Biología para mayores II
Describe las plantas que se reproducen asexualmente
Muchas plantas se reproducen tanto asexualmente como sexualmente. En la reproducción asexual, parte de la planta madre se utiliza para generar una nueva planta. El injerto, la estratificación y la micropropagación son algunos métodos utilizados para la reproducción asexual artificial. La nueva planta es genéticamente idéntica a la planta madre de la que se ha tomado la cepa. Las plantas de reproducción asexual se desarrollan bien en entornos estables.
Objetivos de aprendizaje
- Describir las características de las plantas que se reproducen asexualmente
- Discutir los mecanismos, ventajas, y desventajas de la reproducción asexual natural y artificial
- Discutir los periodos de vida de las plantas
Plantas asexuales
Muchas plantas son capaces de propagarse mediante la reproducción asexual. Este método no requiere la inversión necesaria para producir una flor, atraer a los polinizadores o encontrar un medio de dispersión de semillas. La reproducción asexual produce plantas genéticamente idénticas a la planta madre porque no se mezclan los gametos masculinos y femeninos. Tradicionalmente, estas plantas sobreviven bien en condiciones ambientales estables en comparación con las plantas producidas a partir de la reproducción sexual porque llevan genes idénticos a los de sus padres.
Muchos tipos de raíces diferentes presentan reproducción asexual Figura 1. El cormo es utilizado por el gladiolo y el ajo. Los bulbos, como el bulbo escamoso de los lirios y el bulbo tunicado de los narcisos, son otros ejemplos comunes. La patata es un tubérculo de tallo, mientras que la chirivía se propaga a partir de una raíz pivotante. El jengibre y el iris producen rizomas, mientras que la hiedra utiliza una raíz adventicia (una raíz que surge de una parte de la planta distinta de la raíz principal o primaria), y la planta de la fresa tiene un estolón, que también se llama estolón.
Figura 1. Diferentes tipos de tallos permiten la reproducción asexual. (a) El cormo de una planta de ajo se parece a (b) un bulbo de tulipán, pero el cormo es un tejido sólido, mientras que el bulbo está formado por capas de hojas modificadas que rodean un tallo subterráneo. Tanto los cormos como los bulbos pueden autopropagarse, dando lugar a nuevas plantas. (c) El jengibre forma masas de tallos llamados rizomas que pueden dar lugar a múltiples plantas. (d) Las plantas de patata forman tubérculos de tallo carnoso. Cada ojo del tubérculo del tallo puede dar lugar a una nueva planta. (e) Las plantas de fresa forman estolones: tallos que crecen en la superficie del suelo o justo debajo de él y que pueden dar lugar a nuevas plantas. (crédito a: modificación de la obra de Dwight Sipler; crédito c: modificación de la obra de Albert Cahalan, USDA ARS; crédito d: modificación de la obra de Richard North; crédito e: modificación de la obra de Julie Magro)
Una ventaja de la reproducción asexual es que la planta resultante alcanzará la madurez más rápidamente. Como la nueva planta surge de una planta adulta o de partes de la planta, también será más resistente que una planta de semillero. La reproducción asexual puede tener lugar por medios naturales o artificiales (asistidos por el hombre).
Métodos naturales de reproducción asexual
Los métodos naturales de reproducción asexual incluyen estrategias que las plantas han desarrollado para autopropagarse. Muchas plantas -como el jengibre, la cebolla, los gladiolos y la dalia- siguen creciendo a partir de yemas presentes en la superficie del tallo. En algunas plantas, como la batata, las raíces adventicias o estolones pueden dar lugar a nuevas plantas (Figura 2). En Bryophyllum y kalanchoe, las hojas tienen pequeñas yemas en sus márgenes. Cuando éstas se desprenden de la planta, se convierten en plantas independientes; o bien, pueden empezar a crecer como plantas independientes si la hoja toca el suelo. Algunas plantas pueden propagarse sólo por esquejes.
Figura 2. Un estolón, o estolón, es un tallo que corre a lo largo del suelo. En los nudos, forma raíces adventicias y yemas que se convierten en una nueva planta.
Métodos artificiales de reproducción asexual
Estos métodos se emplean con frecuencia para dar lugar a nuevas, y a veces novedosas, plantas. Incluyen el injerto, el esqueje, la estratificación y la micropropagación.
Injerto
Figura 3. El injerto es un método artificial de reproducción asexual utilizado para producir plantas que combinan características favorables del tallo con características favorables de la raíz. El tallo de la planta que se va a injertar se conoce como vástago, y la raíz se llama patrón.
El injerto se ha utilizado durante mucho tiempo para producir nuevas variedades de rosas, especies de cítricos y otras plantas. En el injerto, se utilizan dos especies de plantas; parte del tallo de la planta deseada se injerta en una planta enraizada llamada patrón. La parte que se injerta o se fija se denomina púa. Ambas se cortan en ángulo oblicuo (cualquier ángulo que no sea recto), se colocan en estrecho contacto entre sí y se mantienen unidas Figura 3. Es muy importante que estas dos superficies coincidan lo más posible, ya que serán las que mantengan unida a la planta. Los sistemas vasculares de las dos plantas crecen y se fusionan, formando un injerto. Al cabo de un tiempo, la púa empieza a producir brotes y, finalmente, empieza a dar flores y frutos. El injerto se utiliza mucho en la viticultura y en la industria de los cítricos. Los vástagos capaces de producir una determinada variedad de fruta se rallan en portainjertos con una resistencia específica a las enfermedades.
Esquejes
Las plantas como el coleo y la planta del dinero se propagan a través de esquejes de tallo, donde una porción del tallo que contiene nodos y entrenudos se coloca en suelo húmedo y se deja enraizar. En algunas especies, los tallos pueden empezar a producir una raíz incluso cuando se colocan sólo en agua. Por ejemplo, las hojas de la violeta africana enraizarán si se mantienen en agua sin ser molestadas durante varias semanas.
Colocación
Figura 4. En la estratificación, una parte del tallo se entierra para que forme una nueva planta.
La estratificación es un método en el que un tallo unido a la planta se dobla y se cubre con tierra. Se prefieren los tallos jóvenes que se pueden doblar fácilmente sin ninguna lesión. El jazmín y la buganvilla (flor de papel) pueden propagarse de esta manera Figura 4.
En algunas plantas se emplea una forma modificada de estratificación conocida como estratificación aérea. Se retira una parte de la corteza o de la cubierta más externa del tallo y se cubre con musgo, que luego se encinta. Algunos jardineros también aplican hormonas de enraizamiento. Al cabo de un tiempo, aparecerán las raíces, y esta porción de la planta puede retirarse y trasplantarse a una maceta separada.
Micropropagación
La micropropagación (también llamada cultivo de tejidos vegetales) es un método de propagación de un gran número de plantas a partir de una sola planta en poco tiempo y en condiciones de laboratorio (Figura 5). Este método permite la propagación de especies raras y en peligro de extinción que pueden ser difíciles de cultivar en condiciones naturales, son económicamente importantes o tienen demanda como plantas libres de enfermedades.
Figura 5. La micropropagación se utiliza para propagar plantas en condiciones estériles. (Crédito: Nikhilesh Sanyal)
Vida útil de las plantas
Figura 6. El pino bristlecone, que se muestra aquí en el Antiguo Bosque de Pinos Bristlecone en las Montañas Blancas del este de California, se sabe que vive desde hace 4.500 años. (Crédito: Rick Goldwaser)
El tiempo que transcurre desde el inicio del desarrollo hasta la muerte de una planta se denomina periodo de vida. El ciclo vital, por su parte, es la secuencia de etapas por las que pasa una planta desde la germinación de la semilla hasta la producción de semillas de la planta madura. Algunas plantas, como las anuales, sólo necesitan unas semanas para crecer, producir semillas y morir. Otras plantas, como el pino carrasco, viven miles de años. Algunos pinos bristlecone tienen una edad documentada de 4.500 años (Figura 6). Aunque algunas partes de una planta, como las regiones que contienen tejido meristemático -la zona de crecimiento activo de la planta, formada por células indiferenciadas capaces de dividirse- siguen creciendo, otras sufren una muerte celular programada (apoptosis). El corcho que se encuentra en los tallos y el tejido conductor de agua del xilema, por ejemplo, están compuestos por células muertas.
Las especies de plantas que completan su ciclo de vida en una temporada se conocen como anuales, un ejemplo de las cuales es Arabidopsis, o berro de oreja de ratón. Las bienales, como las zanahorias, completan su ciclo de vida en dos temporadas. En la primera temporada de una bienal, la planta tiene una fase vegetativa, mientras que en la siguiente temporada completa su fase reproductiva. Los cultivadores comerciales cosechan las raíces de las zanahorias después del primer año de crecimiento y no permiten que las plantas florezcan. Las plantas perennes, como la magnolia, completan su ciclo de vida en dos años o más.
En otra clasificación basada en la frecuencia de floración, las plantas monocárpicas florecen sólo una vez en su vida; los ejemplos incluyen el bambú y la yuca. Durante el período vegetativo de su ciclo de vida (que puede ser de hasta 120 años en algunas especies de bambú), estas plantas pueden reproducirse asexualmente y acumular una gran cantidad de material alimenticio que será necesario durante su floración de una sola vez en la vida y la puesta de semillas después de la fertilización. Poco después de la floración, estas plantas mueren. Las plantas policárpicas forman flores muchas veces durante su vida. Los árboles frutales, como los manzanos y los naranjos, son policárpicos; florecen todos los años. Otras especies policárpicas, como las perennes, florecen varias veces durante su vida, pero no cada año. De este modo, la planta no necesita canalizar todos sus nutrientes hacia la floración cada año.
Como ocurre con todos los organismos vivos, la genética y las condiciones ambientales influyen en la determinación de la duración de la vida de una planta. La susceptibilidad a las enfermedades, las condiciones ambientales cambiantes, la sequía, el frío y la competencia por los nutrientes son algunos de los factores que determinan la supervivencia de una planta. Las plantas siguen creciendo a pesar de la presencia de tejido muerto, como el corcho. Las partes individuales de las plantas, como las flores y las hojas, tienen diferentes tasas de supervivencia. En muchos árboles, las hojas más viejas se vuelven amarillas y acaban cayendo del árbol. La caída de las hojas se desencadena por factores como la disminución de la eficacia fotosintética, debido al sombreado de las hojas superiores, o el daño oxidativo sufrido como resultado de las reacciones fotosintéticas. Los componentes de la parte que se desprende son reciclados por la planta para utilizarlos en otros procesos, como el desarrollo de la semilla y el almacenamiento. Este proceso se conoce como reciclaje de nutrientes.
El envejecimiento de una planta y todos los procesos asociados se conoce como senescencia, que está marcada por varios cambios bioquímicos complejos. Una de las características de la senescencia es la descomposición de los cloroplastos, que se caracteriza por el amarillamiento de las hojas. Los cloroplastos contienen componentes de la maquinaria fotosintética, como membranas y proteínas. Los cloroplastos también contienen ADN. Las proteínas, los lípidos y los ácidos nucleicos son descompuestos por enzimas específicas en moléculas más pequeñas y recuperadas por la planta para apoyar el crecimiento de otros tejidos vegetales.
Las complejas vías de reciclaje de nutrientes dentro de una planta no se conocen bien. Se sabe que las hormonas desempeñan un papel en la senescencia. Las aplicaciones de citoquininas y etileno retrasan o previenen la senescencia; por el contrario, el ácido abscísico provoca el inicio prematuro de la senescencia.
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