La Anatomía vegetal

La anatomía vegetal es el estudio de los tejidos y la estructura celular de los órganos de las plantas, la «estructura interna» de las plantas. ​ El término anatomía, como aplicado a las plantas, generalmente trata con estructuras que son observadas por un microscopio óptico con buena amplificación o con los microscopios electrónicos de transmisión o de barrido, ​ los caracteres tomados bajo los dos últimos muchas veces referidos como «caracteres ultra estructurales» y «caracteres micro morfológicos» respectivamente; ​ se excluyen los caracteres celulares de los órganos reproductivos, que se ubican en los campos de la embriología de las plantas y la palinología. ​

Esta definición de anatomía difiere de la utilizada en zoología, en la que el término anatomía refiere al estudio de los órganos internos, mientras que es la histología la que se ocupa del estudio de células y tejidos de los animales. La anatomía está fuertemente correlacionada con la fisiología de las plantas, el estudio de los procesos metabólicos de las plantas.

La anatomía como campo se ocupa de los caracteres vegetativos, se incluyen por ejemplo, la estructura de la célula vegetal, los meristemas y la diferenciación en tipos celulares y tejidos hasta la madurez de la célula (p.ej. colénquima, esclerénquima, haces vasculares -xilema y floema-, la dermis -epidermis, peridermis, tricomas, estomas, estructuras secretoras-, bandas de Caspari, los primordios foliares y primordios de la yema, etc. etc.), su disposición en la estela, los cambios durante el crecimiento secundario, la disposición de las células en la lámina foliar, entre otros.​ De los demás caracteres que requieren normalmente técnicas microscópicas, los caracteres de los esporangios y el desarrollo del polen, del óvulo, y la formación de la semilla se estudian en el campo de la embriología vegetal; las esporas y los granos de polen se estudian en el campo de la palinología.

Los caracteres anatómicos son uno de los «campos de evidencia taxonómica» utilizados en análisis filogenético (otros son morfología, embriología, cromosomas, palinología, metabolitos secundarios, proteínas…). ​ En comparación con los morfológicos, los caracteres anatómicos requieren de una habilidad técnica y tomarlos consume mucho tiempo

embriología vegetal

Los estudios a nivel anatómico normalmente implican diseccionar el órgano idealmente con un micrótomo, teñir las secciones y montarlas en portaobjetos para poder visualizarlas en un microscopio óptico.

Tejidos vegetales

En una planta vascular, existen tejidos diferenciados, de acuerdo con la función que desempeñan:

tejidos de crecimiento:

• meristemas,

protectores

1. epidermis
2. peridermis

fundamentales

• parénquima),

de sostén

• colénquima
• esclerénquima

conductores

• floema
• xilema).

Las plantas también presentan estructuras secretoras donde acumulan sustancias metabólicas que no usan directamente.

 

Tejidos en la imagen microscópica de una sección transversal del tallo de Pinus

El pino cembro, pino cembro o cembro es un árbol de hasta 25 m de altura que se caracteriza por presentar las acículas agrupadas por 5 en su correspondiente braquiblasto

Tejidos definitivos

Tejidos fundamentales

• Parénquima: Las células están vivas y mantienen la capacidad de división. Forman masas continuas y, en función del contenido desempeñan funciones diferentes, como fotosíntesis, almacenamiento de reservas o secreción.
  • Clorénquima: Es un tipo especializado de parénquima, contiene clorofila que es fundamental para la fotosíntesis.
  • Parénquima reservante: Es un tipo especializado de parénquima, se encuentra en la parte interna del vegetal y en órganos subterráneos, que sirven de almacén o reserva (pencas, cactus, tubérculos)
• Colénquima: Forma parte de los tejidos de sostén. Sus células están vivas, tienen forma alargada y paredes desigualmente engrosadas. Actúan como soporte de los órganos jóvenes en crecimiento.
• Esclerénquima: Al igual que el colénquima, también forma parte de los tejidos de sostén de una planta. Sus células tienen una pared lignificada gruesa y dura. Suelen estar muertas (cuando hay crecimiento secundario) y actúan como refuerzo y soporte de las partes que han dejado de crecer.

Tejidos de conducción

• Xilema: tejido conductor del agua y los nutrientes minerales (savia bruta) desde las raíces al resto de órganos de la planta. Sus células son alargadas, de paredes lignificadas gruesas y sin citoplasma cuando son maduras. Son células muertas a la madurez.
• Floema: tejido conductor de la savia elaborada desde los órganos fotosintéticos a todas las partes de la planta. Incluye dos tipos de células conductoras: las células cribosas y los elementos del tubo criboso. Las células cribosas están provistas de áreas cribosas, que son provistas de poros a través de los cuales se comunican los citoplasmas de las células vecinas. Son células vivas.

Tejidos de protección

Tejido epidérmico

• La epidermis es la capa más externa del vegetal joven. Está formada generalmente por una capa de células aplanadas y fuertemente unidas. Las paredes de las células están recubiertas por una cutícula formada por lípidos del tipo de las ceras, que protegen de la pérdida del agua. Intercaladas entre las células epidérmicas aparecen otros tipos de células:
  • Los estomas están formados por una pareja de células clorofílicas arriñonadas, denominadas células oclusivas. Estas células dejan un espacio entre ellas (ostíolo). Regulan el intercambio de gases entre el interior y el exterior de la planta.
  • Los tricomas o pelos poseen funciones muy diversas. La absorción de agua y sales del suelo, función secretora o defensoras de la planta.

• La peridermis reemplaza a la epidermis en los tallos y raíces con crecimiento secundario. Está formada fundamentalmente por súber, o corcho protector. Las células del súber están muertas (impregnadas de suberina).

Fisiología vegetal

Experimento de índice de germinación.

La fisiología vegetal es la subdisciplinas de la botánica dedicada al estudio de los procesos metabólicos.

El campo de trabajo de esta disciplina está estrechamente relacionado con la anatomía de las plantas, la ecología (interacciones con el medio ambiente), la fitoquímica (bioquímica de las plantas), la biología celular y la biología molecular.

Los fisiólogos botánicos estudian los procesos fundamentales tales como la fotosíntesis, la respiración, la nutrición vegetal, las funciones de las hormonas vegetales, los tropismos, los movimientos násticos, el fotoperiodismo, la fotomorfogénesis, los ritmos circadianos, la fisiología del estrés medioambiental, la germinación de las semillas, la dormancia, la función de los estomas y la transpiración, siendo estos dos últimos parte de la relación de las plantas con él agua.

Morfología vegetal

La Morfología vegetal, en sentido amplio, se define como el estudio de la estructura y forma de las plantas, e incluye la Citología y la Histología. La primera se ocupa del estudio fino de la constitución de la célula y la segunda del estudio de los tejidos. Citología e Histología, conjuntamente, son necesarias para comprender la anatomía vegetal, o sea, su constitución interna y, además, son un complemento de la organografía, geomorfología o morfología en sentido estricto, que trata de la forma externa de las plantas.

Métodos de la morfología vegetal

Las plantas nos ofrecen una infinidad de formas particulares y el objetivo de la morfología es descubrir los patrones o regularidades generales en el fondo de tal diversidad, asimismo comprender y describir tal diversidad desde varios puntos de vista. Para alcanzar este fin se pueden seguir dos caminos:

• La morfología puede estudiarse sobre la base de simples observaciones, sin tener en cuenta criterios de causalidad, mediante el examen comparativo. Mediante suposiciones de muchas formas individuales, en el cual se puede encontrar el plan fundamental o el tipo de un grupo de formas. Este camino es el que sigue la llamada morfología descriptiva y comparativa, que parte de la idea de que la infinidad de formas no son más que variaciones de un mismo tipo de estructura primitiva. Su objeto es reconocer estos tipos y derivarlos de los casos particulares, uno de los principales representantes fue Goethe, quien en su obra Metamorfosis de las plantas (Versuch die Metamorphose der Pflanzen zu erklären) publicada en 1790, trató de encontrar el tipo de la «planta primitiva».
• Es también posible plantearse la cuestión acerca del origen de tales tipos e investigar las causas a las que se deben las concordancias topológicas. Este segundo camino es el de la morfología experimental o analítica, de la que procede la actual fisiología del desarrollo.

El objetivo principal del trabajo morfológico en botánica, es la interpretación histórica de las estructuras recientes mediante la consideración de su origen filogenético natural, es decir, comparar la diversidad de formas actuales con las formas comunes iniciales simples, que constituyen, respecto a las actuales, el estado básico o el punto de partida. De este modo el tipo abstracto, de aspecto primitivo, se convierte en la forma ancestral, real, de la cual se ha derivado la actual diversidad de diferenciaciones.

Organización del cuerpo de la planta

El cuerpo de las plantas vasculares está marcadamente polarizado y formado por dos porciones básicas: un vástago orientado hacia la luz, que vive en ambiente aéreo, compuesto por tallo y hojas, y una raíz, órgano de fijación y absorción que vive en el suelo. Este tipo de cuerpo vegetativo se llama cormo y se presenta en las pteridófitas y en las espermatófitas, que por eso se llaman también cormófitos.

Es difícil hacer una distinción entre tallo y hojas, ambos órganos tienen origen común en el meristemas apical caulinar, y están relacionados con estrecha dependencia a lo largo de todo su período de crecimiento. Por eso tallo y hojas se consideran como una unidad que constituye el vástago.

En las espermatofitos la diferenciación entre raíz y vástago aparece ya en el embrión joven. Las partes del embrión son radícula, hipocótilo, cotiledones y plúmula. En algunos casos se distingue también el primer entrenudo, entre el nudo cotiledonar y la plúmula: el epicótilo. Durante la germinación el embrión crece, la radícula formará la raíz primaria y la plúmula formará el vástago.

Embriología Vegetal

La embriología vegetal es el estudio del desarrollo de los esporangios, gametofitos, y embriones en las plantas terrestres, las embriofitas. Entre las plantas con semilla, las espermatofitas, los estudios embriológicos abarcan el desarrollo de los microsporangios (dentro de las anteras en las angiospermas), de las micros oras, de los granos de polen, de los óvulos, la megasporas, los gametofitos femeninos, y las semillas. ​ Porque la mayor parte de los datos embriológicos de plantas fueron adquiridos y utilizados en plantas angiospermas, los textos de embriología vegetal -p.ej. Simpson 2005, en general se especializan en la terminología relacionada con las angiospermas.

Como caracteres utilizados en estudios filogenéticos, los datos embriológicos de plantas son en general más útiles en categorías taxonómicas alrededor del rango de familia. ​ Algunos de ellos pueden ser útiles en cualquiera de las demás categorías. ​

Como en los estudios anatómicos, el estudio de la embriología de las plantas puede involucrar las labores muy consumidoras de tiempo de embeber el órgano en un material, seccionarlo con micrótomo, teñirlo y montarlo en portaobjetos para observarlo al microscopio óptico. ​ Muchas veces es crítico obtener un rango de estadios del desarrollo, y el desarrollo del gametofito femenino ocurre tan rápido que es difícil de establecer

El pino cembro, pino cembro o cembro es un árbol de hasta 25 m de altura que se caracteriza por presentar las acículas agrupadas por 5 en su correspondiente braquiblasto

Tejidos definitivos

Tejidos fundamentales

• Parénquima: Las células están vivas y mantienen la capacidad de división. Forman masas continuas y, en función del contenido desempeñan funciones diferentes, como fotosíntesis, almacenamiento de reservas o secreción.
  • Clorénquima: Es un tipo especializado de parénquima, contiene clorofila que es fundamental para la fotosíntesis.
  • Parénquima reservante: Es un tipo especializado de parénquima, se encuentra en la parte interna del vegetal y en órganos subterráneos, que sirven de almacén o reserva (pencas, cactus, tubérculos)
• Colénquima: Forma parte de los tejidos de sostén. Sus células están vivas, tienen forma alargada y paredes desigualmente engrosadas. Actúan como soporte de los órganos jóvenes en crecimiento.
• Esclerénquima: Al igual que el colénquima, también forma parte de los tejidos de sostén de una planta. Sus células tienen una pared lignificada gruesa y dura. Suelen estar muertas (cuando hay crecimiento secundario) y actúan como refuerzo y soporte de las partes que han dejado de crecer.

Tejidos de conducción

• Xilema: tejido conductor del agua y los nutrientes minerales (savia bruta) desde las raíces al resto de órganos de la planta. Sus células son alargadas, de paredes lignificadas gruesas y sin citoplasma cuando son maduras. Son células muertas a la madurez.
• Floema: tejido conductor de la savia elaborada desde los órganos fotosintéticos a todas las partes de la planta. Incluye dos tipos de células conductoras: las células cribosas y los elementos del tubo criboso. Las células cribosas están provistas de áreas cribosas, que son provistas de poros a través de los cuales se comunican los citoplasmas de las células vecinas. Son células vivas.

Tejidos de protección

 Tejido epidérmico

• La epidermis es la capa más externa del vegetal joven. Está formada generalmente por una capa de células aplanadas y fuertemente unidas. Las paredes de las células están recubiertas por una cutícula formada por lípidos del tipo de las ceras, que protegen de la pérdida del agua. Intercaladas entre las células epidérmicas aparecen otros tipos de células:
  • Los estomas están formados por una pareja de células clorofílicas arriñonadas, denominadas células oclusivas. Estas células dejan un espacio entre ellas (ostíolo). Regulan el intercambio de gases entre el interior y el exterior de la planta.
  • Los tricomas o pelos poseen funciones muy diversas. La absorción de agua y sales del suelo, función secretora o defensoras de la planta.

• La peridermis reemplaza a la epidermis en los tallos y raíces con crecimiento secundario. Está formada fundamentalmente por súber, o corcho protector. Las células del súber están muertas (impregnadas de suberina).

Fisiología vegetal

Experimento de índice de germinación.

La fisiología vegetal es la subdisciplinas de la botánica dedicada al estudio de los procesos metabólicos.

El campo de trabajo de esta disciplina está estrechamente relacionado con la anatomía de las plantas, la ecología (interacciones con el medio ambiente), la fitoquímica (bioquímica de las plantas), la biología celular y la biología molecular.

Los fisiólogos botánicos estudian los procesos fundamentales tales como la fotosíntesis, la respiración, la nutrición vegetal, las funciones de las hormonas vegetales, los tropismos, los movimientos násticos, el fotoperiodismo, la fotomorfogénesis, los ritmos circadianos, la fisiología del estrés medioambiental, la germinación de las semillas, la dormancia, la función de los estomas y la transpiración, siendo estos dos últimos parte de la relación de las plantas con él agua.

Morfología vegetal

La Morfología vegetal, en sentido amplio, se define como el estudio de la estructura y forma de las plantas, e incluye la Citología y la Histología. La primera se ocupa del estudio fino de la constitución de la célula y la segunda del estudio de los tejidos. Citología e Histología, conjuntamente, son necesarias para comprender la anatomía vegetal, o sea, su constitución interna y, además, son un complemento de la organografía, geomorfología o morfología en sentido estricto, que trata de la forma externa de las plantas.

Métodos de la morfología vegetal

Las plantas nos ofrecen una infinidad de formas particulares y el objetivo de la morfología es descubrir los patrones o regularidades generales en el fondo de tal diversidad, asimismo comprender y describir tal diversidad desde varios puntos de vista. Para alcanzar este fin se pueden seguir dos caminos:

• La morfología puede estudiarse sobre la base de simples observaciones, sin tener en cuenta criterios de causalidad, mediante el examen comparativo. Mediante suposiciones de muchas formas individuales, en el cual se puede encontrar el plan fundamental o el tipo de un grupo de formas. Este camino es el que sigue la llamada morfología descriptiva y comparativa, que parte de la idea de que la infinidad de formas no son más que variaciones de un mismo tipo de estructura primitiva. Su objeto es reconocer estos tipos y derivarlos de los casos particulares, uno de los principales representantes fue Goethe, quien en su obra Metamorfosis de las plantas (Versuch die Metamorphose der Pflanzen zu erklären) publicada en 1790, trató de encontrar el tipo de la «planta primitiva».
• Es también posible plantearse la cuestión acerca del origen de tales tipos e investigar las causas a las que se deben las concordancias topológicas. Este segundo camino es el de la morfología experimental o analítica, de la que procede la actual fisiología del desarrollo.

El objetivo principal del trabajo morfológico en botánica, es la interpretación histórica de las estructuras recientes mediante la consideración de su origen filogenético natural, es decir, comparar la diversidad de formas actuales con las formas comunes iniciales simples, que constituyen, respecto a las actuales, el estado básico o el punto de partida. De este modo el tipo abstracto, de aspecto primitivo, se convierte en la forma ancestral, real, de la cual se ha derivado la actual diversidad de diferenciaciones.

Organización del cuerpo de la planta

El cuerpo de las plantas vasculares está marcadamente polarizado y formado por dos porciones básicas: un vástago orientado hacia la luz, que vive en ambiente aéreo, compuesto por tallo y hojas, y una raíz, órgano de fijación y absorción que vive en el suelo. Este tipo de cuerpo vegetativo se llama cormo y se presenta en las pteridófitas y en las espermatófitas, que por eso se llaman también cormófitos.

Es difícil hacer una distinción entre tallo y hojas, ambos órganos tienen origen común en el meristemas apical caulinar, y están relacionados con estrecha dependencia a lo largo de todo su período de crecimiento. Por eso tallo y hojas se consideran como una unidad que constituye el vástago.

En las espermatofitos la diferenciación entre raíz y vástago aparece ya en el embrión joven. Las partes del embrión son radícula, hipocótilo, cotiledones y plúmula. En algunos casos se distingue también el primer entrenudo, entre el nudo cotiledonar y la plúmula: el epicótilo. Durante la germinación el embrión crece, la radícula formará la raíz primaria y la plúmula formará el vástago.

Embriología Vegetal

La embriología vegetal es el estudio del desarrollo de los esporangios, gametofitos, y embriones en las plantas terrestres, las embriofitas. Entre las plantas con semilla, las espermatofitas, los estudios embriológicos abarcan el desarrollo de los microsporangios (dentro de las anteras en las angiospermas), de las micros oras, de los granos de polen, de los óvulos, la megasporas, los gametofitos femeninos, y las semillas. ​ Porque la mayor parte de los datos embriológicos de plantas fueron adquiridos y utilizados en plantas angiospermas, los textos de embriología vegetal -p.ej. Simpson 2005, en general se especializan en la terminología relacionada con las angiospermas.

Como caracteres utilizados en estudios filogenéticos, los datos embriológicos de plantas son en general más útiles en categorías taxonómicas alrededor del rango de familia. ​ Algunos de ellos pueden ser útiles en cualquiera de las demás categorías. ​

Como en los estudios anatómicos, el estudio de la embriología de las plantas puede involucrar las labores muy consumidoras de tiempo de embeber el órgano en un material, seccionarlo con micrótomo, teñirlo y montarlo en portaobjetos para observarlo al microscopio óptico. ​ Muchas veces es crítico obtener un rango de estadios del desarrollo, y el desarrollo del gametofito femenino ocurre tan rápido que es difícil de establecer.

 Palinología

La palinología es una disciplina de la botánica dedicada al estudio del polen y las esporas. Ésta se centra fundamentalmente en el análisis de su morfología externa que presenta patrones estructurales diferentes a tenor de las variaciones en la exina, que es la pared externa de los granos de polen. El estudio y análisis microscópico de su simetría, aperturas en las paredes, contorno, forma, tamaño, etc. tiene un valor taxonómico y permite distinguir taxones diferentes a distintos niveles (familia, géneros, especies). Es en el estudio paleontológico donde alcanza su máxima versatilidad, pues el polen tiene gran resistencia a la putrefacción debido a las características químicas de la exina. Esta área de investigación se denomina «Paleopalinología».

La Paleopalinología se basa en la capacidad de polen y esporas (también denominados pleomorfos) para ser fosilizados. Los pleomorfos pueden ser transportados por el viento, o a través de otros vectores como los animales, y depositados sobre diferentes materiales. Estos microfósiles sedimentados a lo largo del tiempo experimentan procesos de fosilización de su exina de manera que se puede extraer, datar e identificar el polen de un determinado material y deducir así cómo era la vegetación en el pasado.

Este hecho tiene importancia biológica en sí misma dado que de ello se pueden deducir multitud de parámetros como la evolución vegetal, extinciones de especies vegetales y todos aquellos aspectos relacionados con la biogeografía histórica de las plantas (geobotánica o fitogeografía). Además se pueden inferir otras características del paisaje que en conjunción con otras disciplinas (arqueo zoología, paleo antropología, paleobotánica) permite la reconstrucción de ambientes fósiles en distintos planos.

De hecho la paleo climatología emplea la Paleopalinología como herramienta frecuentemente. Este uso se debe a que las especies vegetales mantienen óptimos ambientales bajo distintas circunstancias climáticas. Una simplificación del mecanismo inductivo que se emplea para la reconstrucción climática es el siguiente: si una especie que hoy es típica de ambiente frío y húmedo es hallada depositada en materiales de una determinada época del pasado podemos inferir que el clima durante ese periodo era frío y húmedo. Por supuesto el proceso de interpretación de la ecología de ambientes pasados no es tan simple y se deben considerar numerosos aspectos como la interacción entre las diferentes especies dentro de una comunidad vegetal, la amplitud ecológica de los taxones, etc.

Algunas de las fuentes de polen fósil más frecuentes, especialmente en latitudes medias del planeta, son las turberas, ambientes lacustres o humedales. La conservación del polen pasa por mantener condiciones de anoxia de manera constante, de modo que la preservación óptima del polen se da en ambientes poco expuestos a la erosión y oxigenación. Por ello, las turberas y demás espacios lacustres se muestran especialmente útiles en este aspecto. Por otra parte, en este tipo de cuencas de depósito el material sedimentado lo hace de manera secuencial de modo que se pueden extraer sondeos coherentes en el tiempo, en los que la base sea más antigua que la zona superior. Si se realizan análisis polínicos de muestras consecuentes en un sondeo de estas características y además se realizan dataciones absolutas se pueden obtener curvas de cambio vegetal a lo largo de un periodo concreto y por tanto secuencias de cambio climático a lo largo de dicho periodo.