Fitohormonas, las arquitectas del mundo vegetal

¿Cómo lo hacen las plantas para desarrollarse? Tienen mecanismos químicos que controlan todas las fases del ciclo vital de la planta, ya sea en la germinación de la semilla, en el crecimiento del tallo y las ramas o en la maduración del fruto. Todo está sometido a las órdenes de las hormonas vegetales.

Las plantas, como cualquier otro ser vivo, se desarrollan mediante cambios graduales que comportan un aumento de la medida, causados por el crecimiento y multiplicación de sus células. Por otro lado, también aparecen otros tipos de cambios más cualitativos, relacionados con los diferentes órganos de las plantas que acontecen de la diferenciación de las células.

Todo lo que es el desarrollo de la planta, que involucra tanto el crecimiento como la diferenciación, está regulado por mecanismos de control. De lo contrario, nos encontraríamos con una colonia de células descontroladas y sin ninguna diferenciación entre ellas. Afortunadamente el paso hacia la pluricelularidad vino acompañado de mecanismos en forma de compuestos químicos para dirigir a cada célula, son las hormonas vegetales o fitohormonas.

Las fitohormonas, a diferencia de las hormonas animales, no necesitan estructuras especializadas, como las glándulas, para ser secretadas, sino que las secretan ya las propias células en cualquier parte de la planta, aunque suelen encontrarse en mayor cantidad en los tejidos en desarrollo.

 

Fitohormones1 freepik

¿Cómo se desarrollan las plantas? Todo está sometido a las órdenes de las hormonas vegetales. / Freepik

 

Dependiendo del ambiente externo, las fitohormonas actuarán de una forma u otra. Dirigirán el crecimiento (mediante elongación celular) hacia una dirección en concreto en busca de sol o agua. También programarán patrones de expresión génica en las células para generar nuevas estructuras y procesos fisiológicos, como son la germinación de semillas, el enraizamiento, la floración, la fructificación y la muerte de partes del individuo. Por lo tanto, las hormonas vegetales participan en todos los pasos del ciclo vital de la planta.

Existen diferentes tipos de hormonas vegetales, una misma hormona puede actuar en diferentes procesos y, además, dependiendo de su concentración, puede actuar de una forma o de otra. Sin embargo, diferentes hormonas pueden generar una respuesta parecida.

Según su estructura, se han clasificado varios grupos de hormonas vegetales. Hay cinco grupos de hormonas clásicas, o más conocidas, que son las auxinas, las citocininas, el ácido abscísico, las giberelinas y el etileno. Por otro lado, han ido apareciendo nuevos tipos de hormonas de investigaciones más recientes, como pueden ser los jasmonatos, brasinoesteroides, strigolactones... entre otros. Pero, para no alargar este artículo, no revisaremos todas y cada una de las hormonas conocidas, sino que veremos como son el grupo de las cinco hormonas más clásicas, así como qué tipo de funciones realizan a las plantas.

 

Auxinas, las primeras de la lista

Fueron el primer grupo de hormonas al ser descubierto, y participan principalmente en procesos de crecimiento y elongación celular. Se encargan de la dominància apical, es decir, el ápice de la planta secreta auxinas que inhiben el crecimiento de las yemas laterales, entonces se fomenta más el crecimiento de la parte superior de la planta y se impide que se forman ramas a los lados. Entonces, como crecen las ramas laterales que vemos? A medida que el ápice se aleja de estas yemas, tendrán menos concentración de auxinas y podrán crecer.

 

Fitohormonas2 rusellnetches Flickr

Las auxinas son las responsables del efecto de fototropismo, es decir, la búsqueda del sol de las plantas. Cuando la planta recibe luz, las auxinas se concentran en la parte oscura, esta concentración de la hormona causará la elongación de las células de esta parte, lo que causará un curvamiento de la planta en dirección de la luz solar. / Russell Neches - Flickr

 

Otra característica de esta hormona es su participación en la ramificación de las raíces, y por esta razón, se utiliza mucho (en agricultura) para la formación de esquejes o para el arraigo de tejidos vegetales indiferenciados. Además, participa en la formación del fruto, retrasando su maduración y permitiendo que este pueda permanecer más tiempo en el árbol. Por otro lado, promueve la formación de frutos partenocárpicos, es decir, que no generan semilla. No hay que decir la importancia que estas dos características tienen en la industria agroalimentaria.

 

Citoquininas, el caso contrario

Actúan en muchas ocasiones de forma antagónica a las auxinas, dado que promueven más el dominio lateral, favoreciendo la ramificación. En cambio, mientras que las auxinas promovían la ramificación de las raíces, estas la inhiben. El cara a cara que protagonizan estas dos hormonas, junto con la capacidad de fomentar la división celular de las citocininas, se ha aprovechado para el cultivo in vitro de plantas a partir de tejido vegetal indiferenciado, para poder generar así plantas de laboratorio.

 

Callus fitohormones3 wikimedia

En la placa de petri se ve un callo de células indiferenciadas de Nicotiana tabacum. Estas células se pueden usar para formar órganos vegetales in vitro, con la ayuda de auxinas y citocininas para tener un control de la morfogénesis de tallos y raíces. / Igge - Wikimedia

 

También se ha utilizado su calidad de ramificación lateral para generar plantas más ramificadas en cultivos en los cuales se aprovechan las ramas, proporcionando así una mayor producción, como por ejemplo en los cereales. Por último, otro aspecto importante para la agricultura es que las citocininas retrasan la senescencia por el aumento de enzimas fotosintéticas.

 

Giberelinas, con "g" de germinación

Regulan un gran número de procesos del desarrollo. En primer lugar, promueven la germinación de las semillas activándolas después del tiempo de dormición y, además, movilizan las sustancias de reserva para que el embrión pueda crecer. En segundo lugar, estimulan la elongación del tallo, como consecuencia, en los cultivos, muchas plantas son tratadas con inhibidores de giberelinas para que no se hagan muy altas y no se rompan. En el caso del arroz, por ejemplo evitamos que su crecimiento lleve a la planta a caer encima el agua. Por el contrario, si queremos plantas más altas, incorporamos más giberelinas.

 

Fitohormones4 LenoreEdman

Semillas acabadas de germinar. Las giberelinas inducen en semillas la germinación, aunque estas no se encuentran en condiciones de luz y agua adecuadas para germinar. En cambio, el ácido abscísico contrarresta el efecto y las semillas no germinan aunque las condiciones sean favorables. / Lenore Edman - Flickr

 

Otros de sus efectos son: retrasar el paso del estado juvenil a adulto con el objetivo de que no se forman las estructuras reproductivas, conjuntamente con las auxinas promueven la formación del fruto y retrasan su maduración, y su aplicación externa hace que no se desarrolle la semilla.

 

ácidi abscísico, durmiendo semillas

Ahora nos encontramos ante las antagonistas de las giberelinas, como consecuencia, una de sus principales funciones será la dormición de las semillas para impedir su germinación, confiriendoles tolerancia a la desecación y contrarrestando así la movilización de recursos hasta que no encuentran el ambiente adecuado. Cuando esto pase se eliminará el ácido abscísico y proliferarán las giberelinas.

 

Ficaria verna estomes

Estomas de Ficaria verna observados al microscopio óptico. Estos estomas regulan el intercambio de gases de la planta. Está formado por dos células que se encargan de abrir y cerrar dependiendo de la turgencia por la entrada y salida de agua de la célula. Este mecanismo osmótico se puede ver afectado por el ácido abscísico que altera el flujo de iones entre membranas. / Wikimedia

 

Por otro lado, este tipo de hormonas son importantes porque actúan como señalizadoras del estrés hídrico. Cuando la planta se encuentra en situaciones de sequía, genera ácido abscísico que actuará a los estomas, que son como unas puertas que permiten que la planta transpire (como una especie de glándulas sudoríparas vegetales), cerrándolos para impedir que la planta pierda agua. Por eso, esta hormona se utiliza de forma exógena en cultivos cuando vienen épocas de sequía.

 

Etileno, una ayuda en la producción agrícola

Esta es la última hormona tiene una gran importancia en la industria agroalimentaria, puesto que se utiliza para el control de la maduración postcosecha de frutas y hortalizas climatéricas. Y es que el etileno acelera, tanto el proceso de maduración en frutos como la senescencia otros tejidos de la planta, así que jugará un papel importante a los órganos (perecederos) que tienen caducidad, como pueden ser las flores, las hojas o los frutos.

 

Fitohormonesfruita

Cuando dejamos en casa un bol con fruta variada, aquellas más maduras emitirán etileno que afectarán el resto de las frutas del bol acelerando su maduración. / Sgrpicker - Flickr

 

Con este artículo hemos dado un vistazo, por encima, del funcionamiento del mundo vegetal y su fisiología. Actualmente, todavía queda mucho por saber de las hormonas, y el número de estas no para de aumentar. Además, también aumentan el número de hormonas sintéticas que realizan funciones parecidas y que pueden ser determinantes de cara al futuro para enfrentarse a los cambios que se acontecen, con el fin de conseguir una agricultura más ecológica y de calidad.

 

Referencias

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Dilworth, L. L., Riley, C. K., & Stennett, D. K. (2017). Plant constituents: carbohydrates, oils, resins, balsams, and plant hormones. In Pharmacognosy: Fundamentals, Applications and Strategy , 61–80. doi: 10.1016/B978-0-12-802104-0.00005-6


Guardiola, J. L. (1996). Plant hormones. Physiology, biochemistry and molecular biology. Scientia Horticulturae, 66(3–4), 267–270. doi:  10.1016/s0304-4238(96)00922-3


Kende, H., & Zeevaart, J. A. D. (1997). The five “classical” plant hormones. Plant Cell, 9(7), 1197–1210. doi: 10.1105/tpc.9.7.1197

Abel Cerdà

Estudiant de Biologia de la Universitat de València.

M’agrada la música, sobretot el punk hardcore, i a més a més, toque el baix, sempre que puc practique una estona. També m’interessen les pel·lícules de ciència-ficció i des de menut el món dels videojocs. Per últim, una cosa que no m’agrada és el café però n’he de prendre per a sobreviure.