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Biología básica de las hojas de las plantas

mayo 4, 2022
LeafStructure

La estructura de la hoja es engañosamente simple.
Las hojas son los sitios principales para la fotosíntesis: el proceso por el cual las plantas sintetizan alimentos. La mayoría de las hojas suelen ser verdes, debido a la presencia de clorofila en las células de las hojas. Sin embargo, algunas hojas pueden tener colores diferentes, causados ​​por otros pigmentos vegetales que enmascaran la clorofila verde.

El grosor, la forma y el tamaño de las hojas se adaptan al entorno. Cada variación ayuda a una especie de planta a maximizar sus posibilidades de supervivencia en un hábitat particular. Por lo general, las hojas de las plantas que crecen en las selvas tropicales tienen áreas de superficie más grandes que las de las plantas que crecen en los desiertos o en condiciones muy frías, que probablemente tengan un área de superficie más pequeña para minimizar la pérdida de agua.

Cada hoja generalmente tiene una hoja llamada lámina, que también es la parte más ancha de la hoja. Algunas hojas están unidas al tallo de la planta por un pecíolo. Las hojas que no tienen pecíolo y están unidas directamente al tallo de la planta se llaman hojas sésiles. Los pequeños apéndices verdes que generalmente se encuentran en la base del pecíolo se conocen como estipulas. La mayoría de las hojas tienen una nervadura central, que viaja a lo largo de la hoja y se ramifica a cada lado para producir venas de tejido vascular. El borde de la hoja se llama margen.

Dentro de cada hoja, el tejido vascular forma venas. La disposición de las venas en una hoja se llama patrón de venación. Monocotiledóneas y dicotiledóneas difieren en sus patrones de venación. monocotiledóneas tienen venación paralela; las venas corren en línea recta a lo largo de la hoja sin converger en un punto. En dicotiledóneasSin embargo, las nervaduras de la hoja tienen una apariencia de red, formando un patrón conocido como nervadura reticulada. Una planta existente, el Ginkgo biloba, tiene venación dicotómica donde las venas se bifurcan.

La estructura de la hoja es engañosamente simple.

(a) Tulipán (Tulipa), una monocotiledónea, tiene hojas con nervadura paralela. La venación en forma de red en esta (b) hoja de tilo (Tilia cordata) la distingue como una dicotiledónea. El (c) árbol Ginkgo biloba tiene venación dicotómica.

La disposición de las hojas en un tallo se conoce como filotaxia. El número y la ubicación de las hojas de una planta variarán según la especie, y cada especie exhibirá una disposición característica de las hojas. Las hojas se clasifican como alternas, espirales u opuestas. Las plantas que tienen solo una hoja por nudo tienen hojas que se dice que son alternas, lo que significa que las hojas se alternan a cada lado del tallo en un plano plano, o espirales, lo que significa que las hojas están dispuestas en espiral a lo largo del tallo. En una disposición de hojas opuestas, dos hojas surgen en el mismo punto, y las hojas se conectan una frente a la otra a lo largo de la rama. Si hay tres o más hojas conectadas en un nudo, la disposición de las hojas se clasifica como verticilada.

Las hojas pueden ser simples o compuestas. En una hoja simple, la lámina está completamente indivisa, como en la hoja de plátano, o tiene lóbulos, pero la separación no llega a la nervadura central, como en la hoja de arce. En una hoja compuesta, la lámina de la hoja está completamente dividida, formando folíolos, como en la acacia. Cada folleto puede tener su propio tallo, pero está unido al raquis. Una hoja palmeada compuesta se parece a la palma de una mano, con folíolos que irradian hacia afuera desde un punto. Los ejemplos incluyen las hojas de la hiedra venenosa, el castaño de Indias o la conocida planta de interior Schefflera sp. (nombre común “planta paraguas”). Las hojas pinnadas compuestas toman su nombre de su apariencia similar a una pluma; los folíolos están dispuestos a lo largo de la nervadura central, como en las hojas de rosa, o las hojas de nogal americano, pacana, fresno o nogal.

Formas de las hojas: simples, palmativamente compuestas, pinnadas compuestas y doblemente compuestas.

Las hojas pueden ser simples o compuestas. En hojas simples, la lámina es continua. La (a) planta de banano (Musa sp.) tiene hojas simples. En las hojas compuestas, la lámina se separa en folíolos. Las hojas compuestas pueden ser palmeadas o pinnadas. En (b) hojas palmeadas compuestas, como las del castaño de indias (Aesculus hippocastanum), los folíolos se ramifican desde el pecíolo. En (c) hojas compuestas pinnadas, los folíolos se ramifican desde la nervadura central, como en un nogal americano (Carya floridana). La (d) langosta de miel tiene hojas compuestas dobles, en las que se ramifican folíolos de las venas.

Diagrama de estomas de hojas
La capa más externa de la hoja es la epidermis. Está presente en ambos lados de la hoja y se denomina epidermis superior e inferior, respectivamente. Los botánicos llaman al lado superior el superficie adaxial (o adaxis) y el lado inferior la superficie abaxial (o abaxis). La epidermis ayuda en la regulación del intercambio gaseoso. Contiene estomas: aberturas a través de las cuales tiene lugar el intercambio de gases. Dos células protectoras rodean cada estoma, regulando su apertura y cierre.

La epidermis suele tener una capa de células de espesor; sin embargo, en plantas que crecen en condiciones de mucho calor o mucho frío, la epidermis puede tener varias capas de espesor para proteger contra la pérdida excesiva de agua por transpiración. Una capa cerosa conocida como cutícula cubre las hojas de todas las especies de plantas. La cutícula reduce la tasa de pérdida de agua de la superficie de la hoja. Otras hojas pueden tener pequeños pelos (tricomas) en la superficie de la hoja.
tricomas ayudar a disuadir la herbivoría restringiendo los movimientos de los insectos o almacenando compuestos tóxicos o de mal sabor; también pueden reducir la tasa de transpiración al bloquear el flujo de aire a través de la superficie de la hoja

Diagrama de capas de células de la hoja
Debajo de la epidermis de las hojas de dicotiledóneas hay capas de células conocidas como mesófilo, o “hoja del medio”. El mesófilo de la mayoría de las hojas contiene típicamente dos arreglos de células del parénquima: el parénquima en empalizada y el parénquima esponjoso. El parénquima en empalizada (también llamado mesófilo en empalizada) tiene células compactas en forma de columna y puede estar presente en una, dos o tres capas. Debajo del parénquima en empalizada hay células dispuestas libremente de forma irregular. Estas son las células del parénquima esponjoso (o mesófilo esponjoso). El espacio de aire que se encuentra entre las células del parénquima esponjoso permite el intercambio gaseoso entre la hoja y la atmósfera exterior a través de los estomas. En las plantas acuáticas, los espacios intercelulares del parénquima esponjoso ayudan a que la hoja flote. Ambas capas del mesófilo contienen muchos
cloroplastos. Las células protectoras son las únicas células epidérmicas que contienen cloroplastos.

El mesófilo central está intercalado entre una epidermis superior e inferior. El mesófilo tiene dos capas: una capa superior en empalizada compuesta por células columnares apretadas y una capa esponjosa inferior compuesta por células de forma irregular y poco empaquetadas. Los estomas en la parte inferior de la hoja permiten el intercambio de gases. Una cutícula cerosa cubre todas las superficies aéreas de las plantas terrestres para minimizar la pérdida de agua. Estas capas de hojas son claramente visibles en la micrografía electrónica de barrido. Las numerosas protuberancias pequeñas en las células del parénquima en empalizada son cloroplastos. Los cloroplastos también están presentes en el parénquima esponjoso, pero no son tan evidentes. Las protuberancias que sobresalen de la superficie inferior de la hoja son tricomas glandulares.

Diagrama de xilema y floema de hoja
Al igual que el tallo, la hoja contiene haces vasculares compuestos por xilema y floema. Él xilema
consta de traqueidas y vasos, que transportan agua y minerales a las hojas. Él líber
transporta los productos fotosintéticos de la hoja a las otras partes de la planta. Un solo paquete vascular, sin importar cuán grande o pequeño sea, siempre contiene tejidos de xilema y floema.

Las especies de plantas coníferas que prosperan en ambientes fríos, como el abeto, el abeto y el pino, tienen hojas de tamaño reducido y apariencia de aguja. Estas hojas en forma de aguja tienen estomas hundidos y un área de superficie más pequeña: dos atributos que ayudan a reducir la pérdida de agua. En climas cálidos, las plantas como los cactus tienen hojas que se reducen a espinas, que en combinación con sus tallos suculentos, ayudan a conservar el agua. Muchas plantas acuáticas tienen hojas con una lámina ancha que puede flotar en la superficie del agua y una cutícula cerosa gruesa en la superficie de la hoja que repele el agua.

Pigmentos de hoja

Clase de pigmentoTipo compuestoColores
porfirinaClorofilaVerde
carotenoidecaroteno y licopenoamarillo, naranja, rojo
carotenoideXanthphyllAmarillo
FlavonoideflavonaAmarillo
FlavonoideFlavonolAmarillo
FlavonoideAntrocianinaRojo, Azul, Púrpura, Magenta

¿Por qué las hojas cambian de color en otoño? Cuando las hojas aparecen verdes, es porque contienen una gran cantidad de clorofila. Hay tanta clorofila en una hoja activa que el verde enmascara otros colores de pigmento. La luz regula la producción de clorofila, por lo que a medida que los días de otoño se acortan, se produce menos clorofila. La tasa de descomposición de la clorofila permanece constante, por lo que el color verde comienza a desvanecerse de las hojas.

Al mismo tiempo, las concentraciones crecientes de azúcar provocan una mayor producción de pigmentos de antocianina. Las hojas que contienen principalmente antocianinas aparecerán rojas. Los carotenoides son otra clase de pigmentos que se encuentran en algunas hojas. La producción de carotenoides no depende de la luz, por lo que los niveles no disminuyen con los días más cortos. Los carotenoides pueden ser naranjas, amarillos o rojos, pero la mayoría de estos pigmentos que se encuentran en las hojas son amarillos. Las hojas con buenas cantidades de antocianinas y carotenoides aparecerán de color naranja.

Las hojas con carotenoides pero poca o ninguna antocianina aparecerán amarillas. En ausencia de estos pigmentos, otros químicos vegetales también pueden afectar el color de las hojas. Un…