Biología vegetal

Introducción a la biología vegetal

Los biólogos de plantas desempeñan muchas funciones. Algunos estudian las señales químicas que utilizan las plantas para defenderse, otros pueden estudiar el modo en que el clima afecta a la capacidad de reproducción de una planta.

La biología vegetal es un tema de gran alcance, pero algunas categorías reciben más atención en función de su importancia para nosotros y nuestros intereses. A continuación encontrarás más información sobre las distintas categorías de la biología vegetal:

1. Evolución: Estudiamos las adaptaciones que han adquirido las plantas y que les han ayudado a diversificarse y ocupar nuevos entornos.

2. Historia vital: Estudiamos la duración de la vida de una planta y el estilo de reproducción.

3. Estructura de las plantas: Desde el cloroplasto hasta la planta entera, la estructura vegetal puede decirnos qué hace única a una planta y cómo sobrevive en su entorno.

4. Función: Estudiamos la función de las plantas para comprender cómo funcionan.

La definición de planta en biología

Las plantas son organismos eucariotas pluricelulares que tienen cloroplastos para realizar la fotosíntesis. Los científicos creen que el comienzo de las plantas se produjo cuando un eucariota engulló una cianobacteria. Las cianobacterias son bacterias que pueden realizar la fotosíntesis, por lo que se cree que esto condujo al desarrollo del cloroplasto en las plantas. Esta teoría se denomina endosimbiosis primaria.

A efectos deBiología AP, nos ocuparemos de las plantas terrestres, que son un grupo principal dentro de las "plantas verdes" que desarrollaron una serie de adaptaciones para sobrevivir en tierra. Estas plantas suelen dividirse en plantas no vasculares (musgos, hornabeques y hepáticas) y plantas vasculares (árboles, helechos, colas de caballo y muchas más).

Célula vegetal: diagrama y su biología

La célula vegetal, al ser eucariota, contiene un núcleo unido a una membrana y una serie de orgánulos. A continuación se destacan partes importantes de la célula vegetal. Podrás observar que muchos de los orgánulos también se comparten con las células animales.

Figura 1. Este diagrama muestra las partes básicas de una célula vegetal.

Orgánulos específicos de las plantas

• Cloroplasto: Los cloroplastos son el lugar de la fotosíntesis. Ayudan a las células vegetales a captar la energía solar para producir azúcares. A continuación, la planta puede utilizar esos azúcares como alimento.
• Vacuola: Las vacuolas son lugares de almacenamiento en las células para el agua, los nutrientes y algunos subproductos químicos de los procesos celulares. En una célula vegetal, las grandes vacuolas del centro de la célula están llenas de agua y ayudan a dar estabilidad a las células vegetales.
• Pared celular: A diferencia de las células animales, las células vegetales tienen una pared celular, fortificada por celulosa, que proporciona soporte a la estructura de la planta. Las plantas no tienen esqueleto como algunos animales, por lo que tener paredes celulares les proporciona cierta rigidez.
• Plasmodesmos: Los plasmodesmos son pequeñas uniones en las paredes celulares de las plantas que conectan el citoplasma de las células adyacentes.

Organelos compartidos con las células animales

• Peroxisomas: Estos orgánulos ayudan a descomponer sustancias químicas que son tóxicas, conocidas como peróxidos. Son más frecuentes en las plantas, pero también se encuentran en las células animales.

• Ribosomas:Los ribosomas son puntos de síntesis de proteínas, las células tienen tanto ribosomas libres en el citoplasma, como ribosomas unidos al retículo endoplásmico rugoso.

• Retículo endoplásmico (RE) rugoso y liso: El RE rugoso tiene ribosomas donde se fabrican las proteínas. El RE liso tiene varias funciones, como fabricar productos que la célula necesita (por ejemplo, lípidos).

• Aparato de Golgi: Los ribosomas ayudan a fabricar proteínas para la célula, mientras que el aparato de Golgi empaqueta y procesa estas proteínas para su uso dentro o fuera de la célula.
• Mitocondrias: Las mitocondrias ayudan a producir energía a partir de los azúcares que la planta fabrica en sus cloroplastos.
• Núcleo y nucléolo: El núcleo es el lugar de almacenamiento del ADN en forma de cromatina. En el núcleo, el nucléolo es el lugar donde los ribosomas inician su construcción, antes de terminarla en el citoplasma.

Biología vegetal: ciclos vitales y reproducción

Una cualidad de todas las plantas terrestres (plantas vasculares y no vasculares) es el mecanismo del ciclo vital, conocido como alternancia de generaciones. En el ciclo de vida de la alternancia de generaciones , una planta pasa tanto por una fase diploide pluricelular como por una fase haploide pluricelular.

A continuación, se destacan los pasos básicos de la alternancia de generaciones, empezando por la planta diploide:

1. La planta pluricelular diploide, llamada esporófito, producirá esporas mediante meiosis.

2. Las esporas darán lugar a una planta haploide, llamada gametofito .

3. El gametofito producirá gametos por mitosis (NO por meiosis).

4. Cuando dos gametos se juntan, o se fecundan, forman un cigoto diploide que comenzará de nuevo el proceso.

Figura 2. Este diagrama ilustra la alternancia de generaciones en las plantas.

Observa que las plantas producen esporas haploides por meiosis, pero los gametos (células sexuales) se producen por mitosis. Como las plantas tienen una generación gametofítica haploide, los gametos deben producirse por mitosis, a diferencia de otros organismos (como los humanos), que producen gametos por meiosis.

Biología vegetal: estructura, función y adaptaciones

Las plantas terrestres son de especial interés para nosotros y para los biólogos porque tuvieron que evolucionar para poder sobrevivir en la tierra, lo que significa que tienen muchas adaptaciones a los nuevos problemas a los que se enfrentan en la tierra, como la desecación (desecación), la retención de la estructura y la obtención de agua y nutrientes del suelo.

Evolución de las plantas terrestres: adaptaciones y su importancia

Las plantas terrestres pueden dividirse en dos grandes grupos: plantas no vasculares y plantas vasculares. La principal adaptación que conecta a todas las plantas terrestres es que sus embriones están protegidos de la desecación por el tejido materno. Esta adaptación permitió a las plantas la capacidad de reproducirse en tierra y fue, por tanto, un primer paso importante para las especies de plantas terrestres.

Figura 3. Diagrama de la evolución de las plantas terrestres, desde las briofitas hasta las angiospermas, con las adaptaciones importantes resaltadas.

Las plantasno vasculares no tienen sistemas vasculares y, por tanto, sólo crecen unos centímetros. Todas las plantas vasculares tienen sistemas vasculares, cuya función es transportar agua y nutrientes por toda la planta.

Estructura y función de las plantas

La estructura y la función de las plantas son dos categorías de la biología vegetal estrechamente relacionadas. Los biólogos que estudian la estructura y la función de las plantas pueden decir que estudian "fisiología vegetal", un término formal para estas ramas de la biología vegetal. La estructura de las plantas suele dividirse en sistema radicular y sistema de brotes. El sistema radicular incluye las raíces y el sistema de brotes incluye el tallo y las hojas.

Raíces

Las raíces han evolucionado para ayudar a anclar una planta y absorber agua y nutrientes. Varían mucho de una planta a otra, pero pueden crecer grandes longitudes para ayudar a mantener las plantas ancladas en el suelo. Las raíces también tienen unas prolongaciones especiales de sus células llamadas pelos radiculares. Los pelos radiculares ayudan a aumentar la superficie de la raíz para que pueda absorber más agua y nutrientes con mayor eficacia.

Las raíces también tienen tejido vascular (el xilema y el floema) que les permite transportar agua y minerales directamente del suelo a la planta. Además, la punta de la raíz es un lugar de mitosis, lo que significa que el sistema radicular de las plantas puede crecer a medida que éstas aumentan de tamaño.

Tallos

Los tallos de la planta son el cuerpo vegetal largo y central. Por ejemplo, el tronco del árbol es el cuerpo centralizado de la planta.

Los tallos están compuestos por tejido vascular (xilema y floema) y otros tipos de tejidos, algunos de los cuales están reforzados por proteínas que proporcionan soporte a la planta frente a las fuerzas externas (viento, lluvia, etc.).

Hojas

Las hojas tienen tejido vascular (venas) y tejido fotosintético (mesófilo). El tejido mesófilo de las hojas contiene cloroplastos, por lo que es el lugar de la fotosíntesis, o producción de azúcar. Además, las hojas suelen ser finas y anchas, lo que permite una gran superficie en la que la planta puede captar la energía luminosa del sol (en forma de fotones).

Las hojas también tienen estomas, que suelen estar situados en el envés. Los estomas son aberturas celulares controladas por células protectoras. Las células protectoras se abren para permitir que entre_CO2 en la planta para la fotosíntesis y se cierran para evitar que salga demasiada agua.