TROPISMO

TROPISMO

I. Definición.

Un tropismo es un fenómeno biológico natural que indica el crecimiento o cambio direccional de un organismo, normalmente una planta, como respuesta a un estímulo medioambiental.

II.    Formas de tropismo:

1. Tropismo Positivo: Cuando la respuesta de la planta se dirige al estímulo.

2. Tropismo negativo: Cuando la respuesta de la planta se aleja del estímulo.

III.  Tipos de tropismo.

1. Fototropismo: es una respuesta direccional que permite a las plantas crecer hacia, o en algunos casos en dirección contraria de, una fuente de luz.

2. Gravitropismo o geotropismo: El gravitropismo es el movimiento que realizan los seres vivos en relación a la gravedad. 

3. Heliotropismo: el heliotropismo es el conjunto de movimientos de los vegetales que dirigen sus hojas y flores en dirección al Sol

4. Tigmotropismo es una respuesta direccional; o un movimiento de una planta al hacer contacto físico con un objeto sólido.

5. Higrotropismo crecimiento direccional de las raíces de las plantas con relación a la disponibilidad de agua,

6. Quimiotropismo es el crecimiento o movimiento de una planta o parte de la planta en respuesta a un estímulo químico.

IV. Hormonas que intervienen:

1. Auxinas son un grupo de hormonas vegetales naturales que regulan muchos aspectos del desarrollo y crecimiento de plantas

2. Giberelinas es una fitohormona producida en la zona apical, frutos y semillas. Sus principales funciones son la interrupción del período de latencia de las semillas, haciéndolas germinar,

3. Citoquininasson un grupo de hormonas vegetales (fitohormonas) que promueven la división y la diferenciación celular

4. Etileno fitohormona responsable de los procesos de estrés en las plantas, así como la maduración de los frutos, además de la senescencia de hojas y flores y de la abscisión del fruto.

5. Ácido abcisico es una fitohormona con importantes funciones dentro de la fisiología de la planta. Participa en procesos del desarrollo y crecimiento, así como en la respuesta adaptativa a estrés tanto de tipo biótico como abiótico. ​

V.   Fotorreceptores que intervienen.

1. Fitocromo es una proteína con actividad cinasa presente en organismos vegetales, cuya función es actuar como fotorreceptor fundamentalmente de luz roja y roja lejana, gracias a que posee un cromóforo

2. Criptocromo son una clase de fotorreceptores de luz azul de plantas y animales. Constituyen una familia de flavoproteínas que regulan la germinación, elongación, fotoperiodicidad, y otras respuestas en las plantas superiores. 

3. Fotocromo fitohormona que absorbe la luz roja.

VI. Nastias.

1. Definición:

Es un movimiento pasajero de determinados órganos de un vegetal frente a un estímulo de carácter externo y difuso, basada en procesos de crecimiento o en el cambio de turgencia de grupos de células que varían su volumen mediante el control de la entrada y salida del agua

2. Tipos de Nastia:
Fotonastia: respuesta a la luz, como la apertura de ciertas flores al amanecer o al anochecer.
Geonastia: Producida por la gravedad y debida a la Dorsiventralidad fisiológica del órgano vegetal.
Haptonastia o Tigmonastia: respuesta por contacto, como los zarcillos de numerosas plantas.
Hidronastia: respuesta a la humedad del ambiente, como en la apertura de los esporangios en los helechos.
Quimionastia: respuesta a agentes químicos, como variaciones en el pH, actividad de agua, etc.
Nictinastia: cuando el estímulo es la sucesión día-noche y la respuesta es la posición de las hojas.
Sismonastia: producida cuando el estímulo es un golpe o la sacudida del vegetal, como el movimiento de las plantas carnívoras o algunas mimosas.
Termonastia: respuesta a las variaciones de temperatura, como el cierre de la flor del tulipán.
Traumatonastia: respuesta producida por una herida o como consecuencia de ésta.
Ejemplos de Nastia
* El conocido Moriviví (mimosa púdica) que, al ser tocado, se cierran sus hojas.
* El girasol, cuyas flores responden al estímulo de la luz siguiendo la dirección del sol.
* Las plantas carnívoras que cierran sus hojas sobre sus presas al menor contacto.

VII.    Proceso de Fitocromo

Las plantas reciben estímulos ambientales y sus respuestas son inducidas a través de receptores que son alterados y conducen a cambios metabólicos. Hablamos de tres etapas para que se genere el movimiento:

Percepción: Detección del estímulo ambiental.

Transducción: Es como el estímulo migra a través de la célula.

Respuestas: Hace referencia a cómo la planta reacciona al estímulo y a que realmente sucede durante el movimiento.

VIII.  Procesos de auxinas.

8.1. Experimentos:

En 1880, Charles Darwin y su hijo Francis publicaron un documento en el que describían la inclinación de plántulas de pasto hacia la luz. En concreto, examinaron esta respuesta en plantas muy jóvenes que apenas habían brotado, cuyas hojas y brotes todavía estaban cubiertos por una envoltura llamada coleoptilo.

Fuente de luz (dibujada como una vela) y un coloeptilo en una maceta. El dibujo muestra un coleoptilo recto que se dobla hacia la luz con el paso del tiempo. Esto se debe a que las células que están más cerca de la fuente de luz se elongan menos que las que están más lejos.

El equipo de padre e hijo analizaron la respuesta de inclinación con experimentos en los que cubrían la punta o la parte baja del coleoptilo. Mediante estos experimentos, encontraron que la luz se percibe en la punta del coleoptilo. Sin embargo, la respuesta —la flexión o, a nivel celular, la elongación desigual de las células— ocurre muy por debajo de la punta. Concluyeron que se debe enviar algún tipo de señal hacia abajo desde la punta del coleoptilo hacia su base.

Fuente de luz (dibujada como una vela) y un coleptilo en una maceta con un capuchón de metal que cubre su parte superior. El dibujo muestra un coleoptilo que permanece recto con el capuchón de metal que cubre la punta.

En 1913, el fisiólogo danés Peter Boysen-Jensen continuó este trabajo y confirmó que una señal química producida en la punta era responsable de la respuesta de flexión:

·  Primero cortó la punta de un coleoptilo, cubrió la sección cortada con un bloque de gelatina y reemplazó la punta. El coleoptilo fue capaz de doblarse con normalidad al exponerse a la luz.

·  Cuando intentó el experimento otra vez usando una hojuela impermeable de mica en vez de gelatina, el coleoptilo perdió la capacidad de doblarse en respuesta a la luz.

Fuente de luz (dibujada como una vela) y un coleoptilo en una maceta. El coleoptilo de la izquierda tiene un bloque de gelatina que separa la punta del resto del coleoptilo, y se curva hacia la luz. El coleoptilo de la derecha tiene una hojuela de mica impermeable que separa la punta del resto del coleoptilo y no se inclina hacia la luz.

Solo la gelatina —que permite que una señal química viaje por sus poros— permitía la comunicación entre la punta y base.

Mediante una variación de este experimento, Boysen-Jensen también fue capaz de demostrar que la señal móvil viajaba en el lado sombreado de la plántula. Cuando se insertaba la placa de mica en el lado iluminado, la planta aún se inclinaba hacia la luz, pero cuando se insertaba en el lado sombreado, la respuesta de inclinación no se producía. Los resultados de este experimento también indicaban que la señal era un estimulante del crecimiento en lugar de un represor, puesto que la respuesta al fototropismo implicaba una elongación celular más rápida en el lado sombreado que en el lado iluminado.

Cuando un coleoptilo se expone a una fuente de luz, las moléculas de fototropina en el lado iluminado absorben una gran cantidad de luz, mientras que las moléculas en el lado sombreado absorben mucha menos. Mediante mecanismos que todavía no son completamente claros, estos diferentes niveles de activación de fototropinas causan que una hormona vegetal llamada auxina se transporte de forma desigual por los dos lados del coleoptilo.

Acercamiento de la punta de un coleoptilo que muestra la hormona vegetal auxina (representada por puntos rojos) concentrada hacia la punta. Cuando pega más luz sobre un lado del coleoptilo, las fototropinas se activan más en el lado iluminado, lo que causa que la auxina fluya por el lado con sombra. El lado del coleoptilo con menos auxina tiene céluas que se elongan menos, y el lado con más auxina tiene células que se elongan más, lo que provoca que la punta se incline hacia la luz.

Se transporta más auxina por el lado sombreado y menos auxina por el lado iluminado. La auxina promueve la elongación celular y, en consecuencia, la planta crece más en el lado sombreado y se inclina en dirección de la fuente de luz.

8.2.   Elongación de las plantas por la auxina:

 

a.    ÓSMOSIS EN LOS SERES VIVOS

En los seres vivos la ósmosis es un proceso fundamental ya que para la supervivencia de las células es fundamental mantener lo que se llama el equilibrio osmótico necesario para que la célula pueda realizar sus funciones.

Ósmosis en la célula animal

Las membranas de las células son semipermeables por lo que la ósmosis es un fenómeno que sucede de forma natural. De este modo, si los animales no presentan mecanismos para equilibrar adecuadamente la concentración en las células, por presión osmótica pueden suceder dos fenómenos:

·         Citólisis: sucede la célula se encuentra en un medio hipotónico y tiende a absorber agua para alcanzar el equilibrio isotónico; en este caso la célula puede llegar a estallar dando lugar a la citólisis.

·         Crenación: sucede cuando la célula está en un medio hipertónico y el agua tiende a salir. Esto puede llevar a la deshidratación pudiendo llegar a la muerte de la célula. Este fenómeno se llama crenación.

Ósmosis en la célula vegetal

Al igual que las membranas celulares animales, las vegetales también son semipermeables. En este caso, el paso del agua por ósmosis tiende a equilibrar la célula tendiendo al medio isotónico. Debido a esto, también pueden suceder dos fenómenos:

·         Turgencencia o turgencia: se da cuando en presencia de un medio hipotónico la célula vegetal absorbe agua llenando sus vacuolas.

·         Plasmolisis: se da cuando en un medio hipertónico, el agua sale de la célula a través de la membrana celular; la membrana plasmática puede despegarse de la pared vegetal y dar lugar a la plasmolisis como un estado irreversible. Hay diferentes estados por lo que también podemos hablar de plasmolisis incipiente que es reversible.

b.    En la raíz:

La curvatura gravitrópica comprende tres etapas: percepción, transducción y respuesta, que pueden producirse en la misma o en distintas partes del órgano. Así, en los coleóptilos la percepción tiene lugar en le ápice, y la curvatura en la zona subapical.

 En las raíces la percepción tiene lugar en la caliptra y la respuesta en la zona de elongación. La vía más efectiva y simple para detectar un estímulo gravitatorio es emplear el desplazamiento de un sensor.

Los sensores de éste tipo se conocen como estatolitos, que son orgánulos celulares lo suficientemente grandes como para desplazarse en el citoplasma en respuesta a la aceleración gravitacional. Los amiloplastos son los estatolitos de las angiospermas, y las células que contienen amiloplastos se denominan estatocitos y se encuentran agrupadas en zonas graviperceptoras: la columela de la caliptra radicular y las células de la vaina de los tejidos vasculares, que representan la endodermis de los órganos aéreos.