Fitohormones, les arquitectes del món vegetal

Les plantes, com qualsevol altre ésser viu, es desenvolupen mitjançant canvis graduals que comporten un augment de la grandària, causats pel creixement i multiplicació de les seues cèl·lules. Per altra banda, també apareixen altres tipus de canvis més qualitatius, relacionats amb els diferents òrgans de les plantes que esdevenen de la diferenciació de les cèl·lules.

Tot el que és el desenvolupament de la planta, que comporta tant el creixement com la diferenciació, està regulat per mecanismes de control. Si no, ens trobaríem amb una colònia de cèl·lules descontrolades i sense cap diferenciació entre elles. Afortunadament el pas cap a la pluricel·lularitat va vindre acompanyat de mecanismes en forma de compostos químics per a dirigir a cada cèl·lula, són les hormones vegetals o fitohormones.

Les fitohormones, a diferència de les hormones animals, no necessiten estructures especialitzades, com les glàndules, per a ser secretades, sinó que les secreten ja les mateixes cèl·lules en qualsevol part de la planta, encara que solen trobar-se en major quantitat en els teixits en desenvolupament.

Com ho fan les plantes per a desenvolupar-se? Tot està sotmés a les ordres de les hormones vegetals. / Freepik

Depenent de l’ambient extern, les fitohormones actuaran d’una forma o altra. Dirigiran el creixement (mitjançant elongació cel·lular) cap a una direcció en concret a la recerca de sol o d’aigua. També programaran patrons d’expressió gènica en les cèl·lules per a generar noves estructures i processos fisiològics, com són la germinació de llavors, l’arrelament, la floració, el fruit i la mort de parts de l’individu. Per tant, les hormones vegetals participen en tots els passos del cicle vital de la planta.

Existeixen diferents tipus d’hormones vegetals. Una mateixa hormona pot actuar en diferents processos i, a més a més, depenent de la seua concentració, fer-ho d’una forma o d’altra. No obstant això, diferents hormones poden generar una resposta semblant.

Segons la seua estructura, s’han classificat diversos grups d’hormones vegetals. Hi ha cinc grups d’hormones clàssiques, o més conegudes, que són les auxines, les citoquinines, l’àcid abscísic, les gibberel·lines i l’etilé. Per altra banda, han anat apareixent nous tipus d’hormones a partir de recerques més recents, com poden ser els jasmonats, brassinosteroides, strigolactones… entre altres. Però, per tal de no allargar aquest article, no revisarem totes i cadascuna de les hormones conegudes, sinó que veurem com són el grup de les cinc hormones més clàssiques, així com quin tipus de funcions realitzen en les plantes.

Auxines, les primeres de la llista

Foren el primer grup d’hormones en ser descobert, i participen principalment en processos de creixement i elongació cel·lular. S’encarreguen de la dominància apical, és a dir, l’àpex de la planta secreta auxines que inhibeixen el creixement de les gemmes laterals, aleshores es fomenta més el creixement de la part superior de la planta i s’impedeix que es formen rames als costats. Aleshores, com creixen les branques laterals que veiem? A mesura que l’àpex s’allunya d’aquestes gemmes, tindran menys concentració d’auxines i podran créixer.

Les auxines són les responsables de l’efecte de fototropisme, és a dir, la cerca de sol de les plantes. Quan la planta rep llum, les auxines es concentren en la part fosca, aquesta concentració de l’hormona causarà l’elongació de les cèl·lules d’aquesta part, el que causarà un doblegament de la planta en direcció de la llum solar. / Russell Neches – Flickr

Una altra característica d’aquesta hormona és la seua participació en la ramificació de les arrels, i per aquesta raó, s’utilitza molt (en agricultura) per a la formació d’esqueixos o per a l’arrelament de teixits vegetals indiferenciats. A més a més, participa en la formació del fruit, retardant la seua maduració i permetent que aquest puga romandre més temps a l’arbre. Per altra banda, promou la formació de fruits partenocàrpics, és a dir, que no generen llavor. No cal dir la importància que aquestes dues característiques tenen en la indústria agroalimentària.

Citoquinines, el cas contrari

Actuen en moltes ocasions de forma antagònica a les auxines, donat que promouen més el domini lateral, afavorint aquesta ramificació. En canvi, mentre que les auxines promovien la ramificació de les arrels, aquestes la inhibeixen. El cara a cara que protagonitzen aquestes dues hormones, junt amb la capacitat de fomentar la divisió cel·lular de les citoquinines, s’ha aprofitat per al cultiu in vitro de plantes a partir de teixit vegetal indiferenciat, per poder generar així plantes de laboratori.

A la placa petri es veu un cal·lus de cèl·lules indiferenciades de Nicotiana tabacum. Aquestes cèl·lules es poden fer servir per a formar òrgans vegetals in vitro, amb l’ajuda d’auxines i citoquinines per tindre un control de la morfogènesi de tiges i arrels. / Igge – Wikimedia

També s’ha utilitzat la seua qualitat de ramificació lateral per a generar plantes més ramificades en cultius en els quals s’aprofiten les rames, proporcionant així una major producció, com per exemple en els cereals. Per últim, altre aspecte important per a l’agricultura és que les citoquinines retarden la senescència per l’augment d’enzims fotosintètics.

Gibberel·lines, amb “g” de germinació

Regulen un gran nombre de processos del desenvolupament. En primer lloc, promouen la germinació de les llavors activant-les després del temps de dormició i, a més, mobilitzen les substàncies de reserva perquè l’embrió puga créixer. En segon lloc, estimulen l’elongació de la tija, com a conseqüència als cultius moltes plantes són tractades amb inhibidors de gibberel·lines perquè no es facen molt altes i no es trenquen. En el cas de l’arròs, per exemple evitem que el seu creixement porte a la planta a caure damunt l’aigua. Per contra, si volem plantes més altes, incorporem més gibberel·lines.

Llavors acabades de germinar. Les gibberel·lines indueixen en llavors la germinació, encara que aquestes no es troben en condicions de llum i aigua adequades per a germinar. En canvi, l’àcid abscísic contraresta l’efecte i les llavors no germinaran encara que les condicions siguen favorables. / Lenore Edman – Flickr

Altres dels seus efectes són: retardar el pas de l’estat juvenil a adult amb l’objectiu que no es formen les estructures reproductives, conjuntament amb les auxines promouen la formació del fruit i retarden la seua maduració, i la seua aplicació externa fa que no es desenvolupe la llavor.

Àcid abscísic, adormint llavors

Ara ens trobem davant de les antagonistes de les gibberel·lines, com a conseqüència, una de les seues principals funcions serà la dormició de les llavors per a impedir la seua germinació, conferint-los tolerància a la dessecació i contrarestant així la mobilització de recursos fins que no troben l’ambient adequat. Quan açò passe s’eliminarà l’àcid abscísic i proliferaran les gibberel·lines.

Estomes de Ficaria verna  observats al microscopi òptic. Aquests estomes regulen l’intercanvi de gasos de la planta. Aquest està format per dues cèl·lules que s’encarreguen d’obrir i tancar depenent de la turgència per l’entrada i eixida d’aigua de les cèl·lules. Aquest mecanisme osmòtic es pot veu afectat per l’àcid abscísic que altera el flux d’ions entre membranes. / Wikimedia

Per altra banda, aquest tipus d’hormones són importants perquè actuen com a senyalitzadores de l’estrés hídric. Quan la planta es troba en situacions de sequera, genera àcid abscísic que actuarà als estomes, que són com unes portes que permeten que la planta transpire (com una espècie de glàndules sudorípares vegetals), tancant-los per a impedir que la planta perda aigua. Per això, aquesta hormona s’utilitza de forma exògena en cultius quan venen èpoques de sequera.

Etilè, una ajuda en la producció agrícola

Aquesta és l’última hormona i té una gran importància en la indústria agroalimentària, ja que s’utilitza per al control de la maduració postcollita de fruites i hortalisses climatèriques. I és que l’etilè accelera, tant el procés de maduració en fruits com la senescència d’altres teixits de la planta, així que jugarà un paper important als òrgans (peribles) que tenen caducitat, com poden ser les flors, les fulles o els fruits.

Quan deixem a casa un bol amb fruita variada, aquelles més madures emetran etilè que afectaran la resta de les fruites del bol accelerant la seua maduració. / Sgrpicker – Flickr

Amb aquest article hem donat una ullada, per damunt, al funcionament del món vegetal i la seua fisiologia. Actualment, encara queda molt per saber de les hormones, i el nombre d’aquestes no para d’augmentar. A més a més, també augmenten el nombre d’hormones sintètiques que realitzen funcions semblants i que poden ser determinants de cara al futur per enfrontar-se als canvis que s’esdevenen, amb la finalitat d’aconseguir una agricultura més ecològica i de qualitat.