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9.3: Anatomía de la hoja - Biología

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Anatomía de la hoja mesofítica

Ver una diapositiva preparada de un Ranúnculo hoja. Es un buen ejemplo de hoja "estándar", no especialmente adaptada a ambientes húmedos o secos. Este tipo de planta se llama mesófito (meso- que significa medio, -fita que significa planta), prefiriendo condiciones climáticas moderadas.

La capa exterior de células tanto en la superficie superior como en la inferior de la hoja es la epidermis. ¿Puede encontrar poros (huecos) en la epidermis? Estos poros se llaman estomas y permitir que el dióxido de carbono ( ( ce {CO2} )) entre en la hoja para la fotosíntesis. El oxígeno ( ( ce {O2} )), que se produce durante la fotosíntesis como producto de desecho, se libera a través de los estomas. Un tercer gas, el vapor de agua ( ( ce {H2O} )), también escapa a través de los estomas, aunque esto tiene efectos tanto beneficiosos como perjudiciales para la planta.

Mire a ambos lados de un estoma (esta es la versión singular de los estomas) para ver el flanco celdas de guardia. Estas células regulan la apertura y el cierre del estoma inflando y abriendo cuando hay un alto contenido de agua en la hoja, o colapsando y cerrando el estoma cuando el contenido de agua en la hoja es bajo. Esto evita que el vapor de agua se escape de la planta si tiene muy poca agua. Sin embargo, también evita la entrada de ( ce {CO2} ), deteniendo la formación de azúcares en la planta y cortando su fuente de energía. El flujo de vapor de agua que sale de la hoja ayuda a sacar el agua de las raíces; consulte el laboratorio 5a para obtener una descripción completa de la transpiración.

Debajo de la epidermis superior hay una capa de células alargadas llenas de cloroplastos. Este es el mesófilo empalizada, que se ha especializado en capturar la luz solar entrante, rotar los cloroplastos hacia la parte superior de la hoja y luego permitirles que se regeneren ciclando hacia el centro de la hoja. Justo debajo del mesófilo en empalizada está el mesófilo esponjoso. El mesófilo esponjoso está lleno de bolsas de aire (de ahí el nombre esponjoso) que permiten que ( ce {CO2} ) se mueva hacia la hoja hasta el mesófilo en empalizada, además de permitir que el oxígeno se difunda desde el mesófilo en empalizada a través del mesófilo esponjoso. y sacar los estomas.

Es posible que vea círculos de células densamente empaquetadas que se tiñen de un color diferente al de las células del mesófilo, además de tener una estructura organizativa diferente. Son venas de tejido vascular que atraviesan la hoja. El xilema está en la parte superior, se tiñe de manera diferente al resto de las células debido a sus paredes secundarias lignificadas. El floema está en la parte inferior del haz, sostenido por un grupo de fibras (esclerénquima) que aumentan el soporte estructural de las venas. El xilema transporta agua y minerales disueltos desde las raíces hasta la hoja, mientras que el floema transporta los azúcares producidos en la hoja a otras regiones de la planta.

Dibuja una sección transversal de una hoja mesofítica, etiquetando cada estructura o tejido con su nombre y función. Considere la posibilidad de simplificar la imagen para utilizarla como referencia sencilla.

En la hoja que está viendo, ¿hay más estomas en la epidermis superior o inferior? ¿Puedes pensar en alguna razón por la que esto podría ser?

¿Cómo contribuye la estructura del mesófilo esponjoso a su función?

Adaptaciones hidrófitas de las hojas

Hidrófitos (agua que significa agua) son plantas adaptadas para crecer en el agua. La estructura de una hoja hidrófita difiere de una hoja mesofítica debido a las presiones selectivas en el medio ambiente: el agua es abundante, por lo que la planta está más preocupada por mantenerse a flote y prevenir la herbivoría.

Observe un portaobjetos preparado de un hidrófito, como Nymphaea, comúnmente llamado nenúfar. Nótese la fina capa epidérmica y la ausencia de estomas en la epidermis inferior. En el mesófilo esponjoso, hay grandes bolsas donde el aire puede quedar atrapado. Este tipo de tejido de parénquima, especializado para atrapar gases, se llama aerénquima. Busque células ramificadas de aspecto agudo que atraviesen el mesófilo de la hoja. Estos se tiñerán de manera diferente a las células del parénquima porque tienen una pared secundaria gruesa. Estas células de esclerénquima se llaman astrosclereidas y proporcionan el soporte estructural de la hoja, así como la prevención de la herbivoría.

¿Por qué no hay estomas en la epidermis inferior de un Nymphaea ¿hoja?

Dibuja una sección transversal de la hoja de Nymphaea, etiquetando cada estructura o tejido con su nombre y función.

Adaptaciones de hojas xerofíticas

Xerofítico Las plantas (xero, que significa secas) están adaptadas a condiciones secas. California es un gran lugar para ver plantas xerófitas debido a la larga estación seca que también corresponde a la estación más cálida. Si es de California, esto puede parecer perfectamente normal. Sin embargo, en la mayoría de los otros lugares, la temporada cálida coincide con la temporada de lluvias, un clima mucho más fácil de navegar para las plantas. La coincidencia de estaciones secas y cálidas ocurre en 5 regiones distintas del mundo, todas en la costa oeste de su continente y todas en una banda latitudinal estrecha entre 30-60 grados a cada lado del ecuador. Este tipo de clima lleva el nombre de una de estas 5 regiones: el Mediterráneo.

Las temperaturas cálidas a altas aumentan la transpiración. Las condiciones secas tienen el mismo efecto, duplicando el estrés hídrico en las plantas en climas mediterráneos donde es cálido y seco al mismo tiempo.

Pines

Los pinos evolucionaron durante un período de la historia de la Tierra en el que las condiciones se volvieron cada vez más secas. Las agujas de pino tienen muchas adaptaciones para hacer frente a estas condiciones.

  1. La epidermis de la hoja parece tener más de una capa celular de espesor. Estas capas subsiguientes de tejido similar a la epidermis debajo de la capa externa única de la epidermis verdadera se denominan hipodermis (hipo que significa debajo, dermis que significa piel), que ofrece una barrera más gruesa y ayuda a prevenir la pérdida de agua.
  2. La epidermis en sí está cubierta por fuera por una capa gruesa de cera llamada cutícula. Debido a que las ceras son hidrófobas, esto también ayuda a prevenir la pérdida de agua a través de la epidermis.
  3. Los estomas suelen estar hundidos y ocurren dentro de la hipodermis en lugar de la epidermis. Estomas hundidos Crea una bolsa de aire que está protegida del flujo de aire a través de la hoja y puede ayudar a mantener un mayor contenido de humedad.
  4. Hay dos haces de tejido vascular incrustados dentro de una región de células llamada tejido de transfusión. El tejido de transfusión y los haces vasculares están rodeados por una capa distinta de células llamada endodermis (muy parecido a una raíz, pero no subberizado).
  5. Finalmente, la forma general de la hoja permite la menor pérdida de agua posible al disminuir el área de superficie relativa, tomando una forma más redonda en lugar de una más plana. Esta baja relación superficie / volumen es característico de los xerófitos.

Observe un portaobjetos preparado de una sección transversal de una aguja de pino. Las extrañas células invaginadas entre la hipodermis y la endodermis son el mesófilo. Dibuja la otra mitad de la aguja de pino de arriba. Identificar y etiquetar las estructuras involucradas en la retención de agua.

Nota

Hay varios canales que aparecen como grandes círculos abiertos en la sección transversal de la hoja. Estos son canales de resina. Las células que las recubren secretan resina (la sustancia pegajosa que exudan las coníferas, a menudo llamada brea), que contiene compuestos que son tóxicos para los insectos y las bacterias. Cuando los pinos evolucionaron, no solo la Tierra se volvió más seca, sino que los insectos evolucionaron y proliferaron. Estos canales de resina no son características que ayuden a la planta a sobrevivir en condiciones secas, pero sí ayudan a prevenir la herbivoría. Además de la prevención de la herbivoría, la resina puede ayudar a cerrar heridas y prevenir infecciones en los sitios de las heridas.

Adelfa

AdelfaNerium adelfa) es otra planta que se ha adaptado específicamente para sobrevivir a la sequía, posiblemente nativa del Mediterráneo aunque se desconoce su origen exacto. La adelfa también tiene defensas contra la herbivoría, lo que hace que toda la planta sea extremadamente tóxica, incluso para los humanos.

En lugar de estomas hundidos, la epidermis de la adelfa se rebaja y crea un bolsillo que está revestido de tricomas. Los estomas se encuentran en la base de estos bolsillos, llamados criptas estomáticas. Los tricomas ayudan a capturar la humedad que se evapora y mantienen un ambiente relativamente húmedo alrededor de los estomas. Estas criptas estomáticas se encuentran solo en la parte inferior de las hojas, donde experimentan menos exposición al sol y, por lo tanto, menos transpiración. La epidermis superior está libre de estomas y, en cambio, está cubierta por una cutícula gruesa.

La siguiente imagen muestra un primer plano de la epidermis superior. ¿Qué es esa capa gruesa en la parte superior de la epidermis? ¿Cómo se compara con la misma capa en una hoja mesofítica?

Observe un portaobjetos preparado de una sección transversal de una hoja de Nerium. Dibuje y etiquete las estructuras mencionadas en el párrafo anterior, así como cualquier característica adicional que vea en la descripción de adaptaciones xerofíticas en pinos.

¿Qué adaptaciones comparten los pinos y la adelfa? ¿Qué características que se encuentran en la hoja de pino están ausentes en la hoja de adelfa?

Maíz

Maíz (Zea mays) no es necesariamente un xerófito, pero está adaptado para soportar altas temperaturas. Una de estas adaptaciones, la fotosíntesis tipo C4, se tratará en el laboratorio de fotosíntesis. El que identificará es algo que le permite a la hoja alterar la cantidad de área de superficie expuesta. Cuando la humedad es abundante, las hojas de maíz se expanden por completo y pueden maximizar la fotosíntesis. Cuando la humedad es limitada, las hojas se enrollan hacia adentro, lo que limita tanto la pérdida de humedad como la capacidad fotosintética. Esto se logra con la presencia de células bulliformes en la epidermis superior. Estos grupos de células agrandadas se hinchan con agua cuando hay abundante agua disponible. A medida que disminuye el contenido de agua en la planta, estas células se marchitan, lo que hace que la epidermis superior se doble o doble hacia adentro en estos puntos. Esta adaptación a la exposición al sol también se puede encontrar en muchas otras gramíneas (el maíz es un miembro de las Poaceae, la familia de las gramíneas).

Observe un portaobjetos preparado de una sección transversal de una hoja de Zea mays. Busque grupos de células agrandadas en la epidermis superior. Etiqueta las células bulliformes en la imagen de arriba.

¿Por qué no hay también células bulliformes en la epidermis inferior? ¿Qué le pasaría a una hoja con células bulliformes en ambos lados?

¿Dónde se encuentran los estomas en una hoja de Zea mays?


Ver el vídeo: Anatomía de la Hoja (Junio 2022).