Puede que las plantas no tengan un sistema nervioso compuesto por cerebro y una red neuronas para recibir señales (como sí tenemos los humanos) que les indiquen los mejores momentos para hacer la fotosíntesis, germinar, mudar de hojas, etc. Sin embargo, presentan unos prácticos y eficientes ayudantes conocidos como hormonas. ¡Sí, las plantas también tienen hormonas!
Las hormonas son sustancias que ayudan a comunicar señales en los organismos para que puedan responder a su entorno y regular procesos como el crecimiento, la diferenciación, la maduración, la reproducción o, inclusive, la muerte.
En este texto, vamos a estudiar las hormonas vegetales y su importancia en las plantas.
¿Qué es una hormona vegetal?
Una hormona es una molécula orgánica señalizadora que desencadena una reacción a un estímulo en un organismo. Se producen en una parte del cuerpo y, a menudo, desencadenan una respuesta en otra parte del cuerpo. Generalmente, regulan el crecimiento y ayudan a un organismo a responder a los estímulos del entorno. Las hormonas suelen producirse en pequeñas cantidades, pero tienen grandes efectos, porque desencadenan una serie de reacciones.
Es importante señalar que, tanto plantas como animales usan hormonas; sin embargo, la forma de producción, la composición química y los mecanismos de acción, difieren. En general, las hormonas de las plantas tienden a ser más generalizadas y presentan muchas funciones, mientras que las hormonas de los animales son más especializadas.
Las hormonas vegetales, también conocidas como fitohormonas, son moléculas orgánicas que desencadenan una respuesta en la planta a un estímulo. Están implicadas en el crecimiento y el desarrollo de las plantas.
Un estímulo es un cambio o actividad que desencadena una reacción específica en un organismo.
Las señales o estímulos que promueven una respuesta en las plantas incluyen: la gravedad, la luz, el tacto, el agua y los cambios ambientales relacionados a las estaciones del año.
Las fitohormonas y sus funciones
Cada hormona vegetal tiene una amplia gama de funciones, que pueden diferir según la respuesta de la planta a su entorno y necesidades. En general, las hormonas vegetales producen respuestas que regulan el crecimiento y el desarrollo.
La producción de hormonas suele ser en cantidades bastante pequeñas, pero la señal producida por la hormona se amplifica a través de la transducción de señales. En la transducción de señales, la hormona activa una cascada bioquímica que conduce a algún cambio o respuesta en la expresión de una célula.
La transducción de señales es una serie de acontecimientos que ocurren a nivel molecular y que ayudan a provocar la respuesta de una célula a un estímulo. Pueden iniciar hormonas que son moléculas de señalización.
Tipos de hormonas vegetales
Hay cinco tipos principales de hormonas vegetales, que coordinan el crecimiento, desarrollo y maduración en una planta. Todas tienen propósitos y funciones diferentes. Sin embargo, pueden trabajar de forma independiente o conjunta para incidir al crecimiento de la planta.
Las funciones consideradas principales para cada tipo de hormona son:
- Auxinas: estimulan el crecimiento en longitud de la planta.
- Giberelinas: inician la germinación de las semillas y estimulan la fructificación y crecimiento rápido del tallo.
- Etileno: promueven la maduración de los frutos y la caída de las hojas.
- Citoquininas: promueven la división celular y retrasan el proceso natural de envejecimiento y caída de las hojas.
- Ácido abscísico (ABA): intervienen en condiciones adversas o de estrés.
En Biología, el área que estudia las hormonas vegetales se conoce como fisiología vegetal.
Recientemente se han descubierto otros tipos de fitohormonas, cuyas funciones aún están siendo estudiadas. Entre estos están los brasinoesteroides, con variadas funciones en la expresión genética, crecimiento celular, desarrollo vascular, entre otras.
Función de las auxinas
Las auxinas son una de las primeras hormonas vegetales que se descubrieron. Esto se debe a que están implicadas en la dirección del crecimiento de las plantas. Esta característica se llama tropismo, algo que los científicos y horticultores empezaron a notar muy pronto.
El fototropismo es la tendencia de una planta de crecer hacia una fuente de luz (el sol).
Los científicos han descubierto que la distribución desigual de las auxinas en las plantas explica su crecimiento hacia la luz. Las auxinas se concentran en el lado sombreado de las plantas y provocan el alargamiento de las células de ese lado, pero no del otro; la parte superior de la planta se inclina hacia la luz.
Las auxinas se producen, principalmente, en los tallos; particularmente, en las puntas, donde se encuentran los meristemos apicales de las raíces y de los brotes. Pero la auxina, al igual que otras hormonas vegetales, puede difundirse a otras partes de la planta (por ejemplo, al lado sombreado de una planta). Como las auxinas se producen en los meristemos apicales, contribuyen al proceso de dominancia apical.
Un meristemo es un tejido de crecimiento en las plantas, donde las células no están especializadas y se dividen continuamente.
La dominancia apical se produce cuando la punta del tallo (meristema apical) impide el desarrollo de yemas axilares (crecimiento lateral), para que la planta pueda seguir creciendo hacia arriba: hacia la luz del sol.
Las auxinas también son responsables de la regeneración de las raíces en los brotes de esquejes. Otro papel conocido de la auxina en su interminable lista de funciones es la prevención de la abscisión (caída) de las hojas. La abscisión de la hoja es el proceso por el que la hoja se desprende de la planta. Las plantas pueden sufrir la abscisión de las hojas. si una hoja está lesionada o es vieja; también por motivos estacionales (los árboles de hoja caduca de otoño experimentan la abscisión de las hojas). Si la auxina está en una concentración suficientemente alta en el pecíolo, evitará la abscisión de las hojas.
Función de las giberelinas
Al igual que las auxinas, las giberelinas tienen múltiples e importantes funciones en el desarrollo de las plantas y su respuesta al medioambiente.
Las giberelinas se documentaron por primera vez en Japón, a finales del siglo XIX. Los cultivadores de arroz se dieron cuenta de que algunas plántulas de arroz crecían demasiado, con un sobrecrecimiento de los tallos. Llamaron al fenómeno bakanae, que significa “plántula tonta”.
Los científicos descubrieron, más tarde, que los cultivos de arroz estaban afectados por un hongo que producía muchas giberelinas; ahora sabemos que estas inducen el alargamiento del tallo en las plantas1.
Las giberelinas intervienen en promover el crecimiento, incluyendo:
- El crecimiento de los frutos.
- El rápido crecimiento del tallo floral.
- La germinación de las semillas.
Las giberelinas se consideran una de las hormonas vegetales más valiosas para la agricultura, por sus efectos en el crecimiento de los frutos y el alargamiento del tallo.
Por ejemplo, las uvas sin semillas suelen ser más pequeñas que las que tienen semillas. En la década de 1950, los científicos descubrieron que, mediante la aplicación tópica de giberelinas, las uvas sin semillas crecen más2.
Función de las citoquininas
Las citoquininas son otra clase importante de hormonas vegetales que intervienen en el crecimiento y el desarrollo de las plantas. En concreto, las citoquininas se denominan así porque ayudan a promover la división celular y la citocinesis. Además, las citoquininas son bien conocidas por sus propiedades de antienvejecimiento en las plantas, ya que ayudan a retrasar la senescencia (muerte) de las hojas.
Para evitar que las flores se marchiten o se pudran, es posible comprar citoquininas en tiendas de plantas o jardinería, para rociarle a las plantas.
Adicionalmente, están relacionadas con el crecimiento lateral (engrosamiento) de los tallos y las raíces, y la inhibición del crecimiento vertical (alargamiento). También fomentan que las yemas axilares se conviertan en ramas; por lo tanto, tienen un efecto inhibidor de la dominancia apical.
Recuerda que la auxina controla la elongación y el crecimiento vertical, especialmente el del meristemo apical. Las citoquininas y las auxinas se expresan a menudo, y hay una mayor proporción de citoquininas respecto a las auxinas. Esto ayuda a promover el crecimiento de los brotes, mientras que una menor proporción de citoquininas respecto a las auxinas ayuda a promover la dominancia apical y el crecimiento de las raíces.
Función del ácido abscísico (ABA)
Si bien la mayoría de las hormonas desempeñan un papel importante en la respuesta al estrés de las plantas ante los factores ambientales, el ácido abscísico es una hormona especialmente útil en este sentido; es la protagonista. En algunas plantas, si el tejido mesófilo (tejido fotosintético de la hoja) está demasiado seco por falta de agua, puede liberar ácido abscísico. Este se desplazará hasta las células oclusivas de los estomas para promover que se cierren y, así, evitar una mayor pérdida de agua.
Recuerda que una planta pierde hasta el 90 % de agua a causa de la transpiración, a través de los estomas.
El ácido abscísico también ayuda a mantener las semillas en estado latente, si las condiciones ambientales no son ideales. En este sentido, el ácido abscísico actúa en contra del efecto de las giberelinas, ya que estas promueven la germinación de las semillas. En otras palabras, el ácido abscísico es antagonista de las giberelinas.
Función del etileno
El etileno es una hormona gaseosa que se asocia, sobre todo, a la maduración de la fruta (Fig. 3). El etileno la ayuda, al inducir la pérdida de clorofila (el pigmento verde de las plantas) y la descomposición de las paredes celulares.
Debido a que el etileno está en forma gaseosa ¡puede viajar por el aire y tener un efecto en cualquier fruta cercana!
Es posible que hayas experimentado los efectos del etileno en tu vida cotidiana:
- Cuando hayas metido un plátano amarillo en una bolsa por la mañana y hayas visto que, a la hora de comer, ya no parecía el mismo plátano: presentaba manchas negras.
- O, tal vez, hayas dejado alguna vez un aguacate encima de la nevera por unos días, hasta que estuviera más blando.
El etileno se denomina hormona de la senescencia, o del envejecimiento, porque además de provocar la maduración de los frutos también promueve la abscisión de las hojas. Recuerda que la auxina impide la abscisión de las hojas, por lo que el equilibrio entre la auxina y el etileno controla el momento de la abscisión de las hojas.
Usos de las hormonas vegetales artificiales
El descubrimiento de ciertas hormonas vegetales ha sido importante para la evolución de la agricultura y nuestra comprensión del desarrollo de las plantas. En particular, el uso de hormonas vegetales para controlar diferentes aspectos del crecimiento y el desarrollo de las plantas es útil para producir más cosechas, aumentar la calidad de los alimentos, acelerar los procesos y mantener la frescura de ciertos alimentos.
Los principales usos de las hormonas vegetales en la industria alimenticia son:
- El empleo de auxinas ayuda a promover el crecimiento de las raíces en los esquejes de brotes.
- El uso de giberelinas para aumentar el tamaño de los frutos, o para romper la latencia de las semillas.
- Utilizar gas etileno para promover la maduración de los frutos, en especial cuando estos se cosechan inmaduros para sobrevivir a los procesos de envío.
- Pulverizar citoquininas en flores y plantas para mantenerlas frescas (retrasar la senescencia).
Hormonas vegetales - Puntos clave
- Las hormonas vegetales son moléculas orgánicas señalizadoras, que ayudan a que una planta pueda responder a su entorno; generalmente, regulando aspectos de su crecimiento y desarrollo.
- Las hormonas vegetales tienen comúnmente más de una función. Trabajan de forma independiente, antagónica o conjunta, para coordinar distintos aspectos del crecimiento y desarrollo de la planta.
- Las auxinas estimulan el crecimiento en longitud (relacionado con el fototropismo, la dominancia apical, y las raíces en nuevos brotes), mientras que las citoquininas promueven el crecimiento lateral y la división celular. También, ayudan a retrasar el envejecimiento de las hojas.
- El gas etileno promueve la senescencia en las plantas, principalmente con la maduración de los frutos y la caída de las hojas.
- Las auxinas y citoquininas son antagónicas o contrarias al etileno, pues retrasan la caída de las hojas.
- Las giberelinas estimulan la germinación de las semillas, la floración, fructificación y alargamiento rápido del tallo, mientras que el ácido abscísico (ABA) ayuda a la planta a responder al estrés ambiental.
- El uso de hormonas vegetales es vital en la agricultura e industria alimenticia para producir más cosechas, aumentar la calidad de los alimentos, acelerar los procesos y mantener la frescura de ciertos alimentos.
References
- Peter Hedden and Valerie Sponsel. A Century of Gibberellin Research, 2015
- Bill Peacock, "Gibberellin and Flame Seedless Grapes", Univeristy of California- Tulare County- Cooperative Extension.
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