METAFITASMETAFITASLos apuntes en forma de presentaciones aquí incluidos, han sido elaborados y adaptados por el profesor a partir de recursos didácticos disponibles en la Red. Se entiende por tanto, que tienen como objetivo servir de apoyo al estudiante, sin tratar de vulnerar ningún derecho de autor de dichos recursos, por cuanto fueron concebidos con la intención de difundirlos. Muchas de las diapositivas aquí incluidas se han recogido de otras presentaciones ya existentes en internet. Quiero agradecer especialmente la información compartida por el IES Las Rozas de Madrid y por la editorial SM

Nutrición en metafitas

Fases de la nutriciónFases de la nutrición

• Absorción y transporte de agua y sales minerales desde la raíz por el xilema

• Transporte por el xilema• Intercambio de gases• Fotosíntesis• Distribución de savia elaborada por el floema• Respiración• Eliminación de productos de desecho

Gasto de energía (en contra del gradiente de concentración)

El agua del suelo entra en las raíces por ósmosis, ya que las células de la raíz contienen en general una mayor concentración de solutos (tanto orgánicos como inorgánicos). Si esto no es así, el agua no entrará, incluso puede salir desde la raíz al suelo, con lo que la planta no podrá sobrevivir

El conjunto de estos pelos constituye la zona pilífera y, a través de ella, pasan al interior de la planta agua y sales minerales.

Absorción por la raízAbsorción por la raíz• Los nutrientes son

absorbidos por los pelos absorbentes de la zona pilífera de la raíz.

• Los pelos absorbentes son células epidérmicas modificadas.

• Los nutrientes atraviesan los distintos tejidos de la raíz hasta llegar al xilema. Dos vías:

Absorción por Absorción por la raízla raíz• Vía simplástica:

Atravesando los citoplasmas, pasa de célula a célula por plasmodesmos.

• Las sales disueltas entran en las células de la epidermis por transporte activo.

• El agua penetra por ósmosis.

Absorción porAbsorción porla raízla raíz• Vía apoplástica: a

través de los espacios intercelulares del córtex.

• En la endodermis existe la banda de Caspari, impermeable, que obliga a la solución salina a entrar en las células.

Transporte por el xilemaTransporte por el xilema• El agua y las sales

minerales forman la savia bruta, que asciende por el xilema a grandes alturas (hasta 100 m) sin gasto de energía.

• Mecanismos de transporte:• Presión radicular• Tensión-cohesión

Presión negativa que hace ascender la savia bruta

Fuerza impulsora de la savia bruta hacia arriba por presión positivaCapilaridad: Cohesión o fuerza intermolecular menor que

la adhesión del líquido con el interior del tubo

Transporte por el xilemaTransporte por el xilema• Tensión-cohesión:• La transpiración en las

hojas provoca una fuerza de succión que produce aspiración de la columna de líquido.

• La tensión superficial impide que se rompa la columna de líquido.

• También influye la capilaridad al producirse adhesión a las paredes del tubo.

Transporte por el xilemaTransporte por el xilema

• Presión radicular:• La entrada de agua

produce presión hidrostática que empuja el líquido hacia arriba.

• Por sí solo no es suficiente para explicar el ascenso en árboles.

Intercambio de gases: EstomasIntercambio de gases: Estomas• Estomas: Estructuras de la

epidermis formadas por un ostiolo rodeado por dos células oclusivas.

• Más abundantes en el envés de las hojas.

• Apertura y cierre de estomas: depende de

• La intensidad luminosa: A más luz, mayor abertura de los estomas.

• La temperatura: A mayor temperatura, mayor apertura para aumentar la transpiración. Ésta permite la absorción de agua por succión.

http://iespoetaclaudio.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/estomas.swf

Intercambio de gases: EstomasIntercambio de gases: Estomas• Cuando la planta necesita CO2, en las células

oclusivas se pone en marcha una bomba de protones (H+).

• La salida de protones crea un déficit de carga y entran iones potasio (K+)

• Entra agua por ósmosis y el estoma se abre.

Intercambio de gases: EstomasIntercambio de gases: Estomas• Cuando falta agua, la hormona ácido abscísico se une

a un receptor de la membrana de las células oclusivas, y hace que la célula pierda potasio (K+).

• Sale agua por ósmosis y el estoma se cierra.• Temperaturas elevadas cierran los estomas.• La luz produce apertura de los estomas.

Intercambio de gases: LenticelasIntercambio de gases: Lenticelas• Lenticela es una

protuberancia del tronco y ramas de las plantas leñosas que se ve a simple vista y que tiene un orificio lenticular.

• Se utiliza para el intercambio de gases en sustitución de los estomas de la epidermis ya desaparecida.

La fotosíntesisLa fotosíntesis

• Convierte materia inorgánica (dióxido de carbono, sales mimerales y agua) en materia orgánica (glucosa u otras moléculas) utilizando como energía la luz solar.

• Durante el proceso se desprende oxígeno como sustancia de desecho.

• La materia orgánica formada, entre otras cosas, formará nuevos tejidos y hará crecer a la planta.

Sales minerales +CO2 + H2O + ENERGÍA LUMINOSA C6H12O6 + 6 02

Transporte por el floemaTransporte por el floema

Distribución de la savia elaborada Distribución de la savia elaborada por el floemapor el floema• Transporte de las moléculas orgánicas

producidas en la fotosíntesis (savia elaborada) desde las hojas hacia el tallo y las raíces, y desde los órganos de reserva a otras partes de la planta, a través del floema o vasos liberianos (traslocación). La mayor parte del soluto es sacarosa, que en el órgano receptor se degrada a glucosa. El resto son aminoácidos, ácidos grasos, vitaminas y hormonas.

• Los vasos liberianos son conductos finos formados por células vivas, sin núcleo y con tabiques de separación oblícuos, perforados y no lignificados. También se les llama tubos cribosos. Junto a las células del vaso hay otras células con núcleo, llamadas células acompañantes.

• En invierno los tabiques cribosos están taponados con calosa y la circulación es casi nula. En primavera se reactIva la circulación. Los vasos se reemplazan todos los años por el cámbium.

Distribución de la savia elaborada Distribución de la savia elaborada por el floemapor el floemahttp://iespoetaclaudio.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/transporte_savia_elaborada.swfhttp://iespoetaclaudio.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/transporte_savia_elaborada.swf• Mecanismo de transporte: Flujo

en masa.• En los órganos fotosintéticos los

glúcidos salen del citoplasma como sacarosa.

• Ésta entra en los vasos liberianos por transporte activo.

• Al aumentar la concentración de sacarosa, entra agua en el vaso por ósmosis, procedente del xilema.

• El órgano consumidor capta sacarosa; su concentración baja en el tubo liberiano.

• El agua sale por ósmosis y vuelve al tubo leñoso.

• La diferencia de presión del agua crea la corriente de flujo. La velocidad de transporte puede llegar a los 2 m/h.

ExcreciónExcreción• Las plantas producen menos desechos metabólicos que los animales y gran parte de ellos son

reutilizados por la propia planta. Estos hechos hacen que se reduzcan considerablemente sus necesidades de excreción y carezcan de aparato excretor diferenciado.

•  Generalmente los productos de desecho son depositados en el interior de las vacuolas. Por otra parte, en algunas plantas, se producen secreciones que pueden ser consideradas como mecanismos de eliminación de desechos. Entre estas secreciones se encuentran la resina de los pinos y las secreciones de un líquido lechoso llamado látex en plantas como la higuera. Algunas de estas secreciones tienen utilidad como fuente de materias primas para la industria,

como es el caso del látex de la planta del caucho.

La eliminación de hojas y cortezas constituye también un importante mecanismo de excreción en las plantas.

• Plantas simbióticas: se asocian con otros organismos y ambos salen beneficiados.• Micorrizas: Asociación con los hongos del suelo.

Éstos les proporcionan sales minerales.• Asociación de leguminosas con bacterias fijadoras

de nitrógeno (Rhizobium). Nódulos en sus raíces.

Otros tipos de nutrición en las Otros tipos de nutrición en las plantasplantas

Otros tipos de nutrición en las Otros tipos de nutrición en las plantasplantas• Plantas parásitas: Obtienen su alimento de otras

plantas.• Obtienen savia bruta de otras plantas, y hacen la

fotosíntesis. Muérdago.• Obtienen la savia elaborada de otras plantas y no son

fotosintéticas. Orobanque, cuscuta.

• Plantas carnívoras: Hacen la fotosíntesis, y obtienen compuestos nitrogenados capturando insectos.

• http://iespoetaclaudio.centros.educa.jcyl.es/sitio/upload/planta_carnivora_1bach.swf

Otros tipos de nutrición en las Otros tipos de nutrición en las plantasplantas

No tienen órganos especializados en la absorción de gases, luz, agua y sales, por lo que la similitud filidios y rizoides con hojas y raíces no implica que compartan las mismas funciones. La absorción se realiza por toda la superficie del musgo, y los rizoides se especializan en la sujeción al sustrato.

Nutrición en los musgosNutrición en los musgos

Reproducción en metafitas

La reproducción ASEXUAL en las plantas La reproducción ASEXUAL en las plantas La reproducción asexual está muy extendida entre las plantas. Podemos distinguir entre multiplicación vegetativa y esporulación. La multiplicación vegetativa multiplicación vegetativa puede ser por rizomas, estolones, tubérculos o por bulbos

Los rizomas son tallos subterráneos horizontales, generalmente engrosados para almacenar sustancias nutritivas, cuyas yemas forman tallos aéreos a la vez que enraízan formando nuevos individuos. Ejemplos: lirios, césped, caña de azúcar, bambú…

La reproducción ASEXUAL en las plantas La reproducción ASEXUAL en las plantas Los estolones son tallos rastreros, que crecen a ras de suelo. De trecho en trecho, a partir de las yemas se desarrollan raíces y partes aéreas originando nuevas plantas. Ejemplo: el fresal.

Los tubérculos son tallos subterráneos ricos en material nutritivo. Presentan yemas en su superficie capaces de dar origen a una nueva planta. Ejemplo, la patata.

La reproducción ASEXUAL en las plantas La reproducción ASEXUAL en las plantas Los bulbos son tallos cortos y cónicos con una gran yema rodeada por numerosas hojas que almacenan sustancias de reserva. Ejemplo, cebolla y tulipán.

La Esporulación consiste en la reproducción por esporas, que son células reproductoras a partir de las cuales se originan nuevos individuos. Las esporas típicas están protegidas por una gruesa envoltura que les permite resistir condiciones ambientales desfavorables. Cuando las esporas encuentran las condiciones adecuadas empiezan a dividirse formando un nuevo individuo. En las plantas, la reproducción por esporas forma parte de un ciclo biológico en el que hay también una fase de reproducción sexual. Se da en las plantas como los musgos y los helechos.

Reproducción en musgosLa planta de musgo que se conoce normalmente se corresponde con el gametofito haploide (planta productora de gametos), de los cuales existen masculinos y femeninos. En el extremo de los mismos se encuentran los órganos productores de gametos. En los anteridios (masculinos) se producen los anterozoides, y en los arquegonios (femeninos, las oosferas. Los gametos se producen por mitosis. Los gametos masculinos, anterozoides, necesitan llegar nadando en medio acuoso hasta los femeninos para que se produzca la fecundación. Tras ésta se desarrolla un esporofito diploide (planta productora de esporas) Este esporofito consta de un filamento y una cápsula donde se forman esporas por meiosis, las cuales se liberan y pueden germinar en las condiciones adecuadas para formar a partir de cada una de ellas un nuevo gametofito.

Reproducción en helechosLa planta del helecho que se conoce normalmente es el esporofito, constituido por un tallo subterráneo del que salen las raíces y las hojas, las cuales en su envés presentan numerosos esporangios. En los esporangios se forman por meiosis las esporas haploides, que al germinar darán origen al gametofito, pequeña planta en forma de corazón donde se forman los gametos masculinos y femeninos.  Un gameto masculino fecunda a un gameto femenino dando como resultado la formación de un cigoto diploide. Éste se divide por mitosis y origina un esporofito que al llegar al estado adulto volverá a formar esporas completando de esta manera el ciclo.

Reproducción en espermatofitasLa reproducción sexual de las plantas se caracteriza por la formación de células reproductoras especializadas, llamadas gametos, que se fusionan en el proceso de fecundación, dando origen a una célula huevo o cigoto, cuya desarrollo posterior da lugar a la nueva planta. En las plantas con flores, la reproducción sexual lleva a la formación de la semilla, estructura reproductora con reservas nutritivas para el embrión y protegida exteriormente, que constituye el mayor avance evolutivo del reino de las plantas. Las ventajas de esta estructura reproductora han convertido a las plantas con semilla en el grupo de plantas de mayor éxito biológico.Según el sexo, las plantas con flores reciben los siguientes nombres: •Dioicas: individuos e individuos separados (Ej. Morera) ♂ ♀•Monoicas: flores y flores en el mismo individuo (Ej. Pino) ♂ ♀•Hermafroditas: flores hermafroditas (es el caso más corriente)

Reproducción en espermatofitas1. Ciclo biológico de Gimnospermas

Las flores se agrupan en conos diferenciados y tras la fecundación no hay formación de frutos. Una piña se correspondería con un cono femenino y los piñones con las semillas.

2. Ciclo biológico de Angiospermas

Reproducción en espermatofitas2. Ciclo biológico de AngiospermasLos órganos reproductores de las angiospermas son las flores. La morfología de la flor es extremadamente variable, pero, en el caso más típico, consta de un cáliz, formado por sépalos verdosos, y una corola, formada por pétalos coloreados para atraer a los insectos polinizadores. En la mayoría de los casos, las flores son hermafroditas y contienen un androceo, formado por órganos masculinos llamados estambres, y un gineceo o aparato reproductor femenino, compuesto por uno o varios carpelos.

Gameto masculino

Los estambres constan de un filamento, rematado por dos saquitos que reciben el nombre de antera. La antera se halla dividida en dos tecas, cada una de las cuales contiene dos sacos polínicos, donde se hallan las células madre de los granos de polen (2n). Cada célula madre de los granos de polen se divide por meiosis originando cuatro células haploides (n) o microsporas.

El núcleo de la microspora se divide por mitosis dando lugar a un núcleo vegetativo y a un núcleo espermático. Este a su vez vuelve a dividirse dando lugar a dos núcleos espermáticos. El resultado es el grano de polen con tres núcleos haploides: el vegetativo (formará el tubo ppolínico) y los dos espermáticos. Este grano de polen se corresponde con el gametofito masculino.

Los carpelos constan de una base ensanchada u ovario, en cuyo interior se encuentran los óvulos. El ovario se prolonga hacia arriba en una columna llamada estilo, que termina en una zona dilatada, el estigma, en el cual se van a adherir los granos de polen.  En el interior de cada óvulo se encuentra una célula madre del saco embrionario (2n). La célula madre del saco embrionario origina por meiosis cuatro células hijas haploides (n), de las cuales tres degeneran y la cuarta crece considerablemente y se convierte en el saco embrionario uninucleado.

El núcleo del saco embrionario sufre tres mitosis sucesivas lo que da como resultado un saco embrionario con ocho núcleos haploides (es el saco embrionario polinucleado o gametofito femenino). De los 8 núcleos, tres intervendrán en la fecundación: el de la oosfera (gameto femenino) y dos núcleos centrales que se fusionan formando un núcleo diploide (2n) llamado núcleo secundario.

Gameto femeninoo

Finalmente se produce una doble fecundación. Por una parte, un núcleo espermático se une a la oosfera, formando un cigoto diploide, que originará el futuro embrión de la semilla. Y por otra, el segundo núcleo espermático se fusiona con el núcleo secundario, formado una célula triploide (3n), que dará origen al endospermo o albumen (reserva alimenticia del embrión).

El embrión es el esbozo de una nueva planta y está compuesta por:  •La gémula o yema del embrión •El hipocótilo o futuro tallo •La radícula o futura raíz •Los cotiledones u hojas del embrión; uno en las monocotiledóneas y dos en las dicotiledóneas

El endospermo o albumen es la sustancia nutritiva que se encuentra envolviendo al embrión. En algunos casos el endospermo desaparece y sus reservas alimenticias se incorporan a los cotiledones, que adquieren entonces gran tamaño y llenan toda la semilla (por ejemplo en los guisantes y las habas).  Los tegumentos son las cubiertas que protegen la semilla. Son dos, el más externo recibe el nombre de testa y el interno, tegmen.

Las paredes del ovario durante el proceso de maduración pueden acumular sustancias nutritivas (frutos carnosos) o formar una cubierta dura (frutos secos).

Las plantas carecen de sistema nervioso, pero son capaces de regular su desarrollo y adaptarse a los cambios externos e internos mediante la producción de hormonas vegetales o fitohormonas.  Por otra parte, las plantas pueden reaccionar frente a estímulos del medio llevando a cabo una serie de movimientos sin desplazamiento que se conocen como tropismos y nastias.

Relación en metafitas

Las fitohormonas Las hormonas vegetales o fitohormonas son sustancias de composición química variada que se encargan de regular, activando o inhibiendo, los procesos de crecimiento y desarrollo de las plantas. Las fitohormonas son elaboradas en distintas partes de la planta, principalmente por células meristemáticas (de las zonas de crecimiento) de la raíz o del tallo y son transportadas de célula a célula o por los vasos conductores de la savia bruta o la savia elaborada.

Las fitohormonas se pueden clasificar en cinco grandes grupos:

Son movimientos de crecimiento permanente de las plantas como respuesta a un estímulo externo. Los tropismos son respuestas irreversibles y lentas, que pueden ser de acercamiento o de alejamiento del estímulo que los produce.

Las nastias son cambios reversibles de las plantas que pueden ser debidos a distintos tipos de estímulos: la luz, la temperatura, el contacto, etc.

Importancia de las plantas en los ecosistemas (página 121)

• Base fundamental de las pirámides tróficas de los ecosistemas terrestres (en los acuáticos suele ser el fitoplacton)

• Principal factor biótico edafogenético (raíces, hojas, frutos): Suelo principal sustrato de la vida.

• Influyen en el clima de una región: Generan microclimas Por ejemplo bosque), humedecen el viento por evapotraspiración, etc.

• Contribuyen al incremento de biodiversidad• Evitan la desertización y contribuyen a regular el ciclo del agua por ejemplo

aumentando la filtración• Fuente de oxígeno.