La Germinación De Una Planta

2.3.4. MORFOLOGÍA, ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DE LA SEMILLA

El ciclo vital de las plantas abarca en su fase de reproducción sexual la formación de estructuras que contiene un pequeño embrión. Este embrión se origina del crecimiento, por división celular de la ovocélula, la cual es fertilizada por el núcleo espermático del polen. El embrión, envuelto en el tegumento derivado del óvulo, es la unidad de dispersión, conservación y reproducción de la especie; se denomina semilla.

2.3.4.1. MORFOLOGIA DE LA SEMILLA

Los elementos básicos de la estructura de una semilla son: tegumentos, embrión y tejido de reserva, los cuales constituyen el esporofito joven parcialmente desarrollado. En las semillas de algunas plantas el tejido nuclear persiste y puede originar el perispermo.

Luego de la fertilización del óvulo, crecen los llamados arilos que se desarrollan sobre la superficie de las semillas de ciertas plantas. Cuando el crecimiento ocurre sobre el funículo (Acacia) origina los llamados estrofiolos y cuando ocurre alrededor del micrópilo se llaman carúnculas (Ricinus). Los arilos son formas de adaptación que facilitan la dispersión de las semillas.

2.3.4.2. PARTES DE LA SEMILLA

2.3.4.2.1. La testa o cubierta de la semilla (Epispermo)

El epispermo es una cubierta seminal; en algunas semillas está constituido por dos partes: la testa o cubierta seminal externa, que puede ser considerada pétrea, coriáceas, membranosa o carnosa. En la testa se puede reconocer: el hilo o cicatriz que señala el punto de intersección de la semilla al funículo, a través de él el agua penetra con facilidad; el micrópilo u orificio por el cual penetra el tubo polínico al rudimento seminal; el rafe, sutura que se origina del contacto estrecho del rudimento seminal anátropo con el funículo. Las excrecencias de la testa son: el arilo que se origina en el hilo y la carúncula, estructura de consistencia esponjosa y de origen micropilar. Cuando está presente la segunda capa, generalmente más delgada y blanda, recibe el nombre de tegmen.

2.3.4.2.2. Tegmen o Endopleura

La endopleura es la cubierta seminal interna, es delgada y generalmente blanquecina.

Los tegumentos, testas o cubiertas protectoras delimitan la semilla. Están constituidos por una o varias hileras de células originadas de integumentos ovulares y a veces por pericarpio que se origina a partir de las paredes del ovario.

Hay grandes diferencias histológicas en la estructura de la testa de las diferentes plantas. El tipo más simple se encuentra en las semillas de la Orchideaceae, donde la cubierta consiste de una sola capa de células elongadas, las cuales se originan del intergumento externo. Hay un espacio de aire presente entre la cubierta membranosa y el embrión indiferenciado. Las semillas de ciertos géneros de leguminosas están cubiertas por una cutícula gruesa.

Las funciones de la cubierta externa de las semillas son:

o Mantener unidas las partes internas de la semilla.

o Proteger las partes internas contra el choque y la abrasión.

o Servir como barrera contra la entrada de microorganismos a la semilla.

o Regular la velocidad de rehidratación de la semilla.

o Normalizar el intercambio gaseoso.

o Inhibir la germinación, causando dormancia.

En resumen, las funciones son de protección, regulación y de limitación.

2.3.4.2.3. Eje embrionario

El embrión o eje embrionario tiene función reproductiva, siendo capaz de iniciar divisiones celulares y crecer. Es la parte vital de la semilla. Es un eje porque inicia el crecimiento en dos direcciones con el fin de originar la raíz y el vástago. El eje embrionario es generalmente pequeño, en comparación con otras partes de la semilla.

El embrión es la planta en miniatura. Está constituido por radícula, plúmula, uno o dos cotiledones, hipocotilo y epicotilo.

2.3.4.2.4. Tejido de reserva

A partir del tejido de reserva se obtiene las sustancias orgánicas que son fuente de energía para la elaboración de nuevas paredes celulares, citoplasma y núcleos, desde que se inicia la germinación hasta que la planta se torna autotrófica, es decir es capaz de sintetizar materia orgánica mediante el proceso de fotosíntesis.

Las reservas de la semilla pueden localizarse en los cotiledones, en el endospermo o en el perispermo. Los cotiledones se originan del zigoto y hacen parte del embrión. En muchas especie el embrión se desarrolla absorbiendo todo el endospermo y acumulando sustancias de reserva en los cotiledones; en estos casos, los cotiledones se presentan voluminosos y las semillas se llaman exalbuminosas.

El núcleo del endosperma primario se forma por la fusión de un esperma con dos núcleos polares o con un núcleo secundario y se inicia un proceso continuo de divisiones que culmina con la formación del endospermo. En muchas especies, en los primeros estados de desarrollo del endospermo se forman numerosos núcleos libres y posteriormente se originan las paredes. En otras, las divisiones nucleares son seguidas inmediatamente por divisiones celulares completas.

El endospermo nutre al embrión durante su desarrollo y puede ser completamente absorbido. Las semillas maduras que poseen endospermo se llaman albuminosas (Figura 1(a) y 1(b)).

Figura 1. Tipos de semilla. (a) Semilla con endospermo (Higuerilla).(b) Semilla sin endospermo (Fríjol) (Tomado de Orozco et al, 1990)

En la mayoría de las semillas albuminosas el embrión es pequeño en relación con el endospermo. El perisperma se desarrolla a partir de la célula, cuando ésta es totalmente absorbida durante la formación del embrión. El perisperma es un tejido comúnmente encontrado como tejido de reserva en las Chenopodiaceas; estas semillas se llaman perispérmicas.

Las principales sustancias de reserva almacenadas son carbohidratos, lípidos y proteínas.

Cuando el almidón es la principal sustancia de reserva, las semillas se llaman amiláceas, cuando almacenan lípidos se denominan oleaginosas y cuando las reservas son proteínas las semillas son protéicas. Las principales proteínas de reserva están en el gluten y en los granos de aleurona. Los granos de aleurona están compuestos por una masa amorfa de proteínas, algunos encierran cristaloides y cuerpos esféricos.

2.3.4.3. DESARROLLO DE LA SEMILLA

La maduración de la semilla comprende una serie de transformaciones morfológicas, fisiológicas y funcionales que suceden en el óvulo fertilizado y culminan en el punto en que la semilla alcanza el máximo peso de materia seca; en este punto la semilla obtiene también su máximo poder germinativo o máximo vigor, siendo por esto denominado punto de madurez fisiológica.

La humedad del óvulo por efecto de la fertilización es de cerca del 80%, luego de la fertilización la humedad aumenta por algunos días para decrecer progresivamente a medida que la semilla se desarrolla, hasta entrar en equilibrio con el ambiente entre un 14 y un 20% de humedad.

El tamaño de la semilla aumenta gradualmente desde la fertilización hasta un máximo cuando la humedad relativa es alta. Luego de alcanzado el máximo tamaño, las semillas disminuyen en talla por la pérdida de humedad. A medida que la semilla se desarrolla, aumenta su peso tanto de la materia fresca como seca hasta un máximo, luego ambos sufren una declinación, siendo más acentuada la primera.

2.4.4.4. MODIFICACIONES EN EL PODER GERMINATIVO

El poder germinativo o viabilidad es la capacidad del embrión para poder reiniciar el crecimiento y dar origen a una plántula, cuando las condiciones ambientales son favorables.

Algunas semillas adquieren el poder germinativo pocos días después de la fertilización. El período que va desde la germinación hasta la adquisición del poder germinativo varía con la especie.

2.3.4.5. GERMINACIÓN

La germinación es el reinicio del crecimiento del embrión, paralizado durante las fases finales de la maduración. Los procesos fisiológicos de crecimiento exigen actividades metabólicas aceleradas y la fase inicial de la germinación consiste primariamente en la activación de los procesos por aumentos en humedad y actividad respiratoria de la semilla.

El embrión envuelto por la cubierta protectora constituida por varias capas de tejidos vivos y muertos posee reservas alimenticias suficientes para atender el aumento en la actividad metabólica.

Desde el punto de vista puramente fisiológico la germinación comprende cuatro fases:

o Imbibición de agua

o Elongación celular

o División celular

o Diferenciación de células y tejidos

Desde el punto de vista fisio-bioquímica se consideran las siguientes fases del proceso germinativo:

o Rehidratación

o Aumento de respiración

o Formación de enzimas

o Digestión enzimática de reservas

o Movilización y transporte de reservas

o Asimilación metabólica

o Crecimiento y diferenciación de tejidos

Para que la germinación ocurra, determinadas condiciones deben satisfacerse, a saber:

o La semilla debe ser viable.

o Las condiciones ambientales

...