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2.3. MORFOFISIOLOGÍA VEGETAL

Cada organismo vivo presenta características que lo diferencia o asocia a los demás seres. La forma más básica de los seres vivos se fundamenta en la estructura celular, a partir de la cual se establece una división entre los organismos cuyas células presentan organelos o compartimientos de membrana (Eucariota) de los que no poseen esta subdivisión interna (Procariota).

Dentro de los Eucariota existe una segunda clasificación: célula animal y célula vegetal

(Figura 1. Célula vegetal vs Célula animal siendo evidentes
los organelos y/o estructuras que les hacen diferentes).

2.3.1. LA CÉLULA VEGETAL
Es ampliamente diferenciada de la célula animal, por la presencia de pared celular, vacuolas y cloroplastos.

2.3.1.1. La pared celular
Constituye el soporte mecánico externo que permite mantener el tamaño y la forma de las células vegetales; esta estructura también representa una barrera física a la entrada de organismos que la afectan (insectos, microorganismos)

(Figura 2: Aproximación de la célula hacia la pared celular).

2.3.1.1.1. Composición de la pared celular
El componente dominante de la pared celular es el polisacárido celulosa (IMAGEN ) compuesto formado por la unión en filamentos de muchos miles de unidades de azúcar producidos en la fotosíntesis. Otras sustancias que también hacen parte de esta estructura son: las hemicelulosas, presentes principalmente en las células jóvenes; las sustancias pécticas y la lignina, que actúan como compuestos cementantes; las gomas y mucílagos, que cumplen funciones de protección y defensa; la cutina, suberina y las ceras, que impermeabilizan; los taninos, que preservan a las paredes de su destrucción por diversos agentes biológicos; una cantidad variante de proteína estructural especialmente rica en los aminoácidos prolina e hidroxiprolina, y proteínas enzimáticas: Hidrolasas, Glicosidasas, Endo-glicanasas, Transglicosidasas y Esterasas.

Todos estos polímeros se mantienen unidos por medio de enlaces covalentes polisacárido-polisacárido, proteína-proteína, proteína-polisacárido, polisacárido-lignina y proteína-lignina.

2.3.1.1.2. Estructura de la pared celular
La pared de la célula vegetal presenta dos fases de acumulación, en las células en crecimiento se deposita una Pared primaria, que se caracteriza por ser muy hidratada, amorfa y plástica, con un alto porcentaje de hemicelulosas. Cuando las células van madurando se acumula una segunda capa o Pared secundaria que surge como consecuencia de la disposición ordenada de microfibrillas celulósicas y otros componentes como la lignina. (Figura 3. Representación esquemática de la orientación de las microfibrillas de celulosa en una célula madura-AZCON Fisiología y Bioquímica Vegetal).

2.3.1.1.2.1. La pared Primaria
Se empieza a desarrollar en la telofase, con la migración de fragmentos del retículo endoplasmático a la región ecuatorial conformando la placa celular o lámina media entre las dos células nuevas. En esta etapa los polisacáridos pépticos son las macromoléculas dominantes.

La síntesis de la pared es llevada a cabo por el protoplasto, las moléculas resultantes, celulosa, polisacáridos, péctidos y hemicelulosas entre otros, que son transportadas como monómeros o polímeros y depositadas en series de capas en la cara interior de la lámina media.

La composición y estructura de la pared se ve modificada durante el crecimiento y diferenciación celular, así como en respuesta a factores ambientales. Todo el proceso de constitución de la pared celular se encuentra regulado tanto interna (ciclo celular-metabolismo) como externamente (señales ambientales).

2.3.1.1.2.2. La pared secundaria
Aparece al finalizar el crecimiento celular, caracterizándose en términos generales por una mayor depositación de celulosa desde el interior de la célula, confiriéndole a este flexibilidad y elasticidad. Dependiendo del tejido u órgano al que pertenece la célula, la composición molecular de la pared secundaria puede variar; por ejemplo, una mayor concentración de lignina es característica de paredes celulares de la madera en dicotiledóneas y gimnospermas; polisacáridos no celulósicos son propios de paredes celulares del endospermo y de los cotiledones, y la celulosa es un polímero abundante en los pelos de la semilla de algodón.

2.3.1.2. La vacuola
Es un compartimiento de membrana que almacena distintas clases de moléculas en soluciones o suspensiones diluidas. Este organelo está presente no sólo en los vegetales, sino también en algas y hongos. El crecimiento celular está acompañado por aumento en el tamaño de las vacuolas, las cuales pueden llegar a ocupar prácticamente todo el volumen de una célula madura, dejando al protoplasma reducido a una banda estrecha. Las células animales contienen vacuolas pequeñas o vesículas, estas se evidencian claramente en células pertenecientes a tejidos glandulares, en donde se encuentran estrechamente asociadas con el Complejo de Golgi (Hipervínculo al capítulo de célula-Aparato o Complejo de Golgí)

La vacuola puede llegar a ocupar del 80 al 90% del volumen total de la célula vegetal, es el organelo en el que se concentra el intercambio de agua, es decir el control hídrico celular. Esta función se observa en las células parenquimáticas que se comportan como un osmómetro natural.

2.3.1.3. Los Cloroplastos
Son organelos o plastidios con forma de lente, de aproximadamente 2 a 4 m de ancho por 5 a 10 m de largo y hay entre 20 y 40 en cada célula.

Estos organelos poseen una cubierta externa o envoltura compuesta por dos membranas separadas por un reducido espacio. La membrana interna del cloroplasto se invagina y organiza en sacos membranosos aplanados que reciben el nombre de tilacoides, que se disponen en pilas muy ordenadas llamadas granas. El espacio dentro de los tilacoides se llama loculus, y el espacio en el exterior de los tilacoides y dentro de la envoltura se denomina estroma (Hipervínculo. Ver capítulo 2 del curso Fisiología Vegetal, estructura cloroplastos).

Las membranas tilacoidales contienen todos los componentes necesarios para el funcionamiento de los fotosistemas I y II y Proteínas transmembranales que transportan electrones, semejantes a la ATP sintetasa de las mitocondrias. Maquinaria que armónicamente permite la absorción de la luz visible o infrarrojo - cercano, la transferencia de electrones desde el agua H2O al NADP+ y la liberación de moléculas de oxígeno O2; cadena de reacciones que se realizan en la fase luminosa de la fotosíntesis (Hipervínculo.Ver capítulo 2 del curso Fisiología Vegetal, fotosíntesis).