polaridad se
SEMILLA
establece en el embrión temprano, y tiene
L
por consecuencia la formación de un eje
OBTENCIÓN
Y
DISTRIBUCIÓN
as funciones comunes de las células
corto,
de las plantas verdes descritas en el
cótilo, con un meristema de tallo en un
capítulo
extremo y un meristema de raíz en el otro.
anterior
puede
generalmente
denominado
hipo-
las
En etapa muy temprana del desarrollo el
plantas más primitivas. En la evolución de
meristema de tallo se vuelve netamente
los helechos más difundidos, las coníferas y
diferente del meristema de raíz, y produce
las plantas fanerogamas, se ha producido
hojas. Las primeras hojas producidas son
especialización celular, y la raíz, el tallo y
los
la hoja (fig. 12-1) se han diferenciado. La
tienen un solo cotiledón, las dicotiledóneas
evolución
conductores,
tienen dos. La parte del embrión por
xilema y floema, y la especialización de
encima de los cotiledones es el epicotilo y
regiones del cuerpo han permitido a las
la que hay por debajo de los cotiledones es
plantas sobrevivir en la tierra y alcanzar
el hipocótilo (fig. 12-2). El meristema en
gran tamaño. Las plantas de semilla han
el
evolucionado
diferencia
constituyendo
especies distribuidas por todo el mundo, y
embrionaria
o
muchas de ellas son de capital importancia
germinación del hipocótilo puede alargarse
para el hombre como fuentes de alimentos,
rápidamente, elevando el epicotilo y los
fibras
cotiledones por encima del suelo. En otras
desempeñarlas
de
una
los
sola
célula
tejidos
convirtiéndose
textiles,
necesidades.
en
vivienda
Las
en
muchas
y
adaptaciones
otras
de
cotiledones;
extremo
plantas
el
las
inferior
monocotiledóneas
del
raicilla.
epicotilo
se
hipocótilo
la
raíz
Durante
alarga
se
y
la
los
estructura y función realizadas por las
cotiledones quedan escondidos en la tierra.
plantas
este
Los cotiledones de las dicotiledóneas sirven
capítulo, ofrecen un interesante contraste
como estructuras para almacenamiento de
con las producidas por el hombre y otros
alimentos, y proporcionan la energía para
animales.
la planta que está germinando. En algunas
superiores,
descritas
en
especies
los
fotosíntesis.
EMBRIONES Y RETOÑOS
cotiledones
El
cotiledon
monocotiledóneas
sirve
efectúan
único
para
de
la
las
absorber
En casi todas las plantas multicelulares,
alimento y transferirlo a las regiones en
una etapa temprana en el desarrollo de la
crecimiento. El epicótilo se diferencia en el
planta madura a partir de una sola célula
tallo del retoño.
un cigoto o una espora
es una división
El papel funcional del retoño es restablecer
celular, que establece el eje o polaridad de
la organización de la planta después de la
la planta. En su forma más sencilla, el eje
reproducción sexual y la recombinación
establece que la planta tiene un techo y un
genética. El embrión, como parte de una
fondo.
semilla, sirve para dispersar la especie
En
las
plantas
terrestres
más
185
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
hacia áreas nuevas. Durante el proceso de
La raicilla forma la primera raíz, la raíz
dispersión el embrión sigue y se conserva
primaria de la planta jóven. La raíz
inactivo; sigue inactivo por largo tiempo
primaria puede seguir creciendo y forma el
antes de germinar.
sistema de raíz perforante de la planta
La germinación de la semilla requiere
madura.
humedad, oxígeno, luz y la temperatura
En otras especies, especialmente en las
adecuada. La energía necesaria para el
monocotiledóneas
proceso proviene del almidón y de otras
persiste y raíces adventicias nacidas de la
substancias alimenticias almacenadas en el
parte más baja del tallo forman un sistema
endospermo. La semilla absorbe agua, se
de raíz fibrosa (fig. 12-3). Las raíces son
hidrata e hincha, estallando su cubierta, y
típicamente los medios principales que
el embrión empieza a crecer formando un
permiten la absorción de agua y minerales
retoño. La raicilla sale y crece hacia abajo
del suelo; además, pueden servir para
en la tierra; así se establece sistema de
almacenar alimento y agua de reserva, y
raíces. La actividad de enzimas en el
para
endosperma
está
los
También pueden proporcionar sostén para
nutrientes
ahí
son
estructuras aéreas, en forma de raíces de
muy
aumentada;
almacenados
transferidos y transportados a las puntas
del
eje
embrionario,
que
crecen
planta
madura
fijar
la
la
planta
raíz
en
primaria
el
no
substrato.
soporte o de propulsión.
rápidamente.
La
arquitectura
de
la
depende del tipo de desarrollo de los
extremos que constituyen el tallo y !a raíz,
formados inicialmente en el embrión. Las
células en
los meristemas apicales se
dividen repetidamente, formando células
nuevas que se dividen durante un tiempo,
luego aumentan de volúmen, y se alargan.
Mas allá de ésta región de alargamiento las
células maduran y se especializan, dando
origen a los diversos tipos de tejidos que
existen en tallos y raíces.
En las plantas, a diferencia de lo que
ocurre en los animales, toda la división
celular
está
limitada
a
éstas
regiones
meristémicas, al principio al meristemo del
Fig.12-2.esquema de una planta de haba
jóven con raíz, tallo y hojas.
tronco y de la raíz, más tarde a los
meristemos secundarios como el cambium,
los meristemos de hojas caducas y el
cambium del corcho.
186
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
contienen grandes cantidades de alimento.
La primera raíz formada por un brote jóven
se llama raíz primaria; sus ramas se
llaman
raíces
secundarias.
Algunas
especies poseen una sola raíz cilíndrica
grande,
que
generalmente
crece
hacia
abajo, y de la cual salen muchas raicillas
secundarias
mucho
menores.
Otras
Fig. 12-2. Esquema de tipos básicos de
especies tienen raíces difusas, un sistema
embriones.
de
A,
embrión
de
una
muchas
raíces
delgadas,
dicotiledónea (Magnoliopsida). B, embrión
aproximadamente del mismo tamaño.
de una monocotiledónea (Liliopsida). En el
Raíces adicionales que crecen del tallo o de
embrión de la dicotiledónea, los cotiledones
la hoja o cualquier otra estructura distinta
suelen
que
de la raíz primaria o una de sus ramas se
como
denominan raíces adventicias. Las raíces
funcionar
almacenan
como
alimento,
fotosintéticos.
En
monocotiledóneas
el
el
a
órganos
veces
embrión
de
las
de sostén de las plantas de maíz y las
cotiledón
no
es
raíces
aéreas
de
la
hiedra
y
otras
fotosintético, sino absorbente, y la raicilla
enredaderas que sujetan la planta a una
tarda en desarrollarse. (Según Norstog, K.
pared o a un árbol son raíces adventicias.
y Long, R. W.: Plant Biology. Philadelphia,
Pueden
W. B. Saunders Co., 1976.)
plantas fanerogamas cortando pedazos de
propagarse
muchas
clases
de
tallo y produciendo raíces adventicias en la
RAÍZ Y SUS FUNCIONES
base de estos plantones.
El meristemo apical de la punta de cada
La
función
más manifiesta
de la raíz
raíz está. cubierto por la cofia protectora,
consiste en fijar el vegetal al suelo y
cubierta en forma de dedal sobre la región
mantenerlo en posición vertical; para ello,
embrionaria
la raíz se subdivide repetidamente por el
(meristema) (fig. 12-4). La parte externa
suelo.
una
de la cofia es desigual y rugosa, pues
profundidad igual a la altura del tallo, es
pierde constantemente células al avanzar
frecuente que se extienda lateralmente
la raíz por la tierra. El punto de crecimiento
mucho más que las ramas aéreas y, por lo
esta formado por células meristemáticas
Aunque
rara
vez
llega
a
de
crecimiento
rápido
regular, la superficie total de la raíz es
superior a la del tallo. La segunda función
de la raíz, más importante desde el punto
de vista biológico, es la absorción de agua
y minerales del suelo y la conducción de
éstas
substancias
al
tallo. En
algunas
plantas (por ejemplo, zanahorias, batatas,
remolachas),
función
de
las
raíces
tienen
almacenamiento,
además
pues
187
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Por encima de la zona de alargamiento se
encuentra la zona de maduración (fig.
12-4), que se caracteriza, por fuera, por
una
cubierta
aterciopelada
de
pelos
radiculares blancuzcos. En esta zona es
donde las células se diferencían para dar
lugar a los tejidos permanentes de la raíz.
Cada pelo radicular es una proyección fina
y
alargada
Cualquier
de
una
célula
célula
epidérmica.
epidérmica
puede
absorber substancias, pero la superficie del
pelo radicular es considerablemente mayor
y, por tanto, gran parte del agua y los
minerales son absorbidos por los pelos de
la
raíz.
Los
pelos
radiculares,
muy
delgados, viven poco tiempo; se forman
constantemente
tamente
por
alargamiento,
nuevos
detrás
en
pelos
de
tanto
la
los
inmediazona
pelos
de
más
antiguos, situados en zonas más altas se
marchitan y mueren al alargarse la raíz
Fir.12-3.tipos de sistema radiculares en las
plantas.A, raíz difusa del pasto.B, raíz
cilíndrica de una zanahoria.
partir de las cuales se forman todos los
demás tejidos de la raíz. El punto de
crecimiento también da lugar a nuevas
células de la cofia, que substituye a las que
se perdieron. Inmediatamente detrás de la
de crecimiento se encuentra la zona de
alargamiento; en ella las células no se
diferencían, sino que su longitud aumenta
rápidamente por absorción de grandes
de
agua.
12-7).
Sólo
se
encuentran
pelos
radiculares sobre un pequeño segmento de
la raíz, de 1 a 6 cm.
Algunas mediciones, por Dittmer, nos dan
en división activa (figs. 12-5 y 12-6) a
cantidades
(fig.
El
punto
de
crecimiento mide alrededor de 1 mm de
largo y la zona de alargamiento de 3 a 5
mm; son esas las únicas partes de la raíz
que explican su alargamiento contínuo.
idea de la sorprendente superficie de la
raíz, a través de la cual se logra la
absorción de agua y minerales. Una planta
de centeno cultivada en una caja de 30 cm
de lado y 55 cm de profundidad alcanzó
una altura de 50 cm en cuatro semanas.
Dittmer
lavó
cuidadosamente
la
tierra
adherida a la raíz y midió la longitud de
ésta. Esta plantita tenía una longitud total
de raíces de unos 625 kilómetros con
superficie de 285 m2; como si ésto fuera
poco, se calculó para los pelos radiculares
(en número aproximado de 14 500 000
000)
una
longitud
total
de
10
500
kilómetros y una superficie de 480 m2.
188
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Vemos, pues, que las raíces, mas pelos
parenquimatosas casi esféricas, de paredes
radiculares, tenían una superficie total de
delgadas,
2
con
muchos
espacios
765 m , por los cuales se podía absorber
intercelulares entre ellas. Estas células
agua.
sirven de líneas de conducción de aguas y
Tanto la cantidad como la superficie de las
minerales, y de lugares de almacenamiento
raíces
la
de almidón y otros alimentos. El borde
proximidad entre las diferentes plantas
interior de la corteza, una sola capa de
cuando se plantaba trigo a una distancia
células,
alrededor de 70 km de raíz; pero si la
parénquima cortical poco denso del núcleo
distancia entre las plantas era de 15 cm,
central de tejido vascular, la estela. En
solo se producían unos 800 m de la misma.
raíces
Las hierbas de un jardín reducen el número
compuesta de células de paredes delgadas,
y la superficie de las raíces de guisantes,
con un engrosamiento grasoso circunferen-
frijoles y tomates disminuyendo así la
cial llamado la estría de Caspario en sus
productividad. Un corte transversal de una
paredes laterales. La estría de Caspario
raíz en la zona de maduración revela una
compuesta de lignina y suberina, cierra las
estructura compleja, altamente organizada
paredes
(fig.
permeables,
dependen
12-8).
La
únicamente
superficie
de
exterior,
la
epidermis, es una capa de células rectan-
la
endodermis,
jóvenes
la
radiates,
de
endodermis
por
las
separa
lo
células
el
está
demás
de
la
endodermis, obligan-
gulares, de pared delgada del espesor de
una célula. La epidermis de la raíz, a
diferencia de la epidermis del tallo, no
suele tener cutícula cérea en su superficie
exterior.
Una
cutícula
cérea
indudablemente dificultaría la absorción de
agua. Cada pelo de raíz se origina como
una prolongación de una célula epidérmica;
aumenta de tamaño y se convierte en una
proyección
en
forma
de
pelo
de
8
milímetros de longitud. Existen centenares
de pelos radiculares en cada milímetro
cuadrado de superficie de la raíz. Una rama
de la vacuola de la célula epidérmica ocupa
la mayor parte del volúmen del pelo de la
raíz, dejando solo una pequeña película de
citoplasma entre la vacuola y la pared
celular.
Dentro de la epidermis se encuentra la
corteza, amplia superficie compuesta de
muchas
capas
de
grandes
células
189
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
do asi al agua y a los solutos a desplazarse
como el girasol.
a través del citoplasma de la célula. En las
El transporte de agua desde el suelo por
partes más antiguas de la raíz, la gruesa,
los pelos radiculares y atravesando la
cérea y lignificada endodermis reduce la
epidermis, la corteza y la endodermis para
difusión de agua de la estela de la corteza.
llegar
En varios puntos de la endodermis se
explicarse por principios puramente físicos
encuentran células de paso, de pared
(fig. 12-9). El agua que obtienen las
delgada por las cuales el agua y los
plantas se encuentra como una delgada
minerales llegan a la estela. Dentro de la
película adherida a las partículas de suelo,
endodermis se encuentra una capa de
y se llama agua capilar. Las raíces,
células
especialmente
parenquimatosas,
el
periciclo.
al
xilema
los
de
la
estela
pelos
se
puede
hallan
en
Este puede transformarse en meristema,
contacto con las películas de agua capilar.
originando parte del cambio de la raíz y
Ésta agua generalmente contiene sales
raíces laterales. El hecho de que las raíces
inorgánicas disueltas y quizá compuestos
secundarias se originen muy dentro de la
orgánicos, pero la concentración de solutos
raíz primaria asegura una buena conexión
en el agua capilar es baja y la solución es
entre los tejidos vasculares de la rama y
hipotónica con relación al líquido contenido
las raíces principales.
en los pelos radiculares. El jugo celular de
La porción central de la estela, rodeada de
las
endodermis y periciclo, se compone de dos
concentración bastante elevada de glucosa
tejidos vasculares xilema y floema. Las
y
células
y
moléculas de agua se difunden desde una
vasosxilematicos, están dispuestas gene-
región de más alta concentración (el agua
ralmente en forma de estrella de tres o
capilar) hasta una región de concentración
cuatro puntas, o como los rayos de una
más baja situada dentro de los pelos
rueda.
radiculares.
del
Son
xilema,
células
de
traqueidas
pared
gruesa,
células
otros
epidérmicas
compuestos
El
tiene
orgánicos.
agua
atraviesa
una
Las
una
cilíndricas, que llevan agua. Entre puntos
membrana de diferente permeabilidad, la
adyacentes de la estrella del xilema se
membrana plasmática de la célula del pelo
encuentran haces de células floemáticas,
radicular, por el proceso de
más pequeñas y de pared mas delgada que
el xilema. Algunas de las células que
forman el floema son tubos cribosos
especializados.
Las
raíces
de
árboles,
arbustos y otras plantas perennes tienen
típicamente una capa de cambium de una
sola célula entre xilema y floema. Ésta se
divide y origina otras capas, xilema y
floema, con el fin de proveer para el
aumento de espesor de la raíz. También
hay cambium en plantas leñosas anuales
190
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
con permanganato. (Por amabilidad de los
doctores
H.
H.
Mollenhauer
y
W.
G.
Whaley, Cell Research Institute, University
of Texas.)
osmosis.
La
membrana
plasmática
es
permeable al agua pero no a la glucosa y
otros
compuestos
orgánicos
del
jugo
celular.
Cuando las células de los pelos radiculares
absorben agua su contenido se diluye más
y su jugo celular
se vuelve hipotónico con relación al de la
célula adyacente de la corteza. El agua
tiende a pasar de la célula epidérmica a
célula cortical.
Fig. 12-5. Micrografía electrónica de una
célula de la punta de la raíz de una planta
de maíz, mostrando el núcleo grande, una
variedad de mitocondrias, algunas vacuolas
(círculos blancos) y el aparato de Golgi.
Los poros de la membrana nuclear son
claramente evidentes. Este tejido fue fijado
191
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
(Carolina Biological Supply Company) d)
Enjambre de abejas sobre la rama de un
árbol. (Biophoto Associates, N.H.P.A.)
La vida de las abejas y algunos momentos
de
ésta.
a)
Obreras
congregadas
(centro).
b)
se
en
rededor
(Carolina
Company).
colmena;
al
colmena,
su
Biological
Obrera
posa
la
de
reina
Supply
ventilando
sobre
sus
la
patas
delanteras y emplea las alas para dispersar
las feromonas que secretan sus glándulas
abdominales.
N.H.P.A.)
c)
(Biophoto
Obrera
Associates,
libando
néctar.
192
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Love),
b)
escarabajo
Colorado
(Paul
mariposa
cola
de
Feeny),
de
la
c)
papa
del
oruga
de
golondrina.
(May
Berembaum)
Omamento y armas del macho. a) un
pavorreal
extiende
su
cola
durante
el
cortejo; b) las astas de un venado rojo,
empleadas en el combate contra
otros machos y para la identificación del
individuo entre las hembras. (Biophoto
Associanes
Entre las plagas que destruyen los cultivos
agrícolas están: a) babosa de jardín (Milton
193
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
los cisnes son monógamos.
El macho y la hembra tienen el mismo
aspecto, y cooperan entre sí para alimentar
y proteger a los pequeños.
Los
tres
tipos
de
músculos
de
los
vertebrados. a) Músculo liso (de la pared
intestinal). Los espacios intercelulares se
ven azules, los núcleos, rojos. b) Músculo
cardiaco
(corazón).
ligeramente
estriada;
Cada
célula
está
los
núcleos
son
negros. c) Músculo estriado (rayado) (de
una pierna).Éste se caracteriza porque se
fusionan muchas células para formar una
fibra; cada fibra presenta muchos núcleos
(óvalos obscuros). (Biophoto Associates)
Neuronas,
microscopio
tal
como
se
óptico. Las
ven
dos
bajo
el
tomas
se
encuentran metidos en una red de dendritas y axones. (Carolina Biological Supply
Company)
194
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
mica
podría
explicar
el
transporte
simultáneo de dos substancias diferentes
en sentidos opuestos.
perfora un tubo del floema con su estilete,
la savia fluye hacia el insecto sin ayuda. Si
se retira el cuerpo del insecto pero se deja
en
su
lugar
el
estilete,
continuará
exudando savia el estilete por espacio de
días. Aunque ésta teoría goza del favor de
algunos botánicos, no explica fácilmente el
transporte simultáneo de materiales en
ambas direcciones en el floema. Además,
como se basa en fenómenos físicos, debe
quedar
relativamente
sin
afectar
por
cambios en el índice de metabolismo de los
tubos
cribosos
del
floema,
pero
la
translocación está notablemente afectada
por cambios en el índice metabólico.
La evolución de sistemas de xilema y
floema ha permitido a las tranqueofitas
adaptarse a un medio ambiente terrestre y
alcanzar
grandes
alturas.
Una
planta
terrestre que expone a la luz solar amplias
superficies
con
clorofila
está
sujeta
a
considerable pérdida de agua en el aire
seco. Debe procurar obtener un suministro
de agua no solo como materia prima para
la fotosíntesis, sino para substituir al agua
perdida por transpiración. La estructura del
xilema lo adapta para transportar agua
absorbida del suelo a la hoja. Las raíces y
tallos,
a
su
vez,
necesitan
un
abastecimiento de nutrientes para seguir
viviendo, para mantener sujeta la planta al
suelo y sostener las hojas de modo que
puedan exponerse a la luz solar. Los tubos
Fig. 12-21. Corriente citoplásmica en un
rubo
de
floema.
Las
flechas
claras
y
cribosos
del
floema
transportan
estos
nutrientes desde las hojas hasta el tallo y
obscuras ilustran que la corriente citoplás-
195
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
la raíz, y en viaje de retorno cuando se
de líquido por corriente a presión en las
requiera.
plantas.
Una planta que pierde sus hojas cada
otoño debe conservar en el tallo o raíces
tos en sus semillas, con energías para el
bastante alimento para resistir todo el
desarrollo del embrión hasta que tenga
invierno
raíz,
y
suministrar
energía
en
la
tallo
y
hojas
funcionales.
Estas
primavera para el crecimiento de nuevas
semillas, con muchas proteínas, grasas y
hojas. El alimento almacenado debe estar
almidones,
en forma de substancia insoluble para que
alimentación
no escape por difusión; habitualmente, el
animales.
son
fuente
para
el
importante
hombre
de
y
otros
DE
LOS
de
los
elemento de elección es el almidón. Las
plantas también poseen grandes depósitos
IMPORTANCIA
de alimen
VEGETALES
Dependemos
vegetales,
ECONÓMICA
por
tanto
imentarnos,
alimentar
completo
directamente
como
a
los
para
indirectamente
animales
que
al
para
luego
comemos. El hombre obtiene alimentos,
condimentos, bebidas y productos muy
variados de todas las partes de las plantas:
raices
(rábanos,
zanahorias,
zarzaparrillas,
tapioca);
tallos
batatas,
(caña
de
azúcar, patata); hojas (lechuga, espinacas,
col); flores (alcachofa); semillas (maíz,
nueces,
mostaza),
cacao,
y
café,
frutos
nuez
moscada,
(bayas,
calabazas,
manzanas, naranjas, berenjenas).
Es copiosa la lista de los productos no
alimenticios obtenidos de las plantas y
utilizados por el ser humano: maderas,
pinturas, caucho, jabón, corcho, algodón,
resinas, derivados de amplia variedad de
órganos y secreciones vegetales.
1.Dibuje el esquema de un embrión de
planta ¿Cómo se establece la polaridad del
embrión en desarrollo?.
2. Trace un esquema en tres dimensiones
de una raiz ¿Cuáles son las funciones de la
Fig. 12-22. Diagrama ilustrativo de la
teoría
del
raiz? ¿Cuales son las funciones de las
transporte
196
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
raices adventicias?
13. ¿En qué consiste la adaptación especial
3. Describa los fenómenos de absorción de
de las hojas a la fabricación de substancias
agua y sales por una raíz a partir del suelo
alimenticias?
en que se encuentra.
14. ¿Qué procesos de la planta provocan el
4. ¿Cuáles son los componentes de una
fenómeno de la gutación?
buena
la
15. ¿Qué experimentos podrían idearse
estos
para probar la "teoría de la cohesión" sobre
tierra
aplicación
de
de
cultivo?
cada
¿Cuál
uno
es
de
componentes en la nutrición de la planta?
el transporte de agua en las plantas?
¿Qué medidas pueden tomarse para evitar
la perdida de la capa superficial de la
LECTURAS RECOMENDADAS
tierra?
5. Describa la estructura de un tallo leñoso
La estructura y función de las plantas de
en
las
semilla se expone con más detalle en
funciones de los tallos? ¿Qué diferencia se
Biology of Plants, por P. Raven y H. Curtis,
supone entre los tallos y raices? ¿Qué
en Growth and Organization in Plants, por
componentes son exclusivos de unos y
F. C. Steward, en The Green Plant, de A.
otras?
W. Galston, y en Anatomy of Seed Plants,
tres
dimensiones
¿Cuáles
son
plantas
de K. Esau. Tres buenas obras sobre
herbaceas y leñosas anuales y perennes
desarrollo de las plantas son Development
6.
Diga
la
diferencia
entre
cite ejemplos
in Flowering Plant, de J. G. Torrey, y
7. ¿cual es el ciclo vital característico de las
Morphogenesis in Plants, de C. W. Wardlaw
plantas anuales, bienales y perennes?
y Patterns in Plant Development, de T. A.
8. ¿Cuáles son las características que
Stures e I. M. Sussex.
distinguen las plantas dicotiledoneas de la
Plant Physiology de Salisbury y Ross, es un
monocotiledonea?
moderno texto general con una admirable
9. Mencione las funciones de a) cambium
exposición del movimiento del agua y la
b) estomas; c) duramen o modera maciza
translocación. Translocation in Plants, de
d) lentécelas; e) capa de abscisión; f)
Richardson, ofrece un excelente estudio de
cutina; g) meristema,
las actuales teorías sobre los mecanismos
y h)
estría
de
que
Caspario.
10.
Describa
un
experimento
para
intervienen
en
el
transporte
de
nutrientes y agua en las plantas.
demostrar que en el tallo el agua circula
El estudio de la fisiología vegetal puede
exclusivamente por el xilema.
complementarse con la consulta tanto de
11. Explique el mecanismo por el cual las
textos generales como Introducción a la
células de protección regulan el tamaño del
botánica
estoma.
México, 1977), Botánica general de Richard
12. ¿Cuáles son las funciones de las hojas?
Holman
¿Cuál es el papel de la evaporación en la
lntroducción
planta?
Thomas Rost et al (Edit. Limusa, México,
¿De
qué
factores
intensidad de la evaporación?
depende
la
1985)
de
A.
Cronquist
(UTEHA,
y
a
de
la
(Continental,
México,
biología
obras
1982),
vegetal
específicas
de
como
197
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Fisiología
vegetal
de
Carlos
Vicente
(Blume, España, 1976).
Un tratamiento más detallado acerca de la
obtención y distribución de nutrientes en
células vegetales puede encontrarse en
Biologla celular y molecular de J. Darnell y
colaboradores (Edit. Labor, España, 1988).
198
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
OBTENCIÓN
Y
DISTRIBUCIÓN
DE
complejas
el
techo
y
el
fondo
se
NUTRIENTES POR LAS PLANTAS DE
diferencían en tallo y raíz. Esta polaridad
SEMILLA
se establece en el embrión temprano, y
L
tiene por consecuencia la formación de un
as funciones comunes de las células
eje
de las plantas verdes descritas en el
hipocótilo, con un meristema de tallo en un
capítulo
extremo y un meristema de raíz en el otro.
anterior
puede
corto,
generalmente
denominado
las
En etapa muy temprana del desarrollo el
plantas más primitivas. En la evolución de
meristema de tallo se vuelve netamente
los helechos más difundidos, las coníferas y
diferente del meristema de raíz, y produce
las plantas fanerogamas, se ha producido
hojas. Las primeras hojas producidas son
especialización celular, y la raíz, el tallo y
los
la hoja (fig. 12:1) se han diferenciado. La
tienen un solo cotiledón, las dicotiledóneas
evolución
conductores,
tienen dos. La parte del embrión por
xilema y floema, y la especialización de
encima de los cotiledones es el epicótilo y
regiones del cuerpo han permitido a las
la que hay por debajo de los cotiledones es
plantas sobrevivir en la tierra y alcanzar
el hipocótilo (fig. 12-2). El meristema en el
gran tamaño. Las plantas de semilla han
extremo inferior del hipocótilo se diferencía
evolucionado
constituyendo la raíz embrionaria o raicilla.
desempeñarlas
de
una
los
sola
célula
tejidos
convirtiéndose
en
en
muchas
cotiledones;
monocotiledóneas
especies distribuídas por todo el mundo, y
Durante
muchas de ellas son de capital importancia
puede alargarse rápidamente, elevando el
para el hombre como fuentes de alimentos,
epicótilo y los cotiledones por encima del
fibras
otras
suelo. En otras plantas el epicótilo se
de
alarga y los cotiledones quedan escondidos
textiles,
necesidades.
vivienda
Las
y
adaptaciones
germinación
estructura y función realizadas por las
en
plantas
dicotiledóneas
superiores,
descritas
en
este
la
la
las
sierra.
Los
del
hipocótilo
cotiledones
sirven
almacenamiento
como
las
estructuras
capítulo, ofrecen un interesante contraste
para
con las producidas por el hombre y otros
proporcionan la energía para la planta que
animales.
está germinando. En algunas especies los
cotiledones
efectúan
de
de
la
alimentos,
fotosíntesis.
y
El
cotiledón único de las monocotiledóneas
EMBRIONES Y RETOÑOS
sirve para absorber alimento y transferirlo
En casi codas las plantas multicelulares,
a las regiones en crecimiento. El epicótilo
una etapa temprana en el desarrollo de la
diferencía en el tallo del retoño.
planta madura a partir de una sola célula-
El papel funcional del retoño es restablecer
un cigoto o una espora- es una división
la organización de la planta después de la
celular, que establece el eje o polaridad de
reproducción
la planta. En su forma más sencilla, el eje
genética. El embrión, como parte de una
establece que la planta tiene un techo y un
semilla, sirve para dispersar la especie
fondo.
hacia
En
las
plantas
terrestres
más
nuevas.
sexual
la
Durante
recombinación
el
proceso
de
199
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
dispersión el embrión sigue y se conserva
La raicilla forma la primera raíz, la raíz
inactivo; sigue inactivo por un tiempo
primaries de la
antes de germinar.
primaria puede seguir creciendo y forma el
La germinación de la semilla requiere
sistema de raíz perforante de la planta
humedad, oxígeno,
madura. En otras especies, especialmente
planta joven. La
raíz
luz y la temperatura adecuada. La energía
en las monocotiledóneas, la raíz primaria
necesaria para el proceso proviene del
no persiste, y raíces adventicias nacidas de
almidón
la parte más baja del tallo forman un
y
substancias
alimenticias
sistema de raíz fibrosa (fig. 12-3). Las
almacenadas en endospermo
La semilla absorbe agua, se hidrata e
raíces
son
típicamente
los
medios
hincha estallando su cubierta, y el embrión
principales que permiten la absorción de
empieza a crecer formando un retoño. La
agua
raicilla sale y crece hacia abajo en la tierra;
pueden servir para almacenar alimento y
así se establece sistema de raíces. La
agua de reserva, y para fijar la planta en el
actividad
de enzimas en el endosperma
substrato. También pueden proporcionar
está muy aumentada, los nutrientes ahí
sostén para estructuras aéreas, en forma
almacenadas son transferidos y portados a
de raíces de soporte o de propulsión.
y
minerales
del
suelo;
además,
las puntas del eje embrionario, que crecen
RAÍZ Y SUS FUNCIONES
rápidamente.
La
arquitectura
de
la
planta
madura
La función más
manifiesta de la raíz
depende del tipo de desarrollo de los
consiste en fijar el vegetal al suelo y
extremos que constituyen el tallo y la raíz,
mantenerlo en posición vertical; para
formados inicialmente en el embrión. Las
células en
los meristemas apicales se
dividen repetidamente formando células
nuevas que se dividen durante un tiempo,
luego aumentan de volúmen, y se alargan.
Más allá de esta región de alargamiento las
células maduran y se especializan, dando
origen a los diversos tejidos que existen en
tallos y raíces.
En las plantas, a diferencia de lo que
ocurre en los
animales, toda la división
celular está limitada a éstas
regiones
meristémicas,
al
principio
al
meristemo del tronco y de la raíz, más
tarde a los meristemos secundarios como
el cambium, los
meristemos de hojas
caducas y el cambium del corcho.
200
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
almacenan
alimento,
fotosintéticos.
a
veces
como
En
el
embrión
de
las
monocotiledóneas,
el
cotiledón
no
es
fotosintético, sino absorbente, y la raicilla
tarda en desarrollarse. (Según Norstog, K.
y Long, R. W.: Plant Biology. Philadelphia,
W. B. Saunders Co., 1976.)
ello, la raíz se subdivide repetidamente por
el suelo. Aunque rara vez llega a una
profundidad igual a la altura del tallo, es
frecuente que se extienda lateralmente
mucho más que las ramas aéreas y, por lo
regular, la superficie total de la raíz es
superior a la del tallo. La segunda función
de la raíz, más importante desde el punto
de vista biológico, es la absorción de agua
y minerales del suelo y la conducción de
estas
substancias
al
tallo.
En
algunas
plantas (por ejemplo, zanahorias, batatas,
remolachas),
función
las
de
raíces
tienen
además
almacenamiento,
pues
contienen grandes cantidades de alimento.
Fig.12-1. Esquemas de una planta de haba
jóven con raíz , tallo y hojas.
La primera raíz formada por un brote jóven
se llama raíz primaria; sus ramas se
llaman raíces secundarias Algunas especies
poseen una sola raíz cilíndrica grande, que
generalmente crece hacia abajo, y de la
cual salen muchas raicillas secundarias
mucho menores. Otras especies tienen
raíces difusas, un sistema de muchas
raíces
delgadas,
aproximadamente
del
mismo tamaño.
Raíces adicionales que crecen del tallo o de
Fig. 12-2. Esquema de tipos básicos de
la hoja o cualquier otra estructura distinta
embriones.
una
de la raíz primaria o una de sus ramas se
dicotiledónea (Magnoliopsida). B, embrión
denominan raíces adventicias Las raíces de
de una monocotiledónea (Liliopsida). En el
sostén de las plantas de maíz y las raíces
embrión de la dicotiledónea, los cotiledones
aéreas de la hiedra y otras enredaderas
suelen
que sujetan la planta a una pared o a un
A,
funcionar
embrión
como
de
órganos
que
201
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
árbol
son
propagarse
raíces
muchas
adventicias.
clases
de
Pueden
plantas
fanerogamas cortando pedazos de tallo y
produciendo raíces adventicias en la base
de éstos plantones.
El meristemo apical de la punta de cada
raíz está cubierto por la cofia protectora,
cubierta en forma de dedal sobre la región
embrionaria
de
crecimiento
rápido
(meristema) (fig. 12-4). La parte externa
de la cofia es desigual y rugosa, pues
pierde constantemente células al avanzar
la raíz por la tierra. El punto de crecimiento
está formado por células meristemáticas en
división activa (figs. 12-5 y 12-6) a partir
de las cuales se forman todos los demás
tejidos de la raíz. El punto de crecimiento
también da lugar a nuevas células de la
cofia,
que
substituye
a
las
que
se
perdieron. Inmediatamente detrás de la de
crecimiento
se
encuentra
la
zona
de
alargamiento; en ella las células no se
diferencían, sino que su longitud aumenta
rápidamente por absorción de grandes
cantidades de agua. El punto de
Fig. 12-3. Tipos de sistemas radiculares en
las
plantas.
A,
raíz
difusa del pasto. B, raíz cilíndrica de una
zanahoria.
crecimiento mide alrededor de 1 mm de
largo y la zona de alargamiento de 3 a 5
mm; son esas las únicas partes de la raíz
que explican su alargamiento contínuo.
Por encima de la zona de alargamiento se
encuentra la zona de maduración (fig. 124), que se caracteriza, por fuera, por una
cubierta aterciopelada de pelos radiculares
blancuzcos. En esta zona es donde las
células se diferencían para dar lugar a los
tejidos permanentes de la raíz. Cada pelo
radicular es una proyección fina y alargada
de una célula epidérmica. Cualquier célula
epidérmica puede absorber substancias,
pero la superficie del pelo radicular es
202
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
considerablemente mayor y, por tanto,
un jardín reducen el número y la superficie
gran parte del agua y los minerales son
de
absorbidos por los pelos de la raíz. Los
tomates disminuyendo así la productividad.
pelos radiculares, muy delgados, viven
Un corte transversal de una raíz en la zona
poco tiempo; se forman constantemente
de
nuevos pelos inmediatamente por detrás
compleja, altamente organizada (fig. 12-
de la zona de alargamiento, en tanto los
8). La superficie exterior, la epidermis, es
pelos más antiguos, situados en zonas más
una capa de células rectangulares, de
altas se marchitan y mueren al alargarse
pared delgada del espesor de una célula.
La raíz (fig. 12-7). Sólo se encuentran
La epidermis de la raíz, a diferencia de la
pelos
epidermis del tallo, no suele tener cutícula
radiculares
sobre
un
pequeño
las
raíces
de
maduración
en
su
guisantes,
revela
una
superficie
frijoles
y
estructura
segmento de la raíz, de 1 a 6 cm.
cérea
exterior.
Una
Algunas mediciones, por Dittmer, nos dan
cutícula cérea indudablemente dificultaría
idea de la sorprendente superficie de la
la absorción de agua. Cada pelo de raíz se
raíz, a través de la cual se logra la
origina como una prolongación de una
absorción de agua y minerales. Una planta
célula epidérmica; aumenta de tamaño y
de centeno cultivada en una caja de 30 cm
se convierte en una proyección en forma
de lado y 55 cm de profundidad alcanzó
de pelo de 8 milímetros de longitud.
una altura de 50 cm en cuatro semanas.
Existen centenares de pelos radiculares en
Dittmer
tierra
cada milímetro cuadrado de superficie de la
adherida a la raíz y midió la longitud de
raíz. Una rama de la vacuola de la célula
ésta. Esta plantita tenía una longitud total
epidermis
de raíces de unos 625 kilómetros con
volumen del pelo de la raíz, dejando sólo
2
superficie de 285 m ; como si esto fuera
una pequeña película de citoplasma entre
poco, se calculó para los pelos radiculares
la vacuola y la pared celular.
(en número aproximado de 14 500 000
Dentro de la epidermis se encuentra la
000)
corteza, amplia superficie compuesta de
lavó
una
cuidadosamente
longitud
total
d
la
10
500
ocupa
la
mayor
parte
del
kilómetros y una superfice de 480 m4.
muchas
Vemos, pues, que las raíces, más pelos
parenquimatosas casi esféricas, de paredes
radiculares, tenían una superficie total de
delgadas,
765 ms, por los cuales se podía absorber
intercelulares entre ellas. Estas células,
agua.
sirven de líneas de conducción de aguas
Tanto la cantidad como la superficie de las
minerales, y de lugares de almacenamiento
raíces
capas
con
de
grandes
muchos
células
espacios
la
de almidón y otros alimentos. El borde
proximidad entre las diferentes plantas
interior de la corteza, sola capa de células,
cuando se plantaba trigo a una distancia de
la endodermis, separa
3 m, cada planta poseía alrededor de 70
cortical poco denso del núcleo central de
Km de raíz; pero si la distancia entre las
tejido vascular, la estela. En raíces jóvenes
plantas era de 15 cm, solo se producían
la endodermis está compuesta de células
unos 800 m de la misma. Las hierbas de
de
dependen
únicamente
de
paredes
el parénquima
delgadas,
con
un,
203
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
engrosamiento
grasoso
circunferencial
llamado la estría de Caspario en sus
paredes laterales. La estría de Caspario
compuesta de lignina y suberina, cierra las
paredes
radiates,
permeables,
de
por
Las
lo
células
demás
de
la
endodermis, obligando así al agua y a los
solutos desplazarse a través del citoplasma
de la célula.
En las partes más antiguas de la raíz, la
gruesa, cérea y cada endodermis reduce la
difusión de agua de la estela de la corteza.
En
varios
puntos
de
la
endodermis;
encuentran células de paso, de pared
delgada por cuales el agua y los minerales
llegan a la estela. Dentro de la endodermis
se
encuentra
una
capa
de
células
parenquimatosas, el periciclo. Este puede
transformarse en meristema, originando
parte del cambio de la raíz y raíces
laterales.
El
hecho
de
que
las
raíces
secundarias se originen muy dentro de la
raíz primaria asegura una buena conexión
entre los tejidos vasculares - la rama y las
raíces principales.
La porción central de la estela, rodeada de
endodermis y periciclo, se compone de dos
tejidos véase xilema y floema. Las células
del xilema, traqueidas
Y
vasos
xilemáticos,
están
dispuestas
generalmente en forma de estrella de tres
o cuatro puntas, o como los rayos, de una
rueda. Son células de pared gruesa, cilíndricas
que
llevan
agua.
Entre
puntos
adyacentes de la estrella del xilema se
encuentran haces de células floéticas, más
pequeñas y de pared más delgada que el
xilema. Algunas de las células que forman
el
floema
especializados.
son
Las
Tubos
raíces
de
cribosos
árboles,
arbustos y otras plantas perennes tienen
típicamente una capa de cambium de una
sola célula entre xilema floema. Ésta se
divide y origina otras capas, xilema y
floema, con el fin de proveer para el
aumento de espesor de la raíz. También
hay cambium en plantas leñosas anuales
204
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
corticales
como el girasol.
exteriores
tienen,
pues,
una
presión osmótica inferior a la de las más
El transporte de agua desde el suelo por
exteriores y el agua tiende a difundirse
los pelos
hacia el centro. De este modo, el agua
radiculares y atravesando la
epidermis, la corteza y la endodermis para
continúa
llegar
difundiéndose
hacia
adentro;
puede
llegando finalmente a los conductor del
aplicarse, por principios puramente físicos
xilema y luego se eleva por este hasta el
(fig. 12-9). El agua que obtienen las
tallo y otras partes del cuerpo de la planta.
plantas se encuentra como una película
La eliminación de agua de la estela por
adherida a las partículas de suelo y se
medio del xilema mantiene el gradiente de
llama
concetración de agua de la epidermis al
al
xilema
agua
de
la
estela
capilar.
Las
raíces,
especialmente los pelos
xilema y permite la entrada continua de
se hallan en contacto con las películas de
agua. Existen pruebas de que las raíces de
agua capilar.
algunas
Ésta agua generalmente contiene sales
secreción de agua, que requiere de energía
inorgánicas disueltas y quizá compuestos
hacia dentro, hacia la estela; esto puede
orgánicos, pero la concentración de solutos
producirse
en el agua capilar es baja y la solución
concentración entre el suelo y las células
hipotónica con relación al líquido contenido
de la raíz es pequeño o está invertido.
especies
son
cuando
capaces
el
de
gradiente
una
de
en los pelos radiculares El jugo celular de
las
células
epidémicas
tiene
una
concentración bastante elevada de glucosa
y
otros
compuestos
orgánicos.
Las
moléculas de agua se difunden desde una
región de más alta concentración (el agua
capilar) hasta una región de concentración
más baja situada dentro de los pelos
radiculares.
El
agua
atraviesa
una
membrana de diferente permeabilidad, la
membrana plasmática de la célula del pelo
radicular, por el proceso de ósmosis. La
membrana plasmática es permeable al
agua
pero
no
a
la
glucosa
y
otros
compuestos orgánicos del jugo celular.
Cuando las células de los pelos radiculares
absorben agua su contenido se diluye más
y su jugo celular se vuelve hipotónico con
relación al de la célula adyacente de la
corteza. El agua tiende a pasar de la célula
epidérmica la célula cortical. Las células
205
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Texas.)
El agua puede pasar de la epidermis a la
estela
sin
pasar
intermedias.
Las
por
paredes
las
células
celulares
de
todas estas células están formadas por
celulosa, que tiene una fuerte tendencia a
embeber agua (el principio del "papel
secante"),
y
el
agua
puede
penetrar
poréestas paredes de células de celulosa
hasta la endodermis. Allí entra en la estela
atravesando las células conductoras de
pared
delgada
paredes
de
celulares
la
de
endodermis.
muchas
Las
células
vegetales están interrumpidas por orificios
muy pequeños por los cuales el citoplasma
de una célula puede unirse al citoplasma
de la célula adyacente. Estas conexiones,
llamadas plasmodesmos,
Fig. 12-5. Micrografía electrónica de una
célula de la punta de la raíz de una planta
de maíz, mostrando el núcleo grande, y
variedad de mitocondrias, algunas vacuolas
(círculos blancos) y el aparato de Golgi.
Los
poros
de
la
membrana
nuclear
raramente evidentes. Este tejido fue fijado
con perinanganato. (Por amabilidad de los
doctores H. H. Mollenhauer y W.., Whaley,
Cell
Research
Institute,
University
of
206
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
La
capa
interna
de
la
corteza,
la
endodermis, también funciona como un
sistema
de
membrana
osmóticamente
activa, debido a la presencia de las estrías
de Carpario que tienden a dirigir el flujo de
agua
y
solutos
a través de los protoplastos vivos de las
células
endodérmicas.
Desde
la
endodermis, el agua se desplaza los vasos
vacíos del xilema muerto y las traqueadas.
El agua que entra en los vasos del xilema
aumenta la presión osmótica dentro de
estos conductos, de igual modo que el
agua que penetra en una membrana semipermeable de celofán que contiene una
solución
de
glucosa
(pág-
39).
Esta
presión radicular es uno de los
factores que impulsa la savia hacia arriba
por la raíz y el tallo hasta las hojas.
Constantemente escapa vapor de agua de
las hojas por transpiración (pág. 231).
Por
la
fotosíntesis
se
forman
nuevas
moléculas de glucosa y otras substancias
orgánicas en las hojas y son enviadas por
el floema hasta las raíces. Estos dos
6. Micrografía electrónica de la punta de la
raíz de una planta de espinaca. El tejido
fue fijado
usando
para
microscopia
glutaraldehído
y
electrónica
osmio,
que
permite la visión de los ribomas, los
numerosos puntitos que se ven en el
citoplasma
libres
o
unidos
a
las
membranas (retículo endoplásmico basto).
(Por
amabilidad
de
los
doctores
M.
Dauwalder y W. G.
Research Institute, University of Texas.)
procesos mantienen la hipertonicidad de la
savia en las raíces y continúa la absorción
de agua.
La entrada de nutrientes minerales, sales
inorgánicas se hace en parte por simple
difusión, pues cualquier ion presente en
mayor concentración en el agua capilar del
suelo que en el jugo celular del pelo de la
raíz tenderá a difundirse hacia el interior
de éste. La absorción de iones inorgánicos
es en gran parte independiente de la
entrada de agua, y la absorción de cada
Pueden ser importantes como otro medio
de transporte de agua, iones, azúcares y
clase de ion es independiente de la de los
demás, pues cada uno se
aminoácidos de una célula a la
Siguiente.
207
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
iones
inorgánicos
por
procesos
de
transporte activo, requiriendo gasto de
energía. Un aumento del índice de metabolismo celular puede descubrirse en dichas
raíces cuando absorben iones inorgánicos
contra un gradiente de concentración. La
concentración de iones inorgánicos en la
savia es bastante baja y deben penetrar en
el tallo y las hojas grandes volúmenes de
savia
para
proporcionar
los
nutrientes
requeridos. Los iones inorgánicos que entran en la raíz son transportados a otras
partes
de
la
rápidamente,
planta
reduciendo
y
utilizados
así
su
con-
centración y manteniendo el gradiente de
Fig. 12-7. Esquema de fase sucesiva en el
concentración desde el suelo hasta la raíz,
crecimiento del extremo de la raíz. La línea
el tallo y la hoja. Los nitratos absorbidos
vertical de puntos es una referencia de lo
del suelo son reducidos a grupos amino y
que corresponde a la misma parte de la
otros compuestos nitrogenados. Algunos
raíz en todos los periodos. De las muchas
de los grupos amino son incorporados en
células que forman la parte interna (véase
ácidos
figura 12-4), solo se muestra una en A., Se
proteínas
dividide longitudinalmente para formar dos
constituyentes
células (B) y luego cuatro (C). Las células
numerosísimas
que se encuentran cerca de la punta siguen
nitrogenadas peculiares a una u otra espe-
dividiéndose (D, E, F), en tanto las otras,
cie de planta. Estos son condimentos,
más lejos, solo se alargan. Se producen
perfumes y drogas con quinina y morfina.
amino
y
usados
otros
de
para
se
síntesis
convierten
una
de
moléculas
de
en
las
orgánicas
pelos radiculares a nivel de las células epidérmicas de la zona de alargamiento (B, C,
AMBIENTE DE LA RAÍZ: EL SUELO
D), luego se marchitan y mueren según se
aleja la punta en crecimiento (E,F).
El suelo suministra base sólida, aunque
viva y movible, por la cual los vegetales
difunde
a
su
propio
gradiente
de
pueden
fijarse
y
servir
además
de
concentración. La velocidad de entrada de
reservorio
para
cada tipo de ion es determinada por la
necesarios.
El
diferencia de concentraciones de dicho ion
requiere (además de carbono, oxígeno,
dentro y fuera de la raíz y por factores
hidrógeno y nitrógeno) minerales como
como el diámetro de su forma hidratada
calcio, hierro, magnesio, potasio, fósforo y
que determina su velocidad de penetración
azufre,
de las membranas celulares.
infinitesimales como boro, cobre, cobalto,
el
agua
crecimiento
además
de
y
minerales
del
vegetal
elementos
Algunas raíces, y quizá todas, absorben
208
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
manganeso y cinc. La carencia de alguno
de éstos elementos altera el crecimiento,
aún
cuando
todos
los
Demás
estén
presentes en cantidades adecuadas (figura
12-10).
La parte mineral del suelo está formada de
elementos
grandes
de
tamaño
piedras
hasta
variable,
desde
final
arcilla,
derivados de las rocas por acción de
fenómenos físicos y químicos o por acción
de plantas y animales. Los suelos formados
únicamente de minerales no pueden dar
lugar
a
crecimiento
productivo
orgánica,
debe
o
sea
vegetal.
Un
contener
el
humus
suelo
materia
de
la
descomposición de restos de animales y
vegetales; da al suelo color pardo o negro.
Además de suministrar alimento a las
plantas, el humus aumenta la porosidad
del suelo y permite la circulación de aire y
agua, con el que así aumenta la posibilidad
de absorción y fijación de esta última.
Fig. 12-9. Ruta del transporte de agua
desde el suelo hasta la estela de la raíz.
El
suelo
contiene
cantidades
extraordinarias de bacterias y hongos que
producen
la
hablábamos,
descomposición
siempre
de
de
que
primordial
importancia para que el suelo se mantenga
en
buenas
condiciones.
infinidad
de
Encontramos
Fig. 12-8. Sección transversa de una raíz
también
cerca de su punta, en la zona de pelos
formas
radiculares.
roedores diversos. La excavación constante
microscópicas
animales,
hasta
desde
topos
y
de los gusanos remueve el suelo y le
aporta más material orgánico. Un acre
209
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
(0.4047 Ha) de suelo puede contener 50
apical rodeadas por montículos menores
000 gusanos. En el curso de una estación
espaciados regularmente, los primordios de
de cultivo, éstos ingieren 18 toneladas de
las hojas. El espamiento de los primordios
tierra, la trituran y la depositan en la
de las hojas presenta una disposición
superficie del suelo.
característica en cada especie de plantas y
El suelo es, por lo tanto, otro sistema
establece el orden último de las hojas en el
ecológico fundamental que contiene gran
tallo maduro.
cantidad de animales, bacterias y plantas
diversas,
un
Los tallos de las plantas en desarrollo
complejo biológico de relaciones mutuas. El
constan de una Serie lineal de nudos e
valor productivo de una tierra depende de
internudos. Yemas y hojas están unidas al
factores
química,
tallo en puntos específicos, los nudos, y la
porosidad, contenido de aire y agua y
parte del tallo entre nudos vecinos se
temperatura.
denomina internudo. La curvadura del
Los suelos se clasifican (según el tamaño
tallo y su crecimiento en longitud depende
de sus partículas minerales) desde grava
del alargamiento celular y su multiplicación
burda (mis de 2 mm de diámetro) hasta
en
arcilla (partículas de menos de 0.002 mm
terminales
de diámetro), pasando por varias clases de
existen en los tallos jóvenes. Cada yema
gravas arenas y sedimentos. Se dice que
consiste en un meristema apical, debajo
un suelo esarcilloso si tiene una mitad de
del
arena, una cuarta parte de sedimento y
portador de una hoja en miniatura y una
una cuarta parte de arcilla. Puesto que el
yema axilar parcialmente formada. Algunas
agua de suelo se encuentra casi en su
yemas llevan flores inmaduras, así como
totalidad bajo forma do una película capilar
hojas; otras sólo llevan flores. Las plantas
sobre superficie de particular minerales,
herbáceas que siguen siendo blandas y
una arcilla con muchas partículas pequeñas
verdes durante toda su vida, tienen yemas
contendría mucha agua.
activas que crecen continuamente y pro-
La médula y la corteza, y el procambium,
ducen nuevas hojas, yemas y crecimiento
que se diferencia en el xilema y el floema
de tallos. Las plantas madereras suelen
y, en dicotiledóneas, en el cambium de los
tener
haces vasculares. En las dicotiledóneas
durmientes
vasculares están dispuestos en círculo,
durmientes muchas veces tienen una capa
pero
todo
lo
como
en
cual
representa
composición
monocotiledóneas
los
internudos.
cual
y
las
Ambos,
laterales
hay varios
yemas
del
año.
yemas
(axilares),
nudos,
protegidas
parte
las
cada
que
Las
uno
siguen
yemas
están
externa de hojas en escamas o escamas
distribuidos bastante uniformemente por
de yema. Cuando una yema se alarga y
todo el tallo.
forma un sistema de hoja o de rama en la
La punta de un tallo del cual han sido
primavera, las escamas
suprimidas las hojas jóvenes y las escamas
separan, dejando cicatrices a nivel de la
de yemas muestra un conjunto esférico de
base del tallo de nueva formación.
células no especializadas del meristema
El tallo
de yema se
que se desarrolla a partir del
210
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
epicótilo al principio, solo contiene tejidos
clorofila
primarios: epidermis, Corteza, xilema
poseen
primario, floema primario, médula y
almacenamiento
Rayos de
nutrientes.
médula, o rayos medulares
llamados en conjunto el cuerpo primario.
El
El
y
producen
células
estudiante
fotosíntesis;
otros
especializadas
de
almidón
principiante
para
y
otros
puede
tener
relativamente
dificultad en distinguir las raíces de los
blando, de color verde, y cubre algunas de
tallos, pues muchas clases de tallos crecen
las Mismas funciones que las hojas. Hay
bajo tierra y algunas raíces crecen en el
estomas en la epidermis y cloroplastos en
aire. Los helechos y pastos son ejemplos
las células inmediatamente
de
por debajo de la epidermis. La epidermis
llamados
funciona para evitar la
evaporación del
inmediatamente debajo de la superficie de
agua de los tejidos blandos de su interior,º
la tierra y dan lugar a hojas aéreas. En
y generalmente es una sola capa de células
vegetales, como la batata, encontramos
cubierta con una cutícula impermeable
tallos
compuesta de una substancia grasosa,
cados para almacenar alimentos, lo que se
cutina. Además, en algunas plantas
llama tubérculos. Un bulbo de cebolla es un
puede secretarse una cubierta de cera.
tallo
El tallo que en el árbol comprende el
escamosas superpuestas y apretadas. Las
tronco,
tallo
joven
suele
ser
plantas
con
tallos
rizomas.
subterráneos
subterráneo
subterráneos,
Estos
crecen
engrosados,
rodeado
de
modifi-
hojas
las
raíces y tallos tienen estructuras muy
secundarias, es el eslabón de enlace entre
distintas: en los tallos se encuentran nudos
las
los
que dan origen a las hojas, pero no hay su
minerales penetran a la planta, y las hojas,
equivalente en las raíces. La punta de una
que
21welaboran el alimento. Los tejidos
raíz siempre está cubierta de la cofia, en
vasculares del tallo, que continúan con los
tanto la punta de un tallo está desnuda, a
de la raíz y la hoja, son vía de paso para el
menos que termine en yema. El tallo
intercambio de substancias. El tallo y sus
típicamente contiene anillos separados de
ramas exponen las hojas de modo que
floema y xilema, estando éste en el interior
cada una reciba la mayor cantidad posible
del floema (fig. 12-11), mientras que en la
de luz solar. Los tallos también soportan
raíz los haces de tubos de floema se
flores y frutos en posición adecuada para la
encuentran entre las puntas de masa de
reproducción. El tallo es origen de todas las
xilema en forma de estrella (fig. 12-8).
hojas y flores que produce la planta, pues
Los tallos vegetales pueden ser herbáceos
las
raíces,
ramas
por
principales
donde
el
agua
y
y
sus puntos de crecimiento están en los
o leñosos. Los tallos herbáceos, blandos,
primordios de hojas y flores. Ninguna
verdes y más bien delgados, caracterizan
planta de semilla está formada únicamente
las plantas llamadas anuales. Éstas nacen
de raíces y hojas, aún cuando todos los
de la semilla, se desarrollan, florecen y
fenómenos necesarios para la vida vegetal
producen nuevas semillas en un año, para
puedan acontecer en estos dos órganos.
morir antes del invierno siguiente. Otro
Algunos tallos tienen células que contienen
tipo de plantas herbáceas son las bienales,
211
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
cuyo ciclo de crecimiento comprende dos
Los tejidos de los tallos herbáceos se
periodos. En el primero, la planta crece y
encuentran dispuestos alrededor de los
almacena alimento en la raíz. Luego, la
haces de xilema y floema, pero los detalles
parte superior del vegetal muere y, en el
de ésta estructura difieren en los dos
segundo periodo, es reemplazada por otro
tallo que produce semillas. Las zanahorias
y remolachas son ejemplos de éstos ciclos.
Las plantas de tallo tierno y frágil, cuyo
sostén se debe principalmente a presión de
turgencia, se llaman hierbas.
Las plantas leñosas perennes son muy
diferentes
de
las
anuales
y
bienales
herbáceas; viven más de dos años y tienen
tallo grueso o tronco, cubierto de una capa
de corcho. Un árbol es una planta perenne
de tallo leñoso que crece bastante antes de
ramificarse y, por lo tanto, tiene tallo
principal o tronco. Un arbusto es una
planta perenne leñosa con varios tallos de
tamaño
relativamente
arbustos
comunes
igual.
Entre
podemos
citar
los
lilas,
adelfas y artemisas.
Generalmente se cree que las plantas
leñosas
son
más
primitivas
que
las
herbáceas, pues las pruebas indican que
los primeros vegetales de semilla fueron
perennes
de
tipo
leñoso.
En
épocas
geológicas crecían estas plantas en zonas
como Groenlandia, pero con los cambios
climáticos al final del Mesozoico, algunas
desaparecieron por el frío y las especies se
desplazaron
hacia
el
ecuador.
Otras
plantas leñosas se adaptaron al frío gracias
a un ciclo vital en que crecimiento y
floración ocurren en el verano de un mismo
año, en tanto el frío del invierno es
soportado
otras
por
palabras,
hierbas.
semillas
se
resistentes;
en
transformaron
en
grupos
principales
(plantas
con
flores):
monocotiledóneas.
En
de
angiospermas
dicotiledóneas
el
tallo
de
y
una
dicotiledónea, como el girasol o el trébol,
los haces de xilema y floema presentan
disposición circular y se divide su tallo en
tres zonas concéntricas: corteza externa,
haces vasculares y núcleo central o
médula,
formada
por
células
212
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
parenquimatosas
incoloras,
de
al-
de crecimiento. Al final del primer periodo
se forma más cantidad de cambium en los
macenamiento (fig. 12-11).
acumulo
radios medulares, de modo que hay un
externo de células de floema (compuesto
círculo continuó de cambium entre los
de elementos de tubos cribosos, células
haces vasculares y en medio de ellos. Cada
compañeras,
Cada
haz
vascular
posee
un
y
año que pasa el cambium forma otra capa
parénquima) y un acúmulo interno de
de xilema y floema. El floema formado así
células
termina reemplazando el primario y da
fibras
de
traqueidas
de
xilema
y
floema
(compuesto
elementos
de
vasculares)
lugar a una
vaina delgada continua de
separadas por una capa de meristema
tejido susceptible de conducir alimentos,
llamada cambium (fig. 12-11). La continua
inmediatamente por fuera del cambium.
actividad mitótica en el cambium produce
Los depósitos anuales de xilema forman los
nuevas células de floema en su borde
anillos
externo y de xilema en el interno. Sobre el
reconocen
borde extero del floema encontramos el
traqueidas, formados en la primavera son
periciclo, de células de sostén de pared
mayores y por lo tanto, más claros, que los
gruesa Entre los haces vasculares hay
que se forman durante el verano. La savia
grupos
radios
sólo llega a las hojas por la capa externa
medulares que se extienden desde la
más jóven de xilema que se llama albura,
región vascular hasta la médula y la
las
corteza; distribuyen en estas zonas interna
xilema, endurecidas y no conductoras, se
y
denominan duramen; aumentan la
de
células
externa,
llamadas
respectivamente,
las
anuales
porque
(figura
los
12-12).
vasos
y
Se
las
capas internas de células y fibras de
substancias procedentes del xilema y del
floema.
La corteza está formada por una capa
interna monocelular llamada endodermo,
inmediatamente por fuera del periciclo;
luego
viene
una
capa
de
células
parenquimatosas de pared delgada, poco
apretadas; finalmente están las células del
colénquima, de pared gruesa, desempeñan
un papel de sostén. En muchos tallos nos
resulta
distinguir
el
endodermo
del
periciclo. Alrededor del colénquima de la
corteza encontramos la capa más externa
que es la epidermis. Las paredes externas
de
las
células
epidérmicas
están
engrosadas y contienen cutina.
Los tallos de las plantas leñosas se parecen
a los de herbáceas durante su primer año
213
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
en la fecha correspondiente.
El cambium desempeña papel importante
en la cicatrización de las heridas. Cuando
la capa exterior del tallo se pierde por
lesión, el cambium cubre la zona expuesta
y se transforma en xilema, floema y
cambium nuevos, cada uno en continuidad
con el mismo tipo de tejido en la parte
sana de la planta. Algunas células de la
corteza externa de casi todas las plantas
leñosas se transforman
en meristema y
forman un cambium secundario
o cambium de corcho. Estas células
externas de corcho se impregnan de una
substancia
cérea
impermeable
al
y
terminan muriendo y cayendo, en parte
por acción del viento y la lluvia, en parte
por la presión hacia
exterior
de
los
tejidos
internos
en
crecimiento. Las células de corcho y el
resistencia del tallo y sostienen el peso
cambium de corcho constituyen juntas el
adicional de las hojas al crecer el árbol.
Peridermo.
La
anchura de los anillos anuales varía
según
las
condiciones
climáticas
al
El
tallo
de
una
monocotiledónea,
por
formarse, de modo que es posible deducir
ejemplo el maíz, tiene epidermis externa
cuál
de células de pared gruesa, en la cual se
era
el
clima
en
algún
momento
especial, siglos atrás o incluso miles de
encuentran
años atrás, por el examen
semejantes a los de las hojas. La epidermis
De anillos de los árboles viejos. Una
y las células de la corteza debajo de ella
aplicación interesante de esta técnica es la
forman paredes duras y leñosas como
investigación
se
tejidos de sostén. Los haces vasculares
construyeron algunos pueblos indígenas
están diseminados en todo el tallo en lugar
del sudoeste de Estados Unidos mediante
de formar anillos como las dicotiledóneas
análisis
los
(fig. 12-13). Dichos haces son menores y
troncos utilizados. Al comparar la sucesión
más numerosos en la parte externa del
de anillos anuales gruesos y delgados en
tallo. Cada uno contiene xilema y floema,
estos troncos, con la que presentan árboles
pero
cuya fecha de tala se conoce, se ha podido
envuelto
fijar el año en que se construyeron éstos
esclerenquimatosas que también soportan
pueblos y deducir las condiciones del clima
a la planta. En algunas monocotiledóneas,
de
de
los
la
época
anillos
en
anuales
que
en
aberturas
carece
por
de
cambium;
una
vaina
(estomas)
suele
de
estar
células
214
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
como el trigo y el bambú, las células
parenquimatosas del centro del tallo se
desintegran y dejan una cavidad medular
central.
La epidermis de los tallos leñosos jóvenes
tiene estomas como los de las hojas, por
donde pueden circular los gases. Después,
algunas células del cambium de corcho se
dividen repetidamente formando masas de
células que perforan la epidermis y dan
abultamientos llamados
lenticelas.
Los
espacios intercelulares en estas regiones
de células poco apretadas, de paredes
delgadas, se continúan con los espacios
intercelulares de los tejidos internos, lo
que permite la difusión de gases. Las
lenticelas se perciben como manchas o
estrías
ligeramente
elevadas
sobre
la
corteza (fig. 12-14).
El lugar del tallo donde se desarrolla una
Fig.
hoja o una yema se llama nudo; la parte
transversal
del
llama
monocotiledón (maíz). En el medallón,
entrenudo (fig. 12-14). Estos entrenudos
aumenta de un haz vascular con floema
pueden ser muy cortos o medir de 5 a 10
(tubos cribosos y células satélites) y xilema
centímetros. En el
(traqueidas y vasos).
tallo
entre
dos
nudos
se
12-13.
Sector
de
un
de
tallo
una
sección
de
planta
ángulo superior del punto de unión de una
hoja con el tallo suele aparecer una yema,
que se llama yema lateral o axilar, para
distinguirla de la yema terminal del extremo del tallo. Las yemas terminales
dirigen el crecimiento del tallo principal, en
tanto de las laterales
emergen
las
ramas.
Una
yema
está
formada por varias hojas embrionarias, un
punto de crecimiento y (en las plantas
leñosas)
protectora
una
envoltura
externas
(fig.
de
escamas
12-14).
En
algunas especies, estas esc, mas, que son
hojas modificadas., van cubiertas de un
215
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Fig. 12-14. lzquierda, tallo de castaño de
rama por las cicatrices de las yemas
indias con yemas y cicatrices. Derecha,
terminales.
sección longitudinal aumentada de la yema
La forma total de un árbol o arbusto
terminal de un nogal.
depende
de
la
posición,
disposición
y
actividad relativa de las yemas terminales
y axilares. En un árbol con yema terminal
muy activa, por ejemplo, un pino o un
álamo, el ramo que produce es mucho más
potente que los de las yemas laterales se
produce así un tronco principal recto,
y único. Las plantas con yemas laterales
potentes
extienden
gruesas
ramas
horizontales y tienden a la forma de
parasol. Como factores adicionales que
influyen en la forma de un árbol hay la
dirección
y
fuerza
de
los
vientos
dominantes y la presencia de otros árboles
en la vecindad.
Además de yemas terminales y axilares,
lenticelas
y
cicatrices
de
yemas,
la
superficie de una rama puede revelar
cicatrices de hojas (fig. 12-14) (que se
producen cuando se rompe el tallo de una
hoja),
secreción cérea o presentan una densa
capa de pelos que aumenta la protección.
Las hojas dentro de las yemas pueden
encontrarse ya bastante desarrolladas, al
punto de
que se distingue bien su forma
definitiva. En otros casos son rudimentos
no reconocibles.
crecer en primavera, las escamas que la
cubren se separan y caen, lo que deja un
anillo de cicatrices (fig. 12-14). Estas cicatrices que señalan la posición del extremo
del tallo al final del periodo de crecimiento,
varios años, de
modo que puede conocerse la edad una
cicatrices
de
frutos,
que
corresponden a la separación de éstos.
LA HOJA Y SUS FUNCIONES
Cada hoja es un órgano de nutrición
especializado,
fotosíntesis,
suministro
Cuando una yema terminal empieza a
a veces siguen viéndose
y
Cuyo
proceso
contínuo
papel
que
de
es
requiere
agua,
la
un
energía
radiante y bióxido de carbono. Por lo
general las hojas son anchas y planas,
para presentar la máxima superficie a la
luz solar y para que sirva de intercambio
de gases, oxígeno, bióxido de carbono y
vapor de agua.
Las monocotiledóneas y las dicotiledóneas
216
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
se distinguen por la estructura de sus
limbo, ancho, que puede ser único o
hojas. Las monocotiledóneas Liliopsida, en
compuesto, de una o varias partes. El
forma
pecíolo
típica
tienen
paralelas;
hojas
las
simples
y
dicotiledóneas,
puede
ser
corto
y
en
ciertas
especies falta por completo. Igual que en
Magnoliopsida,
el corte transversal del tallo, vemos en el
típicamente tienen venas ramificadas. Las
pecíolo
hojas tienen dimensiones variables, desde
corresponden por un extremo con los
menos de un centímetro hasta 20 metros
haces del tallo y por el otro con los de la
en algunas de las grandes palmeras. El lirio
nervadura principal de la hoja. Dentro del
acuoso,
limbo, los haces vasculares se ramifican
victoria
Regina,
tiene
hojas
haces
vasculares
que
se
enormes flotantes de dos metros o más de
repetidamente para formar venas.
diámetro.
Con la sección de una hoja observada al
Las hojas se originan como una sucesión
microscopio
de
distinguir
excrecencias
llamadas
primordios
(fig.
varios
12-15)
tipos
de
se
pueden
células.
Las
foliares, a partir del meristema apical al
externas, tanto superiores como inferiores,
extremo del tallo. En cada excrecencia hay
forman
división celular, crecimiento y diferencia-
protección que secreta una cutina cérea.
ción, hasta que aparece dentro de la yema
Las células epidérmicas (finas, duras, de
una hoja pequeña
pared
.pero
perfectamente
una
firme
epidermis
y
translúcida)
para
proteger
incolora
están
bien
formada. En la primavera las hojas crecen
adaptadas
rápidamente, rechazan las escamas de la
subyacentes y disminuir las pérdidas de
yema y, tras absorber agua, se despliegan
agua, pero sin impedir el paso de la luz.
y ensanchan hasta alcanzar su tamaño
Sobre toda la superficie epidérmica hay
normal.
son
repartidos
meristemáticas durante su desarrollo tem-
estomas,
prano. Por ejemplo, las hojas amplias
células de protección. Estas células, al
tienen meristemas laterales que forman la
cambiar su forma, pueden modificar el
hoja. La mayor parte de hojas,
tamaño de la abertura y regular así la
sin embargo, no tienen un meristema que
salida de agua y el intercambio de gases. A
viva mucho tiempo, aunque sí lo poseen
diferencia de otras células epidérmicas, las
las hojas de algunos helechos. La mayor
células
parte de hojas viven poco tiempo algunas
cloroplastos. Hay de 50 a 500 estomas por
semanas en ciertas plantas desérticas,
mm2 de hoja; son mucho más numerosos
algunos meses para casi todos los árboles
en la superficie inferior, en las hojas de
o de tres a cuatro años los árboles de
casi todas las especies.
hojas permanentes fasciculares como el
Las células de protección en forma de haba
pino.
poseen paredes más gruesas hacia el lado
La hoja de una planta dicotiledónea típica
del estoma que hacia los otros. En general,
presenta un tallo, el pecíolo, que se fija
los estomas se abren en presencia de luz y
sobre el tallo de la planta, y una lámina o
se cierran en la obscuridad; la abertura y
Todas
las
hojas
poros
cada
de
las
de
pequeños
uno
rodeado
protección
células
llamados
por
dos
contienen
217
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
cierre son regulados por cambios de la
presión de turgencia en el interior de las
células
de
protección
(fig.
12-16).
El
aumento de la presión de turgencia comba
las paredes externas, y curva las internas,
separando unas de otras y creando la
abertura del estoma entre ellas. Cuando
disminuye la presión de turgencia en las
células de protección, las paredes internas,
elásticas, recuperan su forma original y el
estoma se cierra.
El mecanismo que aumenta la presión de
turgencia es complejo, e implica en parte
la
producción
de
glucosa
substancias
osmóticamente
fotosíntesis
en
las
propias
y
otras
activas
células
por
de
protección. La luz también inicia una serie
sucesiva de reacciones enzimáticas que
llevan a la transformación del almidón
almacenado en las células de protección
(las
moléculas
de
almidón
son
voluminosas, insolubles y osmóticamente
inactivas) en glucosa, molécula pequeña,
Fig. 12-15. Esquema de la estructura
microscópica de una hoja. A la derecha se
observa parte de una pequeña vena.
soluble y osmóticamente activa. Algunos
experimentos han puesto de manifesto que
la presión de turgencia en las células de
protección
puede
aumentar
hasta
tres
veces o más en presencia de luz.
utiliza
disminución
bióxido
de
carbono,
consecutiva
de protección y se abre el estoma. En la
obscuridad el proceso es a la inversa.
El estoma abierto permite la entrada de
A medida que la luz aumenta la fotosíntesis
se
eleva la presión de turgencia en las células
de
con
la
concentración del mismo en la hoja. Esto
eleva el pH del sistema, lo cual estimula a
la enzima fosforilasa para transformar el
almidón en glucosa-1-fosfato• Esta última
es convertida a glucosa, lo que aumenta la
concentración de este azúcar en la célula
de protección y la osmosis de agua en el
interior de la misma, con lo cual se
bióxido de carbono y capacita a la hoja
para la fotosíntesis. En ausencia de luz se
suspende
la
fotosíntesis
tanto
en
las
células de protección como en las demás;
la presión de turgencia disminuye y el
estoma se cierra. En un día caluroso y
seco, si la cantidad de agua suministrada
por las raíces es insuficiente, las células de
protección no
pueden
mantener
su
turgencia.
y
el
estoma se cierra; ésto permite retener más
agua.
218
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Casi
todo
el
espacio
entre
las
capas
superior e inferior de la epidermis de la
hoja
está
delgada,
lleno
de
llamadas
abundantes
células
de
de
pared
meóofilo,
cloroplastos.
La
capa
con
de
mesófilo cerca de la epidermis superior
suele corresponder a las células cilíndricas
llamadas células en empalizada, muy
próximas unas a otras dispuestas de modo
que sus ejes son perpendiculares a la
superficie
epidérmica.
El
resto
de
las
células de mesó
12-17. Sección transversal aumentada de
hoja mostrando su estructura. La difusión
de
bióxido de carbono por los estomas
hacia el interior de la hoja y la difusión del
oxígeno
procedente
de
las
células
fotosintéticas a través de los estomas hacia
Fig. 12-16. Esquemas de como las células
de
protección
regulan
el
tamaño
el exterior se indican por flechas.
del
estoma. A, estoma parcialmente cerrado.B
Filo, menos
cuando
grandes espacios aéreos. Una hoja con
se
osmóticamente
producen
activas
substancias
como
apretadas, dejan
entre sí
glucosa,
activa función de fotosíntesis tiene un
entra agua a las células, aumenta su
elevado índice de intercambio de gases por
presión de turgencia cambian de forma, de
los
suerte que aumenta el tamaño del estoma.
Cuando en la fotosíntesis de una célula se
C, estoma abierto.
utiliza
estomas
con
bióxido
el
de
medio
ambiente.
carbono,
su
concentración dentro de ella disminuye y el
bióxido de carbono se difunde por el
interior de la célula partiendo
de la
película de agua que la rodea. Otras
moléculas de bióxido de carbono pasan
desde los espacios aéreos situados en el
interior de la hoja y se disuelven en la
película de agua. Y otras moléculas más de
219
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
bióxido de carbono se difunden desde el
y la debilita. La parte vecina del tallo sufre
aire exterior a la hoja, por los estomas, y
una transformación que le da un aspecto
penetran en los espacios aéreos del interior
semejante al corcho, la que forma una
de la
hoja. Las moléculas de bióxido de
capa protectora que ha de quedar fija en
carbono se desplazan desde una región de
su sitio una vez desprendida la hoja.
más alta concentración a otra de menor
Cuando
concentración, impulsadas por las fuerzas
abscisión, el pecíolo solamente está sujeto
de difusión. El oxígeno producido dentro de
por la epidermis y los haces vasculares
las células de la hoja pasa de la célula a la
fáciles de romper; el viento algo fuerte
película de agua y recto aéreo, y por los
producirá, pues, la caída de la hoja. El
estomas al exterior por difusión debido a
cambio de color de las hojas se debe en
un gradiente químico (fig. 12-J7). Las
parte a la descomposición de la clorofila
venas
se
ha
formado
la
capa
de
ramifican
verde, la que deja expuestos la xantofila
repetidamente hasta formar una red muy
amarilla y el caroteno anaranjado (antes
fina, de modo que ninguna célula
no se veían, dominados por el pigmento
de
la
hoja
se
de
mesófilo se encuentra muy alejada de una
verde),
y
en
parte
por
formación
de
vena. Cada vena contiene tanto tejido de
pigmentos rojos y púrpura (antocianinas)
floema como de xilema. El xilema se
en la savia celular.
encuentra al lado superior de la vena y el
floema
al
inferior.
En
las
venas
más
TRANSPIRACIÓN
pequeñas solo hay unos cuantos vasos de
xilema y traqueidas y uno que otro tubo
Las
criboso de floema.
expuestas
Las hojas de muchas plantas desérticas
evaporación, salvo si la atmósfera está
son
el
saturada de vapor. El color del Sol evapora
almacenamiento de agua. Las hojas del
el agua de las superficies de las células del
nenúfar y otras plantas acuáticas contienen
mesófilo y el vapor de agua que resulta
grandes espacios aéreos que les permiten
escapa por los estomas. Ésta perdida de
flotar. Algunas hojas, por ejemplo las de la
agua, llamad a transpiración, ocurre en
col,
todas
gruesas
almacenan
y
carnosas,
grandes
para
cantidades
de
hojas
las
de
al
la
aire,
partes
planta,
normalmente
pierden
agua
expuestas,
pero
por
el
la
fenómeno es mayor en las hojas. La
posibilidad, para las hojas de plantas como
velocidad de transpiración es muy baja
la sarracena y la atrapamoscas Venus, de
durante la noche, en que los estomas
hacer lo que su nombre dice: atrapar
suelen estar cerrados, y la temperatura
insectos.
más baja reduce la velocidad de vapora-
En el otoño, la caída de las hojas se debe a
ción de agua de las células mesófilas. Los
cambios en el lugar donde el pecíolo se fija
estomas
al tallo. Una capa especial llamada capa de
durante la última parte de la tarde en un
abscisión de células de pared delgada, con
día soleado caluroso. Esto reduce grande-
unión poco firme, ocupa la base del pecíolo
mente la velocidad de transpiración y
alimento.
Ya
hemos
hablado
de
también
tienden
a
cerrarse
220
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
conserva el suministro de agua de la
la región.
planta. Si las plantas disponen de bastante
La transpiración facilita las funciones del
agua,
y
vegetal al desplazar hacia arriba el agua
pueden eliminar cantidades sorprendentes.
por el tallo y concentrar en las hojas las
Solo una pequeña fracción, 16 2 por 100,
soluciones diluídas de minerales absorbidas
de toda el agua absorbida por las raíces se
por las raíces, necesarias para la síntesis
emplea en la fotosíntesis; el resto pasa a
de
través de los estomas como vapor de agua
enfriar las hojas, igual que la evaporación
en el proceso de transpiración. Si la planta
del sudor en los animales. Aunque la hoja
no tiene bastante agua, las células de
absorbe casi el 75 por 100 de la luz solar
protección
pierden
que le llega, solo se utiliza el 3 por 100 en
turgencia, los estomas se cierran y se
la fotosíntesis; el resto se transforma en
conserva el líquido.
calor que debe eliminarse, su pena de que
Los numerosos y pequeños orificios de los
mueran sus tejidos. Parte de este calor se
estomas
vía
elimina por evaporación, pues se requieren
notablemente eficaz para la difusión de
540 Kcal para transformar un litro de agua
vapor de agua, oxígeno y bióxido de
en vapor. El resto del calor se pierde por
carbono. Aunque el área total de los poros
nueva radiación y por convección.
solamente es 1 a 3 por 100 del área total
Al perderse agua por evaporación a partir
de la hoja, la velocidad de difusión por los
de la superficie de una célula de mesófilo,
estomas es de 50 a 75 por 100 de la
aumenta la concentración de solutos en el
velocidad a través de una superficie abierta
líquido
igual al área de la hoja. A la luz solar, una
ligeramente hipertónica. En esta forma el
planta pierde como promedio unos 50 ml
agua
de agua por ml de hoja por hora. Una
vecinas que la contienen en más cantidad a
planta ordinaria de maíz gasta casi 200
favor de la célula "concentrada". A su vez,
litros
las
los
de
estomas
de
siguen
sus
estomas
proporcionan
agua
en
abiertos
su
una
periodo
de
nuevos
constituyentes
celular
tiende
células
a
y
la
célula
abandonar
vecinas
la
celulares,
se
las
reciben
y
hace
células
de
las
crecimiento; un árbol de tamaño medio
traqueidas y vasos de las venas. Durante
pierde esa cantidad en un solo día. La
la transpiración parece que el agua pasa,
cantidad de agua perdida varía mucho
exclusivamente por fenómenos físicos de
según la planta; por ejemplo, se calcula
osmosis, de los vasos de xilema a las
que media hectárea de maíz pierde 1 400
células inmediatas, luego a las de mesófilo
000 litros de agua en su periodo de
cerca de los espacios aéreos de la hoja,
crecimiento, en tanto la misma superficie,
finalmente se evapora. En realidad, la
para cactos del desierto de Arizona no
corriente de agua es continua, del suelo al
pierde arriba de 1 100 litros en todo el
sistema vascular de las raíces; lo largo del
año. La cantidad de agua evaporada de las
tallo y del pecíolo y venas del limbo de la
hojas de los árboles de una selva es
hoja.
suficiente
para
influir
bastante
en
la
precipitación, humedad y temperatura de
221
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
MOVIMIENTO DEL AGUA
Se ha demostrado experimentalmente hace
muchos años que el agua y las sales
absorbidas por las raíces suben por el tallo
principalmente en las traqueidas y vasos
del xilema, y que los azúcares y otros
materiales
orgánicos
son
transportados
principalmente en los tubos cribosos del
floema. Si se practica un corte rodeando
totalmente un tallo, a bastante profundidad
para penetrar en el floema y el cambium,
pero no en el xilema, las hojas permanecen
turgentes y en buen estado largo tiempo.
Deben obtener agua por el xilema, porque
el floema ha sido cortado completamente.
Mediante técnicas especiales es posible
cortar el xilema interior y dejar el floema
exterior relativamente intacto. Cuando se
hace esto, las hojas se marchitan mueren
casi
inmediatamente,
nuevo
que
el
agua
demostrando
llega
a
de
ellas
principalmente por el xilema. Aunque la
ruta de transporte de agua se conoce
desde hace algún tiempo, el mecanismo
por el que se produce
Fig. 12-19. Experimento para medir la
velocidad de transpiración de un tallo. Al
transpirar las hojas y evaporar agua, ésta
es absorbida del recipiente de la derecha.
Fig. 12-18. Gutación. Fotografía de una
La velocidad de transpiración se mide por
hoja de planta de fresa mostrando las
el movimiento de la burbuja de aire por el
gotas de agua exprimidas de las venas en
tubo graduado. El recipiente de la derecha
la punta de la hoja ejerciendo presión,
puede volverse a llenar por el agua del
proceso
recipiente de la izquierda y comienza una
denominado
gutación.
(Por
amabilidad de J. Arthur Herrick, Kent State
nueva medición.
University, Kent, Ohio.)
222
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
todavía
no
está
Cualquier
explicar
completamente
declaración
las
claro.
fenómeno, conocido por gutación, es otra
debe
prueba de que, en ciertas condiciones, la
de
savia del xilema puede estar sometida a
aceptable
elevadas
velocidades
circulación del agua, como 75 a 100 ml por
presión generada por las raíces.
minuto, observadas en algunas plantas, y
La savia en las raíces es hipertónica al
el hecho de que el agua puede ser elevada
agua del suelo circundante; esto puede
a la parte superior de secoyas y pinos
explicar,
Douglas que pueden medir 125 metros de
generación de presión radicular. El movi-
altura.
12
miento del agua desde el suelo, pasando
atmósferas sostendría una columna de
por la epidermis, la corteza, la endodermis
agua
se
y el periciclo de la raíz, hasta el xilema, y
necesitaría mas presión para mover el
más allá de éste, hasta el tallo y la hoja, es
agua hacia arriba, venciendo la resistencia
debido a un gradiente de concentración y
de la fricción de los tubos pequeños. Esti-
se produce, en parte por lo menos, por
maciones de la presión requerida para
difusión simple. Si se matan las raíces o se
elevar agua a la parte superior de un árbol
les priva de oxígeno, la presión radicular
alto varían hasta 30 atmósferas. La presión
desciende a cero, indicando que se produce
podría generarse en la base de la planta y
cierto proceso activo que requiere energía.
empujar el agua hacia arriba, o podría
Muchos fisiólogos del reino vegetal han
generarse en lo alto de la planta y hacer
llegado a la conclusión de que las células
tracción del agua hacia arriba o el agua
de la endodermis de la raíz secretan agua
podría moverse por éstas dos fuerzas
por un activo proceso hacia adentro, hacia
actuando al unísono.
la estela, y que a ello se debe gran parte
Presión en la raíz. Si se corta el tallo de
de la presión radicular.
una planta de tomate bien regada, fluirá
Aunque las primeras mediciones de las
savia del tocón cierto tiempo si se une al
presiones radiculares indicaron que eran
tocón un pedazo de tubo de vidrio con una
pequeñas, nuevos métodos de cortar el
unión hermética, se elevará agua a una
tallo y colocar una conexión hermética sin
altura de un
lesionar el tocón han demostrado presiones
metro o más. Esto es prueba de una
radiculares de 6 a 10 o más atmósferas
presión positiva,
aún en plantas de tomate que elevan agua
Aunque
de
125
denominada
una
presión
metros
presión
de
de
altura,
radicular,
en
la
por
lo
menos
en
parte,
la
a una altura menor de 1 metro.
unión de la raíz y tallo, generada por
En la primavera, antes de formarse las
fuerzas que actúan en la raíz. Una planta
hojas,
cultivada
en
probablemente la única fuerza que impulsa
condiciones de alta humedad, de modo que
la elevación de la savia. Los intentos de
poca agua se pierda por
medir
evaporación por las hojas, puede forzar el
coníferas han fracasado y quizá éstas
agua a presión a salir por lo largo de los
plantas no puedan generar ésta fuerza. Si
bordes
la presión radicular fuera la principal fuerza
de
en
suelo
éstas
bien
(figura
regado
12-18).
Este
la
las
presión
presiones
radicular
radiculares
es
en
223
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
que produce elevación de savia, podría
esperarse que ésta saliera bajo presión al
puncionar un vaso del xilema. En lugar de
eso, puede oírse el siseo del aire que
penetra cuando se punciona el vaso. Así, la
presión
radical
puede
contribuir
a
la
elevación de la savia en algunas plantas en
determinadas
condiciones,
pero
probablemente no es la principal fuerza
que hace que el agua se eleve en el xilema
de la mayoría de las plantas la mayor parte
de las veces.
Teoría de la transpiración y la cohesión
La fuerza alternativa que podría elevar
agua en un tallo es una tracción desde
arriba, en vez de un empuje desde abajo.
El agua se pierde por transpiración o se
usa en la fotosíntesis por las hojas, y por
fotosíntesis
se
osmóticamente
producen
activas;
substancias
éstos
procesos
mantienen las células foliares hipertónicas
a la savia de las venas. Constantemente
extraen agua de los extremos superiores
de los vasos del xilema y la vierten en las
hojas del tallo, y esto tiende a elevar la
columna de savia hacia arriba en cada
conducto. Esta tracción desde arriba puede
demostrarse uniendo una rama cortada a
un tubo de vidrio lleno de agua por una
conexión hermética y colocando el otro
extremo del tubo en un recipiente para
agua (fig. 12-19). Si se introduce en el
Fig. 12-20. Modelo de fuerzas que operan e
transpiración. Un cilindro de arcilla poroso
izquierda) aspirará agua por un tubo de
vidrio al evaporarse agua de su superficie.
En forma similar el agua es aspirada por un
tallo cuando se evaporan moléculas de
agua de la hoja(centro). La medición la
presión en la raíz se ilustra en el diagrama
de la derecha.
tubo una pequeña burbuja de aire, la
velocidad de movimiento del agua puede
medirse por la velocidad con que se mueve
la burbuja.
Las columnas de agua de los vasos del
xilema, sometidas a tensión desde arriba,
se
extienden
ligeramente,
pero
las
224
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
por
transpiración. Si el agua de los conductos
enlaces de hidrógeno y tienen una fuerte
del xilema está sometida a tensión, habría
tendencia a unirse. La delgada columna de
una tracción hacia adentro sobre la pared
agua
una
de cada conducto. Las tracciones hacia
elevada tensión. La transpiración es el
adentro ejercidas en las paredes de todos
principal proceso que hace tracción de la
los conductos en una banda de albura
parte superior de la columna. La tendencia
deben ser bastante grandes para producir
de
unirse
una disminución perceptible de diámetro
transmite esta fuerza por toda la longitud
de un árbol durante la transpiración activa.
del tallo y las raíces, y eleva coda la
Este resultado predicho fue obtenido por D.
columna de savia. La idea de que el agua
T. MacDougal, quien
demostró que
se eleva en las plantas debido a una
diámetro
Monterey
tracción desde la parte superior producida
diariamente y es mínimo poco después de
por transpiración fue expuesta por Stephen
mediodía,
Hales en el siglo XVIII. El concepto de que
máxima.
las propiedades cohesivas de las moléculas
Experimentos que analizan la absorción de
de agua desempeñan un papel en el
agua por enredaderas de selvas apoyan
ascenso
fué
también la hipótesis Dixon Joly. Algunas de
formulado por Dixon Joly en 1914, quienes
estas enredaderas se extienden 50 metros
predijeron
moléculas
de
del
Las
agua
vaso
del
moléculas
del
están
xilema
de
agua
unidas
posee
agua
por
el
a
xilema
del
pino
cuando
la
el
fluctúa
transpiración
es
agua
o más por los árboles de la selva. Cuandoº
tendría gran fuerza de tensión. Algunas
la base de la enredadera se corra y se
mediciones experimentales de ella han
coloca en un vaso con agua ésta es
dado valores considerablemente mayores
absorbida por la planta a gran velocidad. Si
que las 30 atmósferas necesarias para
se coloca el tallo en un recipiente cerrado
explicar la elevación del agua a lo alto de
con agua en su absorbe de nuevo agua
una secoya. Si se evapora agua de un tubo
rápidamente, aunque produce;
de arcilla porosa situado en lo alto de una
vacío en el recipiente. Esta teoría de
columna de agua
transpiración-cohesión
introducida en un recipiente con mercurio
ampliamente aceptada en la actualidad y
(fig. 12-20 este puede ser elevado a una
explica la mayor parte de la elevación de
altura de 100 cm o más mucho más que la
agua por muchas plantas en la mayoría de
altura
las
que
una
alcanzada
barométrica.
columna
por
Para
demostración,
el
cuidadosamente
agua
primero
de
la
presión
condiciones.
un alto
ha
Entre
los
sido
problemas
correcta
todavía no resueltos está el de cómo la
debe
hervirse
columna de agua se establece inicialmente.
para
eliminar
Las
una
plantas
se
han
adaptado
a
los
formar
ambientes cuyo contenido en agua varía
burbujas al someter; tensión la columna de
muchísimo; de acuerdo con su afinidad
agua.
para la misma, los botánicos las dividen en
Esta teoría predice que el diámetro de un
hidrofitas,
árbol
plantas Hidrófilas viven
gases
disueltos
se
que
reduciría
podrían
al
producirse
mesofitas
y
xerofitas.
Las
en medios muy
225
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
húmedos; son completamente acuáticas o
alimentos,
sus raíces se extienden por el agua y el
periodos prolongados, pues se pierden
lodo; sin embargo, tallos y hojas están por
rápidamente. Los tallos de las plantas
encima
perennes
del
hidrofitas
líquido.
comunes
Como
se
plantas
pueden
poco
adecuados
leñosas
para
almacenan
los
grandes
citar
cantidades de alimentos; otras plantas
del
utilizan tallos subterráneos carnosos. Tal
plantas
vez los órganos de almacenamiento por
ordinarias de tierra, pero en un clima de
excelencia sean las raíces, pues en la
humepromedio
profundidad
nenúfares,
género
espadanas
y
Potamogeton.
(arce,
vegetales
Las
roble,
cornejo
y
del
suelo
se
encuentran
abedul), son Mesófitas típicas. Las plantas
protegidas de los cambios de clima y de los
Xerofitas, como cactos o yucas se han
animales que buscan alimento.
adaptado a suelos con escaso contenido en
Gran parte de la glucosa producida en un
agua.
día es convertida en almidón y almacenada
Con menos estomas, tallos y hojas gruesos
en las hojas. El almidón es hidrolizado
para almacenar agua y superficies de
subsecuentemente de nuevo a glucosa, la
cutículas espesas, estas plantas pueden
cual es translocada en el floema al tallo y
vivir con poco líquido. Si lo pensamos un
raíces. Si va a ser depositada en la raíz,
momento, nos daremos cuenta de que las
sale del floema de ésta, atraviesa el
plantas que viven en lagunas de agua
periciclo
salada a lo largo de la costa son también
parénquima cortical donde es transformada
xerófitas; a pesar del agua en su medio, la
nuevamente en almidón y almacenada. El
planta
La
flujo de líquido en el floema, aunque no tan
concentración de sales en el agua es
voluminoso ni tan rápido como en el
superior a la de los tejidos de la planta, por
xilema,
lo que ésta no puede absorberla por
desplazándose a unos 1 000 cm por hora.
difusión.
El
no
puede
aprovecharla.
y
el
es,
endodermo
sin
movimiento
y
embargo,
de
las
llega
al
adecuado
substancias
alimenticias en el floema depende de la
TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE
actividad metabólica de las células de
PRODUCTOS ALIMENTICIO
floema, y disminuye cuando se abate el
metabolismo,
por
descenso
de
la
A la luz solar, una planta verde puede
temperatura, por falta de oxígeno o por la
producir 20 veces más alimento del que
acción de venenos celulares. Nutrientes
gasta por unidad de tiempo. En otros
disueltos,
momentos, durante la noche o el invierno,
transportados hacia arriba y hacia abajo en
consumen más alimento del que producen.
el floema; en realidad, dos substancias
Cada planta acumula reservas de alimentos
pueden ser transportadas en direcciones
para resistir los periodos en los cuales no
opuestas
hay
muy poca
fotosíntesis.
Tiene
depósitos
de
azúcares
y
aminoácidos
simultáneamente.
o ninguna
Se
son
produce
translocación de
alimentos en hojas, tallos o raíces. Las
solutos en cualquier sistema distinto del
hojas son depósitos
floema. Aunque es pequeña la cantidad
momentáneos de
226
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
total de tubos cribosos del floema que son
materiales largas distancias. El sistema
funcionales
podría explicar el transporte simultáneo de
grande,
en
el
una
tronco
de
variedad
un
de
árbol
pruebas
dos substancias en sentidos opuestos.
experimentales demuestra que el floema
Otra
es el único sistema que participa en el
denominada teoría de "flujo a presión",
transporte de azúcar y que hace esto a una
sugiere que el agua que contiene los
velocidad notable. No todos los materiales
solutos fluye por el floema a presión con
orgánicos son sintetizados en las hojas. Por
un
ejemplo, los nitratos absorbidos por las
osmótica. Las células del floema de la hoja
raíces se convierten en grupos amino y se
contienen
incorporan
azúcares y otros productos de fotosíntesis
a
ácidos
amino
y
otros
teoría
ampliamente
gradiente
de
una
turgencia
alta
compartida,
o
presión
concentración
de
compuestos nitrogenados.
y agua, tendiendo así a introducirlos en
El transporte del floema es por medio de
ellas desde los conductos del xilema (fig.
células vivas y activas, que, sin embargo,
12-22). Esto aumenta la presión dentro de
se modifican mucho a consecuencia de
las células del floema y tiende a empujar
algunos cambios irreversibles, incluyendo
líquido de una célula a la adyacente, hacia
la pérdida del núcleo y la desintegración de
abajo, por el tubo de floema. Cuando el
las vacuolas. En contraste con el transporte
líquido baja hasta el tallo y la raíz, se
en el xilema, que se hace por tubos, restos
eliminan azúcares y se almacenan como
muertos de paredes celulares sin cito-
almidón, que es insoluble y no ejerce
plasma. Los tubos cribosos del floema
efecto osmótico. Esta retirada de solutos
contienen
unidos
reduce la presión osmótica en el floema,
filamentos
sale agua de el y baja la presión de
extremo
citoplasma
a
y
extremo
están
por
los
turgencia. La diferencia en la presión de
pequeños poros (placas cribosas) de las
turgencia se cree que provoca la corriente
paredes celulares.
del contenido de los tubos cribosos de una
citoplásmicos
que
penetran
en
materiales
región de alta presión de turgencia como
penetran en un extremo de un tubo criboso
las hojas cuando se produce fotosíntesis a
atravesando
son
regiones de presión de turgencia más baja
recogidos por el citoplasma, que forma una
como el tallo o la raíz donde se almacenan
corriente ascendente en un lado del tubo y
o usan los materiales. Esta teoría predice
descendente en el otro (fig. 12-21). En el
que el contenido de los tubos cribosos debe
otro extremo del tubo criboso, el material
estar sometido a presión, y esto puede
atraviesa
la
demostrarse
siguiente
tubo
Según
física,
una
por
hipótesis,
la
placa
placa
los
cribosa
perforada
adyacente
difusión
por
y
hasta
el
difusión
facilitada
o
experimentalmente que
es
cierto.
por
transporte activo. La ciclosis o corriente
citoplásmica dentro de células sucesivas, y
la
difusión
o
transporte
activo
entre
células, podría mover azúcares y otros
227
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
IMPORTANCIA
ECONÓMICA
DE
LOS
componentes en la nutrición de la planta?
¿Qué medias pueden tomarse para evitar
VEGETALES
la pérdida de la capa superficial de tierra?
Dependemos
vegetales,
por
tanto
completo
de
directamente
los
para
5. Describa la estructura de un tallo leñoso
en
tres
dimensiones.
¿Cuáles
son
las
alimentarnos, como indirectamente Para
funciones de los tallos? ¿Qué diferencia se
alimentar
luego
supone entre tallos y raíces? ¿Qué com-
comemos. El Hombre obtiene alimentos,
ponentes son exclusivos de unos y otras?
condimentos, bebidas y productos muy
Diga la diferencia entre plantas herbáceas
variados de todas las partes de las platas
y
raíces
ejemplos.
a
los
animales
(rábanos,
zanahorias,);
que
zarzaparrillas,
tallos
(caña
de
batatas,
azúcar,
leñosas,
anuales
y
perennes.
Cite
7. ¿Cuál es el ciclo vital característico de
patata); hojas (lechuga, espinacas, col);
las plantas anuales, bienales y perennes?
flores (alcachofa); semillas (maíz, nueces,
8. ¿Cuáles son las características que
Cacao, café, nuez moscada, mostaza), y
distinguen las plantas dicotiledóneas de las
frutos
monocotiledóneas?
(bayas,
calabazas,
manzanas,
9. Mencione las funciones de: a) cambium;
naranjas, berenjenas).
b) estomas; c) duramen o modera maciza;
Es copiosa la lista de los productos no
d) lenticelas; e) capa de abscisión; f)
alimenticios obtenidos de las plantas y
cutina; g) meristema, y h) estría de Caspa-
utilizados por el ser humano: maderas,
rio.
pinturas, caucho, jabón, corcho, algodón,
10.
resinas, derivados de amplia variedad de
demostrar que en el tallo el agua circula
órganos y secreciones vegetales.
exclusivamente por el xilema.
Describa
un
experimento
para
11. Explique el mecanismo por el cual las
células de protección regulan el tamaño del
PREGUNTAS
estoma.
1. Dibuje el esquema de un embrión de
12. ¿Cuáles son
planta. ¿Cómo se establece la polaridad del
hojas?,¿Cuál es el papel de la evaporación
embrión en desarrollo?
en la planta? , ¿De qué factores depende la
2. Trace un esquema en tres dimensiones
intensidad de la evaporación?
de una raíz. ¿Cuáles son las funciones de la
13. ¿En qué consiste la adaptación especial
raíz? ¿Cuáles son las Funciones de las
de las hojas a la fabricación de substancias
raíces adventicias?
alimenticias?
3. Describa los fenómenos de absorción de
14. ¿Qué procesos de la planta provocan el
agua y sales por una raíz a partir del suelo
fenómeno de la gutación?
en que se encuentra.
15. ¿Qué experimentos podrían idearse
4. ¿Cuáles son los componentes de una
para probar la "teoría de la cohesión" sobre
buena
el transporte de agua en las plantas?
tierra
aplicación
de
de
cultivo?
cada
uno
¿Cuál
de
es
la
las
funciones de las
estos
228
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
LECTURAS RECOMENDADAS
La estructura y función de las plantas de
semilla se expone con más detalle en
Biology of Plants, pot P. Raven y H. Curtis,
en Growth and Organization in Plants, por
F. C. Steward, en The Green Plant, de A.
W. Galston, y enAnatomy of Seed Plants,
de K. Esau. Tres buenas obras sobre
desarrollo de las plantas son Development
in Flowering Plants, de J. G. Torrey, y
Morphogenesis in Plants, de C. W. Wardlaw
y Patterns in Plant Development, de T. A.
Stures e I. M. Sussex.
Plant Physiology de Salisbury y Ross, es un
moderno texto general con una admirable
exposición del movimiento del agua y la
translocación. Translocation in Plants, de
Richardson, ofrece un excelente estudio de
las actuales teorías sobre los mecanismos
que
intervienen
en
el
transporte
de
nutrientes y agua en las plantas.
Fig. 12-21. Corriente citoplásmica en un
tubo
de
floema.
Las
flechas
claras y
obscuras ilustran que la corriente citoplásmica
podría
explicar
el
transporte
simultáneo de dos substancias diferentes
en sentidos opuestos.
como un áfido perfora un tubo del floema
con su estilete, la savia fluye hacia el
insecto sin ayuda. Si se retira el cuerpo del
insecto pero se deja en su lugar el estilete,
continuará exudando savia el estilete por
espacio de días. Aunque ésta teoría goza
del favor de algunos botánicos, no explica
fácilmente el
transporte simultáneo
de
229
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
materiales en ambas direcciones en el
de alimentos en sus semillas, con energías
floema.
en
para el desarrollo del embrión hasta que
quedar
tenga raíz, tallo y hojas funcionales. Estas
relativamente sin afectar por cambios en el
semillas, con muchas proteínas, grasas y
índice
almidones,
fuente
importante
cribosos del floema, pero la translocación
alimentación
para
hombre
está notablemente afectada por cambios
animales.
Además,
fenómenos
de
como
físicos,
se
basa
debe
metabolismo
de
los
tubos
el
y
de
otros
en el índice metabólico.
La evolución de sistemas de xilema y
floema ha permitido a las tranqueofitas
adaptarse a un medio ambiente terrestre y
alcanzar
grandes
alturas.
Una
planta
terrestre que expone a la luz solar amplias
superficies
con
clorofila
está
sujeta
a
considerable pérdida de agua en el aire
seco. Debe procurar obtener un suministro
de agua no sólo como materia prima para
la fotosíntesis sino para substituir al agua
perdida por transpiración. La estructura del
xilema lo adapta para transportar agua
absorbida del suelo a la hoja. Las raíces y
tallos,
a
su
vez
necesitan
un
abastecimiento de nutrientes para seguir
viviendo, para mantener sujeta la planta al
suelo y tener las hojas de modo que
puedan exponerse a la luz solar. Los tubos
cribosos
del
floema
transportan
estos
nutrientes desde las hojas hasta el tallo y
la raíz, y en viaje de retorno cuando se
requiera.
Una planta que pierde sus hojas cada
otoño debe conservar en el tallo o raíces
Fig. 12-22. Diagrama ilustrativo de la
bastante alimento para resistir todo el
teoría del transporte líquido por corriente a
invierno
presión en las plantas.
y
suministrar
energía
en
la
primavera para el crecimiento de nuevas
hojas. El alimento almacenado debe estar
en forma de substancia insoluble para que
no escape por difusion; habitualmente, el
elemento de elección es el almidón. Las
plantas también poseen grandes depósitos
230
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
EL REINO ANIMAL INVERTEBRADOS
fisiológicas. Cada uno se ha especializado
INFERIORES
en ciertos trabajos en el curso de la
L
evolución. Además, los términos "inferior"
reino
y "superior" no suponen forzosamente que
animal en animales con columna
los grupos superiores se hayan originado
vertebral -los vertebrados- y los que
directamente de los grupos inferiores.
a
división
tradicional
del
-los
Dos filos, los cnidarios y los ctenóforos, son
difícil
de
radialmente simétricos y forman parte de
son
un
los radiados. Todos los demás animales
increíblemente
son bilateralmente simétricos y pueden
heterogéneo, de animales, y excepto por la
llamarse colectivamente bilaterios. Algunos
ausencia de columna vertebral, no hay un
animales
solo caracter morfológico o de desarrollo
equinodermos, han llegado a ser de modo
común
aspectos,
secundario radialmente simétricos cuando
algunos animales invertebrados están más
adultos, pero sus embriones son bilateral-
estrechamente
carecen
de
ésta
invertebradosjustificar.
es
Los
conjunto
estructura
artificial
invertebrados
diverso,
a
todos.
vertebrados
y
En
ciertos
con
otros
como
los
con
los
mente simétricos y se han clasificado, por
grupos
de
consiguiente, como bilaterios.
relacionados
que
superiores,
invertebrados.
Comparaciones
Al estudiar y comparar los numerosos
desarrollo
grupos de animales, es conveniente usar
pruebas que apoyan la división de los
términos como "primitivo" y "avanzado", o
animales
"inferior"
principales de evolución. En la primera
y
"superior",
o
"simple"
y
de
los
patrones
embrionario
bilaterales
figuran
de
proporcionan
en
dos
platelmintos,
líneas
"especializado". Los términos "avanzado",
línea
"superior" o "especializado" no implican
moluscos y artrópodos, así como algunos
que estos animales son mejores o más
grupos
perfectos que otros; estos términos se
protostomos.
usan mejor en un sentido comparativo
deuterostomos,
para describir las relaciones evolutivas de
equinodermos, los cordados y varios filos
miembros
de
animales.
Los
menores,
La
y
se
segunda
anélidos,
denominan
línea,
comprende
los
los
particular
de
menores. Los deuterostomos parece que
"superior"
e
han divergido de la línea principal de
"inferior" usualmente se refieren al nivel en
protostomos en un punto de la evolución
que un grupo particular ha divergido de
considerablemente
ciertas líneas principales de evolución. Es
platelmintos. Los protóstomos tienen un
costumbre, por ejemplo, referirse a las
plan básico de desarrollo característico y
esponjas
distinto del de los deuterostomos.
y
tan
grupo
términos
celenterados
como
posterior
a
los
invertebrados "inferiores" porque se cree
Para poder sobrevivir, todos los animales
que se han originado cerca de la base del
han
árbol filogenético del reino animal. Ni las
evolución
esponjas ni los celenterados son primitivos
biológicos básicos; deben obtener alimento
en todas las características morfológicas o
y oxígeno, eliminar desechos metabólicos,
tenido
que
a
los
hallar
soluciones
mismos
por
problemas
231
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
bási
mantener el equilibrio de agua, descubrir
de estructuras y desarrollo
los cambios en su medio ambiente y
diferentes. La presencia de estructuras
responder
y
análogas no implica una relación evolutiva
reproducir su especie. Se deduce que hay
en los animales las poseen. Por ejemplo, el
una unidad básica de vida y que un
brazo de un hombre, el ala de un ave y el
descubrimiento sobre una forma puede
pectoral o aleta delantera de una ballena
tener aplicación amplia,
aún universal.
son homólogos, con patrones básicamente
Parece obvio que las ratas, los conejos y
similares de huesos, músculos, nervios y
los
al
vasos sanguíneos, y orígenes embrionarios
hombre para que los experimentos sobre
similares, aunque funciones muy diferentes
sus
y
(fig. 13-1). El ala de un ave y el ala de una
nuestra
mariposa, en contraste, son simplemente
apropiadamente
cobayos
son
aparatos
excretorio
a
bastante
digestivo,
de
los
similares
circulatorio
contribuyan
comprensión
ellos,
a
correspondientes
análogas;
ambas
cos muy
permiten
a
sus
sistemas humanos. Pero no es tan evidente
poseedores volar, pero no tienen procesos
que muchos de nuestros conocimientos de
de desarrollo comunes. Las alas de las
la función de los nervios puedan provenir,
aves y las alas de los murcélagos tienen un
y provengan, de experimentos con los
plan y un desarrollo estructurales similares
nervios del calamar y el gusano de tierra,
y son anatómicamente homólogas; sin
que
embargo,
experimentos
cangrejo
con
herradura
el
corazón
evolucionaron
darnos
independientemente como adaptación para
información sobre el corazón del hombre, y
el vuelo y son, pues, análogas en términos
que observaciones del riñón del sapo son
de sus funciones. Al aprenderse más de la
útiles
estructura molecular de los constituyentes
para
obtener
pueden
del
conocimientos
del
sistema excretorio humano.
celulares, se ha visto claro que estos
términos pueden ser aplicados a dicho
BASES PARA CLASIFICACIÓN DE LOS
nivel. La hemoglobina de los diferentes
ANIMALES
animales, las c del citocromo presentes en
diferentes
Al
determinar
procuran
relaciones,
distinguir
entre
los
biológos
estructuras
vertebrados
o
las
deshidrogenasas lácticas presentes en aves
y
mamíferos
pueden
denominarse
homólogas y estructuras análogas.
proteínas homólogas. Las hemoglobinas de
Estructuras homólogas son aquellas que
diferentes especies, por ejemplo, poseen
surgen
embrionarios
series
en
y
reflejan también un patrón genético y una
por
relación evolutiva común. En contraste, la
de
rudimentos
similares,
son
desarrollo
estructurales
tanto,
reflejan
análogas
una
básicos
dotación
plan
y,
genética
de
aminoácidos
hemoglobina
y
la
muy
similares;
hemocianina
pueden
común y una relación evolucionaria. En
considerarse moléculas análogas, porque
contraste, estructuras análogas solo son
desempeñan
superficialmente similares y sirven para
(transporte
una función similiar, pero tienen patrones
estructuras moleculares muy diferentes.
funciones
de
oxígeno),
similares
pero
con
232
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Fig. 13-1. Huesos de miembros anteriode
rana, lagartija, ave, hombre, gato, ballena
y murciélago, con la disposición de los
huesos homólogos en estas estructuras
aparentemente distintas.
El nematoquiste tiene forma de pelota con
un cuello tubular largo que se observa muy
enrollado en el interior de la cavidad de la
pelota. Cada célula punzante tiene un
pequeño gatillo que se proyecta sobre su
superficie externa y responde al tacto o a
productos químicos disueltos en el agua
("gusto") y hace
que el nematoquiste
descargue su filamento. Un nematocisto
sólo puede emplearse una vez; al ser descargado se inutiliza y debe substituirse por
otro
nuevo
producido
por
células
especiales. Los tentáculos rodean a la
presa y la introducen por la boca hasta la
233
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
cavidad gastrovascular, donde comienza la
digestión.
Los
fragmentos
parcialmente
digeridos son atrapados por seudópodos de
las células gastrodérmicas; la digestión termina en vacuolas alimenticias en estas
células.
La
respiración y excreción se hacen por
difusión, pues el cuerpo de la hidra es
bastante pequeño para que ninguna célula
se encuentre lejos de la superficie; los
movimientos del cuerpo cuando se alarga y
acorta hacen circular el contenido de la
cavidad
gastrovascular;
gastrodérmicas
llevan
algunas
células
flagelos
cuyos
movimientos ayudan a la circulación. La
hidra no tiene otro sistema circulatorio.
Fig. 13-5. Micrografía electrónica de un
En los cnidarios encontramos las primeras
nematocisto de hidra descargado (corte
células
sagital).
nerviosas
verdaderas
del
reino
(Por
amabilidad
de
G.
B.
animal. En estos animales se distribuyen
Chapman,
muchas células nerviosas en red irregular
College. Segun Lenhoff, H. M. y Loomis, W.
que une las células sensitivas de la pared
F. [eds.]: The Biology of Hydra, editado
del
por University of Miami Press, 1961.)
cuerpo
con
las
musculares
y
Cornell
University
Medical
glandulares. La coordinación es de las más
sencillas; no hay agregación de células
biente; cuando el agua del medio se
nerviosas
o
estanca, representa un estímulo para la
médula, así que un impulso despertado en
aparición de formas sexuales, masculinas y
alguna
para
parte
formar
del
aproximadamente
un
"cerebro"
cuerpo
se
difunde
femeninas. W. L. Loomis demostró que el
igual
en
todas
estímulo necesario para la aparición de
direcciones.
formas sexuales era el aumento de la
La hidra se reproduce asexualmente por
tensión de bióxido de carbono en el agua.
gemación durante los periodos de mejores
También demostró el mismo autor que las
condiciones del am-
yemas procedentes del macho formaban
siempre otros machos, y las de la hembra,
hembras.
Physalia (" fragata portuguesa", fig. 13-6),
que a primera vista parece una medusa, es
en realidad una colonia de hidroides y
medusas. Los largos tentáculos de este
animal poseen cápsulas vesicantes que
pueden paralizar hasta a un pez grande y
234
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
lastimar seriamente al hombre. La colonia
porque, tanto las formas sexuales como las
está sostenida por un flotador lleno de gas,
asexuales son diploides; solo son haploides
de intenso color verde irisado.
los espermatozoides y los óvulos. Muchos
Esquifozoarios. Además de la hidra y
cnidarios marinos
organismos
cientos o miles de individuos. Una colonia
semejantes,
el
filo
de
los
forman colonias de
comienza
por
aparentemente distintas de la mencionada,
reproduce
por
como son la medusa (fig. 13-6), corales y
separarse las yemas del organismo inicial
anémonas de mar, entre sus 10 000
siguen unidas a el y a su vez producen
especies. Tanto la medusa como los hidroi-
nuevas yemas. En la misma colonia pueden
des
encontrarse varios
cnidarios
comprende
son
de
epidermis
cuerpo
externa
y
formas
formado
una
de
una
gastrodermis
un
individuo
gemación;
en
que
se
lugar
de
tipos de individuos,
algunos especializados para la nutrición,
interna, entre las cuales hay una jalea
otros para la reproducción.
(mesoglea) sin características vitales. En la
La medusa mayor, Cyanea, puede tener
hidra, la capa de mesoglea es delgada,
hasta
pero en la medusa es gruesa y viscosa, lo
tentáculos de 30 metros de largo. Estos
que da cierta firmeza al cuerpo. La seme
monstruos azules y anaranjados, que se
janza fundamental de éstos dos animales
hallan entre los mayores invertebrados
queda de manifiesto en la figura 13-7. La
existentes,
medusa
peligro para los nadadores del norte del
puede
considerarse
como
una
cuatro
metros
de
constituyen
diámetro
un
y
verdadero
hidra al revés y con cantidad mayor de
Atlántico.
mesoglea.
y
Antozoarios. Las anémonas de mar y
medusas son ramificaciones del mismo
corales no pasan por la etapa de medusas
plan fundamental, el primero adaptado a
que nadan libremente, y los pólipos pueden
una vida fija y el segundo a la libre dentro
vivir sueltos o formando colonias. Difieren
del agua.
de las hidras por estar dividida su cavidad
Por
lo
tanto,
las
hidras
Algunos cnidarios marinos son notables por
gastrovascular en varias cámaras mediante
presentar
generaciones
tabiques verticales, además, el ectodermo
sexuales y asexuales, igual que ciertos
superficial, que se invierte a nivel de la
vegetales. Muchas especies de medusas se
boca, reviste una cavidad a modo de
reproducen
esófago (fig., 13-7). Las divisiones de la
alternancia
de
sexualmente
para
originar
larvas llamadas plánulas, las cuales se
cavidad
transforman en animales
superficie digestiva, de modo que una
sésiles, en forma de saco, parecidos a
anémona puede digerir un cangrejo o pez
hidras (pólipos), los cuales, a su vez, se
tan grande como ella.
reproducen
formar
En los mares calientes y poco profundos,
nuevas medusas de vida natatoria libre,
prácticamente todo el fondo está cubierto
con forma de copa o cuenco invertido (fig.
de
13-8). Esta alternancia de generaciones
brillantes
asexualmente
para
gastrovascular
corales
y
casi
aumentan
anémonas,
siempre.
de
Los
la
colores
célebres
difiere de la que hemos visto en las plantas
235
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
,arrecifes y atolones de los mares del sur
especies del grupo se colocan general
son restos de,
Fig. 13-7. Comparación entre una hidra,
una medusa invertida y una anémona de
mar para insistir sobre la semejanza de su
estructura general.
Fig. 13-6. Algunos ejemplares comunes de
las tres clases del filo de las Cnidaria
(celentereos).
muchos
millones
microscópicos
en
de
forma
animales
de
copa,
segregados en remotas épocas geológicas
por
colonias
de
corales
o
plantas
coralíferas. Solo se encuentran colonias
vivas en su parte superior, donde añaden a
la masa total sus propias secreciones.
CTENOPHORA
Los ctenoforos, o gelatinas pectiniformes,
son similares en muchos aspectos a los
celenterados,
aunque
el
centenar
de
236
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
cuerpo
gira,
estas
particulas
ejercen
presión sobre los cilios que se encuentran
debajo;
así
estimulan
a
las
células
sensitivas, con lo que los cilios modifican
su pulsación para llevar al cuerpo de nuevo
a su posición normal. El latido está bajo la
regulaFig. 13-9. Un ctenóforo, Pleura-, brachia.
A, vista lateral. B, vista superior. (Segun
Hunter, G. W. Y Hunter, F. R.: College
Zoology. Philadelphia, W. B. Saunders Co.,
1949.)
Fig.
13-8.
muestra
Ciclo
la
hidroide.
vital
de
estructura
(Según
Obelia,
de
la
Barnes,
que
colonia
R.
D.,
Invertebrate Zoology, 3r Ed. Philadelphia,
W. B. Saunders Co., 1974.)
Ción de fibras nerviosas que van del
mente
en
tan
órgano sensitivo a los cilios; si éstos se
pequeños como un guisante o tan grandes
cortan, pierde regularidad el movimiento
como un tomate, y están formados por dos
por debajo de la sección. Los ctenóforos
capas de células que encierran una masa
difieren
de gelatina. La superficie exterior está
aspectos: son simétricamente
cubierta
de
otro
ocho
filo.
Pueden
filas
de
ser
cilios,
de
los
celentéreos
en
varios
birradiales,
que
tienen dos tentáculos, en vez de muchos.
semejan peines. El batir coordinado de los
La inmensa mayoría de los ctenóforos son
cilios de estos peines mueve al animal por
luminiscentes.
el agua (fig. 13-9). En el polo superior del
Tanto celentéreos como ctenóforos son
cuerpo se encuentra un órgano sensitivo
notables por su poder de regeneración; con
con un asa de particulas calcáreas,, en
menos de la cuarta parte del animal, es
equilibrio sobre cuatro grupos de cilios
posible para este transformarse en uno
unidos a células sensitivas. Cuando el
entero. También tienen la notable facultad
237
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
de componer los órganos perturbados,
animales superiores, y en contraste con los
como es el caso de la hidra, la cual se
cnida los gusanos planos tienen simetría
puede invertir con paso de todo su cuerpo
bilateral y extremo anterior y posterior
por la boca, a la manera como se invierte
definidos .El desarrollo de un extremo
una media; aunque el animal no sepa
anterior distinto con una concentracion de
volver a su posición original, las relaciones
tejido
normales
y
cefalización, es típico de los animales con
gastroepidermis se establecen mediante
simetría bilateral móviles de vida libre. Los
migración de las células específicas. Una
gusanos planos siempre tienen hacia abajo
pregunta fascinante es, ¿cómo sabe cada
la superficie ventral, hacia el substrato,
célula a dónde debe ir?
cuando reptan. La locomoción la hacen en
entre
epidermis
nervioso,
proceso
denominado
parte por medio de cilios situados en su
superficie
GUSANOS PLANOS
ventral
contracciones
y
en
parte
musculares
por
ondulatorias
Los gusanos planos, miembros del filo
similares a las de la lombriz de tierra. El
platelmintos, viven en aguas dulces o
movimiento
saladas,
substancia viscosa secretada por células
o
pueden
ser
terrestres,
arrastrándose sobre rocas, hojas y otros
glandulares
desperdicios.
ventral.
Igual
que la hidra, los gusanos planos
están
provistos
gastrovascular
única
de
una
situadas
platelmintos
de
en
por
la
vida
una
epidermis
libre
más
comunes son las planarias, propias de las
charcas y riachuelos tranquilos de todo el
veces con muchas ramificaciones, pero
mundo .La planaria americana común es
comunicada al exterior por una sola boca a
Dugesia de unos 15 mm de largo y órganos
la mitad de la superficie ventral.
parecidos a Ojos biscos y grandes orejas
Además del ectodermo y el endodermo, en
(fig. 13-10). Las planarias son carnívoras y
el gusano plano hay una capa media, el
se alimentan de animales pequeños vivos o
mesodermo, que representa casi todo el
muertos (figura 13-11). Los platelmintos
cuerpo y forma muchos de sus órganos.
pueden vivir durante meses sin alimento,
Los platelmintos son de los animales más
pues
simples,
bien
tejidos, con lo que disminuyen de tamaño.
desarrollados, o sea unidades funcionales
Igual que en los cnidarios, la respiración es
formadas por varios tejidos. Se conocen en
por difusión.
los varios órganos simples: una faringe
desecho, el
de
19-11),
Los
facilitado
a
provistos
(figura
cavidad
es
órganos
digieren
lentamente
sus
propios
Para secretar productos de
muscular para la ingestión de alimentos,
manchas
oculares
y
otros
órganos
sensitivos en la cabeza, un ganglio cerebral
y un par de cuerdas nerviosas conectadas
entre sí en plano ventral, además de
órganos reproductores. Al igual que los
238
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
gusano plano tiene una red ramificada de
unos tubos que se abren en la superficie
por poros, y terminan en ramas conocidas
como células flamigeras o protonefridios
(fig. 21-9). Cada una es una célula hueca
que contiene un grupo de cilios cuyo latir
recuerda la oscila-
FIG, 13-11.
Caza de presas y alimentación en dugesia.
un
pequeño
capturado
y
crustáceo(daphnia)es
comido,
que
dando
el
exosqueleto de consistencia dura como una
cascaravacía.(según
.,Walker,W,F,Jr
zoology,4
th
y
villee,c,A
Barnes,R.D,:General
Ed.Philadelphia, W.B.Saunders
Co.,1973.)
ción de una llama. El movimiento de estos
cilios expulsa el líquido secretado por los
tubos y lo hace salir por los poros. Las
planarias de agua dulce deben resolver el
mismo problema de eliminación del exceso
de agua como los protozoarios de agua
dulce. Las células flamigeras, como la
vacuola contractil, la disuelven. Algunos
Fig.
13-10.
Planaria
común,,Dugesia.
(Según
americana
ViIlee,
C.
A.,
Walker, W. F. Jr. y Barnes, R. D.: General
Zoology,
4th
Ed.
Saunders Co., 1973.)
Philadelphia,
W.
B.
gusanos
planos
confiscan
nematocistos
intactos de las hidras que comen, los
incorporan a su epidermis y los usan para
defensa,
descargándolos
cuando
son
apropiadamente estimulados.
Tenías y duelas. Aparte los gusanos planos
de vida libre como Dugesia, que representa
la clase Turbellaria, hay dos clases de
239
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
platelmintos parásitos: los Trematoda, o
de órganos reproductores. Cada proglótide
duelas, y los Cestoda, o tenias, ambos des-
se
provistos de una epidermis ciliada.
proglotide adyacente, se llena de óvulos
La estructura de las duelas es semejante a
fecundados
la de los gusanos planos de vida libre, pero
cápsula), se rompe y los pasa al cuerpo del
se fijan al huésped por una o varias
huésped. El óvulo fecun
aparea
consigo
(cada
misma
uno
en
o
con
su
una
propia
ventosas; cuentan, así mismo, con una
que
Fig. 13-12. Ciclo vital de un trematodo. El
substituye a los cilios. Los órganos de
miracidio penetra en un caracol, donde se
digestión, excreción y coordinación son
redondea y transforma en esporocisto.
semejantes a los de los otros gusanos
Dentro del esporocisco los embriones se
planos, pero la boca es anterior, en vez de
transforman en otra forma llamada redia,
ventral. Los órganos de reproducción son
que escapa del esporocisto y se alimenta
sumamente
duelas
de los tejidos del molusco huésped. El
parásitas del hombre son las sanguíneas,
tejido reproductor dentro de la redia se
frecuentes en China, Japón y Egipto, y las
transforma en embriones, que dan lugar a
hepáticas,
dos
redias o cercarias, las cuales salen de la
primeros países y Corea. Ambos parásitos
redia bajo forma de duelas miniatura,
pasan por ciclos vitales complicados con
incluso con cola. La cercaria abandona el
formas
de
huésped y busca al siguiente (pez, almeja,
y
camarón), penetra en él, se rodea de un
parasitismo sobre uno o varios huéspedes
quiste y se transforma en metacercaria.
intermedios como caracoles y peces (fig.
Cuando
13-12).
metacercaria, ésta se transforma en la
Las tenias son animales largos, planos y
duela adulta que emigra al hígado o a los
acintados.
en
pulmones del huésped. Ahí pone huevos
estado adulto, en los intestinos de casi
que son fertilizados y deja salir la forma
todos los vertebrados, incluso el hombre.
larvaria ciliada, el miracidio, con el cual se
El extremo cefálico de una tenia (figura 13-
completa el ciclo. (Segun Villee, C. A.,
13) carece de ojos, pero está provisto de
Walker W. F., Jr. y Barnes, R. D.: General
ventosas y algunas especies poseen un
Zoology,
círculo de ganchos mediante los cuales se
Saunders Co., 1973.)
capa
externa
gruesa,
la
cutícula,
complejos.
Las
principalmente
distintas,
generaciones
los
alternancia
sexuales
Algunas
en
y
asexuales
especies
viven,
el
4th
huésped
Ed.
final
ingiere
Philadelphia,
W.
la
B.
fijan a la mucosa del intestino del huésped.
Detrás de la cabeza se extiende la región
de
crecimiento
constantemente
que
nuevas
produce
secciones,
llamadas proglótides, por gemación. El
resto del cuerpo comprende gran cantidad
de segmentos de este tipo, cuyo contenido
es casi completamente un juego completo
240
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
que causa la triquinosis. Si se come un
trozo de carne de cerdo infestada con este
Parásito, las larvas se desprenden y llegan
rápidamente a la madurez en el intestino.
Después de la fecundación
las hembras
desprenden larvas minúsculas que excavan
su paso hasta un vaso sanguíneo; esta
corriente las lleva hasta un músculo, donde
se enquistan (como se ve en el círculo,
arriba a la derecha).
de una punta dura, y además de glándulas
venosas en la base de la misma. La
probóscide se expulsa por presión de las
paredes musculares sobre el líquido que
llena un compartimiento; la retracción de
éste órgano se debe a un músculo.
Los
progresos
importantes
de
los
nemertinos son estos, en primer lugar, un
tubo digestivo completo, con boca en un
extremo, para ingerir alimentos, y ano en
el otro para eliminar productos de desecho.
En
lugares
esófago
e
intermedios
intestino.
se
Esta
encuentran
organización
difiere de la de cnidarios y planarias, cuyos
alimentos y desperdicios circulan por el
mismo orificio. En los gusanos con trompa
el agua y productos del metabolismo se
eliminan
mediante
células
flamígeras
(protonefridios), igual que en los gusanos
planos.
Otro perfeccionamiento de los nemertinos
es la separación de las funciones digestiva
y
circulatoria.
primeros
Estos
organismos
animales
con
son
sistema
los
cir-
culatorio separado; aunque rudimentario,
consta de tres tubos musculares (los vasos
sanguíneos) que recorren todo el cuerpo,
Fig. 13-15. El gusano redondo Trichinella
unidos
por
vasos
transversales.
Es
spiralil,.,
sorprendente que estas formas primitivas
241
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
tengan glóbulos rojos con hemoglobina,
cuerpos
el mismo pigmento rojo que acarrea el
filamentoso,
oxígeno en la sangre humana. Los nemer-
extremos, están cubiertos de una cutícula
tinos carecen de corazón, de modo que la
dura. Constituye característica anatómica
sangre circula por el cuerpo a merced a
del nematodo presencia de una cavidad
movimientos del cuerpo y contracciones de
corporal primitiva, el seudoceloma, entre
vasos sanguíneos musculares. No hay ca-
la pared del cuerpo y la del intestino.
pilares.
Deriva del blasto cele embrionario y se
El
sistema
nervioso
está
más
largos
cilíndricos,
puntiagudos
entre
el
de
aspecto
en
ambos
evolucionado que en el gusano plano; hay
encuentra
mesodermo
y
el
un "cerebro"* en el extremo
endodermo. Un verdadero celoma en una
cavidad corporal situada dentro de los
* La palabra "cerebro" es aplicada sin
tejidos
exactitud
dan
origen
mesodérmico
y
células
revestida de un epitelio simple de origen
nerviosas en el extremo anterior del cordón
mesodérmico. A diferencia de los nemerti-
nervioso, que actúa como centro reflejo.
nos, cuyos epitelios externo y digestivo
No
a
debe
un
conjunto
que
puedan
están cubierto de cilios, las cubiertas son
animales
inferiores
lisas en el nematodo. Los nematodos sin
las
anillos musculares circulares solo disponen
suponerse
los
de
presentarse
en
funciones
semejantes
a
del
pensamiento superior.
de fibras longitudinales. Pueden doblarse
pero
anterior
grupos
del
de
cuerpo,
células
formado
nerviosas
por
dos
nadan
mal,
a
pesar
de
sus
movimientos enérgicos.
(ganglios)
Su sistema digestivo completo, sistema
unidos por un anillo nervioso que, rodea la
circulatorio separado, y sistema nervioso
vaina de la probóscide; del cerebro nacen
formado por "cerebro" cordones nerviosos,
dos cordones nerviosos de dirección hacia
como en el caso de los gusanos con
atrás.
trompa,
Nematodos. El filo de los nematodos o
características principales de los animales
gusanos redondos tiene cerca de 10 000
superiores. Se cree que el gusano Con
especies, todas semejantes en disposición
trompa se parece a los animales que
general. Algunos viven en el mar otros en
podrían ser los antecesores de los animales
agua dulce, otros en la tierra o en otros
superiores y de él mismo.
animales o plantas como parásitos. Hay 50
La evolución más allá de este punto se ha
especies de nematodos que parasitan al
ramificado en direcciones muy diversas, y
hombre, incluyendo la uncinaria triquina
los animales más avanzados no pueden
(fig. 13-15), el gusano ascaris (fig. 13-16),
disponerse en una sola serie de formas
gusano filaria y el gusano Guinea. El
cada vez progresivamente más elevadas y
examen microscópico de unos puñados de
complejas.
tierra de casi cualquier lugar del planeta
evolución llegó a los vertebrados, otra a los
revela extremada cantidad de pequeños
artrópodos, y otra a la almeja, el calamar y
gusanos blancos que se retuercen. Sus
demás moluscos.
significa
Una
la
rama
condición
principal
de
de
las
la
242
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Rotíferos. Algunos de los invertebrados
dejar
ver
menos conocidos forman el filo de los
reproductores.
también
los
órganos
Esquema
con
detalles
rotíferos, animales "que quedan". Estos
gusanos acuáticos microscópicos, aunque
un poco mayores que algunos protozoarios,
son
Fig.
13-17.
anatómicos
de
un
rotífero;
vista lateral.
pluricelulares, con tubo digestivo completo,
incluyendo un mástax, órgano muscular
para moler los alimentos; un seudoceloma;
sistema excretor de células flamígeras,
vejiga, sistema nervioso con "cerebro" y
órganos de los sentidos, y una corona
característica
de
cilios
en
el
extremo
cefálico que les da el aspecto de una rueda
giratoria (figura 13-17).
Los
rotíferos
y
los
gastrotricos
son
animales de "células constantes". Cada
miembro de cierta especie está formado
exactamente
por
la
misma
cantidad,
inclusive cada parte esta formada por un
número preciso de células, dispuestas en
forma característica. La división celular
cesa con el desarrollo embrionario, de
modo que luego no es posible la mitosis;
Fig. 13-16. Esquema de la anatomía de un
así son imposibles el crecimiento y la
nematodo
Ascaris
reparación. Uno de los problema que no se
lunsbricoidet. A, corte transversal con la
dividen y las células que se dividen de
posición de los órganos internos. B, gusano
otros animales. ¿Es que los rotíferos nunca
hembra
desarrollan cáncer?
destacar
parásito
abierto'
los
típico,
longitudinalmente
órganos
para
reproductores
C,
extremo posterior del macho, abierto para
Gastrotricos.
gusanos
Trátase
acuáticos
de
otro
filo
microscópicos,
de
muy
243
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
parecidos
a
los
rotíferos
en
muchos
aspectos, pero sin corona de cilios. Algunos
gastrotricos de agua dulce se caracterizan
por estar formados exclusivamente por
hembras
que
se
reproducen
por
partenogénesis; no se han descubierto los
machos.
Briozoos.
Los
briozoos,
o
animales
musgos, comprenden dos filos de animales
coloniales, Entoprocta, y Ectoprocta, que
superficialmente se parecen a hidroides
coloniales (fig. 13-18). Las colonias de
unas
especies,
muy
ramificadas
y
hermosas, se confunden a veces con las
algas; otras especies forman colonias como
incrustaciones
finas
sobre
las
rocas,
parecidas a encajes. Cada animal secreta a
su
alrededor
una
capa
protectora
de
carbonato de calcio o de una substancia
proteínica córnea, dentro de la cual puede
retraerse
en
caso
de
peligro.
Dicha
cubierta puede tener forma de vasija, caja
o tubo. Alrededor de la boca del animal se
Fig. 13-18. A, briozoario de ectoprocto de
colonia, Bugula B, esquema de un animal
abierto longitudinalmente para revelar la
estructura interna.
encuentra una cresta circular o en forma
de herradura llamada lofóforo, provista de
tentáculos
ciliados.
Una
de
las
adaptaciones a esta vida dentro de un
"anfora"
es
la
forma
en
U
del
tubo
digestivo. En un filo, Entoprocta, el ano se
halla dentro del anillo de tentáculos, y la
cavidad corporal es un seudoceloma. En
otro filo de briozoarios, Ectoprocta, el ano
reside fuera del anillo de tentáculos y la
cavidad corporal es un celoma verdadero.
En ambos filos, nuevos miembros de la
colonia proceden por gemación a partir de
formas más antiguas; las nuevas colonias
se deben a reproducción sexual durante
algunas estaciones.
En la colonia de briozoarios ectoproctos se
encuentran
llamados
miembros
avicularia,
especializados
por
su
parecido
superficial a la cabeza de un ave. Estos
organismos
constante,
están
durante
en
el
movimiento
cual
un
órgano
peculiar en forma de pico de ave, frecuentemente
se
abre
y
cierra
por
contracción muscular. La finalidad de la
avicularia no es captar alimentos (pues
ésta
función
corresponde
a
otros
miembros), sino impedir que se depositen
sobre la colonia animales pequeños. Las
relaciones en plan de evolución entre ectoproctos y endoproctos, no están aclaradas.
Braquiopodos.
Este
es
otro
filo
con
244
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
lofóforo. Son animales, que se conocen
contrajeran
comúnmente como "lámparas de mar", se
representó
parecen superficialmente a la almeja. Los
desarrollo de los animales superiores.
braquiópodos
tienen
dos
independientemente,
un
paso
importante
del
conchas
semejantes a las de las almejas, por lo
PREGUNTAS
general calcíreas, que pueden abrirse y
cerrarse por acción muscular. A diferencia
1.
de la almeja, en la cual las dos valvas de la
homólogos y análogos. ¿Por qué es posible
concha
utilizar
se
encuentran
a
derecha
e
izquierda del cuerpo, las del braquiópodo
Diga
las
en
diferencias
las
entre
clasificaciones
órganos
órganos
análogos, pero no los homólogos?
están arriba y abajo del animal; la inferior
se fija a una roca u otro objeto mediante
2. ¿Cómo obtienen las esponjas alimento y
un
agua?
fuerte
tallo
muscular.
Todos
los
braquiópodos viven en el mar. Aunque solo
200
3. Compare la estructura de una medusa y
especies de este antiquísimo filo, en otra
la de una hidra Señale cómo se adaptaron
epoca llegaron a pulular más de 3 000. por
a su modo de vida.
persisten
su
en
gran
la
actualidad
antiguedad
conservación
de
su
unas
y
la
concha
buena
dura,
los
braquiópodos fósiles son útiles para los
4. Compare la alternancia de generaciones
de Obtlia musgo.
geólogos en la precisión de la edad de las
rocas. Los fósiles obtenidos de rocas de
5. ¿cómo se puede distinguir un organismo
más
son
pluricelular de una colonia de organismos?
prácticamente iguales a los braquiópodos
¿Supone usted que los segmentos de una
de la actualidad. El género Lingula tiene
tenia representan un solo individuo o una
representantes fósiles y vivientes; es el
colonia como la de los celentereos?.
de
500
millones
de
años
género más antiguo que se conoce de
animales ahora vivos.
6. ¿Qué son células flamígeras? ¿Cuál es su
Algunos invertebrados menos conocidos
misión y cómo funcionan?.
(braquiópodos y foronidios) igual que los
acabados de presentar se caracterizan por
7. ¿En qué se parecen una planaria y una
una cavidad corporal o celoma en la pared
hidra? ¿En qué difieren?
del cuerpo y el tubo digestivo. Esta cavidad
aparece durante el desarrollo embrionario,
8. Si hablamos de un animal pluricelular,
a
sin sistema digestivo, y en cuyo organismo
partir
una
hendidura
de
la
capa
mesodérmica; por lo tanto está revestida
están dispuestos muchos poros, ¿qué es?
de mesodermo. El desarrollo del celoma
que liberó el tubo digestivo de la pared del
9. Compare la mesoglea y el mesodermo
cuerpo
¿En qué tipos de organismos se encuentran
permitió
que
musculares (la externa
las
Y
dos
capas
la intestinal) se
una y otro?
245
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
10. Diga en qué sentido es importante la
describe el descubrimiento del mecanismo
difusión física para la supervivencia de los
químico
celentereos.
espermatozoides
que
produce
huevos
en
invertebrado
este
y
inferior.
11. Nombre las características distintivas
de las clases del filo platelmintos.
12.
Defina
los
términos
celoma,
seudoceloma, cnidoblasto, coanocito.
LECTURAS RECOMENDADAS
Son libros fundamentales para encontrar
detalles de la es de los invertebrados: The
Invertebrates, en varios volúmenes, de
Libbie Hyman e Invertebrate zoology, en
tres volúmenes, de A. Kaestner. El texto
universitario modelo, y una excelente obra
general
Zoology,
de
de
consulta,
Robert
es
Invertebrate
Barnes;
otro
es
Invertebrate zoology, de P. A. Meglistch.
La obra de Ralph Buchsbaum, Animals
Without Backbones, es un libro de texto
bien escrito, con ilustraciones notables. Un
libro popular sobre animales es Parade of
the Animal Kingdom, de R. W. Hegner. En
Parasitology de Noble y Noble pueden
encontrarse más detalles sobre gusanos
pianos, redondos y tenias. De muchos
animales invertebrados marinos se encontrarán descripciones de sus modos de vida
en Between Pacific Tides, de E. F. Ricketts
y J. Calvin; They Live in the Sea, de
Douglas P. Wilson, y Natural History of
Marine Animals, de G. E. MacGinitie. En
cambio, en The Sea Around Us, de Rachel
Carson y A Year on the Great Barrier Reef,
de C. M. Yonge, encontramos descripciones
más sencillas de la vida en el mar. El libro
de W. F. 'Loomis, The Sex Gas of Hydra,
246
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
INVERTEBRADOS SUPERIORES
última parte del Devónico, o sea unos 60
L
millones de años más tarde.
os
invertebrados
"superiores",
o
sean anélidos artrópodos, moluscos
ADAPTACIÓN A LA VIDA TERRESTRE
y equinodermos, tienen boca y ano
separados, intestino musculoso, sistema
Durante su evolución para adaptarse a la
circulatorio bien desarrollado y celoma
vida terrestre, los animales, igual que las
verdadero o cavidad dentro del mesodermo
plantas (cap. 9) tuvieron que resolver
revestida de peritoneo. El celoma se forma
algunos problemas para sobrevivir alejados
durante el crecimiento, como hendidura
del medio líquido, especialmente evitar la
dentro
mesodermo
desecación. La reproducción fue otro pues
(esquizoceloma,
las formal acuáticas pueden depositar sus
de
masas
inicialmente
sólidas
de
disposición típica en moluscos, anélidos y
gametos
artrópodos) o a partir de bolsas que se
fertilización
forman
embriones quedarán protegidos por el agua
de
la
cavidad
intestinal
en
el
y
agua,
lugar
donde
los
de
la
delicados
de
que los rodea en las primeras fases de su
con
desarrollo. Las plantas terrestres, mediante
excepciones importantes a estas reglas
la polinización, lograron llevar los núcleos
generales.
del espermatozoo a los óvulos en ausencia
De estos cuatro filos, sólo los artrópodos se
de
han adaptado bien a la vida terrestre.
desarrollo queda protegido por los tejidos
Cierto que la lombriz de tierra es animal
del gametofito materno o por las cubiertas
terrestre, pero la mayor parte de anélidos
de la semilla. Algunos animales terrestres
vive en el mar; hay algunos caracoles en la
(sobre todo los anfibios) vuelven al agua
tierra, pero el resto de los moluscos es
para reproducirse y permanecer en este
principalmente marino, como todos los
medio
equinodermos. De las
de
renacuajos). En cambio, los gusanos de
(cangrejos,
tierra, insectos, caracoles, reptiles, aves y
(enteroceloma,
disposición
equinodermos
y
artrópodos,
los
propia
cordados),
cinco clases
crustáceos
medio
las
líquido;
formas
así
el
embrión
jóvenes
(larvas
mamíferos,
marinas, pero las otras cuatro: insectos,
espermatozoides del macho a la hembra
arácnidos (arañas, ícaros, etc.), quilópodos
mediante
(centípedos)
(nulípedos)
espermatozoides rodeados por el medio
viven en la tierra. La arqueología nos
acuoso del semen. El huevo fertilizado
enseña
diplópodos
directamente
o
langostas, etc.), incluyen ante todo formas
y
llevan
en
copulación,
con
los
los
animales
queda cubierto por algún tipo de cáscara
terrestres con facultad de respirar aire eran
protectora muy resistente, secretada a su
arácnidos
alrededor por la hembra, o se desarrolla e
que
los
parecidos
primeros
a
los
actuales
escorpiones, los que emergieron del mar
cuerpo
de
la
en el silúrico, hace unos 410 millones de
soportar una estructura corporal contra la
años. Los primeros vertebrados terrestres,
gravedad,
llamados anfibios, sólo aparecieron en la
flotación del agua, no es muy grave para
en
madre.
ausencia
El
problema
'1
efecto
de
de
247
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
los animales pequeños como gusanos, que
En esta forma la aparición de exosqueleto
viven
resolvió
bajo
tierra.
Pero
para
animales
grandes, que viven sobre ellos impone
muchos
problemas
de
la
supervivencia en la Tierra.
algún tipo de esqueleto, los artrópodos y
moluscos crearon un esqueleto al exterior
MOLUSCOS
(exosqueleto) en tanto los vertebrados lo
tienen dentro (endosqueleto). Las formas
Este
terrestres
sufren
de
vivientes y 35 000 fósiles es el segundo,
temperatura
mucho
los
por
variaciones
mayores
que
filo,
su
con
sus
128
volumen,
de
especies
todos
los
animales.
adaptaciones apropiadas para sobrevivir. El
pulpos, caracoles, babosas y el mayor de
océano es un gran baño de temperatura
los invertebrados, el calamar gigante que
casi constante, ya que la de las aguas
alcanza 16 metros de largo, seis de circun-
profundas varía sólo unos cuantos grados
ferencia y puede pesar varias toneladas.
del verano al invierno; aun en un
lago
Plan corporal del molusco. La estructura
pequeño, los cambios de temperatura son
del cuerpo adulto de éstos animales es
considerablemente menores que en el aire.
totalmente diferente a la que se hallan en
En vista de estas desventajas, parece
otros grupos de invertebrados; los más
increible que hubiera formas terrestres. Sin
primitivos
embargo, una de las principales tendencias
característica,
de la evolución es que los organismos se
semejante
diversifiquen y extiendan a nuevos medios
marinos. Esto sugiere que moluscos y
ambientes. En cuanto sean compatibles
anélidos
con la vida, acaba apareciendo ésta, forma
común; sin embargo, los gusanos crearon
adaptada para la supervivencia. El medio
un
terrestre, a pesar
moluscos quedaron con un cuerpo único
tienen
una
la
de
proceden
larvaria
trocófora,
algunos
de
un
segmentado,
tipo
en
arcaico
tanto
sin
llamado quitón (fig. 14-1), miembro de la
encontraron en la tierra un medio con gran
clase Ampbineura, se alimenta de las
cantidad de alimento, sin rapaces y que
algas
estaba escasa de competencia.
costeñas. Sus características estructurales
El exosqueleto durísimo que apareció en
relativamente sencillas proporcionan clara
artrópodo:
ilustración
desempeña
varios
desprende
respecto
de
los
animal
los
plantas terrestres, los primeros animales
que
El
anélidos
ventajas después de la aparición de las
moluscos
segmentación.
almejas,
forma
llamada
a
cuerpo
ostras,
filos
organismos de mar, y han de efectuar
de todo, tiene sus
Comprende
000
de
a
las
las
rocas
cualidades
fines: da resistencia al organismo, permite
básicas
que el cuerpo se sostenga contra la acción
musculoso
de la gravedad, sirve como punto de
rocas ; por encima de este, una masa
inserción de los músculos, protege contra
visceral
la desecación y representa un
manto o
órganos del cuerpo; un manto, o pliegue
armadura que pone al animal al abrigo de
tisular que cubre la masa visceral y los
rapaces.
bordes del pie, y una concha calcárea
para
que
moluscos:
marino
desplazarse
contiene
casi
ancho
sobre
todos
pie
las
los
248
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
dura secretada por la superficie superior
tienen concha en espiral; muchos la tienen,
del manto bajo forma de ocho placas
en
separadas. Igual que la cubierta externa de
miembros de la misma clase, Gastropoda
los artrópodos, esta concha protege al
(gasterópodos)
animal,
orejas marinas abulones), tienen conchas
pero
con
la
desventaja
de
efecto,
pero,
sin
(por
embargo
ejemplo,
otros
lapas
y
dificultar la locomoción.
en forma de corazas aplanadas, en tanto
El aparato digestivo de los moluscos es un
otros, como las babosas y ciertos caracoles
tubo único, a veces enrollado, formado de
marinos,
boca, esófago, estómago, intestino y ano.
protección alguna.
La faringe contiene una estructura en
En una cierta fase del desarrollo de cada
forma de lezna o lima, llamada rádula
gasterópodo
que, por acción De varios músculos, puede
brusca, única y permanente de cuerpo, de
perforar la concha de otro
modo que el ano describe un círculo
Animal o
nudibranquios,
se
no
produce
una
tienen
torsión
Los
completo y se sitúa por encima de la
bivalvos Son los únicos moluscos que
cabeza (fig. 14-2). crecimiento sucesivo se
carecen de rádula; obtienen su alimento
hace
filtrando el agua de mar. El sistema circula
generalmente a lo largo de una espira. El
torio, bien desarrollado, comprende un
giro limita el espacio del cuerpo, de mode
órgan de impulsión que hace circular la
que la branquia corazón, riñón y gónada de
sangre
arrancar
fragmentos
por
ramificados
estan
un
y
los
vegetal.
órganos.
la
expensas
de
la
parte
dorsal,
de
vasos
uno de los lados faltan por completo. Las
donde
vísceras de las babosas, desprovistas de
Dos
debajo
de
a
abiertos
sistema
espacios
(metanefridios)
extraen
de
"riñones"
del
sangre
corazón,
los
restos
concha,
y
de
los
nudibranquios
experimentan la misma torsión durante el
desarrollo.
metabólicos, a los que eliminan por poros
Otra
situados
sistema
(pelecípodos) (que significa pie en forma
nervioso está formado por dos pares de
de hacha), llamados comúnmente bivalvos,
cordones nerviosos, uno hacia el pie y otro
poseen dos conchas articuladas por un lado
hacia
ganglios
y abiertas por el otro. Ésta disposición
correspondientes están unidos alrededor
permite la salida del pie en forma de
del esófago, en el extremo anterior del
hacha, que sirve para la locomoción y de
cuerpo, por un anillo de tejido nervioso,
un largo sifón musculoso con dos tubos
formándose
Muchos
para la absorción y expulsión de agua.
moluscos carecen de órganos sensoriales
Algunos bivalvos como las ostras siempre
bien desarrollados; los caracoles tienen un
permanecen unidos a substrato, otros,
par
localizados
como las almejas, hacen excavaciones en
generalmente en tallos procedentes de la
la arena o lodo mediante su pie. Un tercer
cabeza, y los calamares y pulpos poseen
tipo perfora la roca o la madera en busca
ojos bien desarrollados.
de guaridas más profundas (la taraza o
Se parte de la idea de que los caracoles
gusano
cerca
el
de
del
ano.
manto.
así
ojos
el
El
Los
"cerebro".
sencillos
clase
de
de
los
moluscos,
barcos,
Pelecypoda
Teredo,
que
249
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
los
cerebro, el ojo de éstos moluscos deriva de
muelles y otras instalaciones marinas, solo
un pliegue cutáneo. Este tipo de evolución
anda en busca de una casa) Finalmente,
independiente de es-
ocasiona
daños
en
los
pilotes
de
algunos bivalvos como las conchas (Pecten,
nadan con velocidad increíble mediante
movimiento de cierre y abertura de sus
valvas, debidos a contracción de un gran
músculo aductor (la única parte comestible
del molusco).
Las
almejas
(fig.
14-3)
y
las
ostras
alcanzan su alimento por filtración del agua
de mar ingerida por el sifón y a la que
manda sobre sus branquias. El movimiento
de los cilios de la superficie branquial
mantiene la corriente y así las partículas de
alimento fijadas por el moco que secretan
las branquias son llevadas a la boca En
promedio, cada ostra moviliza cerca de
tres litros de agua de mar en una hora.
La capa nacarada interna de la concha del
bivalvo formada por carbonato de calcio
(madreperla) es secretada en finísimas
láminas
por
las
células
epiteliales
de
manto. Si se introduce un trozo de materia
extraña entre la concha y el epitelio, las
células
epiteliales,
secretan
capas
concéntricas de esta substancia alrededor
de la partícula externa y forma así una
perla.
A
diferencia
de
otros
moluscos,
los
calambres (figure 14-1), nautilos y pulpos,
que
forman
la
clase
Cephalo.,
poda
(cefalópodos), son animales muy activos y
capaces.
Han
logrado
un
conjunto
especializado complejo, de cabeza y pie
con gran "cerebro" bien desarrollado y dos
enormes ojos. Es notable el parecido entre
el ojo del cefalópodo y el del vertebrado,
pero
el
desarrollo
de
ambos
difieren
totalmente, pues en lugar de proceder del
Fig. 14-1. Variaciones de la estructura
general del cuerpo en quitones, caracoles,
almejas y calamares. Nótese el cambio de
posición del pie (1), la concha (2) y tubo
digestivo
(3)
en
la
evolución
de
las
distintas clases.
tructuras similares, destinadas a la misma
función en dos animales diferentes, sin
relación entre sí recibe el nombre de
evolución convergente. En el calamar y
en el pulpo, el pie se divide en tentáculos
250
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
largos (ocho para éste, 10 para aquel),
zoñosa de sus glándulas salivales. Viven en
cubiertos de ventosas, para atrapar y
las
sujetar la presa. Además de sus rádulas,
cuevas. Sus movimientos, muy, ligeros, no
estos animales poseen (en la boca) dos
permiten sospechar la gran fuerza de sus
fuertes picos córneos con los que matan a
ocho
su presa y la fragmentan. El manto es
esconden
grueso, musculoso y con un embudo. Al
anochecer en busca de alimento.
rocas
y
se
refugian
tentáculos.
en
pequeñas
Generalmente
durante
el
día
y
se
salen
al
en
el
llenar la cavidad del manto con agua y
expulsarla por este embudo, los animales
Las
logran una propulsión o retroimpulso muy
desarrollo de moluscos y anélidos
rápido, en dirección opuesta a la del
proceso
embudo.
aparición de larvas trocóforas, hicieron
Los cefalópodos están equipados con una
pensar en posibles relaciones de estos dos
bolsa de tinta que produce un líquido
filos en cuanto a origen evolutivo, y en la
negro espeso. Este se libera cuando el
posibilidad
calamar o el octopus sufre alarma. La
provisto de celoma. Recibió apoyo este
mancha distrae al perseguidor (quizá una
punto de vista a descubrirse, a partir de
anguila
ha
1952, muestras de un molusco primitivo,
octopus
Neopilina, en material dragado de" una
de
trinchera profunda en el Pacífico, a la
morena);
comprobado
paraliza
los
que
la
MacGinitie
tinta
del
quimiorreceptores
los
similitudes
de
sorprendentes
segmentación
de
un
espiral
antepasado
el
y
la
común,
animales que los persiguen.
altura de, Costa Rica. Estos animales de
La concha del nautilo es una formación
2.5
plana
muchas
características comúnes con gasterópodos
cámaras, cuya construcción es persistente;
y anfineuros. Su rasgo más notable es sin
cada año el animal vive en la última de
duda
estas cámaras, entonces la mayor. En las
algunos órganos internos; poseen cinco,
otras hay un gas de composición vecina a
pares de músculos retractores, seis pares
la del aire, con lo cual el nautilo puede
de nefridios y cinco pares de branquias.
flotar. La concha del calamar se reduce a
Semejante estructura ha si de interpretada
una mera "pluma" o "hueso" en el manto,
por algunos zoólogos como prueba del
en tanto el pulpo no tiene ninguna.
carácter segmentario de sus antepasados,
Los pulpos pequeños, que viven bien en los
y de que los moluscos, como los anélidos,
acuarios, se les ha comprobado inteligencia
poseen
sorprendente. Pueden asociar estímulos y,
metamérica.
helicoidal,
formada
por
cm
la
de
longitud
disposición
una
tienen
algunas
segmentaria
organización
de
básicamente
en general, adaptar la conducta, lo que
recuerda mucho más las características del
ANÉLIDOS
vertebrado que las estereotipadas de otros
invertebrados. Los pulpos se alimentan de
Plan corporal del anélido. Entre los
cangrejos y otros artrópodos a los que
invertebrados, más conocidos están las
atrapan y matan mediante secreción pon-
lombrices de tierra, miembros del filo de
251
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
los anélidos. (figs. 14-4 y 21-10). Esta
segmentados (artrópodos y cordados) la
palabra, que a todas luces se refiere a la
especialización de los diferentes segmentos
existencia de "anillos" nos dice que el
llega
cuerpo del gusano está formado por dichos
segmentación pasa a segundo plano.
anillos o segmentos. Tanto los órganos
En El gusano de tierra queda protegido de
internos como la pared del cuerpo se
la desecación por una cutícula fina y
encuentran segmentados. El cuerpo es un
transparente secretada por las células de la
tubo bilateralmente simétrico compuesto
epidermis o capa externa de la pared
de
corporal. Las células glandulares de la
aproximadamente
un
centenar
de
a
tal
grado
que
la
misma
epidermis que secretan moco forman otra
unidades
capa protectora sobre la piel. La pared del
cuerpo
contiene
músculos
una
circulares
y
capa
externa
de
otra
interna
de
músculos longitudinales. cada segmento,
con excepción del primero, posee cuatro
pares de cerdas o quetos, provistas de
pequeños músculos que pueden mover las
cerdas y cambiar el ángulo que forman con
el cuerpo. La lombriz se desplaza hacia
Figura 14-2. Torsión embrionaria en el
adelante
gasterópodo Acmaea (una lapa). (Según
músculos circulares para alargar el cuerpo,
por
la
contracción
de
sus
Boutan, 1899.)
fijándose al suelo o las paredes de las
galerías en que vive con sus cerdas y
luego, con sus músculos longitudinales en
semejantes, cada una con un par de
contracción acerca el extremo posterior al
órganos de cada sistema. Los segmentos
anterior; la locomoción es así un fenómeno
están
ondulatorio.
separados
entre
sí
por
piques
transversales llamados septos. El principal
El celoma o cavidad del cuerpo de los
adelanto evolutivo de las lombrices de
anélidos es grande y bien desarrollado;
tierra respecto a las formas inferiores es
todo
precisamente
fundamentalmente
cada
esta
segmento
subordinada
funciones.
representa
del
especializarse
La
segmentación,
cuerpo
para
división
del
pues
ese
cuerpo
en
dos
consiste
tubos,
uno
una
unidad
dentro del otro. El externo es la pared del
que
puede
cuerpo, en tanto el interno es la del tubo
determinadas
digestivo. El celoma contiene un líquido
cuerpo
en
que baña los órganos internos y representa
segmentos es semejante, en mayor escala,
el
intermediario
entre
las
células
del
a la división del cuerpo animal en células
sistema circulatorio y las del organismo en
que permitió la especialización local. En el
cuanto a transporte de gases, alimentos y
gusano de tierra, los segmentos son casi
productos de desecho.
todos iguales; pero en otros animales
En el sistema digestivo de la lombriz deben
252
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
considerarse varios adelantos respecto al
de los gusanos de trompa: hay en ellos
una faringe musculosa para deglutir, un
esófago y un estómago dividido en dos
partes
(estómago
anterior
de
pared
delgada, donde se almacena el alimento y
estómago
posterior
de
pared
gruesa,
donde es fragmentado; el equivalente del
buche y molleja de las aves). El resto del
aparato digestivo es un tubo largo y recto,
donde ocurren la digestión y absorción;
termina en el ano, que se abre al exterior a
nivel del extremo posterior.
El sistema circulatorio también presenta
progresos, en cuanto a complejidad y
eficacia, respecto al de los gusanos de
trompa
más
primitivos.
En
la
lombriz
encontramos dos vasos principales: uno
encima del tubo digestivo que recoge la
sangre
de
varios
vasos
segmentados,
contráctil y que impulsa la sangre hacia
adelante, en
Fig. 14-4. Corte longitudinal esquemático
de
la
porción
ante
rior de una lombriz, con sus estructuras
internas.
tanto el otro, por el cual la sangre circula
hacia atrás, está colocado por debajo del
tubo digestivo y manda la sangre a los
distintos órganos. En la región del esófago
los vasos dorsal y ventral (posterior y
anterior) están unidos por cinco pares de
“
tubos musculosos llamados
corazones",
los que mandan la sangre al vaso ventral.
También
hay
vasos
de
distribución
menores, laterales y ventrales, así como
capilares en todos los órganos y en la
pared corporal.
El sistema excretor se compone de órganos
pares
que
segmento
individual,
se
repiten
del
cuerpo.
llamado
en
casi
Cada
cada
órgano
metanefridio,
comprende un embudo ciliado que se abre
a la cavidad celómica anterior del vientre y
comunica por un tubo con el exterior del
fig.14-3.corte longitudinal de almeja de
mar
Mercenaria
mercenaria,
principales sistemas.
con
los
cuerpo (fig. 21-10). Los residuos se eliminan por la cavidad celómica, en parte por
el ondular de los cilios y en parte por
corrientes provocadas por la contracción de
los músculos de la pared del cuerpo. El
253
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
tubo del órgano excretor está rodeado de
cavidad celómica. Estos son recogidos por
una red capilar, de modo que los productos
un par de embudos ovulares que lo
de desecho son eliminados tanto de la
llevan a cortos oviductos, los cuales se
corriente sanguínea como de la cavidad
abren en la cara ventral del segmento 14 a
celómica. Los metanefridios, abiertos en
través
ambos extremos, son muy diferentes de
segmentos
los
receptáculo
protonefridios
de
los
invertebrados
de
poros
femeninos.
9
10,
y
inferiores, que son túbulos ciegos que solo
espermatozoides
se
cópula.
abren
al
exterior.
Los
adultos
de
dos
seminales
En
los
pares
de
almacenan
los
durante
la
recibido
típicamente
Para este último proceso, dos gusanos,
las
formas
colocados en sentido opuesto, ponen en
larvales generalmente tienen protonefridios
contacto sus superficies ventrales (fig. 14-
como órganos excretores éstos típicamente
5);
tienen un solo flagelo largo, en vez de un
mucosas
invertebrados
tienen
superiores
metanefridios,
pero
quedan
unidos
por
secreciones
penacho de cilio. Esto es compatible con el
concepto
de
que
los
invertebrados
superiores proceden, por evolución, de
Fig. 14-5. Copulación de dos lombrices.
formas
(Fotografía
similares
a
los
invertebrados
todos
animales
vivos,
lograda
durante la noche.) (Por amabilidad de
inferiores.
Sistema
de
reproductor.
los
bermafroditas;
órganos
Las
gusanos
Los
(y
son
individuo
lleva
cada
reproductores
femeninos.
lombrices
oligoquetos)
masculinos
segmentos
10
y
General Biological Supply, House, Chicago,
III.)
y
11
contienen cada uno un par de testículos
situados en cavidades celómicas aisladas,
los
reservorios
de
esperma.
Allí
encontramos tres pares de bolsas laterales
bien
desarrolladas
llamadas
vesículas
seminales (fig. 14-4), que abarcan los
segmentos 9, 10 11. Los espermatozoides
producidos en los testículos se almacenan
en los reservorios y vesículas. Dos pares
de embudos espermáticos recogen los
espermatozoides d los reservorios y los
llevan,
a
través
de
dos
conductos
espermiáticos, a los poros masculinos,
en la cara ventral del segmento 15.
En el segmento 13 un solo par de ovarios
pequeño
descarga
sus
huevos
en
la
espesas del clitelo, región engrosada de la
epidermis en los segmentos 32 a 37. El
254
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
espermatozoide de un gusano se dirige
axones
hacia
se
impulsos nerviosos más rápidamente que
receptáculos
las fibras nerviosas ordinarias. Cuando
atrás,
encuentra
hasta
frente
el
a
clitelo,
los
que
gigantes
transmiten
amenaza
depositado. Luego los gusanos se separan
estimulan a los músculos, los que se
y el clitelo secreta un capullo membranoso
contraen y retraen el gusano a su galería.
que
Los
un
líquido
albuminoideo.
peligro,
axones
estos
los
seminales del otro gusano. Allí queda
contiene
un
que
gigantes
de
axones
anélidos,
Según el capullo se desliza sobre la cabeza
calamares y algunos artrópodos se han
del gusano, caen huevos dentro de el
utilizado para el estudio de los mecanismos
procedentes de los poros femeninos, así
de la conducción nerviosa (pág. 423).
como espermatozoides de los receptáculos
Las actividades de la lombriz están bajo la
seminales. El capullo se desprende de la
regulación de los dos ganglios cerebral y
cabeza, su abertura se cierra y se forma
subfaríngeo. La extirpación del cerebro
una cápsula en forma de huso dentro de la
aumenta las actividades del cuerpo; la
cual
transforman
en
extirpación del ganglio subfaríngeo suprime
Este
de
todos los "movimientos espontáneos. Esta
reproducción complejo es una adaptación a
prueba revela la especialización funcional
la vida terrestre.
del sistema nervioso; el cerebro el cerebro
Sistema nervioso. También el sistema
representa en parte un centro inhibidor y
nervioso está más desarrollado que en los
el
gusanos de trompa; comprende un gran
estimulador. Puesto que llevan una vida
conjunto bilobulado de células nerviosas
subterránea, las lombrices no tienen muy
(llamado cerebro) inmediatamente encima
desarrollados los órganos de los sentidos,
de la faringe, en el tercer segmento, y otro
pero
ganglia subfaringeo debajo de la faringe
ejemplo, Nereis, poseen dos pares de ojos
en el cuarto. Los dos ganglios están unidos
y órganos sensibles al tacto y a las
por un anillo nervioso alrededor de la
substancias químicas.
faringe. Del ganglio inferior nace un cordón
Clase
nervioso (en realidad dos cordones muy
contiene unas 10'000 especies divididas en
vecinos) que recorre todo el cuerpo por
cuatro
debajo
Archiannelida
los
huevos
diminutos
se
gusanos.
del
tubo
digestivo.
tipo
En
cada
ganglio,
subfaríngeo
algunos
de
gusanos
anélidos.
clases:
un
de
El
e
“
mar,
filo
Polychaeta,
centro
por
Annelida
Oligochaeta,
Hirudinea.
Polychaeta
segmento este cordón nervioso presenta
( poliquetos'")
un engrosamiento, el ganglio segmentario,
gusanos marinos
del que parten lateralmente, hasta los
que nadan libremente, se esconden en la
músculos
segmento
arena y el lodo cerca de la orilla o viven en
correspondiente, una sucesión de nervios.
tubos formados por las secreciones de la
Los ganglios segmentarios coordinan la
pared de su cuerpo. Cada segmento de
contracción de los músculos del cuerpo, de
éste posee un par de remos cubiertos de
modo que el gusano puede así avanzar. El
cerdas (parapodios), los que se extienden
cordón
hacia los lados (fig. 14-6). El extremo
y
órganos
nervioso
tiene
del
unos
cuantos
(de
muchas
cerdas),
255
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
anterior del cuerpo está constituido por
una cierta especie sueltan sus gametos al
una cabeza bien desarrollada oprostomio,
mismo tiempo. Hay ciclos estacionales,
con ojos, antenas-y un par de palpos
con variaciones de temperatura, duración
laterales. Casi todos los poliquetos son
del día y cantidad de alimentos; ciclos
rapaces y todos tienen sexos separados.
lunares, con variaciones de la altura de
las
mareas,
ímpetu
de
las
corrientes,
relación entre la hora solar y el momento
en que se produce la marea, luminosidad
durante la noche, y ciclos diurnos con
grandes variaciones de luz, entre día y
noche.
Coordinados
combinados
de
por
estos
los
efectos
acontecimiencos
cíclicos del medio ambiente, más del 90
por 100 de los individuos de una población
de gusanos Palolo, especie de poliquetos
que viven sobre los arrecifes de coral del
Pacífico del Sur, expelen sus óvulos y
espermatozoides en un periodo de dos
horas en una determinada noche. En este
caso, el periodo estacional limita el periodo
reproductivo al mes de noviembre; el ritmo
lunar, a un cierto día durante la última fase
de
la
luna,
cuando
la
marea
es
excepcionalmente baja, y el ritmo diurno a
Fig. 14-6. Clases del filo de los anélidos.
unas cuantas horas después de la obscu-
Poliquetos: Nerci. virens, a veces llamado
ridad completar la mitad posterior del
gusano
gusano Palolo, que contiene gran cantidad
almeja.
Oligoquetos:
Lumbricuj
terrestris, o lombriz común Hirudineos:
de
Hirudo
sanguijuela
cuerpo, nada hacia atrás hasta llegar a la
medicinal. (De Villee, C. A., Walker, W. F.,
superficie y se abre, lo que pone en
Jr., Smith, F. E.: General Zoology, 3rd
libertad los óvulos o espermatozoides, de
Ed. Philadelphia, W. B. Saunders Co.,
modo que sea posible la fertilización.
medicinalis,
c
gametos,
se
separa
del
resto
del
1968.)
Los
óvulos
y
espermatozoides
de
los
poliquetos son arrojados al agua de mar
donde ocurre la fertilización. En muchos
casos hay comportamientos que aumentan
la
probabilidad
de
fertilización;
al
responder a ciertas variaciones rítmicas del
medio, casi todos los machos y hembras de
256
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
raras, pero cada una contiene suficiente
alimento
para
la
nutrición
del
gusano
durante un largo periodo. La llamada "sanguijuela medicinal" es un gusano de agua
dulce de unos 10 centímetros, que los
médicos utilizaban
para sangrar a
los
enfermos cuando estaba en boga la teoría
humoral de la enfermedad.
Los arquianelidos y los poliquetos parecen
representar una rama de la evolución de
los anélidos, en tanto los oligoquetos y la
sanguijuela forman otra. El desarrollo de
los
poliquetos
y
los
arquianélidos
se
Las 2 000 especies de la clase Oligocbaeta
caracteriza por una forma larvaria llamada
(oligoquetos) (la lombriz es uno de ellos)
trocófora (fig. 14-7). La notable semejanza
se caracterizan por tener muy pocas cerdas
de la trocoóora y la larva de los moluscos
en cada segmento. Se encuentran casi
es una de las bases de la teoría de que los
exclusivamente en el agua dulce y en
anélidos y los moluscos surgieron de un
lugares terrestres húmedos.
antecesor común.
Archiannelida (arquianelidos) forman un
grupo
simples,
reducido
sin
de
gusanos
segmentación
marinos
externa
ni
Se supone en general que los anélidos y
cerdas.
La
cuarta
ONICÓFOROS
clase
de
anélidos Hirudinea
artrópodos
proceden
de
un
antecesor
la
segmentado común; ésta teoría se funda
gusanos
en parte en la existencia de un animal
poseen poderosas ventosas musculares en
curioso llamado peripatus (fig. 14-8), de
los extremos anterior y posterior, con las
las selvas tropicales húmedas de África,
cuales se fijan a sus presas. Difieren de
Australia, Asia y América
otros anélidos por carecer, tanto de cerdas
del Sur. Este animal parecido a una oruga,
como de apéndices de otro tipo. La mayor
de unos 5 a 8 v centímetros, podría ser un
parte de sanguijuelas se alimentan de
eslabón entre los dos filos. Sin embargo,
sangre de vertebrados; se fijan con sus
no
ventosas, perforan la piel del huésped y
artrópodos
aspiran cierta cantidad de sangre que se
poco alterado del original de anélidos y
almacena en bolsas del tubo digestivo. En
artrópodos, pues
su estómago anterior la sanguijuela tiene
mezcla de las características de ambos.
glándulas que secretan un anticoagulante
Está provista de muchos pares de patas,
(hirudina),
cada una con un par de ganchos' en el
(hirudineos),
sanguijuela
comprende
(fig.
lo
14-6).
que
le
únicamente
Estos
permite
ingerir
mucha sangre. Las "comidas" pueden ser
parece
extremo.
ser
el
actuales,
Sus
su
antecesor
sino
los
descendiente
anatomía
sistemas
de
es
una
reproductor,
257
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
excretor y nervioso son semejantes al de
remos para la natación, patas para andar,
los anélidos, pero su sistema circulatorio es
partes bucales u órganos reproductores o
igual al de los artrópodos, así como su
accesorios
sistema respiratorio, formado por tubos
espermatozoides. Un factor importante en
aéreos (tubos traqueales). Ciertos zoólogos
el éxito que han tenido los artrópodos
clasifican al peripato como filo separado
durante la evolución es el exosqueleto
(onicóforos); otros lo colocan; con los
duro, quitinoso a modo de armadura o
anélidos y, por último, no falta quien lo
cutícula,
considera artrópodo.
segmentado
El peripato proporciona un posible eslabón
cutícula tiene una capa cérea impermeable
entre
exterior,
los
anélidos
y
los
artrópodos
para
que
la
cubre
y
sus
transportar
todo
el
cuerpo
prolongaciones.
epicutícula,
La
compuesta
de
terrestres, pero es bastante improbable
proteínas y lípidos, una exocutícula media
entre los anélidos y los trilobites (fig. 14-
rígida y una endocutícula flexible interior.
9).-' En 1930, se encontraron 11 fósiles
El principal constituyente de las dos capas
bien conservados de' depósitos cámbricos;
anteriores
estos
denominados
compuesto de unidades acetil-glucosamina.
peripato
en
La capa rígida se adelgaza en algunas
el peripato y
regiones, por ejemplo en las articulaciones
Aysheaia sean dos representantes de un
de las patas, entre los segmentos del
antiguo grupo variado y generalizado que
cuerpo; esto permite que la cutícula en
adquirió muchas características semejantes
conjunto se pueda doblar. Este exosqueleto
a las de los artrópodos antes de que
protege al cuerpo contra una desecación
aparecieran éstos últimos.
excesiva y de
animales
Aysheaia,
se
marinos,
parecían
muchos aspectos. Quizá
al
es
quitina,
polisacárido
ataque de los enemigos,
además brinda sostén a,
tejidos blandos subyacentes. Pero también
ARTRÓPODOS
tiene
desventajas: los movimientos del
cuerpo son relativemente restringidos, y,
Los animales que forman este filo son sin
para
duda los; que lograron el mejor resultado
periódicamente su capa externa y elaborar
biológico;
o mayor; en este periodo el animal es
en
efecto,
son
los
más
crecer,
el
artrópodo
de
perder
numerosos (se conocen alrededor de un
vulnerable
millón de especies, de las cuales unas 800
musculares distintos unidos a la superficie
000 son insectos); se les encuentra en la
interna
del
exosqueleto.
mayor diversiad de hábitat ecológicos y
sistema
de
palancas
pueden ingerir una variedad
extensión y flexión' de las partes a nivel de
de alimento
mayor que los miembros de cualquier o
artrópodos
que
tienen
Actúan
haces
sobre
permiten
la
las articulaciones.
filo.
El término "artrópodo" indica los pares de
apéndices pareados únidos característicos
de estos animales. Estos funcionan: como
258
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
ojos
de
gran
compuestos
complejidad,
de
los
como
insectos;
los
órganos
localizados en las antenas, sensibles al
tacto y a los agentes químicos; órganos de
audición, y células táctiles en la superficie
del cuerpo.
El celoma verdadero es pequeño y formado
principalmente
por
las
cavidades
sistema
reproductor;
la
corporal
no
celoma,
es
hemoceloma,
un
una
gran
cavidad
del
cavidad
sino
un
sanguínea-
parte del sistema circula
Fig.
14-9.
lzquierda,
vista
dorsal,
y
Fig 14-8 Peripatus, miembro del filo de los
derecha, vista ventral de un trilobite del
onicóforos,
entre
periodo Ordovícico, Triartrus eatoni. (De
anélidos y artrópodos. (Por amabilidad del
Stormer, L., en Grassi, P. (ed.): Traitf de
Ward's Natural Science Establishment.)
Zoologie. Paris, Masson et Cie., 1949.)
"eslabón
perdido"
Plan corporal del artrópodo. El cuerpo de
la mayor parte de los artrópodos está
dividido
en
tres
regiones:
cabeza,
compuesta siempre de seis segmentos
exactamente, tórax y abdomen, ambos
formados
por
un
número
variable
de
segmentos. A diferencia de casi todos los
anélidos, cada artrópodo posee un número
fijo
de
segmentos
que
permanece
constante durante toda su vida. El número
increíble de variaciones en el plan corporal
y en la forma de los apéndices en las
muchas
especies
hacen
imposible
su
descripción. El sistema nervioso de los
artrópodos más primitivos es idéntico al de
los anélidos, es decir, un cordón nervioso
ventral que une los ganglios de los diversos
segmentos; ahora bien, en los artrópodos
más
superiores
suelen
fusionarse
los
ganglios sucesivos. Los artrópodos poseen
órganos de los sentidos bien desarrollados,
259
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
cuerpo con las heces por el ano.
CLASES DE ARTROPODOS
Los
trilobites.
primitivos,
Los
artrópodos
miembros
del
más
subfilo
Trilobitomorpha, constituyen un grupo ya
desaparecido de artrópodos marinos que
abundó en la Era Paleozoica. A partir de
restos fósiles se han llegado a descubrir
Fig. 14-10. A, centípedo, miembro de la
unas 3 900 especies de trilobites; casi
clase
todos
de
los
quilópodos.
Los
ciempiés
vivieron
en
el
fondo
del
mar
tienen un par de apéndices en cada seg-
desplazindose sobre la arena y el lodo o
mento; B, milípedo, miembro de la clase
labrando galerías en el suelo. Su longitud
de los diplópodos. Tienen dos pares de
fluctuaba entre un milímetro y cerca de un
apéndices
metro, si bien en su mayor número tenían
en
cada
segmento.
(Según
Hunter, G. W. y Hunter, F. R.: College
de
Zoology, Philadelphia, W. B. Saunders Co.,
aplanado, de forma oval, se dividía en tres
1949.)
partes (fig. 14-9), una anterior o cabeza
con
3
a
10
cuatro
centímetros.
Su
segmentos
cuerpo
fusionados,
torio, pues este incluye, además de los
portadora de un par de antenas y un par
vasos,
la
de ojos compuestos; un órax, formado de
extensión del cuerpo que actúan como
un número variable de segmentos, y una
baño para los órganos. En la parte dorsal
parte posterior
del cuerpo hay un órgano de bombeo o
varios segmentos fusionados. El cuerpo
"corazón" que moviliza la sangre alrededor
estaba además dividido en un lóbulo medio
de estos espacios. La mayor parte de los
y dos lóbulos laterales por dos surcos que
artrópodos acuáticos poseen un sistema de
se
branquias
posterior
del
corporal
tenía
espacios
mientras
para
las
abiertos
la
en
respiración
formas
cada
externa,
terrestres
están
extendían
opigidio
del
extremo
animal.
un
integrada
por
anterior
al
Cada
segmento
de
apéndices
par
provistas de tráqueas o tubos aéreos finos
segmentados de dos ramas. Cada apéndice
ramificados que llevan el aire a los órganos
constaba de una pata interior para la
internos. El aparato digestivo es, en forma
locomoción
típica, un simple tubo como el de la lombriz
exterior
de tierra revestido parcialmente con una
branquias.
cutícula similar a la cubierta externa del
Es digno de notar que la observación de los
cuerpo. En los insectos y algunas otras
fósiles ha brindado información no solo
formas, el sistema excretor consta de
respecto
túbulos que desaguan en el tubo digestivo.
adulto, sino también respecto a las etapas
Estos residuos metabólicos abandonan el
del desarrollo de los trilobites. Sabemos
(telopodita)
(preepipodita)
a
la
estructura
y
una
que
del
rama
contiene
individuo
260
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
hoy que pasaban por tres estados larvarios
Capturan y matan su presa valiéndose de
durante cada uno de los cuales las larvas
las
experimentaban varias mudas. A medida
inmediatamente detrás, de la cabeza sobre
que se producían estas mudas en sucesión
el primer segmento del tronco. En la base
se
de las garras se encuentra un par de
añadían
al
cuerpo
segmentos
garras
venenosas
situadas
más
glándulas-, venenosas que desaguan en
estructura.
Los
trilobites
conductos cuya abertura está en la garra
serie
características
puntiaguda en forma de colmillo. Respiran
comunes con los crustáceos, y otras con
los centípedos por medio de una serie de
los arácnidos y límulos; quizá hayan sido,
tubos aéreos o tráqueas que comunican al
antecesores de ambos grupos, aunque
exterior por pequeñas aberturas llamadas
desconocemos
espiráculos.
adicionales,
compleja
tienen
haciéndose
su
una
más
de
y
las relaciones evolutivas
Los milípedos o "milpiés" son también
exactas entre los tres.
Los
mandibulados.
Los
crustáceos,
animales secretores que viven debajo de
insectos, ciempiés, milípedos y centípedos,
las
todos tienen un par de mandíbulas, a modo
distintivo de ésta clase lo constituye la
de
presencia
maxilares,
como
primer
apéndice
hojas,
piedras
de
y
leños.
segmentos
El
dobles
rasgo
en
el
después de la boca, y se clasifican en el
tronco resultantes de fusión de dos somitas
subflo
centípedos,
originales. Cada segmento doble posee dos
quióopodos, y los milípedos, dipópodos, se
pares de patas y dos pares de ganglios.
parecen por tener una cabeza y un tronco
Los
alargado con muchos segmentos, cada uno
segmentos solo tienen' un par de patas. El
de ellos provisto de patas (fig. 14-10). Son
cuerpo
todos terrestres; se encuentran siempre
cilíndrico, a diferencia del de los centípedos
debajo de piedras o maderas o en el suelo
que es más bien aplanado. Los diplópodos
en regiones tropicales y templadas. Los
no son tan ágiles como los quilópodos, y la
centípedos tienen un par de patas en cada
mayor parte de las especies se desplazan
segmento situado detrás de la cabeza. La
muy
mayor
parte
de
generalmente herbívoros alimentándose de
menos
de
un
Mandibulata.
los
Los
centípedos
centenar
tienen
de
patas
tres más anteriores de los cuatro
de los
milípedos
lentamente
vegetales
vivos
sobre
en
tiende a ser
el
suelo;
son
descomposición;
generalmente alrededor de 30- si bien hay
respiran por tráqueas que se abren a
algunas especies; siempre en minoría, con
través de espiráculos. En quilópodos y
patas suficientes para merecer el nombre
diplópodos pueden faltar los ojos o poseer
de "centípedos". Las extremidades de estos
ojos
animales
especies
son
largas
y
les
permiten
simples
de
(ocelos).
Unas
centípedos
cuantas
tienen
ojos
Los
parecidos a los compuestos de los insectos,
centípedos son carnívoros, se alimentaa''
formados por un grupo de hasta 100
de otros animales, principalmente insectos,
unidades
aunque los de gran tamaño es bien sabido
cabeza.
desplazarse
a
buena
velocidad.
ópticas
en
cada
lado
de
la
que comen serpientes, ratones y ranas.
261
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Crustáceos. Se diferencian de los otros
del Caribe, por ejemplo- que sobreviven
atrópodos por tener dos pares de antenas
durante largos periodos en la tierra, en
o
ambiente
tentáculos
sensitivos,
un
par
de
húmedo.
Son
carnívoros,
mandíbulas, y dos pares de maxilares
alimentan de carroña, bien actúan
sobre
filtradores
sus
cabezas;
sus
ojos
son
poseen
generalmente compuestos. Las
de
alimentos.
ciertos
Estos
apéndices
se
como
últimos
provistos
de
pelos finos (setas) que funcionan como un
filtro para acumular pequeñas partículas de
alimento, las cuales son eliminadas de
estos
pelos
mediante
otras
cerdas
y
transportados a la boca.
Uno de los crustáceos más conocidos es la
langosta, decápodo, asi llamado por tener
10 patas. Los seis segmentos de su cabeza
y los ocho del tórax se unen para constituir
un cefalotórax cubierto por su parte de
arriba
y
lados
caparazón,
por
un
formado
escudo,
de
el
quitina
impregnada de sales de calcio. Los dos
'Fig. 14-11. Corte longitudinal esquemático
del macho del camarón de agua dulce
semejante a la langosta.
algunos bien conocidos como cangrejos de
mar, camarones, langostas y cangrejos de
río (fig. 14-11) y miles de especies de
menos
miríadas
crustáceos
de
frecuente.
diminutos
Hay
que
viven en mares, lagos y charcas que
ocupan
cadenas
posición
de
fundamental
alimentos
en
acuáticos.
las
El
principal alimento de algunas de las más
grandes ballenas es el llamado "krill",
crustáceo marino de menos de 25 mm de
longitud. Los crustáceos son la única clase
de artrópodos primariamente acuáticos;
casi todos son marinos, pero algunos viven
en
agua
dulce.
Hay
órganos sensoriales quimiorreceptores y
táctiles, el segundo par de antenas es
especialmente largo. Las mandíbulas son
26 000 especies de crustáceos incluyen
observación
pares de antenas son los lugares de los
incluso
algunas
especies -el cangrejo ermitaño de las islas
cortas y pesa das con superficies opuestas
para morder y triturar. Detrás de las
mandíbulas se encuentran dos apéndices
alimenticios
accesorios,
la
primera
y
segunda maxila.
Los
apéndices
de
los
tres
primeros
segmentos del tórax son maxilípedos y
ayudan a desmenuzar el alimento y pasarlo
a la boca. El cuarto segmento del tórax
posee un par de pinzas o quelípodos de
gran tamaño, y los segmentos del 5 al 8
están provistos de patas que les sirven a
desplazarse.
segmento
Los
apéndices
abdominal
forman
del
primer
parte
del
sistema reproductor y funcionan en el
macho como estructuras de transporte de
esperma.
En
los
cuatro
segmentos
262
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
siguientes del abdomen se advierten varios
Aunque
pares de apéndices natatorios, parecidos
camarones son los más conocidos de los
a remos y usados para nadar por algunos
crustáceos, no son en modo alguno los
decápodos, y por las hembras de codas las
más importantes en la economía global de
especies para almacenar huevos. Los dos
la naturaleza. Hay incontables miles de
últimos segmentos son portadores de los
millones de crustáceos microscópicos que
urópodos y del telson o cola en forma de
pululan en el océano y que sirven de
abanico que utiliza el animal para nadar
alimento a muchos peces y a otras formas
hacia atrás.
marinas como las ballenas. Branchiopoda
La respiración en los crustáceos suele
(branquiopodos)
efectuarse
pequeñas formas parecidas a camarones -
por
branquias
generalmente
las
langostas,
incluyen
una
serie
de
camarones
mayor parte de los apéndices. Poseen
pulgas de agua- que se encuentran sobre
estos
todo
un
sistema
circulatorio
en
agua
renacuajo
y
adheridas al segmento proximal de la
animales
duendes,
cangrejos
dulce
(fig.
14-12).
La
(ostricodos,
o
abierto, con un corazón que late, y arterias
subclase
que terminan en el hemoceloma, grandes
camarones enanos), son otros crustáceos
espacios llenos de sangre que se ramifican
diminutos que se encuentran en mar y en
por casi todas las partes del cuerpo. La
agua
sangre de la langosta posee un pigmento
conchas
azulado,
redondeadas o elípticas, además de la
llamado
hemocianina,
para
Ostracoda
enano,
dulce;
se
o
cáscaras
por
dos
protectoras,
transporte de oxígeno.
cutícula
El orden Decapoda (decápodos) es el más
almejas en miniatura cuyo caparazón está
grande entre los crustáceos, integrado por
impregnado de carbonato de calcio.
unas
8
500
especies
de
usual,
caracterizan
pareciendo
a
la
vista
langostas,
cangrejos de mar y de río y camarones.
Casi todos los decápodos son marinos,
aunque algunos, como ciertas variedades
de cangrejos y camarones viven en agua
dulce. Los crustáceos en general, y los
decápodos
en
particular
muestran
en
forma sorprendente la especialización y
diferenciación de partes en las diversas
regiones del animal. Los trilobites y quizá
los crustáceos primitivos tenían segmentos
provistos de apéndices casi idénticos. En la
langosta, ninguno de los 19 pares de
apéndices son iguales, y los correspondientes a las diferentes partes del cuerpo son
completamente
función.
distintos
en
forma
y
Fig. 14-12. Daphnia, pulga acuática Vista
lateral
(izquierda)
con
un
lado
del
263
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
caparazón
quitado
para
mostrar
los
terrestres
húmedos.
Miembros
de
los
Vista
órdenes Isopoda y Amphipoda (isópodos
los
y anfípodos) se denominan vulgarmente
apéndices troncales. (De Villee, C. A.,
"piojos de la madera", "pulgas de playa;
Walker, W. F., Jr. y Smith, F. E.: General
"cochinillas de tierra". Aunque a primera
Zoology,
vista parece insectos, son crustáceos. Los
órganos
corporales
ventral
(derecha)
3rd
Ed.
encerrados.
omitiéndose
Philadelphia,
W.
B,'
cuerpos de los isópodos están aplanados
Saunders Co., 1968)
de arriba a abajo, y los de los anfípodos
Otro grupo de crustáceos muy pequeños,
lateralmente.
Copepoda (copépodos) habitan en el mar
Muda. Los cangrejos, langostas de mar,
o en agua dulce (figura 14-13), y muchas
camarones: otros crustáceos mudan varias
de sus especies son parásitas de otros
veces
animales
animales,
marinos
o
fluviales.
Los
copépodos son importantes también como
durante
al
su
nacer,
crecimiento.
pasan
en
Los
mudas
seguidas
alimento de ballenas y peces; los que viven
libremente tienen cuerpos cortos y cilíndriFig. 14-13. Otros órdenes de pequeños
cos.
crustáceos. A, orden Copepods. B, orden
Cirripedia (cirrípedos) o percebes forman
Ostracoda, con un caparazón abisagrado
el único grupo sésil de los crustáceos. Su
que encierra la cabeza y el cuerpo. C,
anatomía externa difiere por completo de
orden Cirripedia, los percebes, adheridos
la observada en otros crustáceos y fue
por una enorme primera antena, con el
hasta 1830, año en que se investigaron
cuerpo
etapas larvarias, que se llegaron a conocer
(Segbn Villee, C. A., Walker, W. F., Jr. y
las relaciones entre estos animales y otros
Smith,
crustáceos. Son estos cirrípedos exclu-
F. E.: General Zoology, 3rd Ed. Phila-
sivamente
delphia, W. B. Saunders Co., 1968.)
marinos
y
secretan
cúpulas
encerrado
en
placas
calcáreas.
calcáreas complejas en cuyo interior se
encuentra el animal. Las larvas nadan
libremente y después de mudas sucesivas
se hacen sésiles convirtiéndose en adultos.
Hace
muchos
describió
años
como
Louis
Agassiz
"pequeños
los
animales
parecidos a camarones parados sobre su
cabeza en una casa calcárea, y triturando
alimento dentro de su boca".
Forman
dos
grupos
de
crustáceos,
importantes por su número, una serie de
pequeños animales parecidos chinches que
viven en el mar, agua dulce y lugar
264
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Fig 14-14. Algunos representantes de los
órdenes
más
importantes de insectos.
Por una sucesión de fases larvarias, hasta
alcanzar finalmente la forma del adulto.
Por ejemplo, la langosta sufre siete mudas
durante el primer verano; cada vez se hace
mayor y más parecida al adulto. Cuando
alcanza la Fase de adulto pequeño, las
mudas siguientes le permiten crecer. Antes
de una muda las glándulas de la epidermis
secretan
un
líquido
contiene enzimas Que
de
muda
que
le permiten digerir
265
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
la quitina y las proteínas De la capa interna
característico de los insectos). Los insectos
de la cutícula. Se forma otra blanda y
suelen
flexible debajo. de la primera plegada para
segmentos dos pares de alas. El abdomen
permitir el crecimiento sucesivo. Los restos
se
digeridos
son
generalmente sin apéndices. La respiración
absorbidos por el cuerpo. Algunas substan-
se hace por aberturas traqueales que
cias por ejemplo las sales de calcio, se
comunican a! exterior por espiráculos; el
almacenan para.
sistema
Volverse a usar después. El animal puede
capilares ni venas. Poseen los insectos una
tragar agua o aire para hincharse con
serie de órganos sensoriales que incluyen
mucho más rapidez y desprenden.
ojos simples y compuestos, receptores
La cutícula vieja. Se extrae ésta, se hincha
para ondas sonoras y para identificación de
para distender la cuticula nueva y luego la
com-
de
la
cutícula
vieja
llevar
sobre
compone
de
circulatorio
los
11
es
dos
últimos
segmentos,
abierto,
sin
epidermis secreta Enzimas que endurecen
dicha cutícula al oxidar alguno de sus
compuestos y añadir carbonato de calcio a
la quitina. Más adelante se secretan otras
capas de cutícula.
Más tarde nos ocuparemos de la regulación
endocrina de la muda y la metamorfosis
(pág. 478).
Insectos. La clase lnsecta es la más
amplia,
próspera
animal.
Son
y
variada
primariamente
del
reino
organismos
terrestres; algunas especies viven en agua
dulce, y una minoría de ellas se adaptaron
a vivir en las costas entre las mareas. A
diferencia de los crustáceos, la cabeza de
los insectos, compuesta de seis segmentos
Fig. 14-15. Primitivos insectos apteros
completamente
(Apterygota), mos
fusionados,
está
claramente separada del tórax, y éste del
trando
abdomen. Los apéndices de uno de los
colembolo (derecha). (Segun Villee, C. A.,
segmentos cefílicos forman las antenas
Walker, W. F., Jr. y Barnes, R. D.: General
sensitivas, y los otros apéndices integran
Zoology,
las
Saunders Co., 1973.)
partes
bucales
complejas.
Algunas
un
4th
lepisma(izquierda)
Ed.
Philadelphia,
y
W.
un
B.
especies se han adaptado para picar, succionar o taladrar. El tórax consta de tres
puestos químicos. Se clasifican en 20 a 25
segmentos fusionados, cada uno con un
órdenes, cada uno de los cuales constituye
par de patas (de ahi el total de seis patas
exponente de adaptación a una gama cada
vez más amplia de hábitat y ambientes
266
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
(fig.
14-14).
Hay
cuatro
órdenes
de
estructura
resistente
que
protege
al
insectos apteros primitivos colocados en
posterior.
una categoría diferente de la clase Insecta,
A diferencia de las aves, los insectos
o en una clase diferente por algunos taxo-
suelen carecer de músculos unidos a las
nomistas. Estos Apterygota (fig. 14-15),
alas, las que se fijan a la pared del cuerpo
como el lepisma y el colémbolo, tienen
y a un punto de apoyo, de tal manera que
pequeños
segmentos
por ligeros que sean los cambios de forma
abdominales, pero poseen ojos compuestos
del tórax desplazan las alas en sentido
similares a los de los insectos alados.
vertical (fig. 14-19). La contracción del
El
músculo hace bajar el tergo, placa situada
apéndices
grupo
mayor
sus
de
insectos
alados,
y
sobre la superficie superior del tórax y que
Neoptera. En los primeros las alas están
eleva la parte de las alas situadas más allá
permanentemente
del punto de apoyo. La contracción de los
Pterygota,
divide
en
Paleoptera
perpendiculares
al
cuerpo. El grupo incluye varios órdenes de
músculos
longitudinales
insectos extintos, más caballitos del diablo,
levantamiento
produce
el
señoritas y efemerópteros. (fig. 14-16).
Neoptera incluye insectos con alas que
pueden plegarse encima del cuerpo cuando
Fig. 14-16. Paleopteras vivientes. Ordenes
no están en uso. Estos, a su vez, se
Odonata
subdividen en Exopterygota, (figura 14-
(derecha). Adultos arriba, y ninfas abajo.
17), que tienen yemas externas para las
(Según Villee, C. A., Walker,-W. F., Jr. y
alas
Sinith, F. E.: General Zoology, 3rd Ed.
metamorfosis
Endopterygota
yemas
(fig.
externas
incompleta
14-17)
para
que
las
y
tienen
alas
(izgxierda)
y
Ephemeroptera
Philadelphia, W. B. Saunders Co., 1968.)
y
metamorfosis incompleta.
Vuelo de los insectos. Los insectos son los
únicos invertebrados con alas (aunque no
todos las tienen), pero sólo son homólogas
y no análogas a las de los vertebrados. Las
alas de los insectos generalmente aparecen
dos pares; las moscas y otros dípteros
tienen un par de alas más un par de
alerones
(halterios)
que
se
han
desarrollado a partir del segundo par de
alas. Los halterios baten hacia arriba y
abajo rápidamente durante el vuelo y
evidentemente actúan de tiroscopios. En
casi todos los insectos ambos pares de alas
sirven para volar pero en los saltamontes y
escarabajos el par anterior solo es una
267
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
bajando.
En muchos insectos (mariposas y polillas,
por ejemplo) la frecuencia del aleteo tiene
relación con la frecuencia de los impulsos
nerviosos
que
llegan
a
los
músculos
mencionados. Los impulsos a los dos tipos
de músculos (verticales y longitudinales)
son de un ritmo igual del movimiento de
las alas. La frecuencia del aleteo va de
unos ocho movimientos por segundo, en
las mariposas grandes, a unos 75 en
algunos
insectos
pequeños.
En
otros
insectos (por ejemplo, moscas y abejas), el
Fig. 14-17. Órdenes representativos de
Exopterygota. A, Orthoptera (saltamontes).
B)
hemiptera
hemípteros
(homóptero
poseen
áfido).
partes
Los
bucales
chupadoras (C). Las formas apodas de
cada orden abarcan la chinche (D) y el
grillo
camello
comprenden
(E).
Otros
Blattaria
Odenes
(cucaracha)
e
Isóptera (termite). (Segun Villee, C. A.,
Walker, W. F., Jr. y Smith, F. E.: 'tGtneral
Zoology,
3rd
Ed.
Philadelphia,
W.
B.
Saunders Co., 1968.)
aleteo no guarda relación con el número de
impulsos nerviosos. Al llegar los impulsos
nerviosos con frecuencia mayor a cierto
umbral mínimo, las alas suben y bajan,
pero a frecuencia mayor. La frecuencia la
fijan los músculos mismos y es una función
de
la
tensión
existente
en
los
dos
conjuntos de músculos opuestos. Puede
alcanzar varios centenares de batidos por
segundo.
Insectos sociales. En algunas especies de
insectos (abejas, hormigas y termites) el
grupo no está formado por un solo tipo de
individuos, sino por colonial o sociedades
que comprenden varios sujetos diferentes,
del tergo, con lo que las alas descienden.
Los movimientos de la pared del cuerpo
apenas se perciben, pero la longitud del
brazo de palanca es muy considerable y la
distancia recorrida por los extremos de las
alas es centenares de veces mayor que el
propio desplazamiento torácico. Para volar
las alas deben moverse hacia adelante y
atrás, asi como, arriba y abajo. Otros músculos
producen
el
movimiento
adaptados a una función particular. En este
sentido pueden compararse a una colonia
de celentereos o briozoarios, de la que
difieren
por
no
presentar
la
unión
anatómica característica de estas formas
inferiores; trátase de una colonia social.
En una colonia de termites (fig. 14-20),
por ejemplo, hay "reproductores" (el rey y
la reina), que dan origen a los demás
miembros de la comunidad;
anteroposterior, y cambian el ángulo de las
alas para permitir el impulso elevándose y
268
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Fig.
14-18.
Principales
Endopterygota.
órdenes
Los
de
coleópteros
(escarabajos) tienen las alas delanteras
rígidas
y
gruesas.
Los
lepidópteros
(mariposas y polillas tienen escamas en las
alas y partes bucales chupadoras. Los
himenópteros
(abejas,
poseen
membranosas
alas
hormigas,
con
etc.)
pocas
venas. Los dípteros moscas) tienen dos
alas,
reduciéndose
las
posteriores
a
órganos del equilibrio. (Según Villee, C.
Walker, W. F., Jr. y Smith, F.General
Zoology,
3rd
Ed.
Philadelphia,
W.
B.
Saunders Co.,(1968.)
Fig. 14-19. Diagrama de la disposición de
los músculos de un insecto que intervienen
en el vuelo. La contracción de los músculos
longitudinales impulsa el tergo hacia abajo
y las alas hacia arriba.
269
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
especializada en poner huevos, a la que
alimentan y cuidan los obreros.
La colonia de abejas se gobierna por una
sola reina, algunos centenares de abejorros
o machos y miles de hembras
obreras
estériles. La reina, que solo se acopla una
vez durante su "vuelo nupcial", almacena
los espermatozoides en una bolsa especial
en
su
cuerpo.
órganos
Durante
la
reproductores
cópula
del
los
macho
“explotan" dentro de la hembra, y el
animal muere. La reina de vuelta a la
colmena, puede poner, bien sean huevos
Fig. 14-20. Modelo de una celda real de
no
Constrictoternces
partenogénesis
cavifrons,
termite
de
fertilizados
que
dan
lugar
abejorros
por
machos
Guayana. La reina, con abdomen abultado
haploides, o huevos fertilizados que forman
ocupa
el centro de la samara, con la
en hembras diploides. Si las larvas hem-
cabeza dirigida a la derecha. El rey se
bras se alimentan de "jalea real" durante
encuentra abajo hacia la izquierda. Casi
unos seis días, se transforman en reinas; si
todos los individuos
solo reciben este alimento
son obreros. A la
izquierda pueden verse algunos soldados
con cabeza en
durante tres días más, serán obreras. Las
" jeringa” y mandíbulas
una
mezcla
adultas
de
tres días y
luego
néctar
jóvenes
son
y
polen
reducidas. (Por amabilidad Buffalo Society
obreras
"abejas
of Natural Sciences.)
nodrizas", que alimentan a las larvas y
preparan celdas para la crianza. Los demás
“soldados",
con
fuertes
mandíbulas
y
adultos
son
“abejas
domésticas"
que
pesada coraza que protegen a la colonia
custodian la colmena, reciben y almacenan
contra sus enemigos, y "obreros", que
el néctar y el polen, secretan cera
acoplan alimentos, construyen el nido y
cuidan de las crías. Tanto soldados come,
obreros son estériles y por otro lado, los
reproductores
y
soldados
no
saben
alimentarse. Por lo tanto, cada miembro de
la colonia depende en absoluto de los
demás. Cada año aparecen en una colonia
nueva reproductora, individuos alados que
abandonan el grupo, se unen y dan lugar a
una
nueva
colonia.
Una
termite
reina
puede poner unos 6000 huevos al día
durante varios años. Es solo una máquina
270
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
4-21.
Tres
comunicación
clases
de
representadas
danzas
por
de
abejas
melíferas. A, danza giratoria. B, danza
falciforme
C, danza en meneo. (Según von
Frisch, K y LinEn McGill, T. (ed.): Readings
Fig. 14-22. Indicación de dirección por la
danza de meneo. (Según Villee, C. A.,
Walker, W. F., Jr. y Barnes R. D.: General
Zoology,
4th
Ed.
Philadelphia,
W.
B.
Saunders Company, 1973.)
on Animal Behavior. -otk, Holt, Rinehart
and Winston, Inc., 1965.)
para edificar nuevas celdas y aseguran la,
limpieza.
Los
adultos
más
viejos
son
"abejas de campo" que salen de la colmena
en busca de agua, polen y néctar.
Comunicación
de
los
insectos.
Los
miembros de la colonia comunican entre sí
por "bailes" y por feromonas (pág. 500).
Cuando una abeja obrera ha encontrado
una
fuente
de
alimento,
recoge
una
muestra y vuela de regreso a la colmena.
Transmite información a otros miembros
de la colonia por la clase de "danza" que
representa en una superficie vertical de la
colmena. Si el alimento está cerca de esta,
la abeja traza círculos primero en una
dirección y luego en la otra en una "danza
271
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
giratoria" (fig. 14-21). Las otras abejas
obreras salen volando y buscan en todas
direcciones cerca de la colmena. Si el
alimento
está
situado
a
una
mayor
distancia de la colmena, la abeja describe
un semicírculo, luego se mueve en línea
recta, haciendo oscilar su abdomen de un
lado a otro, y finalmente se desplaza en
semicírculo en la otra dirección. Durante la
parte recta de la danza, la abeja produce
una serie de sonidos. El ángulo que forma
la parte recta de la danza con la vertical es
igual al ángulo de vuelo hacia el alimento
con
relación
al
sol
(figura
14-22).
Información sobre la distancia que, ha de
recorrerse
en
dicha
dirección
es
transmitida también por el patrón de la
Fig.
"danza tambaleante". Hay una correlación
subfilo Chelicerata. Se representan dos
entre el número de danzas tambaleantes
órdenes de arácnidos. Una tercera clase
ejecutadas
un
14-24. (Según Villee, C. A., Walker, WF.,
existe una correlación aún más estrecha
Jr. y Smith, F. E.: General Zoology, 3rd Ed.
entre
Philadelp ' W. B. Saunders Co., 1968.
las
y
del
(Merostomata) se representa en la figura
y
dado
representativas
la
distancia
tiempo
Clases
distancia de la colmena al alimento. Pero
la
en
14-23.
puntuaciones
sonoras que produce la abeja danzante.
Las abejas pueden percibir las vibraciones
del substrato, y el sonido parecería una
La
buena forma de comunicación en la poca
"calculada"por la abeja basándose en el
claridad existente en el interior de la
vuelo a la fuente de alimento, y no en el
colmena.
viaje de retorno. Además, las instrucciones
distancia
incluyen
que
debe
correcciones
recorrerse
por
el
es
viento
y
obstáculos grandes. La abeja danzante
indica también la riqueza de la fuente de
alimento por la duración y vigor con que
repite la danza. Otras abejas obtienen más
información sobre la fuente de alimento
por el olfato de las fibres que la abeja ha
visitado
recientemente.
Las
abejas
de
sociedades más primitivas, las desprovistas
de aguijón, dejan una huella olorosa, una
serie de marcas químicas, pasta la fuente
272
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
de alimento; además, la abeja recogedora
problemas ambientales Los quelicerados.
guía a otros individuos por la ruta.
Otro
Las hormigas rojas comunican información
artrópodos
sobre
(subfilo
fuentes
feromona
de
alimentos
producida
en
por
una
una
glándula
grupo
amplio
lo
e
forman
Chelicerata)
importante
los
de
quelicerados
miembros
de
la
claseArachnida y Merostota. Su cuerpo
especial, la glándula de Dufor, situada en
consta
el abdomen de la hormiga obrera. Cuando
abdomen. El primer par de apéndices
una hormiga ha descubierto una fuente
cefálicos son los quelíceros, pinzas que los
alimenticia, carga con lo que puede y
merostomas utilizan para asir o agarrar, y
regresa al hormiguero. En su recorrido,
que en las arañas consisten en típicos
periódicamente
y
ganchos susceptibles de inyectar veneno.
coloca una pequeña cantidad de feromona
Los arácnidos, tienen cuatro pares de patas
en el substrato. Cuando otra hormiga roja
para desplazarse y los merostomas cinco.
sigue esta ruta de indicadores químicos se
La
vuelve muy activa, sigue el rastro y es
escorpiones, ácaros y garrapatas (fig. 14-
conducida a la fuente alimenticia.
23). Si exceptuamos unos cuantos grupos
Los
insectos
extiende
pueden
su
aguijón
afectar
la
vida
que
de
clase
son
un
cefalotórax
Arachnida
fusionado
incluye
acuáticos
y
arañas,
secundariamente
humana en diversas formas, de manera
arácnidos son quelicerados terrestres. Se
positiva
cree den de los escorpiones de agua, el
polinando
nuestras
domésticas,
o
destruyendo
plantas
en
forma
plantas
negativa
segundo
grupo
de
Merostomata,
Las
actualmente desaparecido. Los arácnidos
picaduras de mosquitos, moscas, chinches
poseen, además de los quelíceros, un par
y similares pueden contribuir directamente
de pedipalpos cuatro pares de patas, pero
a las tragedias humanas. Algunos insectos
no
sirven como vectores de enfermedades
carnívoros, haciendo presa en insectos y
humanas o trastornos de los animales
otros trópodos pequeños. Respiran ya por
domésticos.
y
cosechas.
antenas.
Casi
todos
ellos
son
pueden
pulmones forma de bolsa que contiene en
transmitir paludismo, elefantiasis y fiebre
su interior muchas hojillas apretadas como
amarilla. La mosca tsetse transmite la
las hojas de un libro, por tráqueas, o por
enfermedad del sueño, el piojo transmite el
ambos métodos. Los pulmones en libro
tifus, las pulgas transmiten la peste bubó-
son internos formando un par en el lado
nica, y la mosca casera puede transmitir la
ventral abdomen; un arácnido puede tener
tifoidea
se
hasta cuatro pares. Los ojos son más bien
pierden mucho dinero y esfuerzos para
sencillos que compuestos; poseen además
controlar
pelos con sensibilidad táctil y órganos -
y
Los
la
los
mosquitos
disentería.
insectos
considerablemente
los
Cada
que
año
disminuyen
logros
de
la
hendidura
que
pueden
servir
como
agricultura, tan necesaria para sostener el
quimiorreceptores
crecimiento de la población humana.
Los límulos o cangrejos bayoneta (fig. 14-
Sin embargo, el empleo excesivamente
24), vestigio de una clase en un tiempo
entusiasta, insecticidas puede crear otros
numerosa, Merostoma son fósiles vivientes
273
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
claramente relacionados con arácnidos, si
ambulacrales,
bien
equinodermos. (Biophoto Associates)
superficialmente
parecidos
a
los
cangrejos. Las especies actuales de límulos
do
han sobrevivi
esencialmente sin cambios
característicos
los
Esta langosta muestra las características
del grupo, incluído su esqueleto externo y
durante 350 millones años o más. Otros
patas
quelicerados fósiles, los euripteridos
Asosociates.N.HP.A)
-
de
articuladas.
(Biophoto
abundaron en el Paleozoico y comprendían
algunas especies hasta de tres metros de
longitud.
Estos
escorpiones
acuáticos
gigantescos tenían ojos compuestos.
Un cnidario: anémona marina. Obsérvese
que los tentáculos están situados alrededor
de la boca y que el blando cuerpo muscular
está fijo a las rocas en este grupo en
Un erizo de mar, en el cual se observa el
particular. (Biophoto Associates )
esqueleto espinoso y los delicados pies
274
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
Una esponja. El agua penetra por los poros
que cubren la superficie y sale del animal a
través de un orificio central.
(Steven Webster)
Los
seres
vivos
se
desarrollan.
Este
embrión de pez lija o tiburón perro, que
yace
encima
del
saco
vitelino
que
le
proporciona alimento se desarrollará para
dar origen a uno de los tiburones más
pequeños. (Biophoto Associates)
275
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
mas de la producción agroindustrial. Muchos de los conceptos y procedimientos
necesarios para obtenerlas se desarrollaron
durante
los
últimos
veinte
años;
sin
embargo, sus aplicaciones comerciales sólo
pudieron ser financiadas por las grandes
compañías que hoy dominan el mercado de
la agrobiotecnología.
Lo que distingue a las plantas transgénicas
es que poseen una o más características
que
no
fueron
heredadas
de
sus
antecesores. En cada una de sus células
llevan genes "afladidos" artificialmente, es
decir,
fragmentos
adicionales
de
ácido
desoxirribonucléico (ADN) provenientes de
otra especie de planta, un virus, una
bacteria o un hongo; estos genes contribuyen a producir nuevas sustancias, a
modificar el ritmo del desarrollo de la
planta o, bien, a aumentar su capacidad.,
de defensa contra factores adversos.
El interés en el desarrollo de plantas
transgénicas es el de mejorar la calidad y
productividad
de
los
cultivos;
además,
estas plantas constituyen una poderosa
herramienta de investigación
LA ENSALADA TRANSGENICA
El aspecto de una planta transgénica no es,
en general, sorprendente; no se trata de
calabazas gigantes, ni de limones con
formas extrañas, ni papas que saben a
jitomate. A, primera vista, una planta
LAS PLANTAS TRANSGÉNICAS forman parte del grupo de los llamados organismos
modificados genéticamente y son el resultado del avance de las técnicas de la biología
experimental,
así
como
de
la
búsqueda de soluciones a diversos proble-
transgénica es semejante a las que no han
sido transformadas. El cambio lo llevan en
su interior y éste sí es asombroso: ya es
posible
adquirir
semillas
para
cultivar
plantas de varias especies que producen un
bioinsecticida
(cultivos
Bt),
lo
que
ha
276
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
reducido significativamente la aplicación de
por
pesticidas
diferentes.
químicos;
otras
plantas
son
lo
menos
35
especies
vegetales
resistentes a un tipo de herbicida, lo cual
permite que el combate de malezas o "ma-
LA MODIFICACIÓN GENÉTICA
las yerbas" sea más efectivo pues los cultivos no resultan dañados. En particular,
¿De dónde surge una planta transgénica?
destaca una variedad de jitomate diseñada
Para conocer la respuesta es preciso re-
para tener una maduración retrasada en
cordar que los genes son partes o regiones
sus frutos que hace posible que estos per-
definidas del ADN, esa larga molécula
manezcan más tiempo fresco en color,
informativa que poseemos todos los seres
textura y sabor. En algunos países existen
vivos -nuestro genoma- y que está for-
ya en el mercado productos derivados de
mada por combinaciones enormes de cua-
plantas transgénicas de soya, algodón,
tro
papa, maíz y jitomate, principalmente. Y
bases nitrogenadas. Cada gene contiene
quizá pronto se sumen otros a la lista; ac-
una
tualmente se realizan pruebas de campo y
fabricación de una proteína, la cual se
de tipo sanitario de variedades de ca-
"dobla" en una forma característica para
labacita que pueden evitar el ataque de
funcionar
ciertos virus, de oleaginosas como la colza
muscular, hormona o toxina. Así, cada
(canola), que contienen una proporción
proteína participa en alguna parte de las
más saludable para el consumidor de acei-
numerosas estructuras y actividades de la
tes en sus semillas, y también de papayas
célula. Normalmente conocemos la función
y otros frutales que pueden tolerar el
de los genes a través de la proteína que
aluminio
y
codifican (y viceversa). En años recientes,
absorben mejor el fósforo disponible. Se
ha crecido el interés por conocer mejor
investiga,
de
cuáles son los genes importantes para el
desarrollar plantas que puedan ser ve-
crecimiento, la nutrición y aquellos rela-
hículos de vacunación: se trata de que la
cionados con la susceptibilidad a
tóxico
de
suelos
además,
la
ácidos
posibilidad
"tetras"
moleculares
instrucción
ya
sea
denominadas
específica
como
para
enzima,
la
fibra
propia planta produzca la vacuna y ésta
sea administrada con el alimento mismo,
digamos un plátano; otras posibilidades
las enfermedades o la resistencia a los
son plantas que produzcan anticuerpos,
parásitos, para poder incidir en los factores
diversos
que hacen que las plantas que cultivamos
fármacos
e
incluso
plásticos
biodegradables.
sean productivas, saludables y más resistentes,
Una muestra del potencial comercial de las
o
que
aumenten
su
valor
nutricional.
plantas transgénicas es el hecho de que en
los Estados Unidos se estén probando
La idea central de la modificación genética,
actualmente cultivos de este tipo usando
en este caso de la creación de plantas
casi 100 genes distintos, introducidos en
transgénicas, es que si un gene tiene
277
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
influencia directa en alguna propiedad de
la toxina, de modo que ahora ellas mismas
un organismo determinado, es muy posible
producen el insecticida.
que el mismo gene afecte esa propiedad en
otros
organismos.
comprobado:
Y
la
esto
adición
se
de
ha
LOS RIESGOS Y LA POLÉMICA
genes
específicos en varios organismos produce -
En la aplicación comercial de las plantas
gracias a la proteína que estos genes
transgénicas se han considerado varios
originan- algunos cambios significativos,
riesgos potenciales que pudieran reducir su
heredables y frecuentemente útiles.
efectividad o, lo que es peor, que generen
En el caso particular de las plantas, corno
problemas
se pueden regenerar plantas completas a
ecológicos en el futuro.
partir de células individuales o grupos de
En primer lugar, la posibilidad de que los
ellas, una célula a la que se le ha insertado
procesos de transformación y regeneración
un gene de otro organismo puede dar
de
origen a plantas completas con copias del
alteraciones no deseadas (por ejemplo en
gene adicional en el tallo, las hojas, la raíz,
su tamaño, coloración o rendimiento) se
las flores o el fruto.
descarta por medio de pruebas que se rea-
La ingeniería genética de plantas para usos
lizan en invernaderos y en el campo. Sin
agrícolas se nutre también de estrategias
embargo, es posible que se presenten
basadas en el conocimiento del modo en
efectos en el ambiente en una extensión o
que
su
en un plazo más largos. Al reproducirse las
medio ambiente. Se sabe que diversos
plantas transgénicas, su polen puede con-
patógenos
la
tribuir a que los transgenes sean disemi-
acción de sus propias toxinas o que mu-
nados en otras plantas compatibles (de la
chos insectos tiene enemigos que los ata-
misma especie pero de distinta variedad),
can de modo muy específico. Como existen
en las especies silvestres (que a veces son
genes
varios
organismos
tienen
formas
aprovechan
de
evitar
las
de
plantas
salud,
agronómicos
produzcan
en
o
ellas
de
malezas) o en especies ancestrales de las
capacidades, su inserción en el ADN - de
formas cultivadas, generando problemas
las plantas puede darle a estas formas
ecológicos, comerciales y legales. Este es
especiales de tolerancia o defensa ante
todavía un aspecto que debe evaluarse,
plagas
considerando el tipo de
involucrados
y
en
enfermedades.
este
Por
tipo
ejemplo,
reproducción de
existe un grupo de bacterias del suelo
las especies en cuestión. En México existe
(Bacillus thuringensis), que produce una-
preocupación por el maíz y otros cultivos
proteína insecticida que no es tóxica a
(jitomate, chile, calabaza), ya que nuestro
muchas especies útiles. Durante casi dos
país
décadas, extractos de este organismo se
biodiversidad de tales especies.
han
Se considera también que las variedades
rociado
en
los
cultivos
para
es fuente primordial de riquezas en
protegerlos, pero hace cuatro o cinco años
transgénicas
se logró introducir en diversas especies de
nuevas toxinas contra plagas (por ejemplo,
plantas el gene bacteriano responsable de
el
algodón
diseñadas
Bt)
podrían
para
tener
producir
efectos
278
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
nocivos en organismos benéficos como
consenso entre los países sobre como
abejas y catarinas, o bien, que esas toxinas se acumulen en las cadenas alimenti-
Herramientas de Investigación
cias e incluso promuevan la resistencia de
En el Instituto de Biotecnología de la UNAM
las plagas. Se han planteado ya diversas
se
estrategias para el manejo agrícola y una
localización, estructura y función de varios
reglamentación que disminuyan algunos de
genes
éstos riesgos. Una de esas estrategias, por
frecuentemente plantas transgénicas como
ejemplo, es destinar una parte del terreno
una herramienta experimental que permite
de cultivo a la siembra de plantas no
estudiar más directamente la acción de
transgénicas, a fin de conservar el equi-
algunos genes. Entre otros, aquellos que
librio en la población de plagas y evitar que
inciden en la capacidad de asociación con
aquellas que desarrollen resistencia a la
otros organismos, la tolerancia a la sequía,
toxina se multipliquen.
el desarrollo de raíces, la síntesis de
Otra preocupación importante se refiere a
pigmentos y las respuestas a los daños que
la posibilidad de un impacto negativo en la
sufre la planta. Normalmente se utilizan
nutrición y la salud humanas; este riesgo
especies
es muy bajo dadas las pruebas y controles
regeneración
sanitarios a los que se somete cualquier
leguminosa Lotus o bien, una plantita de la
producto
familia
nuevo
destinado
al
consumo
realizan
investigaciones
vegetales.
de
de
Para
fácil
como
las
ello
sobre
se
utilizan
transformación
el
tabaco,
crucíferas
la
y
la
llamada
humano. Un punto mas de la discusión es
Arabidopsis thaliana. Estas plantas deben
el derecho, tanto de los consumidores
cultivarse en condiciones controladas, es
como de cada nación, a comprar o no
decir, cámaras de crecimiento donde se
productos transgénicos; para ejercer este
determina de antemano la temperatura, la
derecho es preciso que los productos se
cantidad de luz y la duración del ciclo
comercialicen por separado, no mezclados
iluminación oscuridad. Otras plantas como
junto con los convencionales, y que sean
el frijol o el maíz, por su tamaño, se
fácilmente identificables. En este sentido,
cultivan
hay posturas encontradas entre los Estados
sujetas a cambios más parecidos a los que
Unidos, que se oponen a etiquetar sus
tendrían en el campo. En cualquier caso,
productos,
ésto permite desarrollar muchas de alas de
y
sus
socios
de
la
Unión
en
invernaderos,
donde
están
Europea, que exigen el etiquetado.
manera aislada, hasta que producen flores
La situación se ha complicado, además, por
y semillas;
la necesidad de que la regulación de
También se busca localizar y etiquetar
diversos aspectos sobre el uso de los
otros genes con efectos en el metabolismo,
productos
el desarrollo y la interacción con, El medio
derivados
de
plantas
transgénicas a nivel mundial sea compa-
ambiente
tible con los acuerdos internacionales de
genómico" (genome scanning); Ésta labor
comercio.
puede contribuir a conocer y preservar
Hasta el momento prevalece una falta de
mejor nuestra diversidad biológica y, a
utilizando técnicas de"barrido
279
LAS PLANTAS TRANSGENICAS_________________________________________
generar variedades de diversos cultivos
adaptados
a
nuestros
recursos
y
necesidades,
regular la producción, distribución y venta
no sólo de plantas transgénicas y sus
derivados, también de otros organismos
modificados genéticamente. Un esfuerzo
importante pero que no resolvió la cuestión
fue la reunión mundial celebrada el pasado
mes de febrero en Cartagena de Indias,
Colombia,
convocada
para
aprobar
el
llamado Protocolo de Bioseguridad.
Desde el punto de vista sanitario, se ha
constatado que las variedades transgénicas
ya comercializadas no son distintas de las
convencionales;
Éstas
están
todavía
pendientes de aprobación. Con respecto a
los efectos en el ambiente, hay cierto
acuerdo
en
que
es
necesaria
más
investigación tanto de las empresas de
agrobiotecnología como de instituciones
académicas y organismos públicos
De cualquier manera, la prespectiva de una
agricultura complementa con el cultivo de
plantas
transgénicas
es
aún
muy
promisorias y una de nuestra mejores
opciones para satisfacer la demanda de
alimentos de una población humana en
contínuo crecimiento.
Jaime Padilla es biólogo e investigador
docente,
trabaja
biotecnología
en
el
de la UNAM
instituto
de
Y coordina el
área de bioquímica y biología molecular en
la facultad de ciencias de la Universidad
Autónoma de México.
280

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