El ciclo de vida, también llamado ciclo ontogenético, son todas aquellas etapas por las que pasa un ser vivo desde que nace hasta que se muere. Cada una de estas fases del desarrollo, involucran cambios morfológicos, anatómicos, fisiológicos y bioquímicos propios, que las identifican.
Por Ing. Agr. Giovanna Santana/ santanagiovanna@gmail.com/ twitter @AgroGiova
Las plantas son seres vivos, y como todo ser vivo cumplen un ciclo de vida. Desde que se siembra una semilla, hasta que esta da frutos y muere, ocurren una serie de eventos de orden fisiológico, morfológicos, anatómicos, que conllevan a diferentes respuestas y eventos en la planta. Conocer el ciclo de vida de las plantas, así como los eventos que ocurren en cada fase es de suma importancia para entender cómo funcionan las plantas, y propiciar un buen crecimiento.
En términos generales, y siguiendo la secuencia, se pueden señalar las siguientes fases: Germinación, Emergencia, Establecimiento, Fase juvenil, Fase reproductiva: Floración y Fructificación, Senescencia y Muerte.
Puesto que los procesos son dinámicos, en una misma planta se pueden presentar varias fases al mismo tiempo, como por ejemplo, floración con fructificación y senescencia, confluyendo en un mismo momento.
Expliquemos en resumen los eventos que caracterizan cada una de estas fases:
GERMINACIÓN. Es aquella fase del desarrollo que comienza con la reactivación el metabolismo de la semilla y el posterior crecimiento del embrión, todo esto como consecuencia de la absorción de agua por la semilla (imbibición). Culmina con la emergencia de la radícula a través de la cubierta seminal.
Para que se produzca adecuadamente, son necesarios algunos requisitos básicos (ver el artículo “Estos son los factores que influyen en la germinación de semillas”).
Esta fase comprende a su vez 3 etapas: Imbibición, reactivación del metabolismo y crecimiento del embrión.
La primera Etapa, la imbibición, se debe a la interacción de las moléculas de agua con los coloides o polielectrolitos de la semilla (los cuales determinan su potencial mátrico). La cantidad de agua absorbida depende de las superficies hidratantes que tengan las semillas, tales como paredes celulares, contenido de almidón o reservas. Esta fase puede ocurrir tanto en semillas viables, como no viables, porque es un proceso físico de entrada de agua por una diferencia de potencial hídrico entre el medio externo hidratado y la semilla.
Después de la imbibición, ocurre la reactivación del metabolismo, en el que se activan rutas bioquímicas, principalmente del metabolismo respiratorio de las semillas y la síntesis de ARN, proteínas y enzimas. La importancia de esta fase es que las sustancias de reservas tales como almidón, lípidos (en el caso de las oleaginosas) y proteínas, son desdobladas y empleadas en el crecimiento del embrión. La reactivación del metabolismo trae como consecuencia la producción de energía en forma de ATP y la producción de esqueletos carbonados a partir de intermediarios del ciclo de krebs y la glicólisis, y entonces, ocurre una disminución del peso seco de la semilla por consumo de las sustancias de reserva.
Posteriormente, ocurre el crecimiento del embrión, con la formación de la radícula. La extensión de la radícula es un proceso que se genera como consecuencia del aumento de la presión de turgor dentro de las células radiculares del embrión.
El proceso de germinación también se ve afectado por un balance hormonal. En términos generales las giberelinas son las activadoras por excelencia, mientras que las citocininas y los inhibidores son esencialmente permisivos y preventivos. El ácido abscísico (ABA) previene que el embrión en desarrollo germine precozmente y está involucrado en la latencia. La cumarina, genera una fuerte inhibición en algunas semillas, pero puede ser revertida con ácido giberélico.
En conclusión, y hablando en términos coloquiales y más entendibles, para que se dé una buena germinación, las semillas deben ser viables, el agua de riego apta y con un contenido de solutos (sales) mucho menor al encontrado en la semilla para que ocurra imbibición y el correcto crecimiento del embrión. Algunas semillas con latencia a causa de inhibidores, pueden tratarse con lavados y/o aplicación de giberelinas para estimular la germinación. Las semillas muy pequeñas generalmente son fotoblásticas positivas, y requieren de luz para germinar, por lo que deben plantarse a no más de 2 cm por debajo del suelo, para que puedan germinar adecuadamente.
EMERGENCIA Y ESTABLECIMIENTO.
La Emergencia, es la fase de desarrollo que inicia con la salida de la radícula y termina con la aparición de la plúmula en la superficie del suelo. Para el caso de las especies dicotiledóneas, la emergencia puede ser epígea, cuando se alarga el hipocótilo dejando a simple vista los cotiledones, o hipógea, cuando lo que se alarga es el epicótilo, dejando los cotiledones enterrados en el suelo.
Por otro lado, la fase de Establecimiento inicia desde que comienza a aparecer el hipocótilo, epicótilo o coleotilo en la superficie del suelo, y culmina cuando la plántula adquiere su independencia metabólica, esto es, que comienza a producir su propio alimento por medio de la fotosíntesis. Cuando eso ocurre, la plántula ya se ha establecido.
En términos generales, el desarrollo temprano de las plantas ocurre en la oscuridad. El patrón de crecimiento de las plantas en oscuridad, se denomina Etiolación o ahilamiento (También puedes revisar el artículo Por qué ocurre la etiolación en plántulas y como evitarla)
Las características de todas las plántulas antes de terminar la emergencia son: tallos alargados y débiles con bajo contenido de lignina, a nivel bioquímico presentan bajo contenido de clorofila, por lo que son blanquecinas y/o amarillentas. Durante la emergencia y el establecimiento temprano, las plántulas emplean las reservas que están en la semilla para crecer, por lo que comúnmente el crecimiento en estas fases es Heterotrófico (No autotrófico), y es muy importante para la plántula que durante la emergencia, se alargue el tallo rápidamente, porque si la plántula no llega rápido a la superficie, corre el riesgo de morir por agotamiento de las reservas que están en la semilla. El alargamiento del tallo es inducido por las giberelinas.
La Etiolación se puede detener una vez que las plantas se colocan en condiciones de luz, por lo que pueden adquirir coloración verde, generar hojas nuevas, etc, pero como el crecimiento es irreversible, irremediablemente el tallo quedará alargado y débil (figura 3).
Una vez que la plántula alcanza la superficie del suelo, la exposición a la luz altera su patrón de desarrollo, por lo que la tasa de crecimiento del tallo se reduce, aumenta la síntesis de lignina y comienzan a desarrollarse yemas y hojas, se endereza el gancho plumular y comienza la síntesis de clorofila, por lo que adquieren el color verde característico. El conjunto de todas estas respuestas se le conoce colectivamente como Fotomorfogénesis, y no depende de la dirección de la luz, sino de la calidad de la misma. Además, todos estos cambios son desencadenados como respuesta a la acción del Fitocromo.
Como resultado de la formación de hojas y la síntesis de clorofila, las plántulas pasan por un estado de transición, en el que va aumentando la tasa fotosintética, hasta que definitivamente se independizan de sus reservas en la semilla, es decir, en este momento las plántulas han alcanzado su independencia o autonomía metabólica, por lo que se considera que las fases de emergencia y establecimiento han culminado.
FASE JUVENIL O VEGETATIVA.
La fase juvenil comienza cuando las plantas son independientes metabólicamente, y se caracteriza por un crecimiento exponencial en biomasa (peso) y área foliar, es decir, crecen rápidamente en un lapso corto de tiempo. Esta fase culmina cuando ocurre la inducción floral.
En la fase juvenil, la tasa fotosintética sobrepasa a la tasa de respiración de los cultivos, razón por la cual los carbohidratos generados se emplean en el crecimiento.
FASE REPRODUCTIVA.
La fase reproductiva comienza con la inducción floral, y está íntimamente relacionada con el medio ambiente, tanto interno (hormonas) como externo (temperatura, humedad, luz).
Para algunas especies, la fase vegetativa puede alargarse o acortarse, por lo que la floración puede aparecer más tarde o más rápido. Lo anterior va definido por la duración relativa del día y la noche, lo que se conoce como Fotoperíodo.
Entonces, según sus requerimiento fotoperiódicos, las plantas se pueden clasificar en: Plantas de día largo (PDL), plantas de día corto (PDC) y plantas neutras (PN). Próximamente escribiremos un artículo sobre este tema.
La fructificación inicia con la polinización de la flor, formación y cuajado, y termina con la maduración del fruto. En esta fase están Involucrados factores tanto internos como externos. De fisiología postcosecha también estaremos escribiendo próximamente.
SENESCENCIA
La senescencia ocurre como resultado de una serie de procesos degenerativos de los tejidos de las plantas. Es un proceso controlado y no ocurre al azar.
Puede ser desencadenada tanto por factores endógenos como lo son la edad, el desarrollo productivo y los niveles de hormonas, como por factores exógenos o ambientales externos, tales como altas temperaturas, sequía, deficiencia de nutrimentos, infección por patógenos, daño mecánico, exceso de sombra.
La senescencia de órganos puede presentarse en cualquier momento del ciclo de vida de las plantas, y todo va a depender de la influencia de los factores ya señalados. En la figura 4, se muestra una planta de caraota (Phaseolus vulgaris) cuya senescencia está ocurriendo en las hojas nomófilas.
Con fines de conservar energía y no perderla innecesariamente, se desechan de manera controlada aquellos órganos que la planta ya no necesita más.
Hasta un próximo artículo.
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