Tema 2. Crecimiento y Estructura de las Plantas Vasculares.

Las plantas están organizadas en subunidades morfológicas (módulos) repetitivas, que se originan de meristemos únicos y se combinan en niveles superiores de organización desde las raíces y ramas a las plantas enteras (Harper y White 1974).Dentro de cada módulo se distinguen unidades de rango inferior, formadas por una hoja y sus yemas axilares y el correspondiente entrenudo, que reciben el nombre de metámeros.Las plantas superiores crecen por la producción reiterada de estos módulos.

metámero

VEGETALES ANIMALES

a) Lenteja de agua e Hydrab) Trifolium y Pennaria (Hydrozoa)c) Cynodon y Campanularia (Hydrozoa)d) Festuca y Cryptosula (Briozoo)e) Quercus y Gorgonia (un coral- Anthozoa)

Begon et al. 1999

ORGANISMOS MODULARES

ASIGNACIÓN DE CARBONO EN LAS PLANTAS

Los recursos son limitados y las plantas están obligadas a repartir dichos recursos en una serie de necesidades básicas:

•Mantenimiento de su metabolismo.•Crecimiento y sustitución de partes que han perdido su funcionalidad.•Creación de estructuras y sustancias de soporte y de defensa contra fitófagos o patógenos.•Formación de estructuras reproductivas.

Como los recursos son limitados, esto da lugar a la existencia de compromisos (trade-offs) en la asignación de recursos a una u otra finalidad.

ACUMULACIÓN DE RESERVAS Y SU USO POR LAS PLANTAS

Cambios estacionales en las reservas de almidón de árboles perennifolios y

caducifolios.

La acumulación de reservas puede constituir un desfase temporal importante, en el balance energético global de la planta.

TASA DE CRECIMIENTO RELATIVO: ESPECIES DE CRECIMIENTO RÁPIDO Y DE CRECIMIENTO

LENTO

RGR = (dB/dt)/Bo

La capacidad parar crecer más o menos deprisa estáseleccionada genéticamente

altabajaConcentración de comp. secundarios

Composición

bajaaltaTasa absorción de iones/masa raíz

altabajaRespiración, en % C total fijado

bajaaltaFotosíntesis/masa foliar

igualigualFotosíntesis/superficie foliar

Fisiología

altabajaLongevidad de hojas

altabajaMasa subterránea/masa aérea

bajaaltaMasa foliar/masa total

bajaaltaÁrea específica foliar (SLA)

Morfología y asignación de recursos

bajaaltaProductividad potencial

bajaaltaDisponibilidad de nutrientes

Condiciones ambientales

Crecimiento lento

Crecimiento rápido

Esquema comparativo de las estrategias de dos plantas, una de crecimiento rápido (quenopodio)

y otra de crecimiento lento (enebro)

FENOLOGÍA

Distribución esquemática de las principales fenofases de la mayoría de las plantas del monte mediterráneo, aunque se representan por ejemplos concretos: la germinación, crecimiento vegetativo y floración están representadas por la singular Drosophyllum lusitanicum. Para la fructificación se han elegido dos ejemplos representativos coincidentes con los dos tipos de fruto: carnoso y fructificación otoñal, consumido por aves, como en Prunus spinosa y seco, dehiscente, que libera las semillas en verano y con frecuencia poseen mecanismos de exozoocoria, como en Erodium ciconium.

Germinación desemillas ---------

Crecimiento vegetativo

Floración ----------

Fructificación ------

Separación temporal entre el gasto reproductivo y el periodo de máximo

crecimiento: el ejemplo de Corema album.

FENOMORFOLOGÍA EN Halimium halimifolium

PLASTICIDAD

• Se denomina plasticidad a la capacidad de los organismos de cambiar morfológica o fisiológicamente en respuesta al estímulo ambiental.

• Tal plasticidad es mayor en las plantas que en los animales, debido a la naturaleza modular de las mismas.

• Esta variación fenotípica es común en especies que se distribuyen a lo largo de gradientes ambientales.

• La pregunta es la siguiente, ¿las variaciones fenotípicas encontradas obedecen sólo a respuestas fenotípicas al ambiente (aclimatación), o son de verdad el resultado de un proceso adaptativo o variación genética en las distintas poblaciones?

Ecotipos en Potentilla glandulosa

a lo largo de un gradiente altitudinal en California.

Los experimentos de transplante demostraron que efectivamente los distintos ecotipos encontrados en P.

glandulosa estaban determinados genéticamente.

PLASTICIDAD FENOTíPICA

• Capacidad de un genotipo de dar origen a un rango de expresiones fenotípicas bajo diferentes condiciones ambientales.

• Como ejemplo muchos macrófitos tienen hojas subacuáticas en forma de lanza y hojas anchas que flotan en la superficie (Especies del género Potamogeton y Ranunculus.)

Ranunculus tripartitus,

R. peltatus y

R. saniculifolius.

Plasticidad fisiológica en Halimium halimifolium

-5

-4

-3

-2

-1

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

semanas

MP

a

ASP Control

ASP estrés

LAGUNA Control

LAGUNA estrés

MB Control

MB estrés

Experimento en el invernadero

Medidas en condiciones naturales

INDICES DE PLASTICIDAD FENOTÍPICA (Valladares et al.

2000)

IPF = (VM-Vm)/VM

Estos índices se pueden promediar por tipos de variables, o de forma global.•Plasticidad fisiológica.•Plasticidad morfológica.•Plasticidad en la asignación de recursos.•Plasticidad global

Análisis de cluster de los distintos tipos genéticos del género Sarcocornia en la marisma del Odiel, basados en análisis

genéticos RAPD (Random amplifiedpolymorphic DNA).