V. BREVE INTRODUCCI�N AL CRECIMIENTO DE LAS PLANTAS

LA VIDA independiente de una planta superior comienza en el momento en que una semilla germina. Las semillas son los �rganos elaborados por la reproducci�n de las plantas adultas. Tienen la posibilidad de ser transportadas a distancia de donde son producidas, ya sea por el viento, el agua y/o los animales (diseminaci�n), para generar nuevas plantas en otros sitios. La gran mayor�a de las semillas pueden permanecer en un estado de respiraci�n reducida o pr�cticamente suspendida, interrupci�n del crecimiento y parcial deshidrataci�n, por un tiempo m�s o menos largo (latencia o letargo), hasta que las condiciones externas son adecuadas para la iniciaci�n del crecimiento de la nueva planta.

Si estudiamos cuidadosamente la anatom�a de una semilla, nos daremos cuenta que consiste esencialmente en una peque�a planta encapsulada dentro de una cubierta m�s o menos resistente y provista de los alimentos org�nicos necesarios para comenzar a crecer. Generalmente son almidones o grasas y prote�nas. La gran mayor�a de las semillas contienen muy poca agua, as� que necesitan un medio externo h�medo para hidratarse y aumentar de volumen antes de que se inicie la germinaci�n.

Como podemos ver en la figura 20, las semillas de diferentes plantas var�an en forma, tama�o y anatom�a interna pero, en esencia lo m�s importante, es que en todas se halla contenida una peque�a plantita que es el embri�n de una futura planta. A veces, el embri�n es s�lo un conjunto de c�lulas sin forma definida a�n en las semillas m�s peque�as pero, en la mayor�a de los casos, el embri�n muestra ya las primeras partes de lo que ser� la futura planta: ra�z, tallo y hojas en escala diminuta.

 

Figura 20. Las semillas son muy diversas en cuanto a formas y tama�os; tambi�n lo son sus agentes de dispersi�n y sus mecanismos fisiol�gicos de latencia.

Las c�lulas que forman el embri�n de la semilla son peque�as y tienen una forma que tiende a ser esf�rica o poli�drica (isodiam�trica). Tienen una cubierta externa, parecida a una c�psula, llamada pared celular que es delgada y el�stica. La pared celular es una estructura t�pica de las c�lulas vegetales pues siempre la presentan, a diferencia de las c�lulas animales que por lo general son desnudas.

En la figura 21 est� representada una c�lula vegetal m�s o menos generalizada. La pared celular tiene mucha trascendencia fisiol�gica para las plantas y determina gran parte de sus particulares caracter�sticas que las hacen tan diferentes de los animales.

 

Figura 21. Las c�lulas de los vegetales superiores tienen varias estructuras que les confieren sus caracter�sticas distintivas: la pared celular (PC) las cubre totalmente y les confiere cierta rigidez, pero no las a�sla completamente de las c�lulas vecinas; la vacuola (V) sirve de recept�culo de desechos y compuestos secundarios; los cloropastos (C) son los organelos en los que se efect�a la fotos�ntesis, s�lo presentes en c�lulas de tejidos verdes.

Continuando con la descripci�n del proceso de germinaci�n, �ste se inicia cuando el agua penetra al interior de las c�lulas embrionarias que entonces aumentan de volumen y algunas comienzan a alargarse, perdiendo su forma isodiam�trica para adquirir una forma cil�ndrica o prism�tica. El crecimiento en longitud que esto ocasiona en el embri�n, hace que la ra�z, posteriormente el tallo y en ocasiones las hojas embrionarias salgan de la semilla, o de lo que de ella queda, terminando as� la germinaci�n e inici�ndose el crecimiento de la nueva planta de los dos medios que en adelante ocupar�: el suelo y el aire. En la figura 22 hemos representado la etapa crucial del establecimiento de una pl�ntula.

 

Figura 22. El establecimiento de las plantas ocurre cuando se terminan las reservas alimenticias almacenadas en las semillas y las plantas tienen que empezar a desprender de los recursos del medio. �ste es el momento m�s cr�tico de la vida de una planta.

Durante el crecimiento, la formaci�n de los tejidos de las plantas sigue b�sicamente tres pasos: la divisi�n (o mitosis) de las c�lulas embrionarias para formar nuevas c�lulas, el agrandamiento y/o alargamiento de estas c�lulas y su diferenciaci�n final en c�lulas con una funci�n espec�fica, ya sean vasos, c�lulas fotosint�ticas, almacenadoras, epid�rmicas, etc., que desempe�ar�n su funci�n durante el resto de su existencia ya sea en forma viva o no, dependiendo de cu�l sea el tejido u �rgano que se est� desarrollando.

La transformaci�n sufrida impide por lo general que una c�lula ya diferenciada pueda dividirse o reproducirse, por lo que todo crecimiento o desarrollo posterior que ocurra se inicia s�lo en las partes de la planta en las que se conservan conglomerados o capas de c�lulas no diferenciadas, similares a las c�lulas embrionarias. En la figura 23 se muestran los diversos caminos que toma la diferenciaci�n de las c�lulas vegetales a partir de las c�lulas embrionarias.

 

Figura 23. Las c�lulas a�n no diferenciadas o "merism�ticas" se transforman en c�lulas funcionales creciendo y alarg�ndose. Su pared celular se engruesa y su contenido citopl�smico se modifica de diferentes maneras, dependiendo de la funci�n que finalmente tendr� la c�lula que se est� formando en cada nuevo tejido de la planta. A) Vaso conductor de savia. B) C�lula del tejido fotosint�tico.

Mientras existan c�lulas juveniles sobrevivientes en una planta, �sta podr� continuar creciendo sin importar cu�n vieja sea; por eso es posible que existan �rboles gigantescos de muchos cientos de a�os de edad, ya que algunas de sus c�lulas siguen siendo siempre j�venes.

En todas las c�lulas diferenciadas la pared celular es m�s gruesa y r�gida que en las c�lulas embrionarias. En algunos tipos de c�lulas los cambios que ocurren en su interior determinar�n si �stas van a funcionar finalmente como una c�lula fotosint�tica en las hojas, o una c�lula epid�rmica como las que cubren la superficie de hojas, ramas y tallos verdes, una c�lula estom�tica, un pelo absorbente de la ra�z, una c�lula almacenadora de alimentos, —como las que forman el mayor volumen de una papa o un camote— o alg�n otro tipo de c�lula que va a efectuar la funci�n a la que est� destinada cuando a�n est� viva.

Otras c�lulas de las plantas sufren sus principales modificaciones en la pared celular, transform�ndose en vasos, fibras o c�lulas de resistencia, que efect�an su funci�n cuando est�n ya muertas, porque su trabajo es puramente mec�nico. La madera o le�o de los �rboles est� formada por este tipo de c�lulas. As� podemos darnos cuenta que en un �rbol grande la mayor parte del volumen est� formado por le�o y corteza, o sea, tejido muerto, pero que contin�a funcionando para el transporte de agua y permitiendo a las partes verdes elevarse y sostenerse sobre el suelo.

En los troncos de los �rboles s�lo se mantiene viva una delgada capa de c�lulas indiferenciadas y de vasos de floema que se encuentra por debajo de la corteza. Esta capa da lugar a las c�lulas que habr�n de transformarse en los componentes del le�o y de la corteza, origin�ndose en ella el crecimiento en grosor de un tronco o de una rama le�osa. As� tendremos que el centro de un tronco es mucho m�s viejo que su superficie, pues la capa de c�lulas meristem�ticas est� entre la corteza y el le�o.

En la figura 24 hemos representado el origen y la distribuci�n de los tejidos indiferenciados en una planta anual.

 

Figura 24. Los tejidos merism�ticos est�n formados por c�lulas indiferenciadas de las cuales se origina el crecimiento, pues conservan la capacidad de multiplicarse. Este tejido se encuentra en los puntos de la planta que se indican en negro. En uno tronco de �rbol, se forma un anillo del cual se origina el crecimiento en grosor del tronco y la corteza.

Los conglomerados de tejido embrionario o no diferenciado en una planta se conocen con el nombre de meristemos o tejidos meristem�ticos. Los meristemos que dan origen a nuevas ramas, hojas, flores y frutos, se encuentran formando corp�sculos llamados yemas o renuevos que se localizan en puntos de las ramas, la base de las hojas, la punta del tallo, etc. En la ra�z y en el tallo tambi�n existen estos corp�sculos, pero su distribuci�n puede variar grandemente entre las diferentes especies de plantas, lo que determina en gran medida la arquitectura que �stas desarrollan cuando son adultas y tambi�n su capacidad para sobrevivir los da�os que puedan sufrir. Cuando las plantas pierden sus yemas, est�n condenadas a muerte, a no ser que puedan reponerlas. Tal es el caso de la mayor�a de las palmas, que tienen s�lo una gran yema terminal en la punta de su tallo, de la cual se originan las c�lulas indiferenciadas que har�n crecer el tallo, las hojas, inflorescencias y frutos. Cuando la yema terminal muere o es destruida, la palma muere despu�s de alg�n tiempo. Pero la mayor�a de las plantas perennes tienen muchas yemas para sustituir a las que mueren, de manera que es posible podarlas o guiar su crecimiento.

El crecimiento de las plantas es un proceso cuya velocidad es muy variable en el mundo vivo. Hay plantas que alcanzan grandes tallas en corto tiempo y otras que se llevan muchos a�os en alcanzar su tama�o adulto, de manera que hay plantas que culminan su ciclo completo en meses, mientras que otras viven por siglos; sin embargo, el proceso de crecimiento puede sintetizarse en la siguiente descripci�n de una planta generalizada: el tejido embrionario de una semilla est� en su totalidad formado por c�lulas indiferenciadas que, por lo tanto, a�n no adoptan su forma funcional. Cuando estas c�lulas comienzan a crecer y reproducirse durante la germinaci�n, parte de las c�lulas formadas crece y se diferencia de acuerdo con la funci�n que tendr�n en la planta adulta, pero peque�os conglomerados de c�lulas se conservar�n indiferenciados y retendr�n su potencialidad multiplicativa. Estos conglomerados de c�lulas se encuentran en diversas partes de la planta en crecimiento: en las yemas de la punta del tallo, de las axilas de las hojas y de las ramas, a veces tambi�n en los bordes de las hojas y en la base del tallo, en la punta y en las axilas de las ra�ces. En los tejidos capaces de originar le�o tambi�n existen formando delgadas capas bajo la corteza. A partir de estos conglomerados se desarrolla: el crecimiento del tallo, nuevas ramas, nuevas ra�ces, hojas, flores y frutos y, mientras se conserven vivos, la planta, en su conjunto, vivir�.

Tambi�n en muchos casos es posible obtener nuevas plantas a partir de ramas seccionadas o incluso troncos, gracias a los corp�sculos de c�lulas embrionarias que poseen y que pueden generar nuevo crecimiento, incluso de ra�ces.

Podemos distinguir ahora dos tipos diferentes de plantas, de acuerdo con la distribuci�n de sus meristemos. El primer grupo s�lo tiene yemas terminales que originan crecimiento en longitud pero no en grosor, de manera que sus tallos y ramas permanecen b�sicamente sin cambio desde que se forman. Estas plantas que son por lo general de vida corta, pocas veces sobrepasan el a�o, carecen del le�o y son conocidas como plantas herb�ceas.

El segundo grupo tiene adem�s capas de tejido no diferenciado bajo la superficie de troncos, ramas y ra�ces, de manera que pueden crecer en grosor y formar le�o. Estas plantas son de vida m�s larga, o perennes, y se les conoce como plantas le�osas.

Existen tambi�n formas intermedias que tienen, por ejemplo, tallos subterr�neos le�osos y tallos a�reos herb�ceos. En el siguiente cap�tulo veremos algo m�s sobre esto.

Parte de los az�cares (carbohidratos) producidos en la fotos�ntesis se unen formando largas cadenas moleculares para formar una sustancia muy importante en el reino vegetal: la celulosa. Este compuesto es el componente principal de las paredes celulares, al cual pueden unirse otras sustancias diferentes. La celulosa es el componente principal de materiales tan importantes como la madera, el papel y fibras como el algod�n.

Como dato curioso a la vez que importante, diremos aqu� que muy pocos seres vivos han adquirido la capacidad de digerir y aprovechar la celulosa, a pesar de su alto valor cal�rico. S�lo algunas bacterias y protozoarios pueden hacerlo, tanto como insectos y rumiantes que los contienen en su tracto digestivo.

Damos por terminada aqu� esta breve introducci�n al estudio del crecimiento de las plantas, pero no queremos dejar en el lector la impresi�n de que se trata de un tema sencillo y breve. La citolog�a, embriolog�a, histolog�a y anatom�a de las plantas son disciplinas muy complejas e importantes para la comprensi�n de lo que ocurre en el reino vegetal. En muchos centros de investigaci�n del mundo hay personas dedicadas al estudio de estos temas que est�n a�n lejos de poder ofrecer un panorama completo para todo el reino vegetal; sin embargo, es mucho lo que ya se conoce y este campo ofrece gran cantidad de posibilidades futuras para los investigadores.

La forma en que las plantas crecen tambi�n est� �ntimamente relacionada con la mejor manera de obtener los recursos que el medio les ofrece, como veremos en el siguiente cap�tulo.