Cromofitas: Incorporación de Bioelementos y Estructura de la Raíz

La **incorporación de los bioelementos** por las raíces se realiza donde se absorbe el H₂O y las sales minerales. La raíz almacena sustancias de reserva y es el órgano encargado de fijar la planta al suelo.

Zonas de la Raíz

• Cuello: Zona de transición hacia el tallo.
• Zona Pilífera: Posee numerosos **pelos absorbentes** (P.A.) creados por extensiones de las células epidérmicas. Carece de cutícula y tiene pared delgada. La presencia de P.A. aumenta la superficie de contacto, incrementando la absorción.
• Zona de Alargamiento: Las células se alargan, comenzando la diferenciación. No presenta pelos absorbentes.
• Cono Vegetativo: Parte terminal de la raíz, encargada del crecimiento apical. En su interior se encuentra la yema vegetativa, formada por meristemos primarios y protegida por la **cofia**.

Estructura de la Raíz

La raíz presenta dos estructuras: la **Estructura Primaria** (encargada del crecimiento en longitud) y la **Estructura Secundaria** (que aparece a partir del segundo año de vida y se encarga del crecimiento en grosor).

Estructura Primaria (Estructura 1ª)

1. Epidermis: Se encuentra en el extremo, formada por una sola capa de células, sin cutícula, con prolongaciones que forman los pelos absorbentes. Es sustituida por la exodermis.
2. Corteza: Formada por parénquima cortical, actúa como tejido de reserva. La capa más externa es la **endodermis**, caracterizada por la **Banda de Caspary**.
3. Cilindro Central: Abundante parénquima. La capa más externa es el **periciclo** y en el interior se encuentran el **xilema** y el **floema**.

Absorción y Transporte de Agua (Savia Bruta)

Las raíces mantienen el aporte continuo de H₂O que las plantas necesitan para la nutrición y compensan la pérdida por transpiración. Existen mecanismos de absorción de H₂O a través de células epidérmicas de otros órganos, pero la principal ocurre en la zona pilífera.

Mecanismo de Absorción

Los minerales sufren una **absorción selectiva**, mientras que el agua atraviesa la membrana y penetra en los pelos absorbentes por **ósmosis**.

Factores que Afectan la Absorción de Agua

• Temperatura (Tº): El aumento de la Tº favorece la absorción, mientras que las Tº bajas la disminuyen.
• Aireación del Suelo: Aumenta la superficie de absorción.
• Cantidad de H₂O en el Suelo: El aumento de la cantidad de H₂O en el suelo favorece la entrada a las raíces.
• Capacidad de Retención del Suelo: Las plantas absorben el H₂O de los poros pequeños y la retenida en forma de coloides.

Transporte de Savia Bruta hasta el Xilema

La savia bruta continúa circulando radialmente en el interior de la raíz hacia el cilindro central, donde se encuentra el xilema. Existen dos vías de transporte:

• Vía Simplástica: Por ósmosis, el agua pasa desde el citoplasma de una célula al de las contiguas a través de los **plasmodesmos**.
• Vía Apoplástica: Por difusión simple, el agua fluye por la pared de las células hasta la endodermis, donde la Banda de Caspary obliga al agua a seguir a través de la membrana plasmática y del citoplasma.

La **Savia Bruta** es transportada a lo largo de la raíz y el tallo hasta las hojas, donde parte del agua se elimina por transpiración y otra se utiliza para la fotosíntesis, sirviendo también de almacén de reserva.

Morfología y Estructura del Tallo

El tallo presenta las siguientes partes:

• Nudos: Engrosamiento donde se inserta la hoja.
• Entrenudo: Porción del tallo entre dos nudos.
• Yemas Terminales: Se encuentran en el extremo de los tallos y ramas.
• Yema Axilar: Se encuentra en las axilas de las hojas.

Estructura Primaria del Tallo (1er año de vida)

1. Epidermis: Formada por una capa de células con estomas y cutícula.
2. Cilindro Cortical: Formado por parénquima de reserva. Contiene cordones longitudinales de **esclerénquima** y **colénquima** con paredes engrosadas para aumentar la resistencia, tanto a la torsión como a la flexión.
3. Endodermis: Separa el cilindro central del cortical.
4. Cilindro Central: Se compone de un parénquima con funciones de reserva y los haces de **xilema** y **floema** que transportan la savia bruta y elaborada.

El Xilema y el Transporte de Savia Bruta

La savia bruta es transportada por las células tubulares que forman el tejido leñoso o xilema.

• Tráqueas: Tienen gruesas paredes por lignina y los tabiques están perforados (característico de angiospermas).
• Traqueidas: Lumen estrecho, más cortas y con extremos puntiagudos (característico de gimnospermas).

Mecanismos de Transporte de Savia Bruta

Estos mecanismos son capaces de mover grandes cantidades de agua a muchos metros de altura, en contra de la gravedad.

• Gutación: Las plantas que viven en lugares cálidos presentan gotas de agua a lo largo del borde de sus hojas. Esta pérdida de agua (líquida) ocurre porque la transpiración no es igual a la absorción. Por la **presión radicular**, el agua es empujada desde la raíz a lo largo del xilema y expulsada por los **hidátodos**.
• Transpiración: La pérdida de agua por evaporación produce una fuerza capaz de absorber el agua en la raíz y conducirla por el xilema hasta las hojas. El agua se mueve por efecto de succión.
• Tensión-Cohesión: Los enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua permiten una cohesión muy elevada, haciendo que la savia bruta pueda ascender por capilaridad.
• Presión Radicular: La entrada de agua del suelo a la raíz por ósmosis. La presión ejercida por la continua entrada de agua en los pelos radicales “empuja” a las moléculas de agua a ascender.

La Hoja: Intercambio de Gases y Estructura Foliar

Las hojas son órganos aéreos y laminares.

Partes de la Hoja

• Pecíolo: Parte por la que el limbo se une al tallo. A veces, en su base, existen estípulas o un ensanchamiento que rodea al tallo por encima del nudo.
• Limbo: Zona frecuentemente delgada y plana en la que se diferencia el **haz** (parte superior, con más color) y el **envés** (parte inferior, con menos color). Los nervios corresponden a los haces conductores.

Partes del Limbo Foliar

• Epidermis: Capas de células que segregan cutina, formando una **cutícula** que rodea superficialmente al limbo. La cutícula, al igual que la epidermis, es transparente, dejando pasar la luz a las células fotosintetizadoras del mesófilo.
• Estomas: Estructuras características, más numerosas en el envés que en el haz. Ponen en contacto el exterior de la hoja y los espacios intercelulares del interior.
• Mesófilo: Tejido constituido, en la mayoría de las plantas, por **parénquima en empalizada** (en el haz) y **parénquima lagunar** (en el envés).
• Haces Conductores: Se encuentran en el mesófilo (xilema y floema) y forman las nerviaciones de las hojas. Se reconocen en el limbo foliar por su dureza y falta de clorofila.

Intercambio de Gases y Transpiración

El intercambio de CO₂ y O₂ con la atmósfera, así como la transpiración, se realizan principalmente en las hojas.

La Transpiración

Es la pérdida de agua por evaporación que se produce en las hojas mediante un proceso de difusión simple, a través de los estomas de la epidermis foliar.

Factores que Afectan la Velocidad de la Transpiración

• El Viento: Facilita la eliminación del vapor de agua y aumenta la transpiración.
• La Humedad Relativa: Disminuye la transpiración.
• La Temperatura: Aumenta la evaporación y se incrementa la transpiración. Por encima de los 35 ºC, los estomas se cierran al elevarse la concentración de dióxido de carbono por el aumento de la respiración celular.

El Intercambio de Gases

• Por la Noche: Las plantas no realizan la fotosíntesis (solo hay consumo de oxígeno y desprendimiento de dióxido de carbono debido a la respiración celular).
• Durante el Día: Las plantas realizan fotosíntesis y siguen respirando. Globalmente, las plantas durante el día desprenden oxígeno y consumen dióxido de carbono.

Este intercambio de gases se lleva principalmente a cabo a través de los estomas de las hojas. En los tallos de más de un año, el intercambio se realiza a través de las **lenticelas**, que ponen en contacto el parénquima interno con el exterior.

Apertura y Cierre de los Estomas

Los estomas están formados por células epidérmicas. Se distinguen dos **células oclusivas** que rodean el **ostíolo**, el cual conecta con una cámara subestomática. Las células epidérmicas circundantes son las **células anexas**.

La apertura y cierre del estoma se debe al cambio de turgencia de las células oclusivas. Al entrar agua, se abre el ostíolo; cuando pierde agua, se cierra el ostíolo. Entre los factores que afectan la apertura y cierre de los estomas están: la luz, la concentración de CO₂ y la temperatura/disponibilidad de agua.

Fotosíntesis y Distribución de Savia Elaborada

La Fotosíntesis

Es un proceso mediante el cual las plantas convierten la energía luminosa en energía química, que es utilizada para la síntesis de nutrientes orgánicos. Para el proceso de fotosíntesis se requiere agua y dióxido de carbono. Hay dos fases:

• La Fase Luminosa: Se realiza en la membrana de los tilacoides, donde se encuentra la clorofila.
• La Fase Oscura: Se lleva a cabo en el estroma, donde se produce la fijación de dióxido de carbono de la atmósfera.

Los productos finales de la fotosíntesis conforman la **savia elaborada** y serán transportados a otros lugares de la planta.

Distribución de la Savia Elaborada por el Floema

El transporte de la savia elaborada se explica por el mecanismo de flujo por presión:

1. El aumento de glúcidos en las células fuente provoca la entrada de agua por ósmosis.
2. Los glúcidos y demás componentes orgánicos pasan por transporte activo a las células del floema a través de los plasmodesmos, entrando en los tubos cribosos.
3. Como resultado, aumenta la presión hidrostática en el interior de los tubos, lo que produce un empuje de la savia elaborada hacia las zonas de menos presión (sumideros), tanto hacia arriba como hacia abajo.
4. Al llegar a los sumideros, la savia pasa por transporte activo desde los tubos hacia las células que la requieren. Esto provoca una disminución en la concentración de solutos que hace que el agua salga por ósmosis a los tejidos que los rodean.

Reproducción Sexual en Plantas

La reproducción sexual implica la formación de nuevas plantas con una constitución genética distinta de la de sus progenitores, mediante la unión de dos células germinales, cada una de un progenitor.

Ciclo Biológico Diplohaplonte

Las plantas tienen un ciclo biológico diplohaplonte, donde alternan dos generaciones morfológicamente diferentes:

• Esporófito: Diploide, asexual y productor de esporas.
• Gametofito: Haploide, sexual y productor de gametos.

Las plantas presentan tendencias evolutivas: la fase de gametofito se va reduciendo y llega a estar constituida por unas pocas células, mientras que predomina la fase de esporofito.

Ciclo de Vida de las Briofitas (Gametofito Dominante)

Las plantas briófitas (musgos y hepáticas) viven en el medio terrestre, pero necesitan ambientes con mucha humedad para completar su ciclo vital:

1. Liberación de esporas haploides que forman el **protonema**.
2. El protonema se fija al sustrato y desarrolla la fase **gametofito**, que es la fase más aparente.
3. En el gametofito se diferencian los órganos sexuales formadores de gametos por mitosis: los **gametangios** (anteridios y arquegonios).
4. Llegada de los anterozoides, resultando en un cigoto diploide.
5. El cigoto germina y desarrolla el esporofito y el esporangio.

Ciclo de Vida de las Pteridofitas (Esporofito Dominante)

Las pteridófitas (helechos) son plantas más evolucionadas que las briófitas, poseen raíz, tallo y hojas, y tejidos conductores. Necesitan vivir en lugares húmedos. En su ciclo biológico diplohaplonte, la fase haploide o gametofito se ha reducido mucho, mientras que el esporofito es la fase dominante.

1. El **esporofito diploide** es la planta de helecho adulta, con raíz, tallo y hojas llamadas **frondes**.
2. En la cara inferior de las frondes se encuentran los esporangios, agrupados en estructuras llamadas **soros**. En el interior se forman las esporas por meiosis.
3. Las esporas haploides, al caer al suelo, germinan formando el **gametofito haploide** o **prótalo**.
4. En la parte inferior del prótalo se encuentran los gametangios: los **anteridios** (forman anterozoides enrollados en espiral y con numerosos flagelos) y los **arquegonios** (tienen en su interior una oosfera). Gracias a la humedad y al agua ambiental, los anterozoides pueden llegar al arquegonio, atravesar su cuello y alcanzar la oosfera, produciéndose la fecundación.
5. Tras la fusión de los gametos, se forma el cigoto diploide y, después de sucesivas mitosis, el embrión vive a expensas del prótalo hasta convertirse en un esporofito joven, que crece y da lugar a un helecho adulto.

Gimnospermas: Semillas Desnudas en Conos

Los pinos, los abetos o los cedros son gimnospermas, un grupo de las espermatofitas cuyas adaptaciones les han permitido colonizar todos los hábitats del medio terrestre. Destacan: su fecundación independiente del medio acuático y la formación de semillas como estructuras de dispersión. Las espermatofitas tienen un ciclo biológico diplohaplonte, caracterizado por un gametofito muy reducido que se desarrolla a expensas del esporofito. Las gimnospermas producen semillas sin protección.

Microsporas y Megasporas

En las plantas que tienen esporas diferentes según el sexo:

• La **microspora** es la espora haploide que dará lugar al gametofito masculino.
• La **megaspora** es la espora haploide que originará el gametofito femenino.

Estructuras de Reproducción de las Gimnospermas

Las estructuras productoras de esporas, **estróbilos** o **conos**, están formados por hojas modificadas llamadas **escamas**. Algunas plantas pueden ser unisexuales al presentar un solo tipo de conos (masculinos o femeninos) en el mismo individuo.

• Conos Masculinos: Presentan escamas en cuya base hay dos sacos polínicos. Se producen, por meiosis, microsporas que se transforman en **granos de polen**. Estos granos están formados por varias células; una de ellas se divide por mitosis y produce los gametos masculinos.
• Conos Femeninos: Por brácteas internas llevan una escama seminífera, donde se encuentran los óvulos. En el interior de un tejido del óvulo se diferencia la célula madre de las megasporas, que experimenta una meiosis y produce 4 células haploides. Tres de ellas degeneran y la megaspora restante desarrolla el gametofito femenino tras sucesivas mitosis. Este gametofito forma el gameto femenino.

Ciclo Biológico de las Gimnospermas

En el ciclo diplohaplonte de las gimnospermas, los gametofitos quedan reducidos a unas estructuras microscópicas. El árbol representa el esporofito. Tomando como modelo el ciclo de la conífera:

1. Los granos de polen son transportados y llegan al gametofito femenino.
2. La fecundación comienza cuando el grano de polen forma un **tubo polínico** que llega al arquegonio, donde uno de los núcleos espermáticos se une con la oosfera para dar lugar a un **cigoto diploide**. El otro núcleo espermático degenera.
3. A partir del cigoto se forma el **embrión**, rodeado del **endosperma**. Este procede de los tejidos del gametofito que rodean al arquegonio. A su vez, los tegumentos del primordio seminal u óvulo se transforman en los tegumentos de la semilla.
4. Durante todo el proceso de la fecundación, los conos femeninos cambian su aspecto, adquieren una consistencia leñosa y pasan a llamarse **piñas**. Maduran, se abren y liberan las semillas, que caen al suelo y germinan, dando lugar al esporofito adulto.

Angiospermas: Flores y Semillas Protegidas

Las flores de las angiospermas son completas (cáliz y corola) y, tras la fecundación, dan lugar a las semillas con un **fruto** que las protege.

Morfología de la Flor

La flor está constituida por hojas más o menos modificadas, que se disponen formando verticilos sobre un receptáculo floral. Desde el interior hacia el exterior se encuentran:

• Gineceo
• Androceo
• Corola
• Cáliz

Formación de Gametofitos en Angiospermas

• Gametofito Masculino: Es el grano de polen germinado. Cuando este llega al estigma y comienza la formación del tubo polínico, contiene el núcleo vegetativo y el núcleo generativo. Este último se volverá a dividir para formar dos **núcleos espermáticos**, que son los gametos masculinos.
• Gametofito Femenino: Es el **saco embrionario**. La célula madre de la megaespora da lugar a cuatro células mediante meiosis; de ellas, tres degeneran y una sola célula queda como megaespora haploide. Esta aumenta de tamaño y se divide sin citocinesis, formando la **oosfera** y las **sinérgidas**. En el polo opuesto quedan tres núcleos y forman tres células llamadas **antípodas**, constituyendo el **núcleo secundario diploide**.

La Polinización

Es la transferencia de los granos de polen desde la antera hasta el estigma de la misma o de otra flor.

• Si el polen se transfiere al estigma de la flor de otro individuo, se denomina **polinización cruzada**.
• Si se realiza entre flores de la misma planta, se llama **autopolinización**.

Tipos de Polinización

• Anemófila: Se realiza por el viento.
• Entomófila: Se lleva a cabo por insectos.
• Ornitófila: Se realiza por intervención de aves (picos largos y estrechos).

La Doble Fecundación

El grano de polen germina en el estigma, produciendo un tubo polínico que crece a través del carpelo. El tubo polínico llega al ovario, penetra hasta alcanzar el gametofito femenino, se rompe y libera los dos gametos masculinos:

1. Uno de ellos se fusiona con el núcleo del gameto femenino (oosfera), formando el **cigoto diploide**, del cual se desarrollará el embrión.
2. El otro núcleo espermático se une al núcleo secundario del gametofito femenino, dando lugar a un **núcleo triploide** que derivará en el **endosperma**.

Este proceso constituye la **doble fecundación**, característica de las angiospermas.

La Semilla y el Fruto

El óvulo se transforma en **semilla** e inicia la latencia con la pérdida masiva de agua. Sus partes son: **embrión**, **endospermo** y **tegumentos protectores**. Las semillas representan la dispersión de las espermatofitas.

• Contienen un embrión pluricelular con raíz, tallo y hojas embrionarias (a diferencia de las esporas, que tienen una sola célula).
• Poseen un Endospermo con reservas alimenticias (las esporas presentan escasas reservas).
• Están protegidas por cubiertas (las esporas apenas poseen protección).

Las semillas maduras están dentro de los **frutos**, que las protegen y contribuyen a su dispersión por el ambiente para que den lugar a nuevas plantas.

Mecanismos de Dispersión de Semillas

• Anemocoria: El viento disemina las semillas (presentan proyecciones en forma de alas).
• Hidrocoria: El agua es el agente que transporta las semillas.
• Zoocoria: Los animales transportan las semillas.
  • Epizoocoria: Las semillas quedan retenidas en la piel o en las plumas de los animales.
  • Endozoocoria: Los animales ingieren los frutos y liberan las semillas a través de sus heces.
• Autocoria: La planta es responsable de la dispersión de sus semillas.
  • Barocoria: Por la caída natural por gravedad de frutos o semillas.
  • Bolocoria: Los frutos tienen mecanismos activos de autodispersión.