El reconocimiento celular

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  • El reconocimiento celular en los sistemas de relación

Todo ser vivo necesita comunicarse para existir: recibir señales del exterior y coordinar las respuestas.

La relación entre células de un organismo se efectúa poniendo en marcha mensajeros químicos, como hormonas o los neurotransmisores.

El reconocimiento de señales por una célula está implicado en procesos como los siguientes:

  • El desplazamiento de un microorganismo en busca de un nutriente, o el desplazamiento de una célula durante el desarrollo embrionario.
  • El reconocimiento mutuo de los gametos específicos del macho y la hembra de una especie con el que se inicia la fecundación.
  • Células de órganos o tejidos concretos reciben la información de las hormonas al ser estas reconocidas por receptores específicos.
  • Los animales tienen el sistema nervioso basado en los sistemas de comunicación entre neuronas. Cuanto más complejo es el cerebro que forma parte de ese sistema, el animal procesa en él las informaciones.
  • Para que una persona pueda pensar, expresar una emoción, proyectar el futuro o traer al presente un recuerdo, etc., las neuronas de su cerebro que poder comunicarse entre sí.
  • Los sistemas de relación entre los animales.

Los animales poseen dos mecanismos de relación tanto con el medio interno como con el externo. Uno es exclusivo de este reino y es el sistema nervioso, cuyo funcionamiento se sustenta en pequeñas corrientes eléctricas, producidas por las neuronas. El otro mecanismo se basa en sustancias químicas producidas en las glándulas endocrinas y en determinados tejidos de los vegetales. En el caso de los animales, quien controla y regula el organismo en última instancia es el sistema nervioso ya que este a su vez controla el endocrino.

  • La coordinación nerviosa
    • Fisiología de la neurona.

POTENCIAL DE MEMBRANA O DE REPOSO

Todas las células de un animal son capaces de generar un potencial de membrana. En este caso en forma de iones, entre la cara citoplasmática de la membrana y el exterior. En las neuronas el potencial medio es de – 70 mV

Potencial de membrana se genera gracias a:

  • En reposo hay mayor Na+ en el líquido extracelular y mayor K+ en el interior. El ión cloruro (CL-) es, más abundante en el exterior.
  • La permeabilidad de la membrana al K+ es mayor pero la del Cl- y Na+ es muy baja.

Consecuencia: El K+ sale a favor de gradiente del interior al exterior

POTENCIAL DE ACCIÓN

Es un cambio brusco de la polaridad de la membrana, se produce en células excitables como las neuronas y células musculares.

Algunos canales del sodio que tiene como consecuencia una entrada de iones positivos Na+, haciendo que varíe el potencial de membrana y que se haga menos negativo.

Si alcanza un humbral de excitación, se abren masivamente los canales del sodio produciendo el potencial de acción, sino la célula vuelve a su potencial de reposo.

Con el potencial, la membrana cambia de polaridad, se dice que se ha producido una despolarización. Producido el potencial de acción se cierran los canales del Na+ y dejan entrar esos iones.

IMPULSO NERVIOSO

La apertura masiva de los canales del sodio pasa a la región vecina en dirección hacia el axón o a los botones terminales, se genera una onda de despolarización que recorre la neurona como una pequeña corriente eléctrica y recibe el nombre de impulso nervioso.

SINAPSIS

Es el punto de unión entre neuronas en el cual se transmite el impulso nervioso de una célula a otra.

Intervienen:

  • Neurona presináptica. Envía el estímulo nervioso.
  • Neurona postsináptica. Recibe la señal eléctrica.

 Según la localización de la sinapsis, esta se clasifica en:

  • Axo-dendrítica. Es la más frecuente. La dirección es axón-dendrita.
  • Axo-somática. En este caso el contacto se establece entre el axón y el soma.
  • Axo-axónica. El contacto se estable entre axones de neuronas.

Clasificación medio de propagación:

  • Sinapsis eléctrica. En este caso las neuronas están en contacto físico y la onda de despolarización simplemente se contagia. Su ventaja es la rapi­dez y que pueden permitir sincronizar grupos de células.
  • Sinapsis química. Las neuronas pre y postsináptica están muy próximas pero no se tocan

El proceso de transmisión es el siguiente:

  • El impulso nervioso llega al botón sináptico.
    • Apertura de los canales del CA2+ que penetra en el botón terminal.
    • El aumento de CA2+ en la célula provoca que las vesículas sinápticas que contiene el neurotransmisor lo liberen, por excitosis, a la hendidura sináptica.
    • Unión de neurotransmisores a los receptores específicos presentes en la membrana de la neurona postsináptica.
    • Apertura de los canales del Na+ en la neurona postsináptica y generación de un nuevo potencial de acción.

La destrucción del neurotransmisor unido al receptor, bien sea por degradación enzimática o bien por ser captado de nuevo en el interior de la célula.

El sistema nervioso en los animales invertebrados.

 Las esponjas poseen células localizadas alrede­dor del ósculo que tienen capacidad de reaccionar cerrándolo lentamente cuando se las toca.

Celentéreos, existe una red nerviosa difusa que envuel­ve el cuerpo por debajo del epitelio, carecen de cabeza y de ganglios.

En el caso de los platelmintos, los ganglios cefálicos son dos, mientras que en los artrópodos, anélidos y moluscos son dos pares: uno situado por encima del esófago, supraesofágico, y otro por debajo, infraesofágico, y unidos por cordo­nes de tej ido conectivo.

Las estrellas de mar y otros equinodermos poseen un sistema nervioso radial según su simetría.

El sistema nervioso en los animales invertebrados

El encéfa­lo de los vertebrados se forma a partir de las vesículas cerebrales que se gene­ran durante el proceso de la neurulación del desarrollo embrionario.

Clasificación del sistema nervioso.

Sistema nervioso central (SNC), que comprende el encéfalo y un cordón nervioso o médula espinal.

Sistema nervioso periférico (SNP), que contiene los nervios craneales, que parten del encéfalo, y los nervios raquídeos que tienen su origen en la mé­dula espinal.

Sistema nervioso central

BULBO RAQUIDEO

Sus funciones son:

  • Contiene centros de funciones vitales,  el centro car­diovascular que controla la frecuencia y fuerza de contracción del corazón y el diámetro de las arterias. También se localiza el centro respiratorio.
    • Se producen las decusaciones, el cruce de vías sensitivas y motoras que tiene como consecuencia que el he­misferio derecho controle la parte izquierda del organismo, y viceversa. Se le denomina contralateralidad.
    • Por encima del bulbo aparece un ensanchamiento que recibe el nombre de protuberancia o puente de Varolio.
    • En el bulbo raquídeo se encuentra la formación reticular, contiene centros reflejos para la deglución y el vómito y también interviene en el proceso de dormirse y de despertarse.

MESENCEFALO

Tiene Contiene centros nerviosos importantes como los tu­bérculos cuadrigéminos que responden con movimiento- reflejos de la cabeza a estímulos sonoros y visuales. En esta región también se puede encontrar la sustancia ne­gra formada por neuronas pigmentadas cuyo deterioro produce la enfermedad de Parkinson.

DIENCÉFALO

  • Tálamo. Son dos masas de tejido nervioso cuya función es integrar la información sensorial.
    • Hipotálamo. Es una importante estructura de control de algunas funciones vegetativas y del sistema endocrino a través de su influencia en la hipófisis.

CEREBELO

Se localiza encima del bulbo raquídeo en la región occipi­tal. Se encarga del mantenimiento del equilibrio y de los movimientos finos y precisos en reptiles, aves y anfibios.

CEREBRO

Está formado por dos hemisferios cerebrales comunicados entre sí por el cuerpo calloso. Su superficie está formada por una capa de sustancia gris de 3 mm de grosor denomi­nada corteza cerebral en la que se alojan los somas neuro- nales de la mayoría de las funciones motoras, sensoriales y psicológicas de un individuo. Está plegada formando cir­cunvoluciones que crean pliegues llamados cisuras, o si son muy pronunciados, surcos. Gracias a este plegamien- to se puede aumentar la superficie de la corteza cerebral sin incrementar la superficie del órgano.

La corteza cerebral consta de diferentes regiones o lóbulos que están en relación con los huesos del cráneo: frontal, parietales, occipital, temporales. En estas re­giones se alojan las neuronas que procesan las funciones motoras, las sensoriales y las psicológicas, como la memoria, el aprendizaje, etc., de cada individuo.

Una zona especialmente interesante del cerebro es el sistema límbico, que es una de sus regiones más internas y consta de diversas estructuras: hipocampo, amígdala, tálamo, hipotálamo y bulbo olfatorio. Posee dos funciones de gran importancia:

  • Interviene en aspectos emocionales de la conducta y en las experiencias de placer y dolor.
    • El hipocampo es una región imprescindible para que exista la memoria a corto plazo, la que permite que haya nuevos aprendizajes. El hipocampo es una de las primeras regiones afectadas por la enfermedad de Alzheimer.

MÉDULA ESPINAL

Es un cordón nervioso que contiene somas de neuronas en su interior abarcando una zona con forma de mariposa, que se halla rodeada de conjuntos de fibras nerviosas que forman la sustancia blanca. Estos con­juntos se denominan fascículos y pueden ser sensitivos o motores. Su misión consiste en comunicar al encéfalo con el resto de organismo.

Sistema nervioso periférico

De la médula espinal parten los nervios raquídeos o espinales; estos poseen dos raíces, una ventral por la que circula información motora y otra dorsal con un ganglio en ella y por la que circula información sensorial. La cavidad de la médula espinal es un conducto central llamado epéndimo que recorre longi­tudinalmente el centro de la sustancia gris.

La sustancia gris es un centro integrador de reflejos. Los reflejos son respues­tas automáticas, rápidas, predecibles y no conscientes, frente a estímulos ex­ternos. Los actos reflejos se sustentan en circuitos neuronales que se denomi­nan arcos reflejos.

Los cinco componentes de este circuito son:

  • Receptor. Suele ser el extremo de una dendrita de una neurona sensitiva y que capta el estímulo.
    • Neurona sensitiva. Es la neurona que conduce los impulsos recibidos en su dendrita hasta el cen­tro integrador, en este caso la médula espinal. Su soma suele estar alojado en el ganglio de la raíz dorsal del nervio raquídeo.
    • Centro integrador. Es la sustancia gris y puede contener una neurona de asociación que hace si- napsis con la neurona motora.
    • Neurona motora. Su axón conduce el impulso nervioso hasta el órgano efector.
    • Efector. Es la parte del cuerpo que responde al es­tímulo. Es un músculo o una glándula.

Sistema nervioso autónomo

Determinados centros nerviosos del SNC y nervios del SNP tienen como mi­sión regular funciones fisiológicas que no poseen control consciente. Dicho conjunto se denomina sistema nervioso autónomo (SNA).

SIMPÁTICO

Consta de unas cadenas ganglionares a ambos lados de la médula espinal de la que parten nervios desde su zona central. De las cadenas ganglionares saler. nervios que llegan hasta los diversos órganos, como por ejemplo:

  • Ojo: dilata la pupila.
    • Vasos sanguíneos: aumenta su diámetro en el músculo esquelético y lo dis­minuye en otros lugares.
    • Corazón: aumenta el ritmo cardíaco y la fuerza de contracción.
    • Tubo digestivo: contrae el estómago y el intestino.

Glándulas sudoríparas: aumenta su secreción.

PARASIMPÁTICO

El sistema nervioso parasimpàtico se encarga de mantener el organismo en los periodos de descanso. Se trata de un sistema de conservación y de recupera­ción de la energía. Los principales órganos que inerva el parasimpàtico son:

  • Ojo: provoca la constricción de la pupila y la contracción del músculo ci­liar del ojo para la visión cercana.
    • Glándulas del tubo digestivo: estimula la secreción de las glándulas gástri­cas e intestinales. También incrementa la secreción del hígado y del jugo pancreático. Provoca la secreción de una saliva fluida por parte de las glán­dulas salivares.
    • Pulmones y bronquios: su acción provoca la constricción de las vías aéreas.
    • Corazón: la estimulación del sistema parasimpàtico disminuye la frecuen­cia cardíaca y la fuerza de contracción de las aurículas.

La coordinación hormonal en los animales

MECANISMO DE TRADUCCIÓN DE SEÑALES

Es el proceso mediante el cual un mensajero químico, una hormona, produce un cambio en las células y órganos sobre los que tiene efecto.

La comprensión de este mecanismo es fundamental para poder entender mu­chos de los procesos biológicos que tienen que ver con las enfermedades. De­pendiendo de la naturaleza química de la hormona, existen dos grandes me­canismos de transducción de señales, según si la hormona es esteroidea o no lo es. Las hormonas no esteroideas ejercen su acción uniéndose a su receptor de la membrana. Por el contrario, las esteroideas penetran en el interior de la célula y se unen a un receptor del citoplasma que las transporta al núcleo.

El resultado final es un cambio en la expresión de los genes que permite la apa­rición de nuevas actividades enzimáticas.

 Hormonas en los invertebrados

NEUROHORMONAS

Fabricadas por las células neurosecretoras cuyos productos conectan el sistema nervioso con el endocrino. Estas hormonas se encuentran en todos los filos de invertebrados, pero se han estudiado con más profundidad en los artrópodos.

HORMONAS DE LA MUDA, DEL CRECIMIENTO Y DE LA METAMORFOSIS

  • Estos procesos se hallan controlados por la ecdisona y por la hormona juvenil. La ecdisona se produce en las glándulas protorácicas cuando estas son estimuladas por la ecdisotropina, sintetizada en las células neurosecretoras del cerebro. Esta hormona desencadena el proceso de la muda (crecimien­to) siempre y cuando la hormona juvenil esté presente.
    • La hormona juvenil se produce en los cuerpos alados (corpora allata) y con­sigue que el artrópodo permanezca con sus características larvarias tras la muda. Cuando esta hormona no actúa, la ecdisona provoca el paso a un es­tado adulto en el proceso de muda.

Hormonas en los vertebrados

HIPOFISIS

En realidad son dos glándulas (adenohipófisis y neurohipófisis) en una que se sitúan en el interior del encéfalo en contacto con el hipotálamo.

Adenohipófisis o hipófisis anterior. Fabrica hormonas tróficas, es decir, hormonas que tienen su efecto en otras glándulas endocrinas como el tiroi­des, las glándulas suprarrenales y las gónadas. Estas hormonas son las gona- dotropinas LH y FSH que tienen su efecto en las gónadas, la TSH, que in­terviene en el tiroides, y la ACTH, que actúa en las glándulas suprarrenales

También fabrica las siguientes hormonas:

- Hormona del crecimiento (GH) o somatotropina. Esta hormona actúa sobre el hígado estimulándolo para producir unos factores del creci­miento llamados somatomedinas. Estos factores aceleran la entrada de aminoácidos en el cuerpo que aumentan el anabolismo de forma genera­lizada. También fomenta la producción de ATP en las células. Como con­secuencia de la acción de la GH, se aumenta la velocidad de crecimien­to del músculo y del hueso durante la infancia y la adolescencia. En el adulto contribuye al mantenimiento y reparación de estos tejidos.

- Prolactina. Es la hormona lactógena. Se encarga de iniciar la síntesis de leche en las mamas. Su acción comienza durante el embarazo.

Neurohipófisis o hipófisis posterior. Tiene el mismo origen embrionario que el sistema nervioso. Libera las siguientes hormonas:

-Hormona antidiurética (ADH). Actúa sobre la nefrona. Su función es disminuir el volumen de orina de modo que el organismo retenga agua.

-Oxitocina. Ejecuta dos acciones, estimular la contracción del músculo liso del útero y provocar la expulsión de leche en los pechos de las lactantes.

TIROIDES

Es una glándula bilobulada que se sitúa en el cuello.

Fabrica las siguientes hormonas:

  • Hormona tiroidea. Es una mezcla de tetrayodotironina (T4) y triyodo* tironina (T3). Derivan del aminoácido tirosina y contienen cuatro y tres átomos de yodo respectivamente.

Esta hormona actúa sobre cualquier célula del cuerpo (tiene «diana ge­neral») regulando su metabolismo y los procesos de crecimiento y dife­renciación celular.

  • Calcitonina. Actúa sobre los osteoblastos logrando que capten calcio de la sangre para fabricar sustancia intercelular ósea. Como consecuencia, produce hipocalcemia en la sangre. La inflamación patológica de la glán­dula tiroides se denomina bocio.

PARATIROIDES

Es un conjunto de cuatro o cinco glándulas que se sitúan en la parte posterior de! tiroides. Fabrica fundamentalmente la hormona paratiroidea (PTH) o parato^ hormona. La PTH tiene acción antagónica a la calcitonina ya que estimula la acción de los osteoclastos que destruyen la matriz ósea liberando calcio a la san­gre. Por tanto, producirá hipercalcemia en la sangre. La PTH también actúa sobre el riñon y las células intestinales para que absorban calcio y lo envíen a la sangre.

GLANDULAS SUPRARRENALES

Al igual que la hipófisis, también son dos glándulas en una. Se dividen en cor­teza y una médula que es de origen nervioso.

Hormonas de la corteza. Son de naturaleza esteroidea:

Mineralocorticoides, como la aldosterona. Actúa sobre el riñon y su mi­sión es aumentar los niveles de Na+ en la sangre reabsorbiéndolos de la orina. Por efecto rebote influye sobre los niveles de K+.

Gonadocorticoides. Son hormonas sexuales, andrógenos y estrógenos, que se fabrican en pequeñas cantidades.

Glucocorticoides. El más abundante es el cortisol (hidrocortisona). También produce cortisona y corticosterona. Su diana es bastante ge­neralizada y provoca los siguientes efectos en las células:

Acelera la degradación de proteínas y lípidos.

Tiende a aumentar la cantidad de glucosa en sangre.

Tiende a deprimir la acción de determinadas células del sistema in- munitario. Por este motivo se suelen recetar «cortisonas» para tratar alergias e inflamaciones.Cuando el estrés es continuado en una persona, aumentan sus niveles de glucocorticoides en sangre.

Hormonas de la médula. Son la adrenalina (80 %) y la noradrenalina (20 %). Químicamente son derivados de los aminoácidos. Producen el mismo efecto que la activación del sistema nervioso simpático

ISLOTES DE LANGERHANS PEL PÁNCREAS

El páncreas es una glándula mixta, lo que significa que es tanto exocrina (jugo pancreático) como endocrina. La parte endocrina corresponde a unos grupos de células en su interior que reciben el nombre de islotes de Langerhans. Las principales hormonas que fabrican son:

Glucagón. Actúa sobre el hígado haciendo que este libere glucosa a la san­gre a partir del glucógeno que almacena. Por lo tanto su acción es hiper- glucemiante.

Insulina. Actúa sobre la mayoría de los tejidos provocando que sus células capten la glucosa de la sangre. Su acción es hipoglucemiante.

La diabetes es un trastorno en el que se produce menos cantidad de insulina que la necesaria o bien un tipo anormal de esta hormona.

GONADAS

Las hormonas que sintetizan son de naturaleza esteroidea.

Testículos. Sus células producen andrógenos, principalmente testosterona. Esta hormona es la responsable del desarrollo y mantenimiento de los ca­racteres sexuales masculinos y de la espermatogénesis.

La secreción de testosterona está regulada sobre todo por la LH que segre­ga la hipófisis.

Ovarios. Sus principales hormonas son:

Estrógenos, como la estrona y el estradiol. Se encargan de desarrollar y mantener los caracteres sexuales femeninos. Junto con otras hormonas, son responsables del desarrollo de las mamas y de la correcta sucesión del ciclo menstrual.

Progesterona. Es un gestágeno, es decir, mantiene la mucosa uterina para que pueda recibir al embrión y continuar el embarazo.

La regulación de la secreción de las hormonas ováricas depende de las con­centraciones de LH y FSH.

PLACENTA

Es una estructura que fabrican la mayoría de los mamíferos (a excepción de los monotremas y marsupiales) y se encuentra revistiendo el útero durante el em­barazo. Es el punto de contacto entre la circulación materna y fetal.

La placenta produce gonadotropina coriónica, encargada de mantener el re­vestimiento uterino durante los primeros meses de embarazo. La prueba clíni­ca de embarazo se basa en la detección precoz de esta hormona en la orina.

Los sistemas de relación en las plantas

La capacidad de respuesta de las plantas es más lenta y limitada que la de los animales.

El hecho de ser autótrofos ha marcado gran parte de su biología. En primer lu­gar, no tienen que desplazarse para obtener alimento. En segundo lugar, su es­tructura corporal está sustentada por polisacáridos y almacenan sustancias de reserva en forma de azúcares. Esto hace que su peso y tamaño pueda ser muy grande e incompatible con el movimiento. Todas estas circunstancias han he­cho que las plantas puedan sobrevivir sin sistema nervioso.

No obstante, las plantas sí deben reaccionar al medio cambiante para poder sobrevivir y reproducirse, como por ejemplo:

  • Reacción ante la luz. Algunas semillas solo germinan ante la luz y los tallos crecen en dirección a la luz evitando la sombra.
  • Las plantas, al igual que muchos animales, tienen la misma temperatura que su entorno. A pesar de ello disponen de la capacidad de reaccionar ante los cambios de temperatura. Algunos vegetales aumentan su tasa de metabo­lismo cuando la temperatura baja. Así, por ejemplo, se puede ver cómo la nieve está derretida alrededor de algunas plantas. Si el calor es excesivo, las plantas fabrican proteínas de choque térmico, que interaccionan con otras proteínas para evitar que estas pierdan su funcionalidad a causa de que las altas temperaturas desnaturalizan las proteínas, es decir, pierden su confi­guración espacial y con ello su función.
  • Reacción ante los ciclos estacionales, que permite a las plantas desarrollar hojas en primavera y controlar la floración.
  • Reacción ante la gravedad. Gracias a esta sensibilidad, la raíz crece hacia abajo, y el tallo, hacia la superficie y hacia arriba.
  • Reacción ante los estímulos mecánicos. Cuando una planta recibe presio­nes o roces de modo continuo, ralentiza su crecimiento y se hace más an­cha. Así, las plantas que se sitúan en lugares muy azotados por el viento al­canzan menos altura y su mayor grosor les confiere más resistencia.
  • Reacción ante la humedad. Por ejemplo, cuando el ambiente seco se prolon­ga, la planta reduce la tasa de transpiración para evitar la pérdida de agua.

7.1. Las hormonas vegetales

El descubrimiento de las hormonas vegetales surgió a partir de los estudios de la influencia de la luz en los vegetales.

Estos experimentos se remontan a Darwin y a su hijo, quienes estudiaron la orientación de crecimiento del tallo en diferentes condiciones. Gracias a ellos y a estudios posteriores se descubrieron las auxinas.

La auxina

La auxina natural es el ácido indol-acético y se sintetiza en las células de los meristemos.

Su efecto fue descubierto en 1880 y está asociado a procesos apicales de:

  • Orientación a la luz.
  • Elongación celular y crecimiento de los tallos.
  • Estimulación del crecimiento de los tejidos vasculares.

Dominancia apical, esto es, producción de un crecimiento mayor del tallo en dirección vertical (a partir de la yema apical) en detrimento de las ramas.

Citocinas

Se descubrieron en la leche de coco ya que se advirtió que este líquido esti­mulaba el crecimiento de embriones vegetales.

Químicamente es un derivado de la base nitrogenada adenina presente en los ácidos nucleicos.

Se producen sobre todo en los meristemos de la raíz y también en embriones y frutos. Se suelen propagar por la planta a través de los vasos del xilema.

Sus funciones son:

  • Diferenciación y crecimiento (junto con las auxinas).
  • Dominancia apical, pues según la concentración auxina/citosina, se esti­mula el crecimiento apical (auxina) o el axilar (citocina).
  • Retraso del envejecimiento.

Giberelinas

Se descubrieron en el hongo Giberella, de donde procede su nombre. También se sintetizan en los meristemos apicales. Químicamente son fruto de la polimeriza­ción del hidrocarburo isopreno. Hay más de 100 tipos de giberelinas diferentes.

Sus funciones son:

  • Estimulan la germinación de la semilla después de la estación fría.
  • Activan la floración de algunas especies y el crecimiento del fruto.
  • Provocan el crecimiento de las hojas.

Brasinoesteroides

Son moléculas, similares al colesterol, que actúan en concentraciones muy ba­jas. Sus funciones más importantes son:

  • Retrasar la abscisión de las hojas.
  • Estimular el crecimiento del xilema.

Ácido abscísico (ABA)

Es una hormona antagónica de todas las anteriores que estimulan el creci­miento. Además provoca la dormancia de la semilla, un efecto de gran iir. portancia en el ciclo reproductivo de la planta. La dormancia es el estado la­tente de la semilla que impide que esta germine hasta que las condiciona ambientales sean óptimas en la siguiente estación. Por ejemplo, gracias a est hormona vegetal, muchas semillas de plantas del desierto germinan cuanc llueve, ya que el ABA es disuelto por la lluvia para permitir la germinaciór.

Durante los periodos de sequía, el ácido abscísico promueve el cierre de los tomas evitando la pérdida de agua.

Etileno

Es un hidrocarburo gaseoso que actúa como hormona en los vegetales. elevada concentración de auxina suele tener como consecuencia un aumer.": de la síntesis de etileno.

Sus efectos son:

  • Provoca la maduración del fruto y la abscisión de las hojas.
  • Contiene el crecimiento en longitud de la planta para aumentar su res> tencia a la fractura.

- Confiere resistencia a las partes del vegetal de crecimiento subterráneo. Cuando una raíz choca con un obstáculo, el aumento de presión induce la síntesis de etileno que fortalece esa zona permitiendo su crecimiento hasta rodearlo sin daño o bien rompiendo el propio obstáculo.

7.2. Tropismos

Los tropismos son las respuestas de crecimiento (o su detención) con las que reaccionan las plantas ante diferentes estímulos externos.

Fototropismos

Es el crecimiento hacia la luz o en sentido contrario a ella. El primer caso re­cibe el nombre de fototropismo ( + ), y el segundo, fototropismo (-).

Aunque los vegetales no poseen ojos ni sistema nervioso, disponen de foto- rreceptores capaces de estimularse según la luz:

  • Estimulación por la luz azul. La luz con esta longitud de onda es capaz de producir los siguientes efectos:
  • Inclinación y crecimiento del tallo hacia ella mediado por la auxina.
  • Provoca la apertura de los estomas.
  • Inhibe la elongación de hipocótilo.
  • Estimulación por luz roja y luz roja lejana (de longitud de onda larga, casi in­frarroja). El pigmento que capta este tipo de luz es el fitocromo. La captación de este tipo de luz es fundamental para la fotomorfogénesis (efecto de la luz en el crecimiento y desarrollo de las plantas) y para la germinación de las semillas.

Otro efecto consiste en evitar la sombra en una planta adulta. Cuando una planta permanece en sombra, le alcanza luz con longitud de onda más lar­ga -rojo lejano- y el fitocromo se activa de modo que estimula el creci­miento de la planta para alcanzar la luz.

FOTOPERIOCIDAD Y RESPUESTA A LAS ESTACIONES

La duración variable de las horas de luz y oscuridad a lo largo del año (fotope­riodicidad) y los cambios climáticos de las estaciones, desencadenan respues­tas de gran importancia en las plantas.

La floración es el proceso más afectado por el fotoperiodo. Según las horas de luz del día, florecen unas especies de plantas u otras.

Así se tienen:

• Plantas de día corto. Son aquellas que florecen cuando la duración del pe­riodo de luz en un día es inferior a las 14 horas. Un ejemplo es el tabaco.

  • Plantas de día largo. Son las plantas que florecen cuando la duración del periodo de luz en un día es mayor de lo habitual. El trigo es un ejemplo de este tipo de planta.
  • Plantas de día neutro. Son aquellas que florecen con independencia de la duración del periodo de luz.

Muchas especies vegetales presentan nictinastias o «movimientos del sueño», según sea de día o de noche. Así, durante el día las hojas se encuentran hori­zontales y extendidas, y durante la noche, casi verticales y plegadas.

Geotropismos

Son las respuestas de las plantas ante la gravedad. Si se coloca una plántula en posición horizontal, las raíces y los tallos recién germinados recuperarán sus sentidos descendente y ascendente respectivamente.

Los estatolitos actúan como receptores de la gravedad. En los vegetales, los es- tatolitos son plastos especializados que acumulan gránulos de almidón muy densos en la parte inferior de la célula, según la gravedad. Los estatolitos siem­pre tenderán a ocupar esa posición independientemente de la posición de la planta, indicando así el sentido correcto del crecimiento.

Existe otra hipótesis sobre el geotropismo que atribuye esta respuesta a la re­distribución de las proteínas de la membrana plasmática de la célula según su posición por la acción de la gravedad.

Tigmotropismos

Hacen referencia a las respuestas de las plantas ante el «tacto» o presión me­cánica que puede ser ejercida por un objeto o por el viento.

Un ejemplo de tigmotropismo es el que desencadena la producción de etilene y que se explicó en el apartado de las hormonas.

Otros ejemplos de tigmotropismo son más espectaculares, como el efecto de «pliegue» de las hojas de la mimosa cuando se las toca. Esta reacción tiene lugar a causa de una pérdida de turgencia en las células. Otras reacciones se producen gracias a la generación de pequeñas descargas eléctricas, como la de algunas plantas carnívoras.

7.3. Respuesta ante el estrés ambiental

Se denomina estrés ambiental el cambio en los factores abióticos de un ecosistema que pueden poner en peligro la vida de una especie.

En el caso de las plantas, estos cambios pueden ser:

  • Sequía. Supone una deficiencia de agua. Si la sequía persiste, la planta ter­minará por morir. En un primer momento, el vegetal se adapta reduciendo la transpiración y fabricando ácido abscísico que cierra los estomas. El he­cho de que una hoja se marchite como consecuencia de la sequía también favorece la resistencia, ya que así hay menos superficie para la transpiración al morir algunas hojas.

También se suele producir un aumento del crecimiento de las raíces pro­fundas en detrimento de las superficiales, en cuyo nivel no hay agua.

  • Inundación. Al impregnar el agua todos los huecos del suelo, es imposible que el oxígeno llegue a las células de la raíz para su respiración celular.

Las plantas no especialmente adaptadas a terrenos inundados suelen pro­vocar la muerte de algunas de las raíces más externas para que, una vez hue­cas, actúen como tubos de ventilación por donde llegue el aire a las raíces sumergidas.

  • Salinidad. Cuando el suelo se vuelve muy salino, la captación de agua se ve comprometida. Además, el exceso de algunos iones como el sodio (Na+) re­sulta tóxico.

Si el aumento de salinidad no es muy grande o prolongado, la planta fabri­ca solutos no tóxicos que igualan la presión osmótica del suelo y así poder absorber agua. Salvo que se trate de una planta halofita, el resto muere si las condiciones no vuelven a ser normales.

  • Estrés por temperatura. En el caso de un calor excesivo, la propia transpi­ración puede hacer descender la temperatura de las hojas en unos 10 °C con respecto a la atmósfera. El problema es que si hace mucho calor y se man­tiene la transpiración, la planta puede deshidratarse. Las plantas también responden con las ya descritas proteínas de choque térmico.

Si el frío es excesivo, se puede alterar la capacidad de transporte a través de las membranas celulares. Las células vegetales responden alterando su com­posición de manera que se mantenga la fluidez de la membrana.

La congelación también es un problema al que se enfrentan las plantas. La congelación parcial inevitable de las células suele conllevar una deshidra- tación al existir menos agua líquida disponible. Será la resistencia a esta fal­ta de agua la que determinará su supervivencia.

Como ya hemos estudiado en unidades anteriores, las plantas también tie­nen que reaccionar ante posibles peligros «bióticos», es decir, ante el ata­que de organismos patógenos y de los herbívoros.