Tejidos de las plantas
Las plantas son eucariotas multicelulares con sistemas de tejidos formados por varios tipos de células que realizan funciones específicas. Los sistemas de tejidos de las plantas se dividen en dos tipos generales: tejido meristemático y tejido permanente (o no meristemático). Las células del tejido meristemático se encuentran en los meristemos, que son regiones vegetales de división y crecimiento celular continuos. Las células del tejido meristemático son indiferenciadas o incompletamente diferenciadas, y continúan dividiéndose y contribuyendo al crecimiento de la planta. Por el contrario, los tejidos permanentes están formados por células vegetales que ya no se dividen activamente.
Los tejidos meristemáticos son de tres tipos, según su ubicación en la planta. Los meristemos apicales contienen tejidos meristemáticos situados en las puntas de los tallos y las raíces, que permiten que una planta se extienda en longitud. Los meristemos laterales facilitan el crecimiento en grosor o circunferencia de una planta que está madurando. Los meristemos intercalares sólo se dan en las monocotiledóneas, en las bases de las láminas de las hojas y en los nodos (las zonas donde las hojas se unen a un tallo). Este tejido permite que el limbo de las monocotiledóneas aumente su longitud desde la base de la hoja; por ejemplo, permite que las hojas del césped se alarguen incluso después de repetidos cortes.
Los meristemos producen células que se diferencian rápidamente, o se especializan, y se convierten en tejido permanente. Estas células asumen funciones específicas y pierden su capacidad de dividirse más. Se diferencian en tres tipos principales: tejido dérmico, vascular y del suelo. El tejido dérmico cubre y protege la planta, y el tejido vascular transporta el agua, los minerales y los azúcares a diferentes partes de la planta. El tejido terrestre sirve como lugar para la fotosíntesis, proporciona una matriz de soporte para el tejido vascular y ayuda a almacenar agua y azúcares.
Los tejidos secundarios son simples (compuestos por tipos de células similares) o complejos (compuestos por diferentes tipos de células). El tejido dérmico, por ejemplo, es un tejido simple que cubre la superficie exterior de la planta y controla el intercambio de gases. El tejido vascular es un ejemplo de tejido complejo y está formado por dos tejidos conductores especializados: el xilema y el floema. El tejido del xilema transporta el agua y los nutrientes desde las raíces a las diferentes partes de la planta, e incluye tres tipos de células diferentes: elementos de vasos y traqueidas (ambos conducen el agua), y el parénquima del xilema. El tejido del floema, que transporta los compuestos orgánicos desde el lugar de la fotosíntesis a otras partes de la planta, consta de cuatro tipos de células diferentes: células cribosas (que conducen los fotosintatos), células acompañantes, parénquima del floema y fibras del floema. A diferencia de las células conductoras del xilema, las células conductoras del floema están vivas en la madurez. El xilema y el floema son siempre adyacentes (Figura 1). En los tallos, el xilema y el floema forman una estructura llamada haz vascular; en las raíces, se denomina estela vascular o cilindro vascular.
Figura 1. Esta micrografía de luz muestra un corte transversal de un tallo de calabaza (Curcurbita maxima). Cada haz vascular en forma de lágrima está formado por grandes vasos de xilema hacia el interior y células de floema más pequeñas hacia el exterior. Las células del xilema, que transportan agua y nutrientes desde las raíces al resto de la planta, están muertas en la madurez funcional. Las células del floema, que transportan azúcares y otros compuestos orgánicos desde el tejido fotosintético al resto de la planta, están vivas. Los haces vasculares están envueltos en tejido vegetal y rodeados de tejido dérmico. (crédito: modificación del trabajo de «(biophotos)»/Flickr; datos de la barra de escala de Matt Russell)
Todos los animales están formados por cuatro tipos de tejido: epidérmico, muscular, nervioso y conectivo. Las plantas también están formadas por tejidos, pero no es de extrañar que sus estilos de vida tan diferentes deriven de distintos tipos de tejidos. Los tres tipos de células vegetales se encuentran en la mayoría de los tejidos vegetales. Los tres tipos principales de tejidos vegetales son los tejidos dérmicos, los del suelo y los vasculares.
Tejido dérmico
El tejido dérmico del tallo está formado principalmente por epidermis, una única capa de células que cubre y protege el tejido subyacente. Las plantas leñosas tienen una capa exterior resistente e impermeable de células de corcho, comúnmente conocida como corteza, que protege aún más a la planta de los daños. Las células epidérmicas son las más numerosas y menos diferenciadas de las células de la epidermis. La epidermis de una hoja también contiene aberturas conocidas como estomas, a través de las cuales se produce el intercambio de gases (Figura 2). Dos células, conocidas como células de guarda, rodean cada estoma de la hoja, controlando su apertura y cierre y regulando así la captación de dióxido de carbono y la liberación de oxígeno y vapor de agua. Los tricomas son estructuras similares a pelos en la superficie epidérmica. Ayudan a reducir la transpiración (la pérdida de agua por las partes de la planta que están por encima del suelo), aumentan la reflectancia solar y almacenan compuestos que defienden las hojas contra la depredación de los herbívoros.
Figura 2. Las aberturas llamadas estomas (en singular: estoma) permiten a una planta absorber dióxido de carbono y liberar oxígeno y vapor de agua. La (a) micrografía electrónica de barrido coloreada muestra un estoma cerrado de una dicotiledónea. Cada estoma está flanqueado por dos células protectoras que regulan su (b) apertura y cierre. Las (c) células protectoras se encuentran dentro de la capa de células epidérmicas (crédito a: modificación del trabajo de Louisa Howard, Rippel Electron Microscope Facility, Dartmouth College; crédito b: modificación del trabajo de June Kwak, Universidad de Maryland; datos de la barra de escala de Matt Russell)
Tejido vascular
El xilema y el floema que componen el tejido vascular del tallo están organizados en hebras distintas llamadas haces vasculares, que recorren la longitud del tallo de arriba abajo. Cuando se observa el tallo en sección transversal, los haces vasculares de los tallos de las dicotiledóneas se disponen en forma de anillo. En las plantas con tallos que viven más de un año, los haces individuales crecen juntos y producen los característicos anillos de crecimiento. En los tallos de monocotiledóneas, los haces vasculares están dispersos al azar por el tejido del suelo (Figura 3).
Figura 3. En (a) los tallos de dicotiledóneas, los haces vasculares se disponen alrededor de la periferia del tejido del suelo. El tejido del xilema se encuentra hacia el interior del haz vascular, y el floema hacia el exterior. Las fibras de esclerénquima cubren los haces vasculares. En (b) los tallos de monocotiledóneas, los haces vasculares compuestos por tejidos de xilema y floema están dispersos por todo el tejido del suelo.
El tejido del xilema tiene tres tipos de células: parénquima del xilema, traqueidas y elementos de vasos. Estos dos últimos tipos conducen el agua y están muertos en la madurez. Las traqueidas son células del xilema con paredes celulares secundarias gruesas y lignificadas. El agua pasa de una traqueida a otra a través de regiones en las paredes laterales conocidas como fosas, donde las paredes secundarias están ausentes. Los elementos de vaso son células del xilema con paredes más finas; son más cortos que las traqueidas. Cada elemento de vaso está conectado al siguiente por medio de una placa de perforación en las paredes extremas del elemento. El agua se desplaza a través de las placas de perforación para ascender por la planta.
El tejido del floema está compuesto por células de tubo criboso, células acompañantes, parénquima del floema y fibras del floema. Una serie de células de tubo criboso (también llamadas elementos de tubo criboso) se disponen de extremo a extremo para formar un tubo criboso largo, que transporta sustancias orgánicas como azúcares y aminoácidos. Los azúcares fluyen de una célula de tubo criboso a la siguiente a través de las placas cribosas perforadas, que se encuentran en las uniones finales entre dos células. Aunque todavía están vivas en la madurez, el núcleo y otros componentes celulares de las células del tubo criboso se han desintegrado. Las células acompañantes se encuentran junto a las células de los tubos cribosos y les proporcionan apoyo metabólico. Las células acompañantes contienen más ribosomas y mitocondrias que las células del tubo criboso, que carecen de algunos orgánulos celulares.
Tejido de base
El tejido de base está formado principalmente por células de parénquima, pero también puede contener células de colénquima y esclerénquima que ayudan a sostener el tallo. El tejido del suelo hacia el interior del tejido vascular en un tallo o raíz se conoce como médula, mientras que la capa de tejido entre el tejido vascular y la epidermis se conoce como córtex.
Órganos de las plantas
Al igual que los animales, las plantas contienen células con orgánulos en los que tienen lugar actividades metabólicas específicas. Sin embargo, a diferencia de los animales, las plantas utilizan la energía de la luz solar para formar azúcares durante la fotosíntesis. Además, las células vegetales tienen paredes celulares, plastos y una gran vacuola central: estructuras que no se encuentran en las células animales. Cada una de estas estructuras celulares desempeña un papel específico en la estructura y la función de las plantas.
En las plantas, al igual que en los animales, células similares que trabajan juntas forman un tejido. Cuando diferentes tipos de tejidos trabajan juntos para realizar una función única, forman un órgano; los órganos que trabajan juntos forman sistemas de órganos. Las plantas vasculares tienen dos sistemas de órganos distintos: un sistema de brotes y un sistema de raíces. El sistema de brotes consta de dos partes: las partes vegetativas (no reproductivas) de la planta, como las hojas y los tallos, y las partes reproductivas de la planta, que incluyen las flores y los frutos. El sistema de brotes suele crecer por encima del suelo, donde absorbe la luz necesaria para la fotosíntesis. El sistema radicular, que sostiene las plantas y absorbe el agua y los minerales, suele estar bajo tierra. La figura 4 muestra los sistemas de órganos de una planta típica.
Figura 4. El sistema de brotes de una planta consta de hojas, tallos, flores y frutos. El sistema radicular ancla la planta mientras absorbe agua y minerales del suelo.