Apuntes
Botánica Morfológica
Fisiologia de la reproducción
Adaptaciones
Compuestos secundarios de las plantas
Las plantas producen compuestos primarios importantes para su metabolismo. También producen compuestos secundarios que le sirven para atraer polinizadores, ahuyentar o matar parásitos, y prevenir enfermedades infecciosas. Los repelentes químicos y las defensas han evolucionado por tres rutas biosintéticas diferentes, para producir compuestos terpenoides, fenólicos y compuestos nitrogenados. Algunos de estos compuestos son tóxicos y otros reducen la palatabilidad. La mayoría de los repelentes están localizados en la parte externa de las plantas, siendo los tricomas la primera línea de defensa. Especialmente efectivos son los tricomas glandulares, por ej. los pelos urticantes de la Ortiga (Urtica dioica) contienen un 5-hidroxitriptamina, compuesto similar al ácido fórmico de las hormigas. Algunas plantas producen insecticidas naturales tales como el piretro, un producto químico producido por los crisantemos.
La segunda línea de defensa la forman las ceras y compuestos de la superficie de las hojas. Por ej. en las hojas de la manzana se produce un repelente para áfidos. Las Gramíneas han evolucionado mediante la esclerificación de la epidermis de las hojas, por este mecanismo presentan pelos en forma de aguijones que le dan aspereza a las hojas y células silíceas que las hacen menos palatables.
En ciertas plantas hay una combinación de defensas, en las Araceae (Diffembachia, Guembé) se combina la presencia de compuestos nitrogenados como el ácido oxálico en su savia y células con cristales de Oxalato de Calcio en forma de aguja denominados rafidios. Cuando los herbívoros mastican estas hojas, los cristales producen pequeñas incisiones por las que entra el ácido al cuerpo del atacante y produce graves irritaciones en las mucosas. Este tóxico se puede obtener también de las almendras amargas, de los carozos de ciruelas y cerezas, o de los tubérculos comestibles de la mandioca.
fotomicrografías de las células con los rafidios. MEB, 800
La planta de arveja (Pisum) produce pisatina, un producto químico que las protege de la mayor parte de los hongos. Las cepas de algunos hongos (Fusarium) contienen enzimas que inactivan la pisatina, permitiendo la infección de las plantas de arvejas. Las resinas y el látex forman la línea final de defensa, ubicada profundamente en el cuerpo de la planta.
Las Coníferas (Gimnospermas) presentan canales resiníferos, son cavidades alargadas rodeadas de células secretoras. Se forman de manera esquizógena, es decir que las células se separan por su laminilla media sin romperse, las que tapizan el contorno del canal producen las resinas y las vuelcan al interior del mismo. La resina es un complejo de sustancias, principalmente terpenos, que reducen la palatabilidad especialmente de las yemas.
El látex es otro repelente que las plantas producen en gran cantidad; es una emulsión viscosa, blanquecina, con partículas de gomas, alcaloides, terpenos, etc. en suspensión. El canal donde circula este fluido se llama laticífero, y pude estar formado por una o muchas células. En la mayoría de los casos el látex es irritante y de sabor desagradable. Existen 20 familias y aproximadamente 12.000 especies productoras de látex, como las Moráceas, entre las que se encuentran el Guapoy y el Ambay. Por un lado convierte la savia en una sustancia densa poco aceptable para insectos de aparato bucal chupador o para las hormigas podadoras, a las que se les "pegotean" las mandíbulas mientras cortan hojas. Pero actuaría especialmente en la cicatrización de heridas y en impedir el ingreso de microorganismos.
Diversos alcaloides producen efectos alucinógenos en el hombre. Las tribus aborígenes les dan variados usos en sus rituales, mientras que en la sociedad moderna muchas personas se autodestruyen con el empleo de drogas derivadas. La nicotina puede ser un efectivo insecticida de jardinería y todos tenemos una idea de lo que causa en los fumadores.
Los antinutrientes
Son productos químicos producidos cuando la planta se encuentra bajo ataque de un patógeno. Un grupo de estos compuestos son las fitoalexinas, son sintetizadas por la planta luego del ataque por hongos, e inhiben las enzimas del sistema digestivo del atacante. Las Solanaceas (familia de la papa y el tomate) sintetizan sesquiterpenoides con el mismo fin. Los terpenoides son perjudiciales para los hongos que cultivan las hormigas podadoras.
Se han identificado mas de 10.000 productos químicos que intervienen en la defensa de las plantas incluyéndose entre estos a la cafeína, el fenol, el tanino, la nicotina, la cocaína y la morfina. En los días que corren las plantas son materia prima para la elaboración, en mayor o menor grado, de casi el 45 % de los productos farmacéuticos del mundo. Sin embargo apenas el 1 % de las especies de las selvas han sido estudiadas con este fin. Ellas pueden guardar la cura contra muchas enfermedades
Algunos compuestos secundarios son útiles a los seres humanos como
pesticidas
medicinas
estimulantes
goma de mascar (chewing gum o "chuenga", chicle, un compuesto del árbol mejicano sapodilla fue el primero utilizado como goma de mascar).
Coevolución planta-animal
Las mariposasHelicorniusHeliconius se alimentan casi en forma exclusiva de polen y néctar de las flores de Passiflora (género de plantas a las que pertenece por ejemplo nuestra enredadera Mburucuyá o Pasionaria).
Estas plantas producen sustancias de las que deriva el Passiflora cianuro para protegerse de los insectos herbívoros. Pero las Heliconius lo pueden procesar. Sus orugas lo ingieren al comer las hojas y sintetizan su propio veneno, mientras que las mariposas adultas lo obtendrían a partir del polen. El predador desprevenido con capacidad de aprendizaje (como las aves) que capture una de estas mariposas sabrá que no debe intentarlo nuevamente. Recordará los colores de las Heliconius que actúan como una gran señal luminosa advirtiendo: "no intenten comerme, soy tóxica". Otros géneros de mariposa simplemente "copian" los colores, favoreciéndose de esta característica.
En el sector Cataratas del Parque Nacional Iguazú el Ambay (Cecropia pachistachya) es uno de los árboles más frecuentes. Tienen el tronco recto con compartimentos huecos separados por tabiques donde viven hormigas del género Azteca. Las agresivas hormigas protegen su territorio, en este caso el árbol, contra diversos herbívoros como las hormigas podadoras. A cambio obtienen refugio y alimento de estructuras especiales llamadas cuerpo de Mullerian, que son paquetes de hidratos de carbono situados en la axila de las hojas.
Muchas especies utilizan las hormigas para defensa atrayéndolas con estructuras glandulares nectarios extraflorales llamadas nectarios extraflorales. Se ubican en cualquier parte de la planta que no sean las flores, de allí su nombre. La producción de néctar, líquido azucarado, atrae a las hormigas, las que protegen a la planta (su alimento) de otros predadores. (Foto: nectarios extraflorales en hoja de Turnera ulmifolia)
Muchas especies aprovechan la visita de las hormigas para la dispersión de las semillas. Para ello las semillas presentan estructuras atrayentes como carúnculas y arilos. La carúncula de la semilla del Ricino es una excrescencia del tegumento externo de la semilla rico en aceites (elaiosomas). El arilo está presente en numerosos géneros (Lychnis), tienen abundantes aceites y almidones y se forma a partir de diferentes partes de la semilla.
Si no entendiste algunos de los términos utilizados utilizá el glosario de términos botánicos
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