Las respuestas de las plantas
Todo
ser vivo responde a los cambios que se producen en su entorno. Si esta
respuesta es efectiva, la especie seguirá existiendo; si no lo es,
simplemente se extinguirá.
En
los seres vivos existen dos tipos de respuesta frente a estímulos
ambientales: respuestas rápidas (mediadas por el sistema nervioso) y
respuestas lentas (mediadas por el sistema hormonal). En el caso de las
plantas no existe un sistema nervioso y sus respuestas frente a los
cambios ambientales son mediadas por hormonas vegetales. A estas
respuestas se las conoce como tropismos.
Tropismos son las respuestas específicas que dan las plantas a los cambios o estímulos que se producen en algún factor del ambiente.
Los
tropismos son, por lo general, respuestas que consisten en movimientos
de crecimiento de algunas partes del vegetal, como los tallos, hojas y
raíces. Se caracterizan por involucrar un aumento de la biomasa, razón
por la cual son respuestas irreversibles y lentas.
Tipos de tropismos
Los estímulos que determinan respuestas de los vegetales pueden ser: físicos, químicos o de contacto.
Atendiendo al estímulo que los produce, los tropismos se denominan:
fototropismos, hidrotropismos, tigmotropismos y gravitropismos.
Los
tropismos son respuestas que pueden ser de acercamiento o alejamiento
del estímulo que los produce. Llamamos tropismos positivos a aquellos
que provocan una respuesta de acercamiento al estímulo, y tropismos
negativos a aquellos movimientos de alejamiento.
Fototropismo
es la respuesta del vegetal frente al estímulo luminoso. El
fototropismo positivo hace referencia al crecimiento de la planta hacia
la fuente de luz, mientras el fototropismo negativo implica un
crecimiento de la planta en la dirección contraria a la de la fuente
lumínica. En el caso del tallo, se observa un fototropismo positivo,
porque este crece hacia la fuente luminosa. La raíz, en cambio, no
necesita de la luz, por lo tanto presenta un fototropismo negativo.
Tigmotropismo es
la respuesta direccional, o el movimiento de una planta al tocar o
hacer contacto físico con un objeto sólido, aunque ahora también se sabe
que hasta las vibraciones causan esta respuesta. Tigmo viene del griego
thigma, que significa "tocar".
Es una cualidad que poseen todas las plantas hasta cierto grado; algunas plantas se han especializado en ello, ganando ventaja en la adaptación. Esta habilidad sensitiva llega mas allá que la de animales, ya que algunas plantas son capaces de percibir 0.0008-0.00025mg, mientras que nosotros percibimos pesos de hasta 0.002mg.
En si, el efecto que el "tigmo" que reciba la planta es el alterar su velocidad de crecimiento, cambiar la morfología, evitar barreras, controlar la germinación, apoyarse en estructuras, facilitar la polinización, acelerar el movimiento del polen, esporas o semillas, y capturar presas.
Es una cualidad que poseen todas las plantas hasta cierto grado; algunas plantas se han especializado en ello, ganando ventaja en la adaptación. Esta habilidad sensitiva llega mas allá que la de animales, ya que algunas plantas son capaces de percibir 0.0008-0.00025mg, mientras que nosotros percibimos pesos de hasta 0.002mg.
En si, el efecto que el "tigmo" que reciba la planta es el alterar su velocidad de crecimiento, cambiar la morfología, evitar barreras, controlar la germinación, apoyarse en estructuras, facilitar la polinización, acelerar el movimiento del polen, esporas o semillas, y capturar presas.
Gravitropismo es
un tipo de tropismo, propio de las plantas, que se refleja en un
crecimiento en respuesta a la aceleración de la gravedad. Permite el
crecimiento basípeto de las raíces, que deben hundirse en el suelo para
su correcto funcionamiento, y el crecimiento de los tallos hacia el
medio aéreo. Es de especial importancia durante la germinación de las
semillas.
Antiguamente,
a este último ejemplo se lo denominaba geotropismo, pero los
científicos prefirieron cambiarlo, ya que, si se analiza el nombre
antiguo, éste sugiere la respuesta de un vegetal al estímulo "tierra"
(geo = tierra).
Las
plantas responden en forma diferente a un mismo estímulo, dependiendo
de la parte del vegetal que está recibiendo el estímulo. Así, el tallo
posee fototropismo positivo, mientras que la raíz posee fototropismo
negativo.
Frente
a la fuerza de gravedad, el tallo presenta gravitropismo negativo, ya
que éste crece hacia arriba, en dirección opuesta a la fuerza de
gravedad. La raíz, en cambio, tiene gravitropismo positivo porque crece
en la misma dirección que el estímulo.
Algunas
plantas, como las parras, presentan tigmotactismo positivo. Esto
significa que se acercan a objetos que estén en su proximidad, de forma
que se apoyan sobre ellos para seguir creciendo.
Mecanismos de acción de los tropismos
El
conocimiento que actualmente se tiene de los tropismos ha sido producto
de las investigaciones realizadas desde hace muchos años. Un pionero
en estas investigaciones fue Charles Darwin, quien, en 1880, junto a su
hijo Francis, estudió por qué las plantas crecían siempre hacia la luz.
Como
cualquier científico, Darwin identificó este problema y formuló una
hipótesis para explicar lo que había observado. Luego, diseñó un
experimento para poner a prueba su hipótesis, donde se sugería
básicamente que el curvamiento de las plantas, al acercarse hacia la
luz, se debe a la presencia de una sustancia química que es producida en
la punta del tallo de las plantas.
a. Hormonas vegetales
Los
estudios realizados por Darwin primeramente, y luego por un botánico
holandés llamado Fritz Went, han permitido a los actuales científicos
comprender que las plantas responden a los estímulos gracias a la
producción de ciertas sustancias químicas conocidas como hormonas.
Las
hormonas vegetales son producidas por células que se ubican en las
zonas apicales de la planta. Estas células no están agrupadas en
estructuras específicas formando glándulas, como se presentan en los
animales.
Hormona
es una sustancia química producida por células especializadas, que
actúan sobre otras células del individuo y que se encuentran lejos del
lugar de producción de la hormona.
Las
hormonas determinan una enorme gama de funciones en las plantas.
Participan en el crecimiento de los vegetales gracias a que producen el
alargamiento de sus células. También participan en la maduración de los
frutos, en la caída de las hojas y cicatrización de las heridas.
La
importancia de las hormonas se debe a que las plantas no poseen un
sistema nervioso, como los animales; un vegetal que se acerca hacia la
luz no lo hace porque "le conviene", ya que no es consciente de ello,
sino por el efecto de una hormona que determina que la planta se curve
en esa dirección.
Esta
respuesta al estímulo es vital para la planta, porque de esta forma
obtiene la energía luminosa para realizar fotosíntesis. Pero debe quedar
en claro que esta respuesta es involuntaria y se debe a la producción
de una sustancia química específica.
Las nastias: otra forma de respuesta vegetal
Una mención especial requiere la respuesta que presentan algunas plantas ante estímulos de contacto.
Nastia
es una respuesta que produce un movimiento pasajero en alguna parte del
vegetal respondiendo a estímulos táctiles, lumínicos, etc.
Nastias: Son
movimientos relacionados con los tropismos; pero se diferencian de
estos en que el estímulo no provoca una dirección determinada en la
respuesta de la planta. Las nastias se efectúan de acuerdo con
trayectorias predeterminadas por la estructura dorsoventral del órgano
correspondiente; son transitorios. Resumiendo, son movimientos
independientes de la dirección que tiene el estímulo. Cuando hablamos de
nastia, sólo indicamos movimiento.
Se conocen varias clases de nastias.
Termonastias
son movimientos de apertura y cierre, según la variación de la
temperatura, de las hojas periánticas de muchas flores, debido a que el
óptimo de crecimiento de la cara superior responde a una temperatura
diferente de la cara inferior; así sucede con la flor de una planta,
tulipan, que si pasa del aire libre a una habitación que esté más
caliente, se abre; y si la temperatura desciende, se cierra. Esto se
debe a que una elevada temperatura determina el crecimiento de la cara
superior, en tanto que un descenso lo provoca en la inferior.
 |
| Trébol pata de conejo |
Fotonastias
son variaciones debidas a cambios en la intensidad de luz. La
iluminación produce, en general, apertura de las flores; la oscuridad,
el cierre. En las plantas de floración nocturna ocurre al revés. Muchos
movimientos de las hojas en relación con la intensidad de luz no son
debidos a diferencias en el crecimiento, sino a variaciones en la
temperatura de las células. Se relacionan con la temperatura y la
luminosidad las nastias producidas por la alternancia del día y la noche
(nictinastias); son notables estos movimientos en la Falsa acacia
(Robinia pseudoacacia) y Trébol pata de conejo(Trifolium arvense).
Generalmente, las hojas nictinásticas se disponen por la noche en forma
que los foliolos ocultan parte de la superficie superior, que durante el
día exponen a la luz en grado máximo; tales movimientos deben responder
a variaciones de permeabilidad del plasma.
La
respuesta a la intensidad luminosa que provoca la apertura y el cierre
de muchas flores ocurre en el dondiego de noche (Mirabilis jalapa), que
abre sus flores durante la noche y las cierra durante el día.
 |
| Falsa acacia |
 |
| Dondiego de noche |
El girasol (Helianthus annuus) presenta fotonastia positiva
Sismonastias,
movimientos rápidos en los que una parte de la planta adopta posiciones
particulares; se deben a la turgencia de las células de determinados
tejidos. Los más llamativos se observan en mimosas tropicales, cuyas
hojas y peciolos se pliegan rápidamente después de un golpe. Las causas
de estos movimientos no están todavía bien aclaradas y se reducen a
hipótesis.
 |
| Girasol |
Es
el caso de una planta cuyo nombre científico es mimosa púdica. Esta
planta, al ser tocada por algún objeto o por el contacto de la mano de
una persona, responde plegando sus pequeños folíolos, y si la intensidad
del contacto es mayor, puede suceder que la rama completa caiga.
Esta
respuesta no corresponde a movimientos de acercamiento o alejamiento
ante el estímulo, y tampoco está controlada por la acción de hormonas
como ocurre en el caso de los tropismos.
Quimionastia: respuesta de movimiento ante sustancias químicas, como las plantas carnívoras, que atrapan insectos.
Algo más:
La
mimosa sensitiva (Mimosa pudica en botánica) es una de aquellas plantas
que tanto gusta a los niños y sorprende a los mayores por sus
características “mágicas”.
La
mimosa sensitiva reacciona al tacto contrayendo sus hojas en dirección a
su tallo. Esta característica es producto de la evolución genética de
la planta ya que de este modo busca la protección de sus predadores
naturales. La planta una vez contraída tiene un aspecto mustio que la
hace poco apetitosa para herbívoros, insectos, orugas y caracoles.
Este
mecanismo de contracción también se activa para evitar que la planta
pierda agua durante las horas de más calor, durante la noche y en días
de mucho viento.
Es
importante no “jugar” excesivamente con ella, ya que un continuo abrir y
cerrar de hojas le supone un exceso gasto de energía que muchas veces
la planta no puede asumir.
La
mimosa sensitiva es originaria de las zonas tropicales de Sudamérica.
En nuestro clima puede vivir perfectamente como planta de interior
siempre y cuando la ubiquemos en lugares muy luminosos y que siempre
superen los 13ºC de temperatura.
El riego de la planta ha de ser abundante, y es importante mantenerla alejada del humo del tabaco.
En
condiciones óptimas de cultivo puede alcanzar, fácilmente, más de 1
metro de altura. Por contra, es difícil que viva más de 5 años tanto en
exterior como en interior.
Otro detalle a destacar es su espectacular floración de color rosa que aparece a mediados del verano.
Relación y coordinación en el nivel celular. Respuestas en invertebrados y vertebrados
Las
células perciben los cambios del medio y responden a estos cambios de
manera adecuada. Las variaciones del medio se llaman estímulos, y las
reacciones de las células, respuestas.
Las
respuestas de las células a estímulos se manifiestan con cambios de
forma, movimientos, cambios metabólicos, secreciones, etc.
Ciertas
células responden a algunos estímulos (falta de alimento, excesivo
calor…) segregando sustancias que se depositan en su membrana y las
aíslan del exterior. La célula así envuelta se llama quiste y puede
permanecer mucho tiempo con una vida latente hasta que cambian las
condiciones y reanuda su actividad. Es una respuesta típica de las
bacterias.
Las
respuestas de movimiento se denominan tactismos o taxismos: son
positivos si se acercan al estímulo y negativos si se alejan. Según el
tipo de estímulo, puede ser fototactismo (si el estímulo es la luz),
quimiotactismo (una sustancia química), termotactismo (una variación de
temperatura), etc.
Los
protozoos y las algas microscópicas se mueven ante la presencia de luz o
de sustancias en el medio. El movimiento celular se realiza por
seudópodos, flagelos o cilios.
Las
bacterias que poseen flagelos tienen movilidad, o sea, el movimiento de
traslación de un punto a otro en forma rápida y de zig zag
permitiéndoles responder a estímulos por ejemplo: químicos cuando las
bacterias son atraídas a determinados compuestos como la glucosa, la
galactosa y se denomina quimiotactismo positivo o por el contrario son
repelidas de algunos compuestos como los antibióticos, quimiotactismo
negativo, luminosos es el caso de las bacterias fotosintéticas que
tienen fototactismo positivo a los rayos luminosos.
Las respuestas de los invertebrados a los estímulos
Las
respuestas de los invertebrados a los estímulos externos son más
complejas que los tropismos, pues estos animales, además de un control
hormonal, poseen una regulación de sus respuestas al ambiente dado por
un sistema nervioso primitivo. Esto determina que sus respuestas sean
más rápidas y por tanto más eficientes para responder ante los cambios
del medio. Taxismos o tactismos son las respuestas que ofrecen los
animales inferiores a los diferentes estímulos del medio ambiente.
Además, los movimientos que se producen como parte de las respuestas son
reversibles, a diferencia de lo que ocurre en los tropismos.
1. Tipos de tactismos
Los
tactismos se denominan de acuerdo al tipo de estímulo. Se distinguen:
fototactismo, gravitactismo, hidrotactismo y tigmotactismo.
Como
en los tropismos, las respuestas o movimientos que experimentan los
animales invertebrados pueden ser de acercamiento o de alejamiento hacia
el estímulo. Se habla de tactismo positivo cuando el movimiento del
animal se dirige hacia el estímulo, y de tactismo negativo si el
movimiento tiende a alejarse del estímulo.
Fototactismo: es la respuesta de los animales a variaciones en la cantidad de luz.
Gravitactismo: es la respuesta a estímulos de origen gravitatorio.
Hidrotactismo: es la respuesta a estímulos cuyo origen es el agua.
Tigmotactismo: es la respuesta a estímulos táctiles.
Heliotactismo: es la influencia que el sol ejerce sobre la orientación de los seres vivos.
Galvanotactismo: es la respuesta a estímulos eléctricos.
Termotactismo: es la respuesta a la variación de la temperatura.
Quimiotactismo: es la respuesta a estímulos químicos.
Cuando
encendemos una lámpara las polillas se dirigen hacia esta fuente
artificial de luz. Corresponde a un fototactismo positivo.
También se puede dar el caso opuesto, como ocurre con las cucarachas, que al acercarse a ellas la luz tienden a escapar.
Las Orugas cortadoras (insecto cosmopolita con alta capacidad de dispersión) que
a partir del tercer estadio larval manifiestan un fototactismo
negativo, escapándole a la luz y permaneciendo durante el día bajo la
tierra enroscadas sobre si mismas.
Las
medusas poseen ocelos en el borde umbrelar que son unidades
fotorreceptoras, para captar la mayor o menor luminosidad para que suban
o bajen debido a que poseen un fototactismo negativo por lo que huyen
de la luz, esto constituye un mecanismo de defensa. Estos ejemplos
corresponden a un fototactismo negativo.
Las
vaquitas de San Antonio son insectos que al tomarlos en tu mano,
siempre suben a través de ella. Éste es un claro ejemplo de
gravitactismo negativo, ya que la vaquita se mueve siempre en dirección
contraria a la fuerza de gravedad.
La lombriz de tierra presenta un hidrotactismo positivo; siempre construye sus galerías subterráneas en dirección a las zonas húmedas.
En
las lombrices de tierra existen quimiorreceptores especializados
distribuidos por todo el cuerpo, capaces de detectar agua. Estas células
llamadas higrorreceptores permiten que la lombriz permanezca en suelos
de humedad adecuada.
2. Mecanismos de acción de los tactismos
2. Mecanismos de acción de los tactismos
A
diferencia de los tropismos, la causa de las respuestas denominadas
tactismos está regulada y controlada por la presencia de un simple pero
eficiente sistema nervioso.
Este
sistema nervioso está formado por tres grupos de neuronas que equivalen
a un cerebro primitivo, ya que posee nervios que se conectan con los
ojos, antenas y patas del insecto, permitiéndole detectar y responder
ante un estímulo cualquiera, en un movimiento de acercamiento o
alejamiento del mismo.
Gracias
a este sistema nervioso rudimentario que les permite responder ante los
cambios del medio, los insectos han llegado a constituirse en los
animales terrestres más numerosos, con más de 900.000 especies
diferentes, capaces de habitar los lugares más diferentes del planeta.
Respuestas de los vertebrados
La
ciencia ha postulado que los primeros vertebrados aparecieron en
nuestro planeta en el medio acuático, hace unos quinientos millones de
años. Desde entonces se fueron diversificando a medida que se adaptaban a
las diferentes formas de vida. Así, fueron apareciendo paulatinamente
las cinco clases de vertebrados que hoy conocemos: peces, anfibios,
reptiles, aves y mamíferos, incluyendo al hombre en esta última clase.
Una
de las características principales de un animal vertebrado es que posee
un sistema nervioso capaz de captar la información o los estímulos que
provienen del medio, manejarlo e integrarlos para que el individuo
elabore respuestas o comportamientos adecuados.
Este sistema opera a través de los receptores y órganos sensoriales que se constituyen en vías de entrada para toda información.
En
los animales dicha información es procesada en los diferentes centros
nerviosos que se integran con la finalidad de que el organismo pueda
responder de manera uniforme a los diversos estímulos que recibe.
De
acuerdo a la integración de estos centros nerviosos, las respuestas
elaboradas por los animales pueden ser más o menos complejas. Así por
ejemplo, el aprendizaje por discernimiento es una respuesta que se da en
los animales superiores, sobre todo en los primates y, por supuesto, en
el hombre. Esta respuesta se elabora cuando el individuo percibe y
experimenta diferentes estímulos, los relaciona y los maneja para
conseguir lo que quiere. Este tipo de comportamiento se adquiere por
medio del contacto permanente del organismo con su entorno y evidencia
una capacidad más compleja de elaboración de respuestas, dirigidas por
la voluntad (querer hacer algo) y la conciencia de los propios actos
(comprender las diferentes posibles respuestas).
El
sistema nervioso en los vertebrados necesita además, de la cooperación
de otro sistema llamado endocrino, en el cual se producen las hormonas.
La presencia de una hormona es un estímulo que provoca una reacción en
un órgano determinado o en un grupo de órganos.
Por
ejemplo, la hormona del crecimiento se produce en una parte específica
del cerebro y estimula o provoca el crecimiento de tejidos, huesos y
demás estructuras de un animal.
La
coordinación de los sistemas nervioso y endocrino en los vertebrados
controla tanto las respuestas rápidas (sistema nervioso) como las más
lentas y generalizadas (sistema endocrino).
Otras
características no menos importantes de los vertebrados, son las de
poseer un esqueleto interno, un aparato respiratorio y otro
circulatorio.
Con
todos estos sistemas, en perfecta coordinación, los animales
vertebrados son capaces de manifestar los más asombrosos
comportamientos, como por ejemplo, la protección de las crías, la
defensa de su territorio, la búsqueda de alimento y la notable capacidad
para mantener la supervivencia de la especie.
Los distintos tipos de respuestas son:
Respuestas motoras: son las que involucran movimientos, los músculos son los encargados de ejecutar la respuesta.
Respuestas secretoras:
son las que implican la acción de las glándulas (endócrinas y
exócrinas), órganos que tienen la capacidad de producir secreciones.
Respuesta inmunológica:
ante el ingreso de un agente extraño (bacteria, virus) se desencadena
una respuesta de defensa ejecutada por diferentes tipos de células
(denominadas en conjunto glóbulos blancos) o bien por anticuerpos
(proteínas) capaces de destruir a los agentes externos.
¿Por qué las polillas se sienten atraídas por la luz?
Las
polillas y otros insectos nocturnos se sienten atraídos por la luz
artificial de una manera suicida. Vuelan en círculos alrededor y se
golpean una y otra vez contra la fuente luminosa hasta morir
achicharradas. ¿Y por qué hacen esto? ¿A qué se debe un comportamiento
tan irracional?
Su
comportamiento es totalmente coherente con su naturaleza, lo que ocurre
es que la luz artificial las confunde, ¡y de qué manera!
Hablemos
primero de la fototaxis, que es el movimiento automático de un
organismo con respecto a la luz. Las cucarachas, por ejemplo, son
insectos lucífugos ya que muestran una fototaxis negativa al correr a
esconderse en grietas oscuras al percibir la luz. Se trata de un
mecanismo que les facilita la supervivencia. En cambio las polillas son
insectos lucípetos ya que muestran una fototaxis positiva y se sienten
atraídos por la luz. Este mecanismo les facilita la orientación, pues la
luz del firmamento estrellado y de la Luna les permite situar el
arriba-abajo en la oscuridad y les sirve de guía en sus movimientos
migratorios al utilizar nuestro satélite como punto de referencia
primario. Es más, al ser atraídas por la luz lunar las polillas vuelan
más alto y evitan muchos obstáculos y depredadores y pueden aprovechas
las corrientes de aire más efectivamente. Algunos entomólogos sugieren,
incluso, que las polillas pueden definir su ruta de migración mientras
la Tierra gira por el cambio de posición de la luna.
Además
la intensidad lumínica también influye en el movimiento de sus alas.
Así cuando la luz proviene de una fuente distante (léase la Luna) e
incide por igual en ambos ojos del insecto, éste vuela en línea recta;
pero si la fuente de luz está más cerca, un ojo percibe más cantidad de
luz que el otro y el ala de ese lado tiende a moverse más rápido al
recibir mayor estímulo.
Entonces,
cuando una luz artificial se cruza en su camino, se sienten atraídas
por ella y vuelan hacia la fuente de luz. Hacia una fuente de luz que
alcanzan aunque nunca deberían haberlo hecho. Y debido a su cercanía se
ven impelidas volar en círculos y en trayectorias espirales.
Las
polillas son más sensibles a unas longitudes de onda del espectro
lumínico que a otras. Detectan la luz ultravioleta y prefieren las luces
blancas y azuladas a las luces amarillas.
