Morfología de tallo y raíz - Facultad de Ciencias-UCV

MORFOLOGÍA DE LOS ÓRGANOS VEGETATIVOS Y ADAPTACIONES AL
AMBIENTE
OBJETIVOS
1.- Analizar la estructura externa del tallo, la raíz y la hoja
2.- Reconocer los distintos tipos de ramificación.
3.- Reconocer diferentes tipos de morfología de las hojas
4.- Analizar las hojas en relación a los criterios morfológicos usuales.
5.- Describir las adaptaciones de las plantas a los diversos ambientes ecológicos.
6.- Identificar distintas categorías de formas de vida.
CONTENIDO
- Tallo: Morfología externa. Sistemas de ramificación. Pseudotallos.
- Raíz: Morfología externa. Tipos de raíces: principales, laterales y adventicias.
- Hoja: Morfología externa. Sucesión de las hojas en el eje. Nervadura. Filotaxis. Prefoliación.
- Formas de vida: árbol, arbusto, hierba, sufrútice, lianas, epífitas, parásitas, geofitas.
- Adaptaciones morfológicas al medio ambiente.
INTRODUCCIÓN
Las plantas vasculares o traqueofitas están formadas por órganos vegetativos y
reproductivos. Los órganos vegetativos son: la raíz, el tallo y las hojas, y forman las
estructuras de la planta o cuerpo vegetativo. Los órganos reproductivos son los órganos
portadores de esporas (en pteridofitas, gimnospermas y angiospermas); también lo son la
semilla (en gimnospermas y angiospermas) y el fruto (en angiospermas). Generalmente
referimos que el cuerpo vegetativo está diferenciado en dos partes: la raíz y el vástago, el
cual a su vez comprende al tallo o eje y a las hojas. La raíz y el vástago constituyen el
cormo o también el eje embrional en el embrión de la semilla, por lo que a las plantas
vasculares también se las conoce como cormófitos (fig. 1).
El tallo o eje es el órgano que lleva las hojas y partes reproductoras, y se
especializa en funciones de enlace, transporte y sostén. Puede presentarse indiviso o
producir ramas, en cuyo caso, de acuerdo al modo como se originan y el aspecto que
exhiben, dan lugar a los diferentes tipos de ramificación. En general, el tallo posee
geotropismo negativo y fototropismo positivo, al contrario de lo que corrientemente ocurre en
la raíz.
El tallo y sus ramas (ejes foliosos) normalmente se presentan divididos en nudos, que
son los sitios de inserción de las hojas, y entrenudos, que son las regiones entre nudos
sucesivos. Además de las hojas, en el tallo (y sus ramas) se encuentran también las yemas,
que son las estructuras encargadas de mantener su crecimiento y producir las hojas y la
ramificación. Por lo tanto, una yema es el extremo joven de un vástago que todavía no ha
terminado su crecimiento o que está en reposo, y como tal, lleva hojas inmaduras
(primordios foliares) y otras yemas incipientes, además de un pequeño grupo central de
células meristemáticas que forman el punto vegetativo o meristema apical (fig. 1). Las
yemas se forman a partir de tejidos superficiales, por lo que se dice que la ramificación del
tallo es de origen exógeno. Las hojas se forman en una secuencia particular por divisiones
localizadas en determinados puntos.
Las yemas pueden ubicarse en el extremo de los ejes (yemas apicales o terminales)
o estar distribuidas a lo largo de ellos (yemas laterales). En una gran mayoría de plantas
(espermatofitas) las yemas laterales se forman en la axila de las hojas, por lo que se llaman
axilares. Cuando el crecimiento del eje principal (eje tallo-raíz), sustentado por la yema
apical correspondiente, es dominante sobre las ramas laterales que quedan subordinadas,
hablamos de un sistema de ramificación monopódico. Si por el contrario, la yema apical
después de un período de actividad detiene su crecimiento siendo sustituida por una
lateral, resulta un sistema de ramificación simpódico (fig. 4). Estos dos tipos de
ramificación, que en conjunto se engloban bajo el término de ramificación lateral, son
propios de las espermatofitas, apareciendo en muy pocas pteridofitas. En la gran mayoría
de las pteridofitas la ramificación es dicotómica y ocurre por división del punto vegetativo
en dos nuevos ápices que prosiguen el crecimiento; este tipo de ramificación, por lo tanto,
no está determinado por la actividad de yemas laterales.
En los grupos de gimnospermas conocido como coníferas y araucarias, se presenta
una condición particular de la ramificación, donde se producen dos tipos de ramas con
distintos ritmos de crecimiento. Los macroblastos, son ramas largas de crecimiento
indeterminado, en cuyas axilas se forman ramas cortas de crecimiento limitado llamadas
braquiblastos; los braquiblastos están formados por un número constante de hojas
aciculares o escamosas, rodeadas en su base por brácteas escamosas.
La raíz es el órgano de fijación y absorción de la planta y, por lo general, crece
subterráneamente y en sentido inverso al tallo. No posee nudos ni entrenudos, ni tampoco
hojas o yemas. La ramificación de las raíces (raíces laterales o secundarias) se produce a
partir de algunos de sus tejidos internos, por lo que se dice que es de origen endógeno, a
diferencia de la ramificación del tallo, cuyo origen, como ya dijimos, es exógeno (fig. 1).
Un carácter muy resaltante de la raíz es que los puntos vegetativos o
meristemáticos presentan una cubierta en forma de casquete llamada caliptra o cofia, que
los protege (figs. 1-2). Igualmente característicos son los pelos radicales, estructuras
unicelulares formadas a partir de células epidérmicas y que son los responsables de la
absorción (fig. 2).
Además de la raíz principal derivada de la radícula del embrión, se distinguen las
raíces adventicias que se originan de otras partes de la planta, como tallos u hojas. En
muchas plantas la raíz principal predomina sobre las laterales (raíz axonomorfa o
pivotante, típica de las dicotiledóneas), en otras, se forma un sistema fibroso donde no es
posible reconocer la raíz principal (raíz difusa o fasciculada, típica de las
monocotiledóneas) (fig. 2).
La hoja es un órgano por lo general laminar y aplanado dorsiventralmente, cuyo
crecimiento es limitado y que se dispone sobre el tallo o eje en los llamados nudos. Para
muchas plantas es posible observar a lo largo del eje una secuencia de tipos de hojas,
diferentes no solamente en su morfología y momento de aparición, sino también en su
función. Esta sucesión foliar, como también es conocida, es más frecuente en las
angiospermas, donde comprende: cotiledones, catáfilos, nomófilos, hipsófilos y
antófilos (fig. 3). El tipo foliar más característico es el de los nomófilos, ya que son las
hojas relacionadas expresamente con la fotosíntesis y el intercambio gaseoso.
En los nomófilos frecuentemente se distinguen dos partes: una basal y generalmente
cilíndrica, llamada pecíolo, mediante la cual se inserta al tallo en el nudo correspondiente, y
una parte terminal aplanada denominada lámina o limbo. Los nomófilos muestran gran
diversidad morfológica y para su estudio se consideran muchos aspectos: filotaxis, es
decir, el patrón de disposición de las hojas sobre el eje; composición, si son simples o
compuestos; la forma de la lámina y de su margen, ápice y base; tipo de nervadura;
presencia o no de pecíolo; presencia o no de estípulas; tipos de estípulas; indumento, etc.
(figs. 5-6).
Las plantas presentan diversas adaptaciones respondiendo al conjunto de
características de un ambiente, y podemos reconocer entonces: xerófitos, mesófitos,
higrófitos, hidrófilos y halófitos.
Xerófitos:
Son plantas sujetas a períodos de sequía muy prolongados y precipitaciones escasas
e irregulares. Presentan una gran diversidad de adaptaciones relacionadas todas con la
regulación de la economía hídrica y que se reflejan en su anatomía, morfología y fisiología.
Algunos xerófitos desarrollan un extenso tejido acuífero en las hojas o tallos, y a veces, en
las raíces, y se conocen como suculentas. En ellas, se observa un aumento de volumen
relacionado con una disminución de la superficie y de la transpiración. Muchas son
acaules con una roseta de hojas basales, mientras ciertos xerófitos muestran una pérdida
total de las hojas, o bien su transformación en espinas, de la yema apical o de las
estípulas. En ciertos casos los tallos tienen función asimiladora y se presentan como
ramas aplanadas que tienen aspecto de hojas. Cuando hay hojas laminares el parénquima
en empalizada está más desarrollado que el esponjoso.
Mesófitos:
Son plantas intermedias entre los xerófitos e hidrófitos, y viven en climas
moderadamente húmedos. Se consideran mesófitos las plantas de los bosques tropófilos,
las hierbas del sotobosque y las plantas efímeras que se desarrollan vegetativamente
durante el período de lluvia. Tienen hojas dorsiventrales de tamaño mediano, con el
mesófilo diferenciado en parénquima en empalizada y parénquima esponjoso, con tendencia
a proporción semejante de uno y otro.
Higrófitos:
Viven en ambientes húmedos como los bosques siempre verdes, y presentan
características estructurales que favorecen la transpiración y compensan la falta de luz. Las
hojas son generalmente grandes (100-1.000 cm2), y medianas (20-100 cm2); los ápices en
forma de “punta de gotero” se hallan en varias especies de todos los estratos. Muchos
higrófitos poseen pelos glandulares, papilas e hidátodos que segregan activamente agua
cuando el aire está saturado de humedad.
Hidrófitos:
Son las plantas que viven en un ambiente acuático. Podemos distinguir tres tipos: las
sumergidas, las flotantes y las que tienen partes sumergidas, partes flotantes y partes
aéreas. Algunas de sus adaptaciones más resaltantes son: disminución de su sistema de
conducción que, algunas veces, puede faltar completamente; notable disminución de los
tejidos de sostén; muchos espacios intercelulares, incluso hasta formar un aerénquima;
cutícula y paredes celulares muy delgadas.
Halófitos:
Se caracterizan por la capacidad que tienen de almacenar cantidades apreciables de
sales en sus órganos vegetativos (raíz, tallo y hojas), sin que esto los perjudique. Se
desarrollan mejor en suelos salinos. Comúnmente la sal almacenada es NaCl. Muchos
halófitos muestran suculencia ya que debido a la concentración salina las células se
hipertrofian puesto que absorben mucha agua; en otros casos, donde existe escasez de
agua junto a una alta concentración salina del suelo, se presentan características
xeromórficas como pérdida del follaje, hojas pequeñas, etc. Otros halófitos no presentan
suculencia y tienen glándulas de secreción salina en las hojas, que se recubren de un
polvillo salado.
FORMAS DE VIDA O BIOLÓGICAS
Árbol: planta leñosa que se diferencia en un tronco o fuste, y una copa.
Arbusto: planta leñosa, sin un tronco predominante, ya que ramifica formando varios troncos
cerca de la base.
Sufrútice: planta leñosa, generalmente pequeña y parecida a un arbusto, en la que sólo
están lignificadas las partes basales del tallo.
Hierba: planta no leñosa, de consistencia blanda en todos sus órganos, tanto subterráneos
como epígeos.
Lianas (trepadoras o bejucos): son plantas que tienden a elevar su ramaje por encima de la
copa de los árboles, de manera que el ápice crece con rapidez y se forman tallos con
entrenudos largos. Se fijan a soportes mediante la producción de zarcillos, ganchos, espinas,
raíces adherentes o por crecimiento envolvente.
Epífitas: son plantas que crecen desde el principio sobre plantas portadoras, sin sacar de
ella su nutrimiento. Se presentan en hábitats con o sin deficiencias hídricas, y dependen para
su nutrición del polvo atmosférico y de la acumulación de detritos orgánicos. Podemos
distinguir dos tipos de epífitas: las macroepífitas, representadas por miembros de las
orquidáceas, bromeliáceas, cactáceas, etc., y las microepífitas representadas mayormente
por musgos, hepáticas, líquenes y algas.
Parásitas: en la relación parasitaria existe una planta portadora, hospedera o huésped, cuya
muerte no se produce en forma inmediata, sino que es afectada a largo plazo. Existen
distintos grados de parasitismo, como por ejemplo, el hemiparasitismo, que se refiere a
plantas parásitas de hojas verdes que dependen del huésped sólo para el suministro de
agua, como ocurre en la familia de las lorantáceas (tiña, guate pajarito). El grado mayor de
parasitismo lo muestran las plantas sin clorofila, que dependen del huésped tanto en el
suministro de agua como de sustancias orgánicas; este es el caso del género parásito
Cuscuta de las convolvuláceas, desprovisto de clorofila y cuyas especies son de color
amarillo claro.
Geofitas: plantas de crecimiento parcialmente hipógeo, donde su vástago, o parte de él, está
enterrado y sirve de órgano de resistencia en forma de bulbo, tubérculo o rizoma. A este
grupo pertenecen muchas monocotiledóneas de las familias Liliaceae, Amaryllidaceae,
Iridaceae. Plantas útiles en la alimentación presentan esta forma de vida, como el ajo y la
cebolla.
Figura 1. Organización de una planta dicotiledónea
a.- Representación esquemática
b.- Yema apical
c.- Punto vegetativo de la raíz.
Figura 2. Organización de la raíz. a.- Plántula; se observa la zona de las raíces laterales y de
los pelos radicales b.- Sección longitudinal de raíz y sus zonas c. y d.- Tipos de ramificación
de la raíz: c.- Axonomorfa o pivotante d.- Difusa o fasciculada.
Figura 3. Esquema de la sucesión foliar en una dicotiledónea, mostrando los distintos tipos
de hojas formados.
Figura 4. Tipos de ramificación a.- Dicotómica b.- Lateral monopódica c.-Lateral simpódica.
Figura 5. Esquema de los distintos tipos de filotaxis: a. opuesta b. opuesta-decusada c.
verticilada d. alterna-helicoidal e. alterna-dística.
Figura 6a. Algunos atributos foliares: Composición de la hoja. Diferentes tipos de hojas
compuestas.
Figura 6b. Algunos atributos foliares: Forma de la lámina foliar.
Figura 6c. Algunos atributos foliares: Partición (izq.). Simetría (der.).
Figura 6d. Algunos atributos foliares: Patrones de nerviación.
Figura 6e. Algunos atributos foliares: Tipos de margen de la lámina foliar.
Figura 6f. Algunos atributos foliares: Ápice de la lámina foliar (arriba) y base (debajo).
BIBLIOGRAFÍA
CRONQUIST, A. Introducción a la Botánica. 3ª. Ed. CECSA. México. Caps.: 25, 26 y 27.
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STRASBURGER, E. et al. 1986. Tratado de Botánica. 7ª Ed. Marín. Barcelona. Cap. IV.
Guía-Informe
Práctica de Morfología de las Traqueofitas
Parte A: Morfología del Tallo y la Raíz
y Adaptaciones al Ambiente
NOMBRE:
CÉDULA:
Fecha:
MORFOLOGÍA
OBSERVACIONES:
1.- Examine las plántulas de frijol y alfalfa que se le suministran; distinga en ellas
sus partes: eje embrional, diferenciado en vástago y radícula; los cotiledones y el
nudo cotiledonal, el hipocotilo, el epicotilo, y la plúmula con los primordios foliares
y la yema apical.
Esquema general de las plántulas de frijol y alfalfa:
2.- Examine una planta monocotiledónea y una dicotiledónea; distinga en ellas el
tallo, con nudos y entrenudos, sus ramas, la raíz principal y las laterales, las hojas
y las yemas ubicadas en su axila (yemas axilares); observe también las yemas
ubicadas en el extremo de los ejes (yemas apicales o terminales). Realice un
esquema y resalte las diferencias entre ambas.
Esquema de una monocotiledónea:
Esquema de una dicotiledónea:
Se realizará un recorrido por los jardines de la facultad con la orientación
del profesor del curso, donde deberán revisarse los siguientes aspectos:
CONTINUACIÓN OBSERVACIONES SOBRE MORFOLOGÍA
3.- Estudie la ramificación del tallo de varias plantas.
4.- Estudie la ramificación de la raíz de varias plantas.
5.- Estudie diferentes tipos de hojas de la sucesión foliar: cotiledones, catáfilos,
nomófilos, hipsófilos, antófilos.
ADAPTACIONES DE LAS PLANTAS AL AMBIENTE
6.- El profesor mostrará a los estudiantes diversos ambientes ecológicos
señalando los taxa característicos.
7.- Se estudiarán las adaptaciones a los diferentes ambientes ecológicos.
8.- Durante la visita a los ambientes ecológicos, el estudiante, en discusión de
grupo, debe aclarar los siguientes conceptos: hierba, sufrútice, arbusto, árbol,
bejuco, epífita, geofita y parasitismo.
9.- El estudiante debe elaborar un breve informe escrito EN FORMA
ESQUEMÁTICA donde resuma los diferentes aspectos revisados durante el
recorrido; sobre los ambientes visitados, incluyendo las observaciones sobre los
puntos anteriormente especificados.
Observaciones realizadas durante el recorrido: