Plantas, como los animales y otros organismos, deben adaptarse a sus entornos en constante cambio. Mientras animales son capaces de trasladarse de un lugar a otro cuando las condiciones ambientales se vuelven desfavorables, las plantas no pueden hacer lo mismo. Al ser sésiles (incapaces de moverse), las plantas deben encontrar otras formas de manejar condiciones ambientales desfavorables. Tropismos de plantas son mecanismos por los cuales las plantas se adaptan a los cambios ambientales. Un tropismo es un crecimiento hacia o desde un estímulo. Los estímulos comunes que influyen en el crecimiento de las plantas incluyen luz, gravedad, agua y tacto. Los tropismos de las plantas difieren de otros movimientos generados por estímulos, como movimientos nasticos, en que la dirección de la respuesta depende de la dirección del estímulo. Movimientos nasticos, como el movimiento de las hojas en plantas carnívoras, son iniciados por un estímulo, pero la dirección del estímulo no es un factor en la respuesta.
Los tropismos de las plantas son el resultado de crecimiento diferencial. Este tipo de crecimiento ocurre cuando las células en un área de un órgano vegetal, como un tallo o raíz, crecen más rápidamente que las células en el área opuesta. El crecimiento diferencial de las células dirige el crecimiento del órgano (tallo, raíz, etc.) y determina el crecimiento direccional de toda la planta. Hormonas vegetales, como auxinas, se cree que ayudan a regular el crecimiento diferencial de un órgano de la planta, haciendo que la planta se doble o doble en respuesta a un estímulo. El crecimiento en la dirección de un estímulo se conoce como tropismo positivo, mientras que el crecimiento alejado de un estímulo se conoce como tropismo negativo. Las respuestas tropicales comunes en las plantas incluyen fototropismo, gravitropismo, tigmotropismo, hidrotropismo, termotropismo y quimiotropismo.
Fototropismo Es el crecimiento direccional de un organismo en respuesta a la luz. El crecimiento hacia la luz o tropismo positivo se demuestra en muchas plantas vasculares, como angiospermas, gimnospermas y helechos. Los tallos en estas plantas exhiben fototropismo positivo y crecen en la dirección de una fuente de luz. Fotorreceptores en células vegetales detecta la luz y las hormonas vegetales, como las auxinas, se dirigen hacia el lado del tallo que está más alejado de la luz. La acumulación de auxinas en el lado sombreado del tallo hace que las células en esta área se alarguen a una velocidad mayor que las del lado opuesto del tallo. Como resultado, el tallo se curva en la dirección alejada del lado de las auxinas acumuladas y hacia la dirección de la luz. Tallos de plantas y hojas demostrar fototropismo positivo, mientras que las raíces (principalmente influenciadas por la gravedad) tienden a demostrar fototropismo negativo. Ya que fotosíntesis organelos conductores, conocidos como cloroplastos, están más concentrados en las hojas, es importante que estas estructuras tengan acceso a la luz solar. Por el contrario, las raíces funcionan para absorber agua y nutrientes minerales, que es más probable que se obtengan bajo tierra. La respuesta de una planta a la luz ayuda a garantizar que se obtengan recursos para preservar la vida.
Heliotropismo Es un tipo de fototropismo en el que ciertas estructuras de plantas, típicamente tallos y flores, siguen el camino del sol de este a oeste a medida que se mueve por el cielo. Algunas plantas helotrópicas también pueden girar sus flores hacia el este durante la noche para asegurarse de que están orientadas hacia el sol cuando sale. Esta capacidad de rastrear el movimiento del sol se observa en las plantas jóvenes de girasol. A medida que maduran, estas plantas pierden su capacidad heliotrópica y permanecen orientadas hacia el este. El heliotropismo promueve el crecimiento de las plantas y aumenta la temperatura de las flores orientadas hacia el este. Esto hace que las plantas heliotrópicas sean más atractivas para los polinizadores.
Tigmotropismo describe el crecimiento de la planta en respuesta al contacto o contacto con un objeto sólido. El tigmostropismo positivo se demuestra al trepar plantas o vides, que tienen estructuras especializadas llamadas zarcillos. Un zarcillo es un apéndice en forma de hilo que se usa para gemelar alrededor de estructuras sólidas. Una hoja, tallo o pecíolo de planta modificada puede ser un zarcillo. Cuando crece un zarcillo, lo hace en un patrón giratorio. La punta se dobla en varias direcciones formando espirales y círculos irregulares. El movimiento del zarcillo en crecimiento casi aparece como si la planta buscara contacto. Cuando el zarcillo hace contacto con un objeto, se estimulan las células epidérmicas sensoriales en la superficie del zarcillo. Estas células le indican al zarcillo que se enrolle alrededor del objeto.
El enrollamiento del tendril es el resultado del crecimiento diferencial ya que las células que no están en contacto con el estímulo se alargan más rápido que las células que hacen contacto con el estímulo. Al igual que con el fototropismo, las auxinas están involucradas en el crecimiento diferencial de los zarcillos. Una mayor concentración de la hormona se acumula en el lado del zarcillo que no está en contacto con el objeto. El enroscamiento del zarcillo asegura la planta al objeto que proporciona soporte para la planta. La actividad de las plantas trepadoras proporciona una mejor exposición a la luz para la fotosíntesis y también aumenta la visibilidad de sus flores para polinizadores.
Si bien los zarcillos demuestran un tigmotropismo positivo, las raíces pueden exhibir tigmotropismo negativo a veces. A medida que las raíces se extienden hacia el suelo, a menudo crecen en la dirección alejada de un objeto. El crecimiento de las raíces está influenciado principalmente por la gravedad y las raíces tienden a crecer debajo del suelo y lejos de la superficie. Cuando las raíces hacen contacto con un objeto, a menudo cambian su dirección hacia abajo en respuesta al estímulo de contacto. Evitar objetos permite que las raíces crezcan sin obstáculos a través del suelo y aumenta sus posibilidades de obtener nutrientes.
Gravitropismo o geotropismo es el crecimiento en respuesta a la gravedad. El gravitropismo es muy importante en las plantas, ya que dirige el crecimiento de la raíz hacia la atracción de la gravedad (gravitropismo positivo) y el crecimiento del tallo en la dirección opuesta (gravitropismo negativo). La orientación del sistema de raíces y brotes de una planta a la gravedad se puede observar en las etapas de germinación en una plántula. A medida que la raíz embrionaria emerge de la semilla, crece hacia abajo en la dirección de la gravedad. Si la semilla se voltea de tal manera que la raíz apunte hacia arriba lejos del suelo, la raíz se curvará y se reorientará hacia la dirección de la atracción gravitacional. Por el contrario, el brote en desarrollo se orienta contra la gravedad para un crecimiento ascendente.
La tapa de la raíz es lo que orienta la punta de la raíz hacia la fuerza de la gravedad. Células especializadas en la tapa de la raíz llamada estatocitos se cree que son responsables de la detección de gravedad. Los estatocitos también se encuentran en los tallos de las plantas, y contienen orgánulos llamado amiloplastos. Amiloplastos funcionan como almacenes de almidón. Los densos granos de almidón hacen que los amiloplastos se sedimenten en las raíces de las plantas en respuesta a la gravedad. La sedimentación con amiloplasto induce la tapa de la raíz para enviar señales a un área de la raíz llamada zona de alargamiento. Las células en la zona de alargamiento son responsables del crecimiento de la raíz. La actividad en esta área conduce a un crecimiento diferencial y una curvatura en la raíz que dirige el crecimiento hacia abajo hacia la gravedad. Si una raíz se mueve de tal manera que cambie la orientación de los estatocitos, los amiloplastos se reubicarán en el punto más bajo de las células. Los cambios en la posición de los amiloplastos son detectados por los estatocitos, que luego señalan la zona de alargamiento de la raíz para ajustar la dirección de la curvatura.
Las auxinas también juegan un papel en el crecimiento direccional de la planta en respuesta a la gravedad. La acumulación de auxinas en las raíces desacelera el crecimiento. Si una planta se coloca horizontalmente de lado sin exposición a la luz, las auxinas se acumularán en el lado inferior de las raíces que resulta en un crecimiento más lento en ese lado y una curvatura hacia abajo de la raíz. En estas mismas condiciones, el tallo de la planta exhibirá gravitropismo negativo. La gravedad hará que las auxinas se acumulen en el lado inferior del tallo, lo que inducirá a las células de ese lado a alargarse a un ritmo más rápido que las células del lado opuesto. Como resultado, el rodaje se doblará hacia arriba.
Hidrotropismo Es el crecimiento direccional en respuesta a las concentraciones de agua. Este tropismo es importante en las plantas para la protección contra las condiciones de sequía a través del hidrotropismo positivo y contra la saturación del agua a través del hidrotropismo negativo. Es especialmente importante para las plantas en zonas áridas. biomas para poder responder a las concentraciones de agua. Los gradientes de humedad se detectan en las raíces de las plantas. los células en el lado de la raíz más cercana a la fuente de agua experimenta un crecimiento más lento que aquellos en el lado opuesto. La hormona vegetal ácido abscísico (ABA) juega un papel importante en la inducción del crecimiento diferencial en la zona de alargamiento de la raíz. Este crecimiento diferencial hace que las raíces crezcan hacia la dirección del agua.
Antes de que las raíces de las plantas puedan exhibir hidrotropismo, deben superar sus tendencias gravitróficas. Esto significa que las raíces deben volverse menos sensibles a la gravedad. Los estudios realizados sobre la interacción entre gravitropismo e hidrotropismo en plantas indican que La exposición a un gradiente de agua o la falta de agua puede inducir a las raíces a exhibir hidrotropismo gravitropismo En estas condiciones, los amiloplastos en los estatocitos de la raíz disminuyen en número. Menos amiloplastos significa que las raíces no están tan influenciadas por la sedimentación del amiloplasto. La reducción de amiloplastos en las capas de las raíces ayuda a que las raíces superen la fuerza de la gravedad y se muevan en respuesta a la humedad. Las raíces en suelos bien hidratados tienen más amiloplastos en sus capas de raíz y tienen una respuesta mucho mayor a la gravedad que al agua.
Otros dos tipos de tropismos de plantas incluyen termotropismo y quimiotropismo. Termotropismo es crecimiento o movimiento en respuesta a cambios de calor o temperatura, mientras quimiotropismo Es el crecimiento en respuesta a los productos químicos. Las raíces de las plantas pueden exhibir termotropismo positivo en un rango de temperatura y termotropismo negativo en otro rango de temperatura.
Las raíces de las plantas también son órganos altamente quimiotrópicos, ya que pueden responder positiva o negativamente a la presencia de ciertos químicos en el suelo. El quimiotropismo de la raíz ayuda a una planta a acceder a un suelo rico en nutrientes para mejorar el crecimiento y el desarrollo. La polinización en plantas con flores es otro ejemplo de quimiotropismo positivo. Cuando un polen el grano cae sobre la estructura reproductiva femenina llamada estigma, el grano de polen germina formando un tubo de polen. El crecimiento del tubo de polen se dirige hacia el ovario mediante la liberación de señales químicas del ovario.