|
BOTÁNICA
ON - LINE
La
botánica, es una rama de la biología que trata
del estudio de las plantas desde el nivel celular, estableciendo
las relaciones entre estructura y función, pasando
por el individuo, hasta su distribución geográfica,
en los distintos ecosistemas terrestres. La experiencia de
muchos años como docente de fisiología vegetal,
me ha llevado a enfatizar más los aspectos bioquímicos
que son básicos para la comprensión del funcionamiento
de las plantas. En la elaboración del temario no se
ha respetado una secuencia preestablecida, sino que se han
incluido temas considerados importantes por el autor.
Esperamos
que éste libro sea de utilidad tanto a estudiantes
como a docentes y que despierte el interés por el aprendizaje
de la botánica, en sus diferentes especialidades: citología,
morfología, fisiología, sistemática,
ecología, biogeografía; así como en la
botánica aplicada.
|
|
Translocación
por el Xilema
El
proceso de translocación por el xilema puede ocurrir
tanto por la
presión radical, la que no tiene la magnirud suficiente
para explicar el
transporte de agua y minerales a la copa de los árboles
de mayor altitud,
que alcanzan más de 100 metros, como por la cohesión
de las moléculas de
agua, ya que la transpiración genera tensiones lo suficientemente
grandes
como para mover una columna líquida hasta la copa de
los árboles más
grandes, lo que está de acuerdo con la teoría
de Dixon de la cohesión.
|
|
Translocación
y retranslocación de solutos
En
las hojas y tejidos fotosintéticos, se realiza la síntesis
de carbohidratos y otros metabolitos que son transportados
por el floema desde los sitios de producción hacia
los sumideros, donde se utilizan o almacenan en forma de almidón.
La hipótesis del flujo de masas o de presiones de Münch,
explica con claridad y sencillez como ocurre la translocación.
|
|
Crecimiento
Vegetal
El
sedentarismo de las plantas terrestres, ha sido determinante
en sus hábitos de vida, lo que les permite captar la
energía lumínica del sol mediante la fotosíntesis
y por otro lado obtener los nutrientes del medio a través
de las raíces, estimulando su crecimiento y desarrollo.
El crecimiento está determinado por la actividad de
las células meristemáticas, en los puntos apicales
de tallos y raíces. Las plantas desarrollan mecanismos
de adaptación dependiendo de las condiciones ambientales,
impartiéndole plasticidad a su desarrollo. Así
mismo las células vegetales muestran totipotencia.
Las hormonas vegetales, auxina y citocinina participan en
el ciclo celular, la auxina estimula la replicación
del ADN, mientras que la citocinina inicia los eventos de
la mitosis
|
|
Germinación.
Se
muestran los resultados de tres estudios publicados, sobre
la germinación de semillas de tres especies de árboles
neotropicales
.1.-
Cambios anatómicos y químicos que ocurren durante
la hidratación de semillas de Enterolobium
cyclocarpum Griseb.
2.-
Un estudio sobre el efecto de la luz en la germinación
isotérmica de Alnus
acuminata H.B.K., la cual está controlada por un
Sistema de fitocromo.
3.-
Un trabajo en que se estudia el efecto de la temperatura y
el tamaño de la semilla en la germinación de
Heliocarpus
popayanensis H.B.K.
|
|
|
Proteínas
y Aminoácidos
Las
células vegetales están formadas por 9,4 % de
proteínas. Estas son macromoléculas compuestas
por amino ácidos, unidos mediante enlaces peptídicos,
cuya secuencia determina su estructura primaria. Presentan propiedades
diversas determinadas por la forma de las macromoléculas.
Las proteínas globulares tienen propiedades catalíticas
y de defensa, otras forman sistemas largos y fibrosos que suministran
fuerza y rigidez a las células y a los organismos. Así
mismo, un conjunto largo y delgado pueden contraerse y producir
movimiento.
|
|
Acidez
y pH
En
casi todas las células vegetales, el jugo vacuolar es
más ácido que el protoplasma debido a la acumulación
de ácidos orgánicos, los que se encuentran separados
del citoplasma mediante la membrana vacuolar o tonoplasto, impidiendo
la inactivación de las enzimas, que son sensibles a los
cambios bruscos de pH.
Los
ácidos orgánicos en los tejidos vegetales se encuentran
en una concentración del 0,1% en base al peso seco y
en algunos casos como en los limones es 100 veces mayor. La
savia de muchas plantas son ligeramente ácidas con un
pH de 6,0; aun que la de algunos frutos puede estar entre pH
2 y 3. Los cambios moderados de pH afectan el estado iónico
de las enzimas especialmente alrededor del centro activo y con
frecuencia también el del substrato. Cuando se mide la
actividad enzimática a diversos pH, la actividad óptima
generalmente se observa entre los valores de 5,0 a 9,0; sin
embargo algunas enzimas como la pepsina, se activa a valores
de pH entre 1,5 a 2,5 , la amilasa de la malta tiene un óptimo
de 5,2 y la lipasa de la semilla de tártago(Ricinus communis)
de 5,0.
|
|
Vegetación
de Venezuela
La
energía del sol dirige los patrones de circulación
global del aire y de las aguas de los océanos. El calentamiento
y enfriamiento de las masas de aire y de agua en movimiento
explica la mayoría de los patrones climáticos
de la Tierra. Los climas, ejercen una gran influencia sobre
la abundancia y distribución de las especies. Se considera
la distribución de la vegetación en Zonas Climáticas
en una escala global, dependiendo del clima zonal y el tipo
de suelo.
Así
mismo, los tipos de vegetación en Venezuela muestran
una gran biodiversidad determinados por diversos factores como
son la topografía, exposición al sol, temperatura,
precipitación anual, suelos, la velocidad y dirección
de los vientos, el drenaje del suelo y la historia geológica
del área. Se presenta una clasificación de la
vegetación de Venezuela según Julián Steyermark.
|
|
Introducción
a la Ecofisiología Vegetal
La
fisiología vegetal es una disciplina que se refugia en
el laboratorio para su estudio, manipula las condiciones de
crecimiento del individuo y mide la respuesta de un determinado
proceso.
La ecofisiología, estudia los fenómenos fisiológicos
fuera del laboratorio, en su medio ambiente natural, el cual
está sujeto a cambios y alteraciones, como resultado
de fenómenos naturales o producto de la actividad humana.
|
|
Célula
Vegetal
Todos
los organismos vivos están compuestos por células.
El inglés, Robert Hooke en 1665, realizó cortes
finos de una muestra de corcho y observó usando un microscopio
rudimentario unos pequeños compartimentos, que no eran
más que las paredes celulares de esas células
muertas y las llamó células ( del latín
cellula, que significa habitación pequeña ) ;
ya que éste tejido le recordaba las celdas pequeñas
que habitaban los monjes de aquella época. No fue sino
hasta el siglo XIX, que dos científicos alemanes el botánico
Matthias Jakob Schleiden y el zoologo Theodor Schwann, enunciaron
en 1839 la primera teoría celular : " Todas
las plantas y animales están compuestos por grupos de
células y éstas son la unidad básica de
todos los organismos vivos".
|
|
Enzimas
Las
enzimas son biocatalizadores de naturaleza proteica.
Todas las reacciones químicas del metabolismo celular
se realizan gracias a la acción de catalizadores o
enzimas. La sustancia sobre la que actúa una enzima
se denomina substrato. Pasteur descubrióque la
fermentación del azúcar mediante levaduras, con
su conversión en alcohol etílico y anhídrido
carbónico es catalizada por fermentos o enzimas.
|
|
Bioenergética
El
concepto de energía libre, llamada también trabajo
neto o útil isotérmico fue propuesto independientemente
por Gibbs y Helmholtz.. Si conocemos los cambios en energía
libre a temperatura y presión constante, podemos predecir
si una reacción es espontánea o no. La
energía libre es la energía útil, mientras
que la entropía es la energía degradada...
|
|
ATP
El
ATP puede actuar como transportador de energía química,
en cientos de reacciones celulares, por lo que se le considera
como un compuesto rico en energía; ya que muestra
una gran disminución de energía química
cuando participa en reacciones hidrolíticas.
|
|
Respiración
La
Respiración aeróbica es un proceso transductor
de energia en la cual la molecula de glucosa se oxida en presencia
de oxígeno liberando anhídrido carbónico,
agua y energia en forma de ATP; mientras que la glucólisis
o respiracion anaeróbica es la degración de la
glucosa en ausencia de oxígeno molecular formandose alcohol
etílico y anhídrido carbónico, o en algunos
casos acido láctico y ATP.
|
|
Fotosíntesis
La
vida en la tierra depende fundamentalmente de la energía
solar. La fotosíntesis es el único proceso de
importancia biológica que puede atrapar esa energía.
Toda la materia orgánica disponible en la tierra ha sido
producida por la fotosíntesis. La materia orgánica
comprende los alimentos que consumimos diariamente tanto nosotros
como los animales, los combustibles fósiles (petróleo,
gas, gasolina, carbón); así como la leña,
madera, pulpa para papel, inclusive la materia prima para la
fabricación de fibras sintéticas, plásticos,
poliester, etc.
|
|
Glosario
Compost
Es la materia orgánica completamente descompuesta,
de color oscuro, inodora, pero abundante en nutrientes. Un poeta
como W. Whitman hace la siguiente alabanza al compost: "el
compost o humus es el fertilizante más eficiente y práctico
que el hombre conoce, le restablece al suelo gastado los nutrientes
valiosos y transforma un pedazo de tierra improductiva y árida
en un exuberante jardín".
|
|
Nutrición Mineral de las Plantas
El
estudio de la nutrición mineral de las plantas amerita
conocer su composición química, cuyo objetivo
se puede alcanzar utilizando los dos métodos siguientes:
1. El análisis elemental, que determina la naturaleza
y las proporciones en que se encuentran los elementos minerales
en los tejidos vegetales. 2. El análisis inmediato, que
trata de reconocer la naturaleza de los compuestos orgánicos
que existen en las diversas partes de la planta. Así
mismo, es recomendable saber las proporciones de humedad y de
materia seca en los órganos sometidos al análisis.
Se ha comprobado que 10 elementos son requeridos para el crecimiento
normal de las plantas en grandes concentraciones, son los macroelementos
constituidos por: carbono, oxígeno, hidrógeno,
nitrógeno, calcio, portasio, fósforo, azufre,
magnesio y silicio; así mismo las plantas utilizan en
pequeñas cantidades que oscilan entre 0,01 a 0,5 ppm,
9 elementos, los micronutrientes u oligoelementos que son: boro,
cloro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, níquel, cinc
y sodio.
|
|
Relaciones Hídricas en las Plantas
No
se puede concebir la vida sin la presencia de agua. Es el líquido
más común y extraordinario conocido. Tres cuartas
partes de la superficie terrestre están cubiertas por
agua. En la tierra existen reservas ocultas de agua en el subsuelo,
en los casquetes polares se encuentra en forma de hielo y en
la atmósfera está presente en forma de vapor de
agua . A pesar de que el agua es la molécula más
abundante en la superficie terrestre, su disponibilidad es el
factor que limita más la productividad vegetal en la
tierra, en una escala global. La poca disponibilidad de agua
limita la productividad de los ecosistemas terrestres, principalmente
en climas secos.
|
|
Transpiración
Es
la pérdida de agua en forma de vapor a través
de los estomas, cutícula, y peridermis de las plantas.
Casi toda el agua que se pierde por la hoja lo hace a través
de los poros del aparato estomático, que son más
abundantes en el envés de la hoja. Las hojas pierden
agua irremediablemente a través de los poros estomáticos,
como consecuencia de la actividad fotosintética de las
células del mesófilo. Se podría decir que
la transpiración es un mal necesario, ya que sí
los estomas no se abren no penetra el CO2 requerido para la
fotosíntesis por las células del parénquima
clorofílico.
|
|
Permeabilidad
Todas las células vegetales están encerradas por una membrana, que separa el citoplasma del medio externo. La membrana plasmática o plasmalemma, le permite a la célula absorber ciertas sustancias y excluir otras, por lo que podemos decir que es selectivamente permeable. Esa selectividad está dada por la presencia de proteínas transportadoras inmersas en la membrana, que permite el paso de ciertos solutos, iones solubles en agua y moléculas pequeñas sin carga. La acumulación de iones y moléculas en el citosol requiere energía metabólica
|
|
