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tropismos en los vegetales
Las respuesta de las plantas
Todo ser vivo responde a los cambios que se producen en su entorno. Si esta respuesta es efectiva, la especie seguirá existiendo; si no lo es, simplemente se extinguirá.
En los seres vivos existen dos tipos de respuesta frente a estímulos ambientales: respuestas rápidas (mediadas por el sistema nervioso) y respuestas lentas (mediadas por el sistema hormonal). En el caso de las plantas no existe un sistema nervioso y sus respuestas frente a los cambios ambientales son mediadas por hormonas vegetales. A estas respuestas se las conoce como TROPISMOS.
TROPISMOS son las respuestas específicas que dan las plantas a los cambios o estímulos que se producen en algún factor del ambiente.
Los tropismos son, por lo general, respuestas que consisten en movimientos de crecimiento de algunas partes del vegetal, como los tallos, hojas y raíces. Se caracterizan por involucrar un aumento de la biomasa, razón por la cual son respuestas irreversibles y lentas.
Tipos de tropismos
Los estímulos que determinan respuestas de los vegetales pueden ser: físicos, químicos o de contacto.
Atendiendo al estímulo que los produce, los tropismos se denominan:
fototropismos, hidrotropismos, tigmotropismos y gravitropismos.
Los tropismos son respuestas que pueden ser de acercamiento o alejamiento del estímulo que los produce. Llamamos tropismos positivos a aquellos que provocan una respuesta de acercamiento al estímulo, y tropismos negativos a aquellos movimientos de alejamiento.
FOTOTROPISMO es la respuesta que da el vegetal cuando el estímulo es una variación en la cantidad de luz.
HIDROTROPISMO es la respuesta frente a un estímulo cuyo origen es el agua.
TIGMOTROPISMO es la respuesta a estímulos provenientes del tacto.
GRAVITROPISMO es la respuesta a estímulos de origen gravitatorio.
Antiguamente, a este último ejemplo se lo denominaba geotropismo, pero los científicos prefirieron cambiarlo, ya que, si se analiza el nombre antiguo, éste sugiere la respuesta de un vegetal al estímulo “tierra” (geo = tierra).
Las plantas responden en forma diferente a un mismo estímulo, dependiendo de la parte del vegetal que está recibiendo el estímulo. Así, el tallo posee fototropismo positivo, mientras que la raíz posee fototropismo negativo.
Frente a la fuerza de gravedad, el tallo presenta gravitropismo negativo, ya que éste crece hacia arriba, en dirección opuesta a la fuerza de gravedad. La raíz, en cambio, tiene gravitropismo positivo porque crece en la misma dirección que el estímulo.
Algunas plantas, como las parras, presentan tigmotactismo positivo. Esto significa que se acercan a objetos que estén es su proximidad, de forma que se apoyan sobre ellos para seguir creciendo.
Mecanismos de acción de los tropismos
El conocimiento que actualmente se tiene de los tropismos ha sido producto de las investigaciones realizadas desde hace muchos años. Un pionero en estas investigaciones fue Charles Darwin, quien, en 1880, junto a su hijo Francis, estudió por qué las plantas crecían siempre hacia la luz.
Como cualquier científico, Darwin identificó este problema y formuló una hipótesis para explicar lo que había observado. Luego, diseñó un experimento para poner a prueba su hipótesis, donde se sugería básicamente que el curvamiento de las plantas, al acercarse hacia la luz, se debe a la presencia de una sustancia química que es producida en la punta del tallo de las plantas.
a. Hormonas vegetales
Los estudios realizados por Darwin primeramente, y luego por un botánico holandés llamado Fritz Went, han permitido a los actuales científicos comprender que las plantas responden a los estímulos gracias a la producción de ciertas sustancias químicas conocidas como hormonas.
Las hormonas vegetales son producidas por células que se ubican en las zonas apicales de la planta. Estas células no están agrupadas en estructuras específicas formando glándulas, como se presentan en los animales.
HORMONA es una sustancia química producida por células especializadas, que actúan sobre otras células del individuo y que se encuentran lejos del lugar de producción de la hormona.
b. Acción de las hormonas vegetales
Las hormonas determinan una enorme gama de funciones en las plantas. Participan en el crecimiento de los vegetales gracias a que producen el alargamiento de sus células. También participan en la maduración de los frutos, en la caída de las hojas y cicatrización de las heridas.
La importancia de las hormonas se debe a que las plantas no poseen un sistema nervioso, como los animales; un vegetal que se acerca hacia la luz no lo hace porque “le conviene”, ya que no es consciente de ello, sino por el efecto de una hormona que determina que la planta se curve en esa dirección.
Esta respuesta al estímulo es vital para la planta, porque de esta forma obtiene la energía luminosa para realizar fotosíntesis. Pero debe quedar en claro que esta respuesta es involuntario y se debe a la producción de una sustancia[ química específica.
Las nastias: otra forma de respuesta vegetal
Una mención especial requiere la respuesta que presentan algunas plantas ante estímulos de contacto.
NASTIA es una respuesta que produce un movimiento pasajero en alguna parte del vegetal respondiendo a estímulos táctiles, lumínicos, etc.
Nastias. Son movimientos relacionados con los tropismo; pero se diferencian de estos en que el estímulo no provoca una dirección determinada en la respuesta de la planta. Las nastias se efectúan de acuerdo con trayectorias predeterminadas por la estructura dorsoventral del órgano correspondiente; son transitorios. Se conocen varias clases de nastias.
Termonastias son movimientos de apertura y cierre, según la variación de la temperatura, de las hojas periánticas de muchas flores (v.), debido a que el óptimo de crecimiento de la cara superior responde a una temperatura diferente de la cara inferior; así sucede con la flor de una planta, tulipa, que si pasa del aire libre a una habitación que esté 100 más caliente, se abre; y si la temperatura desciende, se cierra. Esto se debe a que una elevada temperatura determina el crecimiento de la cara superior, en tanto que un descenso lo provoca en la inferior.
Fotonastias son variaciones debidas a cambios en la intensidad de luz. La iluminación produce, en general, apertura de las flores; la oscuridad, el cierre. En las plantas de floración nocturna ocurre al revés. Muchos movimientos de las hojas en relación con la intensidad de luz no son debidos a diferencias en el crecimiento, sino a variaciones en la temperatura de las células. Se relacionan con la temperatura y la luminosidad las nastias producidas por la alternancia del día y la noche (nictinastias); son notables estos movimientos en Robinia pseudoacacia y Trifolium arvensis. Generalmente, las hojas nictinásticas se disponen por la noche en forma que los foliolos ocultan parte de la superficie superior, que durante el día exponen a la luz en grado máximo; tales movimientos deben responder a variaciones de permeabilidad del plasma.
En ciertas plantas insectívoras, como la Drosera, se observan movimientos násticos, que son consecuencia de excitaciones químicas y de contacto. Sismonastias, movimientos rápidos en los que una parte de la planta adopta posiciones particulares; se deben a la turgencia de las células de determinados tejidos. Los más llamativos se observan en mimosas tropicales, cuyas hojas y peciolos se pliegan rápidamente después de un golpe. Las causasde estos movimientos no están todavía bien aclaradas y se reducen a hipótesis.
Es el caso de una planta cuyo nombre científico es mimosa púdica. Esta planta, al ser tocada por algún objeto o por el contacto de la mano de una persona, responde plegando sus pequeños folíolos, y si la intensidad del contacto es mayor, puede suceder que la rama completa caiga.
Esta respuesta no corresponde a movimientos de acercamiento o alejamiento ante el estímulo, y tampoco está controlada por la acción de hormonas como ocurre en el caso de los tropismos.
En 2008, el director M. Night Shyamalan estrenaba la que esta considerada como una de sus peores películas, “The Happening”. En ella se narraba el ataque por parte de las plantas a los seres humanos lo que hacia que estos se suicidasen sin explicación aparente. Pero… ¿Puede esto suceder científicamente? ¿Pueden comunicarse las plantas y coordinar un ataque? Parece que si…
El pasado febrero de 2012, aparecía una noticia en algunos medios acerca de que los estudios llevados a cabo en la Universidad de Exeter (Reino Unido) habían demostrado como las planta son capaces de comunicarse con sus semejantes. En el momento en que uno de los experimentadores cortaba una hoja de una planta cultivada en un bancal, el vegetal emitía un gas especial con el objetivo de advertir a sus vecinos del peligro inminente, lo que hacia que la otras plantas comenzasen a liberar ciertas toxinas para repeler a los insectos dañinos.
Sin embargo, varios años antes existió un científico que ya había llegado a las mismas conclusiones y, la “primicia” de esta universidad inglesa no es tal. La historia de la que nos hacemos hoy eco, arranca hace varios años, en concreto, en 1985. En verano de aquel año, 4.000 kudús (antílopes de la sabana africana) aparecieron muertos en un rincón de la reserva de Kruger (Sudafrica).
Los criadores no eran capaces de encontrar las causas de por que toda una población de estos animales habían muerto súbitamente en uno de los extremos de la reserva mientras que, al otro lado de las vallas, la población de Kudús en libertad tenían un aspecto totalmente saludable. Desconcertados, los directores de esta famosa reserva de caza, pidieron ayuda al zoologo de la Universidad de Pretoria, el profesor Wouter Van Hoven.
Van Hoven practico minuciosas autopsias a un grupo de aquellos Kudús y tras el análisis, el zoologo observo lesiones sistemáticas en el hígado y el estómago: los Kudús habían sido envenenados. ¿Pero por quien? ¿Y por qué?
Tras analizar los excrementos de estos antílopes, Van Hoven comenzó a sospechar de las acacias. Parecía que las acacias, eran capaces de secretar grandes cantidades de taninos tóxicos cuando se las agredía.
Para corroborar su hipótesis, se internó en la reserva armado con unas mandíbulas mecánicas que imitaban las dentelladas del Kudú. El resultado fue que la acacia caffra replico casi inmediatamente. En apenas quince minutos su producción de tanino se incrementó en un 94%.
El tanino que segregan algunas plantas es un sistema protector de las mismas. Las plantas liberan taninos que hacen a los herbívoros encontrar el sabor de sus hojas totalmente repugnantes, de tal manera que abandonan las ramas que se han vuelto incomestibles y se dirigen al árbol vecino. Pero en cautiverio, en recintos superpoblados, los kudús se vieron obligados a alimentarse de los mismos arboles y se envenenaron lentamente con tanino.
Hasta ese momento, todo era bastante normal. Centenares de plantas secretan toxinas defensivas cuando se sienten agredidas (algo similar a lo que seria nuestro sistema inmunológico). Por ejemplo, los tomates atacados por un moho son capaces de producir fungicidas naturales, mientras que los robles invadidos por muérdago producen una toxina que impide ser invadidos en exceso.
Pero lo mas asombroso que Van Hoven descubrió fue que la acacia caffra era capaz de prevenir a sus semejantes de los posibles ataques del antílope para protegerse. Van Hoven observó que el aumento de tanino no afectaba únicamente a los arboles mordidos, sino también a sus vecinos aun no atacados. Sucedía como si la primera victima diera la voz de alarma a sus compañeros y estos comenzaban a secretar toxinas de manera preventiva. Esto fue lo que había exterminado a toda una población de Kudús de la reserva, no podían abandonar las hojas envenenadas pues todas lo estaban, lo que hizo que los Kudús no pudiesen renunciar a una dieta cargada de toxinas y, por ende, habían sucumbido por envenenamiento.
Lo que Van Hoven no pudo identificar fue que clase de mensaje vegetal se transmitía de árbol en árbol, aunque se sospecho que se tratase de etileno. Esta sustancia química era ya conocida por su función en la maduración de los frutos y parecía ser producida por las hojas de las acacias masticadas, antes de ser llevado por el viento hasta el árbol vecino.
En 2010, Ren Sen Zeng, de la Universidad de Agricultura de China del Sur, demostró la existencia de una red de hongos que forman unos hilos blancos, llamados micorrizas, en el 80% de las plantas. Esta red de hongos serviría a las plantas como una red de comunicaciones entre ellas. Según Dan Durall, de la Universidad de Columbia, las plantas silvestres son capaces de desarrollar grandes redes de micorrizas con un radio de varios metros, y no solo entre plantas de la misma especie, sino entre plantas de distinto género. Esto sería la prueba de que existe una gran red de comunicación “global” entre las plantas.
¿Serían entonces las plantas capaces de lanzar un ataque químico de manera coordinada ante una amenaza externa? Parece que la película de Shyamalan está más cerca de la ciencia que de la ciencia ficción; y es que la naturaleza, no deja de asombrarnos…
