RAICES: CRECIMIENTO PRIMARIO (cap 15)

TIPOS DE SISTEMAS DE RAÍCES

Penetrantes (fig. 15.1) La primera raíz en emerger de la semilla es la radícula o raíz primaria. En la mayoría de las dicotiledóneas esta se alarga para formar una raíz prominente que persiste a través de la vida de la planta. Raíces pequeñas salen de esta raíz primaria (fig. 15.2). Algunos sistemas penetrantes pueden modificarse para almacenar carbohidratos (ejemplo es la zanahoria y la remolacha) otras pueden modificarse para alcanzar agua que se encuentra muy profunda en el suelo (Prosopis).

¿Cuán largas pueden crecer las raíces?

Sistema fibroso Este es característico de las monocotiledóneas y consiste de muchas raíces de un mismo tamaño. En estas plantas la radícula se sustituye por una masa de raíces adventicias. Debido a que estas raíces son tan extensas son excelentes para prevenir eroción.

Raíces adventicias Estas comienzan a crecer inmediatamente después de la germinación de la semilla.

 

FUNCIÓN Y ESTRUCTURA DE RAÍCES

Anclaje Las raíces permean el suelo buscando agua y minerales, haciendo esto la raíz ancla a la planta por el resto de su vida.

Almacenaje Las raíces almacenan gran cantidad de energía. Algunas plantas como la zanahoria y remolacha de azúcar concentran esta reserva de energía en una o muy pocas raíces.

Absorción Las raíces absorben grandes cantidades de agua y minerales disueltas en el suelo. Las raíces de una planta de maíz absorben más de 2 litros de agua por día.

Conducción Se transporta agua y nutrientes disueltos de la raíz al tallo. Algunas plantas pueden transportar inclusive CO2 a las hojas que será utilizado en fotosíntesis.

Estructura de las raíces

Cofia (fig. 15.4) Secreta musílago, éste es un polisacárido hidratado que contiene azúcares, ácidos orgánicos, vitaminas, enzimas y amino ácidos. El musílago protege a la raíz de desecación y secreta al suelo compuestos que inhiben el crecimiento de otras raíces. Las partículas de suelo se pegan al musílago aumentando así el contacto de las raíces con el suelo. Los grupos carboxilos del musílago juegan un rol importante en la absorción de nutrientes ya que favorecen la obtención de iones. El musílago también promueve el crecimiento de algunos microoganismos que son importantes en simbiosis con la planta como Azospirillum.

Centro Quiecente Se encuentra justo después de la cofia y consiste de 500 a 1,000 células que se encuentran en la fase G del ciclo celular. Estas células se dividen una vez cada 15 a 20 días. Su función es un centro de reserva para reemplazar las células meristemáticas dañadas. Además organiza los patrones de crecimiento primario en raíces.

Región subapical (fig. 15.7) Se compone de zona de división, elongación y maduración celular. La zona de división celular (fig. 15.6) es una porción en forma de domo compueta de células meristemáticas. Estas células se dividen cada 12 a 36 horas, en algunas plantas el meristemo produce 20,000 nuevas células por día. La zona de elongación (fig. 15.7) se encuentra a una distancia de 15 mm detrás del ápice de la raíz. Estas células se alargan hasta 150 veces su tamaño, logran hacer esto llenando sus vacuolas de agua. Esta elongación de células da lugar a que la raíz principal pueda crecer hasta 4 cm por día.

Zona de maduración (fig. 15.9; 15.10; 15.11 y 15.12)

Epidermis Cubre toda la raíz excepto la cofia, usualmente es de una sola capa de células de espesor.

Corteza Se encuentra en el interior de la epidermis y está formada por tejido base o matrix. Consiste de hipodermis, parénquima de almacenaje y endodermis.

Endodermis Funciona como una válvula que regula el movimiento de nutrientes al tejido vascular vía movimiento simplástico (a través de la célula viva). Este movimiento evita la pérdida de iones. La suberina se deposita continuamente en las células endodermales lo que hace que se bloquee el movimiento de agua y solutos a través de la endodermis. Estas zonas maduras de raíz absorben poca agua cambiando su función a la de almacenamiento y anclaje de la planta.

Estela Incluye el periciclo, el tejido vascular y la médula.

Periciclo Capa meristemática de células parenquimatosas. Este es el responsible de producir raíces laterales.

Tejido vascular y médula (fig. 15.12). El tejido vascular incluye el xilema y el floema. La médula está compuesta de células parenquimatosas de tejido base.

 

INTERFASE ENTRE LA RAIZ Y EL SUELO

El suelo que rodea la raíz se llama rizósfera y se extiende hasta 5mm de la superfice de la raíz. El crecimiento y metabolismo de las raíces modifica la rizósfera de varias maneras:

1. Las raíces enriquecen el suelo con materia orgánica Las plantas transportan hasta el 60% de su fotosíntesis neta a las raíces. Más de un 30% de este material se deposita en el suelo en forma de musílago y otros compuestos. En algunas plantas como el trigo la cantidad de carbohidratos depositados en el suelo excede a la que es almacenada por el fruto de la planta.

2. Las raíces comprimen el suelo

3. Los nutrientes absorbidos por las raíces alteran la composición química del suelo La rizósfera contiene grandes cantidades de moléculas ricas en energía lo que hace una flora microbiana de 10 a 100 veces más densa que otros suelo.

4. Absorción El agua y nutrientes son absorbidos por las raíces por 2 vías: ruta apoplástica (a través de espacios intercelulares) y la ruta simplástica (a través del plasmodesmo y citoplasma de la célula) (fig. 15.12).

5. Anclaje La región responsible del anclaje se encuentra varios centímetros después del ápice de la raíz. Esta región no posee pelos radicales.

6. Conducción y almacenamiento

 

FACTORES QUE CONTROLAN EL CRECIMIENTO Y DISTRIBUCION DE RAICES

El método más moderno para estudiar las raíces se llama rizotrón (fig. 15.18) y consiste de cámaras bajo el suelo con paredes de cristal (fig. 15.18a).

Temperatura Las raíces generalmente se vuelven latentes durante temperaturas bajas.

Otros organismos La mayoría de los microorganismos en el suelo viven cerca de las raíces. Estos microoganismos secretan compuestos que afectan el crecimiento y distribución de las raíces, además aumentan la obtención y traslocación de minerales del suelo. Las plantas han desarrollado diferentes estrategias para competir con sus vecinos, estas son: producen una gran cantidad de raíces, las raíces pueden penetrar el suelo hasta 40 metros, crecen en diferentes zonas del suelo minimizando así la competencia y producen diversas sustancias químicas (ejemplo fitoalexinas) que inhibe el crecimiento de patógenos y otros organismos.

Luz Esta inhibe el crecimiento de raíces disminuyendo la razón de división y elongación celular.

Gravedad Las raíces poseen geotropismo positivo, esto es crecen hacia la gravedad de la Tierra.

Diferencias genéticas El crecimiento y distribución de las raíces está controlado genéticamente, por ejemplo las gramíneas producen raíces no profundas y con un sistema de cabellera.

 

ESTADO DE DESARROLLO DE LA PLANTA

Propiedades del suelo La textura del suelo es importante para el crecimiento de las raíces, éstas usualmente crecen mejor en suelos no compactos. La humedad y el aire también afectan el crecimiento de las raíces, la mayoría de las raíces crecen mejor y más profundas en suelos húmedos pero no mojados. Otros factores que afectan el crecimiento y desarrollo de las raíces es la precencia de otras raíces, el pH en el suelo y la cantidad de etileno en el suelo, que probablemente disminuirá la extensión de éstas.

RAICES MODIFICADAS

Raíces de almacenaje Las raíces almacenan grandes cantidades de almidón en sus raíces, entre éstas encontramos las siguientes: Beta vulgaris, Taraxacum officinale, Daucus carota (zanahoria) y Manihot esculenta (yuca). Mientras otras plantas almacenan carbohidratos como la batata (Ipomea batatas). Algunas raíces pueden almacenar grandes cantidades de agua.

 http://classes.aces.uiuc.edu/NRES103/3473-65.htm

Propagación Las raíces pueden dar lugar a nuevas plantas. La mayoría de las poblaciones de la planta Larrea tridentata son clones derivadas de una sola planta, algunos de estos clones tienen más de 12,000 años de edad. La planta Populus tremuloides ha logrado producir 47,000 plantas de una sola, con una masa estimada de 6 millones de toneladas métricas y cubriendo 43 hectáreas.

Aereación Las plantas que crecen en lugares anegados de agua con poco O2 producen unas raíces especializadas llamadas neumatóforos que tienen como función importar O2 de la atmósfera. Un ejemplo de esto lo observamos en los manglares Avicenia germinans y Rhizofora mangle.

 

NUTRICION

Parasitismo Algunas plantas como Striga y Orobanche utilizan sus raíces para parasitar otras plantas (Box 15.1).

Micorriza Aquí se observa una asociación mutualista entre la epidermis y corteza de la raíz y un hongo beneficioso. El hongo absorbe nutrientes del suelo, mientras que la planta le provee carbohidratos, amino ácidos, vitaminas y sustancias orgánicas. Hay 2 tipos de micorriza, la ectótrofa donde el hongo crece a través de los espacios intercelulares de la raíz pero no penetran la célula. Esta relación se observa en coníferas, avellanos y orquídeas. También se observa la relación endótrofa, ésta se encuentra en los pinos (Pinus) y el roble (Quercus).

Nódulos Estos se forman en las células corticales de las raíces de las leguminosas que son infectadas con el género bacterial Rhizobium que puede fijar nitrógeno atmosférico. Es una relación mutualista donde la bacteria recibe carbohidratos y otras sustancias del huésped mientras que la planta recibe iones que contienen nitrógeno de la bacteria.

Raíces aéreas Son raíces que se forman de estructuras que están sobre el suelo como el tallo. Estas raíces tienen varias funciones: retener agua, llevan a cabo fotosíntesis y dan soporte a las plantas.

 

IMPORTANCIA ECONOMICA DE LAS RAICES

Las raíces son importantes como alimento entre ellas tenemos la zanahoria, la batata, la yautía, la yuca y otras. De las raíces también se obtienen las siguientes drogas: gentiana, ginseng, reserpina, ipecac. ¿Para qué se utilizan las drogas antes mencionados? Además de las raíces se obtienen diferentes tintes. Conoces algún tinte derivado de una planta?