FISIOLOGIA VEGETAL

INTRODUCCION

1.- FISIOLOGIA VEGETAL. Concepto de Fisiología Vegetal. Historia. Relación otras ciencias. Situación actual. Bibliografía.

OBJETIVOS

• Introducir al alumno en el campo teórico y aplicado de la fisiología vegetal.

• Dar una idea global del porque se cataloga como multidisciplinar y cuales son las demás ciencias en las que esta se apoya.

• Que a partir de conceptos básicos, el estudiante comprenda que el campo de estudio de la fisiología vegetal es en última instancia el fenómeno de la vida.

• Introducir al alumno en la importancia de las diferentes áreas de estudio que abarca esta ciencia.

CONCEPTO: La Fisiología Vegetal es la ciencia que estudia los procesos (a nivel comunidad, individuo, celular y subcelular/moleculares, biofísicos y bioquímicos), responsables del crecimiento y supervivencia (funcionamiento) de las plantas (Fig.1).

Fig. 1.-Los factores ambientales naturales y antropogénicos afectan y modifican el crecimiento de las plantas.

Los niveles de organización (Fig. 2) se esquematizan a continuación:

Las plantas (Fig. 3), se pueden considerar como sistemas termodinámicamente abiertos (Fig. 4) que intercambian materia y energía con el medio que les rodea en función del espacio y del tiempo.

Fig.3 Localización de las plantas dentro del árbol filogenético de los seres vivos.

Fig. 4.- Las plantas como sistemas termodinámicamente abiertos, están en relacion directa, con otros organismos (plantas, animales y microorganismos, así como con el hombre) y el medio, y regulan sus procesos basados en estas relaciones.

CARACTERISTICAS DE LA ORGANOGENESIS VEGETAL: La morfogénesis vegetal presenta carácter único, ya que la organogénesis es:

• ILIMITADA: mientras que no exista un factor que altere el proceso de crecimiento, los meristemos se van a mantener activos.

• REPETITIVA: mientras que se mantengan determinadas propiedades de correlación se va a mantener las mismas pautas de diferenciación.

• REVERSIBLE: salvo determinados tejidos, la mayoría de los tejidos celulares son capaces de dar el órgano que nosotros queremos que dé. Estos cambios no implican cambios en el genoma.

La polipotencia celular junto con las características de la organogénesis, constituyen los pilares básicos de la Biotecnología, y confieren a la Fisiología Vegetal, como ciencia moderna, carácter aplicado.

DESARROLLO HISTÓRICO DE LA FISIOLOGÍA VEGETAL:

Teofrasto (300 a. C.): “Etiología de las plantas”, trató la morfología de las monocotiledóneas y dicotiledóneas. Clasificación.

Aristóteles (384-322 a.C.): teoría del humus puesta en tela de juicio por Van Helmont y totalmente abandonada en el s.XIX gracias a los trabajos de Liebing. (En la fotografía Aristóteles dando clases a Alejandro Magno).

Paracelso (s. XV): intenta explicar químicamente y alquimístamente procesos fisiológicos de las plantas.

Descartes (s. XVI): propone teoría Mecanicista frente a las teorias Vitalistas de la época:

Vitalismo: el ser vivo posee una fuerza vital que no se deriva de la organización fisicoquímica.

Mecanicismo: considera al ser vivo como un organismo que opera de acuerdo con las leyes de la física y química y toda la complejidad es consecuencia de la interacción de fuerzas fisicoquímicas en el complejo sistema de organización del protoplasma.

El desarrollo histórico de la Fisiología Vegetal se puede dividir en tres grandes períodos:

1. Observación:

Período pre-científico, donde la Botánica descriptiva, (cuyos orígenes ya se remontan al Neolítico con la agricultura, continuando por la Grecia Clásica, el Imperio Romano y hasta el Renacimiento, siendo la Edad Media una época que impidió el desarrollo de la ciencia) incluía estos aspectos de estudio.

. Destacan autores como Cesalpinus y Jung por establecer los comienzos de la morfología comparada de plantas, y más tarde Linneo con su Species Plantarum.

• Hasta 1630 se sabía que los animales crecían y se desarrollaban en dependencia de la cantidad de alimento que ingerían. Por lo que se creía que las plantas hacían lo mismo con lo que tomaban del suelo. La demostración de lo errónea que estaba esta ultima teoría la dio:

Jan Baptista Van Helmont (1577-1644), medico belga realizo el siguiente experimento: Planto un sauce pequeño al cual tan solo le añadió agua durante 5 años, al final de este tiempo cuantifico el incremento de peso de la planta y observo que este no correspondía con el peso que había disminuido la maceta.

Al observar esto concluyo que el sauce no creció de todo lo que tomo del suelo, que las sustancias de la planta originaron del agua. Esta conclusión era insuficiente dado a que dejo de un lado factores como la temperatura, aire, entre otros que hacen parte de la fotosíntesis, de la cual hasta entonces no se sabía.

• Los descubrimientos de Hales, Priestley e Ingenhousz contribuyeron a definir la condición foto autótrofa de las plantas entrados ya en el siglo XVIII.

Joseph Priestley (1733-1771), químico ingles, resolvió el problema de la combustión que hacia que si en un recipiente cerrado se dejaba arder una vela, esta se apagaba pronto y que si en ese ambiente colocaba un ratón, este moría porque la vela había eliminado el oxigeno que este necesitaba.

Priestley coloco en este mismo ambiente una planta y observo que al encender la vela esta seguía ardiendo y que si se ponía un ratón este vivía durante un tiempo. Con esto concluyo que la planta había reestablecido el aire que la combustión de la vela había consumido.

Jan Ingenhousz (1730-1799), medico holandés, continuó los trabajos anteriores y encontró qué:

1. "...La "purificación del aire" solamente ocurre en la luz solar. Las plantas durante la noche o en la sombra contaminan el aire que les rodea, arrojando aire dañino para los animales..."

2. "...Solamente las partes verdes de las plantas "purifican el aire"..."

3. "...El sol de por sí no tiene poder para enmendar el aire sin la concurrencia de las plantas..."

• Como resultados de estos experimentos, los científicos contaron con el primer concepto de fotosíntesis: "Las partes verdes de las plantas, en presencia de la luz solar, toman dióxido de carbono del aire, liberan oxígeno, se desarrollan y crecen¨

2. Científica:

En el s. XIX se consolida el método científico (ver seminario curso 2004-05) y se llevan a cabo numerosos descubrimientos que contribuirán al desarrollo de la Fisiología Vegetal: la Teoría Celular, respiración y fermentación, mitosis y meiosis, etc. Saussure demostró temas importantes relacionados con la nutrición vegetal y Von Sachs contribuye en el campo de las relaciones entre las distintas partes de la planta y el desarrollo de yemas y raíces demostrando la importancia de la turgencia en el crecimiento de los órganos; prevé la existencia de fitohormonas y describe la importancia de la luz y de la gravedad para el desarrollo vegetal. Es considerado como el padre de la Fisiología Vegetal

En esta fase desarrollan las ciencias como tal y aparecen las distintas divisiones de las mismas y todas, tanto ciencias como divisiones basadas en el método científico.

La Fisiología Vegetal se convierte en ciencia cuando a partir del método científico puede crear un cuerpo doctrinal propio (integra conocimientos específicos de la esta misma)

Método científico: Proceso mediante el cual una teoría científica es validada o descartada, basándose en dos principios fundamentales como son: el primero es la reproducibilidad, es decir, que la validez del experimento realizado se pueda demostrar en repetidas ocasiones. El segundo de estos principios es la falsabilidad, es decir, el hecho de que, en caso de que un experimento niegue la hipótesis marcada acerca del fenómeno, ésta pueda considerarse como falsa.

• Este método Nace a finales del siglo XVI con los experimentos de Galileo Galilei. Destaca entre todos ellos el realizado en 1590, cuando, desde lo alto de la Torre de Pisa, demostró que un objeto pesado y uno ligero caen a la misma velocidad llegando al mismo tiempo al suelo. Con ello demostró, mediante el método antes mencionado, su hipótesis, que en este caso era la idea de que las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son independientes de la masa del mismo.

• ¨ El estudio sistemático, controlado y critico de proposiciones hipotéticas acerca de presuntas relaciones entre varios fenómenos ¨ ( F. S. Kerlingern)

El método científico consta de varios procesos, que, aunque

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