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36.4:

Respuestas a la gravedad y al tacto

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Responses to Gravity and Touch

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Las plantas suelen tener brotes que brotan del suelo y raices que crecen hacia abajo en el suelo. ¿Cómo perciben las plantas qué camino está arriba y qué camino está abajo? Las plantas crecen y se mueven en respuesta a la gravedad, un fenomeno llamado gravitropismo. El crecimiento en la dirección de la gravedad, como el crecimiento descendente de las raices, es llamado gravitropismo positivo. El crecimiento en la dirección opuesta de la gravedad, como el crecimiento ascendente de los brotes, es llamado gravitropismo negativo. En las raíces, la tapa de la raiz contiene células especializadas que detectan la gravedad llamadas estatocitos. Dentro de los estatocitos, los organelos densos y llenos de almidon llamados amiloplastos, o estatolitos, se depositan hacia abajo en respuesta a la gravedad. En las raices orientadas verticalmente los estatolitos se asientan cerca del fondo de cada celda. Cuando las raíces se giran para orientarse horizontalmente, los estatolitos se deslizan hacia abajo y se acumulan en la pared vertical anterior que ahora forma el fondo de la celda. Los amiloplastos de asentamiento permiten que la planta detecte la gravedad, desencadenando un patrón de alargamiento asimétrico en la punta de la raíz; el crecimiento se estimula en el lado superior de la raíz y se suprime el lado inferior. El rápido alargamiento de las células en el lado superior hace que la raíz se curve a medida que crece hacia abajo. Las plantas también crecen en respuesta al tacto. Por ejemplo, las raices de muchas plantas navegan alrededor de obstáculos, mientras que las plantas trepadoras tienen brotes que envuelven las estructuras. El tigmotropismo es el crecimeinto direccional exhibido por las plantas en respuesta al tacto. Las raices generalmente crecen a lo lejos de los objetos que tocan, lo que les permite seguir el camino de menor resistencia a través del suelo; esto se llama tigmotropismo negativo. En contraste, los zarcillos filiformes de las plantas trepadoras crecen hacia los objetos que tocan, a veces se enrollan rapidamente alrededor de ellos; esto es tigmotropismo positivo. Los zarcillos son altamente sensibles al tacto. El contacto con un estímulo induce la conrtacción de las células en el lado de contacto y el alarcamiento de las células en el lado sin contacto. Este crecimiento diferencial eventualmente hace que los zarcillos se enrosquen alrededor del objeto, asegurando así la planta.

36.4:

Respuestas a la gravedad y al tacto

El gravitropismo: Respuestas de las plantas a la gravedad

Las plantas superiores detectan la gravedad usando estatocitos, células encontradas cerca del tejido vascular en los brotes, y en la columela de la tapa de la raíz en las raíces. Los estatocitos contienen orgánulos llenos de almidón llamados estatolitos. Los estatolitos se asientan, o sedimentan, en la parte inferior de los estatocitos en la dirección de la gravedad.

La sedimentación de estatolitos desencadena una cascada de señalización, lo que resulta en la distribución asimétrica de la hormona vegetal auxina a través de las puntas de las raíces y los brotes. Este proceso genera un gradiente de auxina lateral, en el que los niveles de auxina son más altos en los lados inferiores de las raíces y brotes.

En las raíces, la mayor concentración de auxina en la parte inferior inhibe la expansión celular. Las células, por lo tanto, se expandirán más rápidamente en la parte superior, haciendo que la raíz se doble hacia abajo. Por el contrario, la mayor concentración de auxina en la parte inferior de los brotes promueve la expansión celular. Las células se expanden más rápidamente en la parte inferior, haciendo que los brotes se doblen hacia arriba.

El tigmotropismo: Respuestas de las plantas al tacto

Las plantas de escalada tienen zarcillos – brotes modificados que se enrollan alrededor de los objetos. Las puntas de tales zarcillos tienen células epidérmicas sensoriales sensibles al tacto que desencadenan el crecimiento diferencial. Aquí, las células en el lado del zarcillo que toca el objeto crecen más lentamente que las del lado opuesto al punto de contacto, permitiendo que los zarcillos se curven hacia los objetos que tocan.

Las interacciones entre el tigmotropismo y el gravitropismo

Cuando una raíz orientada verticalmente encuentra un obstáculo durante el crecimiento a la baja, crece lejos del punto de contacto. Por lo tanto, para las raíces orientadas verticalmente, el tigmotropismo anula el gravitropismo. Las raíces orientadas horizontalmente, sin embargo, crecen hacia abajo incluso en presencia de obstáculos. El camino que toman las raíces durante su crecimiento es, por lo tanto, probablemente regulado por las interacciones entre estas respuestas.

Suggested Reading

Braam, Janet. "In Touch: Plant Responses to Mechanical Stimuli." New Phytologist. 165 (2)2005: 373–89. [Source]

Jaffe, Mordecai J, A Carl Leopold, and Richard C Staples. "Thigmo Responses in Plants and Fungi." American Journal of Botany. 89 (3)2002: 375–82. [Source]

Su, Shih-Heng, Nicole M Gibbs, Amy L Jancewicz, and Patrick H Masson. "Molecular Mechanisms of Root Gravitropism." Current Biology. 27 (17)2017: PR964–R972. [Source]