Influencia de la luz en las plantas

Republica de Venezuela
Ministerio de Educación
U.E. Nuestra Señora de la Paz
2do Cs. B
Biologia
Influencia de la luz en el comportamiento del ácido indolacetico de las plantas
Realizado por:
Barcelona, Enero de 2000
Capitulo I
Formulación y Planteamiento del Problema
CAPITULOI
FORMULACIÓN y planteamiento DEL PROBLEMA
Diversos estudios históricos coinciden en afirmar que la botánica nació a la par de la agricultura, que empezó
a practicarse hacia los años 9000−7000 a. C., por la necesidad del hombre de complementar el cultivo con el
conocimiento de las plantas. Pero el interés por las plantas propiamente dichas no se manifiesta hasta hace
unos 2.300 años, cuando nuevos estudios revelaron que la única función de las plantas no era producir
alimentos o flores, sino también oxigenar el aire que respiramos, teoría que fue comprobada en 1774 cuando
Joseph Priestley aisló el oxigeno por primera vez.
Los primeros estudios acerca de las hormonas vegetales responsables del crecimiento de las plantas se deben a
Charles Darwin, naturalista y fisiólogo británico, que, según M. Abercrombie (1983, Diccionario de Biología)
realizó numerosos experimentos con gramíneas. En 1880, realizo un trabajo pionero sobre este tema en el cual
demostraba que los extremos de las plantas crecen en dirección a la luz. En sus experiencias Darwin infirió
que existía una influencia que se transmitía de la parte superior a la parte inferior de la planta haciendo que
esta se curve.
A principios de siglo Fritz Went, otro fisiólogo de origen holandés se dedico a realizar experimentos con
plántulas de avena y logro separar la influencia de la que hablaba Darwin, comprobando que en las plantas se
encontraba una sustancia a la que denomino auxina.
Estudios posteriores han comprobado que en las plantas existe, en forma casi universal, un conjunto de 5 tipos
de hormonas reguladoras del crecimiento, estas son los agentes más importantes que participan en la
coordinación del crecimiento como un todo de la planta. Las 5 hormonas de crecimiento de las plantas son:
auxinas, citoquininas, giberalinas, ácido absicico, y estileno. Del grupo de las auxinas, la más representativa
es el ácido indolacetico.
Según Weier y Barbour (1985, BOTÁNICA), la auxina se produce generalmente en el ápice del retoño y, a
continuación se desplaza gracias a un sistema especifico de transporte, para actuar sobre el crecimiento del
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tallo y las yemas, mas abajo. De acuerdo al patrón de crecimiento la punta del tallo inhibe tanto el brote de
yemas laterales, por debajo del ápice, como el crecimiento de las ramas laterales. Cuando la planta es
sometida a luz intensa y constante, bajan los niveles de ácido indolacetico y se producen mas brotes laterales,
pero menos elongación vertical.
En las plantas se utiliza un sistema de suministro desigual de auxinas ambos lados de un tallo para orientar la
dirección de crecimiento en respuesta a las influencias del medio ambiente. Esas respuestas se denominan
curvaturas trópicas. Otro de los estímulos que logra la redistribución de las auxinas, es la luz que cae sobre
uno de los lados del tallo (iluminación unilateral). El proceso de crecimiento hacia la luz unilateral se
denomina fototropismo.
La luz que afecta al tallo destruye la auxina y provoca así un desequilibrio, de manera que la concentración de
la hormona es mayor en la cara no iluminada (Pag. Pon tu la pagina) . Al recibir más auxina, las células de
este lado más oscuro se alargan más que las del soleado y hacen que la planta se incline hacia la luz.
En Europa se utiliza comercialmente el retardador de crecimiento CCC o Cicocel (Cloruro de 2−cloroetil
trimetil amonio) para inhibir la elongación de los tallos en las plantas de trigo. El resultado son tallos mas
cortos y firmes y las plantas son mucho más resistentes a la inclinación provocada por la lluvia o el viento.
Inclusive en México se están poniendo en practica programas de cultivo de cereales con tallos genéticamente
cortos que son factores importantes para su cosecha y recolección. El programa pretende extenderse por toda
América Central y en parte de América del Sur.
Para demostrar esta influencia que tiene la luz (solar y artificial) en el comportamiento y distribución de las
auxinas existentes en las plantas (específicamente el ácido indolacetico) nos motivamos a realizar una serie de
experimentos sometiendo varios especimenes a diferentes condiciones de luz para así poder observar su
comportamiento en distintas situaciones, con mayor y menor concentración de auxinas. El periodo
experimental estipulado para la realización de las pruebas pertinentes es de 3 a 4 meses (Enero a Marzo
aproximadamente) utilizando las instalaciones del Laboratorio de Biología del Colegio Nuestra Señora de la
Paz. Las diferentes observaciones realizadas serán utilizadas como patrón para establecer, de acuerdo al tipo
de planta, que condiciones de luz le son más favorables para un desarrollo económicamente mas rentable.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Analizar el efecto de la luz en el comportamiento del acido indolacetico presente en las plantas mediante la
realización de diferentes experimentos en un lapso aproximado de tres meses (Enero− Marzo 2000) en las
instalaciones del Laboratorio de Biología del Colegio Ntra. Sra. De la Paz y determinar asi que condiciones
son favorables para el crecimiento de las plantas.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
1.− Comprobar la existencia de auxinas en el ápice de las plantas y la reacción de las mismas cuando esta es
suprimida.
2.− Estudiar la influencia de las auxinas en el crecimiento y desarrollo de las plantas.
3.− Comparar algunas características (altura, contextura, frondosidad, coloración, etc.) de grupos de plantas
sometidas a diferentes condiciones de luz (sombra y sol directo).
4.− Demostrar que el fenómeno del fototropismo se cumple al someter una planta a luz unilateral.
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5.− Determinar cuales pueden ser las aplicaciones de la investigación en la jardinería y/o agricultura para la
obtención de plantas económicamente mas rentables.
Delimitacion
La investigación y experimentación de este trabajo se limitara a documentar y demostrar los efectos de la luz
tanto solar como artificial (eléctrica) en la hormona vegetal conocida como Ácido Indolacético y la influencia
de estos efectos en el crecimiento y desarrollo de plantas jóvenes de maíz y fríjol. Se observaran
principalmente las diferencias que presentan plántulas del mismo tipo, cultivadas en el mismo ambiente hasta
cierto punto, pero luego expuestas a diferentes condiciones de luz. Entre las diferencias a considerar destacan
altura, color, frondosidad y dirección del tallo.
JUSTIFICACIÓN
El estudio de los efectos de la luz sobre el acido indolacetico permitira llegar a conocer las condiciones
necesarias para obtener los resultados mas favorables de acuerdo a las necesidades planteadas. Al conocer esta
influencia y sus consecuencias se podra manipularla para obtener los resultados deseados.
La búsqueda de aplicaciones para aprovechar al máximo los conocimientos adquiridos a traves de esta
investigación son el principal aporte que esta deja, ya que se espera que los resultados arrojados puedan ser
utiles a las distintas industrias tanto agrícolas como forestales y alimenticias.
A pesar de que ya se han hecho estudios acerca de la influencia de la luz en el crecimiento de las plantas este
tema aun tiene mucho que ofrecer y realmente en Venezuela el sector agrícola y forestal no aprovecha a
plenitud los beneficios que los resultados de una investigación de este tipo puede ofrecer.
Formulacion Teorica
En las plantas, existe de forma casi universal, un conjunto de 5 tipos de hormonas reguladoras del
crecimiento. Estos son los agentes mas importantes que participan en la coordinación del crecimiento como un
todo de la planta. Estas 5 hormonas de crecimiento son: auxinas, citoquininas, giberelinas, acido absicico y
estileno. Según Abercrombie y su Diccionario Ilustrado de Biologia la respuesta a las hormonas de fomento
de crecimiento es poca, a no ser que estemos hablando de las auxinas
Algunas hormonas se adecuan a la definición de las hormonas en la fisiología animal: una sustancia producida
en una zona determinada y con una responsabilidad determinada. Sin embargo en las hormonas vegetales (la
auxina, por ejemplo) existen algunas diferencias. De acuerdo al Atlas de Botánica de Manuel Crespo esta
puede tranquilamente desplazarse del apice del retoño donde se produce, hacia el resto del tallo a traves de un
sistema especifico de trasnporte, totalmente independiente del xilema y floema.
La elongacion celular es un proceso importante para la vida de casi todas las celulas vegetales y para la planta
en si misma. Bajo condiciones normales, las celulas de las plantas en su estado joven se extienden muy
rapidamente, siempre y cuando haya una concentración optima de auxinas; pero lo hara con lentitud si los
niveles de auxina disminuyen muy drásticamente.
Ya Darwin en sus experimentos nos hablaba de una influencia que retardaba el crecimiento de sus coleoptilos.
Según Weier y Barbour, en estudios realizados las auxinas aplicadas a un coleoptilo de avena con deficiencia
de estas hormonas, provoca un aumento del indice de crecimiento en uno a dos minutos. Con concentraciones
moderadas de auxinas, la respuesta se hacia evidente en unos 10 minutos.
Al retirar el suministro de auxinas se ocasiona una disminución de la rapidez de elongacion en menos de 30
minutos. Por consiguiente, debe haber un sumistro continuo de auxinas en el tejido para que haya crecimiento.
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El acido indolacetico, como principal auxina natural, posee un sistema especifico que permite que la punta del
coleoptilo y la del tallo, con su conjunto de hojas jóvenes, sinteticen dicho acido. Es cuando Weier y Barbour,
después de sus observaciones, escriben
A continuación las auxinas descienden por el tallo a traves de la llamada zona de elongacion. El movimiento
se denomina transporte polar, debido a que es un movimiento activo en un solo sentido que requiere energia
para alejarse de la punta. (Pag. 114)
Asi las auxinas pasan de la punta a las zonas de crecimiento y la concentración en esa corriente establece el
ritmo de crecimiento del tejido. Cuando se retira la punta del coleoptilo, la fuente de auxinas, las auxinas se
agotan con rapidez en la zona de crecimiento. Esta ultima decae unos cuantos minutos. El crecimiento se
reanuda con rapidez si se vuelve a colocar la punta o se reemplaza con un bloque de agar que contenga ácido
indolacetico.
De acuerdo al patron de crecimiento, la punta del tallo que tiene hojas jóvenes, inhibe tanto el brote de yemas
laterales del tallo, por debajo del apice, como el crecimiento de las ramas laterales. Este fenómeno se conoce
como dominancia apical. Una planta con fuerte dominancia apical tiene pocas ramificaciones o ninguna. La
dominancia apical debil da por resultado plantas frondosas, con numerosas ramas laterales.
Se ha comprobado que las auxinas que descienden por el tallo, inhiben la formación de conexiones vasculares
con las yemas laterales, suprimiendo entonces su crecimiento. Por ende, la supresión de la yema apical o la
punta del retoño, elimina la fuente de inhibición que desciende por el tallo y da una aspecto frondoso a las
plantas.
Uno de los factores mas influyentes en la concentración de auxinas en una planta es la luz. Si colocamos un
maceta en una ventana donde llegue directamente la luz solar, con el paso del tiempo se notara que esta tiende
a inclinarse hacia la luz. Este fenómeno no se debe como se decia erróneamente que las plantas buscan la luz.
De hecho si es asi, por que sin luz las plantas no pueden fabricar su alimentos pero este fenómeno tiene una
explicación mas científica.
El fototropismo se da cuando la influencia de la luz es unilateral, es decir, que llega a un solo lado de la
planta. Se ha comprobado que el sol neutraliza de forma casi absoluta la auxina presente en cualquier planta.
Por ello existe una desigualdad en las concentraciones de auxinas dentro de un mismo tallo.
Cuando llega la luz unilateral, descienden menos auxinas por el lado iluminado, por lo que en un lado se
produce elongacion celular y en otro no, curvándose hacia la luz. Los tratamientos de luz que provocan la
curvatura dan como resultado que la cantidad de auxinas que descienden por el lado sombreado, sea el doble
de las que descienden por el lado iluminado; sin embargo, las cantidades totales transportadas son las mismas
que en los controles oscuros. Asi pues, el fototropismo no implica normalmente la destrucción de las auxinas.
Si la luz neutraliza la auxina y provoca el fenómeno del fototropismo, entonces una planta sometida a luz total
también sufre de ciertas consecuencias que se basan principalmente en la variación de concentración de
auxinas.
La luz, como neutralizante de la auxina tiene un efecto clave en dominancia apical, es decir, las plantas
sometidas a la luz disminuyen sus niveles de auxinas y la hacen debil, creando plantas frondosas con
numerosas yemas laterales. Por el contrario, una planta en la oscuridad tiene una elongacion celular mayor,
pero las ramas laterales son casi nulas por haber una concentración de auxinas sumamente alta.
Glosario
Hormona: Producto de la secrecion interna de ciertos organos que rige la actividad y comportamiento de
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otros.
Apice: extremo superior de una planta.
Auxina: Termino general que se aplica a un grupo de compestos que afectan de un mismo modo a las plantas.
Entre ellas esta el Acido Indolacetico, un compuesto natural. Por auxinas debe entenderse, siempre, acido
indolacetico.
Elongacion: Crecimiento, Alargamiento.
Coleoptilo: Vaina que proteje el embrión en las semillas de gramíneas y otras plántulas.
Agar: Sustancia a base de moléculas de galactosa, se obtiene masivamente a partir de ciertas algas marinas.
En estado acuoso se gelifica
Xilema: Conjunto de elementos leñosos de una planta formados por ciertas traqueas.
Floema: Conjunto de vasos cribosos y tejidos anexos, cuya misión es el transporte de savia.
CAPITULOIII
MARCO METODOLOGICO
Para demostrar los posibles efectos de la luz en el acido indolacetico en las plantas decidimos realizar una
serie de experimentos mediante los cuales sera posible determinar y explicar dichos efectos, analizando y
llevando un control de las variables ya determinadas. Se realizara un total de 4 experimentos, donde se podran
observar y comprobar todos los argumentos planteados en capitulos anteriores.
Variables
1. Crecimiento
Dimensión
1.a Coloración
1.b Contextura
1.c Frondosidad
2. Luz
2.a Cantidad
2.b Tipo
Indicadores
1.a.1 Tonalidad
1.b.1 Altura
1.b.2 Grosor
1.c.1 No. de Hojas
1.c.2 No. de yemas laterales
2.a.1 Tiempo de exposición
2.b.1 Fuente
Mapa de Variables
Recoleccion de datos
La recoleccion de datos sera realizada a traves de tablas ya disenadas donde, una vez hecha las observación
seran depositados los datos que de un determinado experimento se obtengan. De este modo se facilita el
análisis y estudio de los fenomenos observados.
Las tablas diseñadas son las siguientes:
Experimento 3
Tiempo/variable
Altura
Grosor
No. de yemas
No. de Hojas
Coloracion
5
24 hrs.
48 hrs
3 dias
5 dias
7 dias
9 dias
11 dias
13 dias
15 dias
Para llenar la siguiente tabla necesitaremos la ayuda de una regla para medir el grosor y la altura que presente
la planta en un momento determinado. Para el resto de las características es suficiente con contar el numero de
retoños y clasificar el color del tallo en una gama de colores (verde a blanco).
Definición de las variables, dimensiones e indicadores.
Variables
Crecimiento y Desarrollo: Esta variable representa para nosotros el aumento (de largo, ancho, etc) que pueda
presentar una o un grupo de plantas dentro de los experimentos, asi como la serie de estados por los que pasan
dichas planta para convertirse en organismos mas complejos y completos.
Dimensiones
Coloración: Cantidad de pigmentos verdes presentes en el tallo de la planta durante su desarrollo.
Contextura: Complexión o constitución fisiológica que presenta la planta .
Frondosidad: Abundancia de hojas y ramas dentro de la plantas.
Indicadores
Tonalidad: Relacion de matices de verde que puede presentar la planta.
Altura: Elevación de la planta con respecto al sitio donde ha sido sembrada.
Grosor: Espesor y/o anchura del tallo de la planta.
Numero de Hojas: Cantidad de hojas presente en una planta.
Numero de yemas laterales: Cantidad de yemas laterales presentes en una planta.
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