El sistema vascular de las plantas es un conjunto de tejidos especializados encargados del transporte de agua, nutrientes y sustancias orgánicas a través de la planta. La característica más llamativa que distingue a las plantas vasculares de las no vasculares es la presencia de estos tejidos especializados en la conducción de agua, sustancias inorgánicas y orgánicas. Estos tejidos son el xilema y el floema.
Desde el punto de vista fisiológico, las plantas necesitan los tejidos conductores para su crecimiento porque distribuyen agua y sustancias orgánicas. También actúan como soporte, a modo de esqueleto, para las partes aéreas de la planta y dan consistencia a las subterráneas. Si estos vasos están obstruidos o bloqueados por patógenos, se puede interrumpir este flujo y afectar gravemente la salud y el crecimiento de la planta. Existen varios tipos de hongos y bacterias que pueden afectar los haces vasculares de las plantas y producir enfermedades.
Durante el crecimiento primario de la planta se originan el xilema y el floema primarios. El protoxilema y el protofloema son los primeros tejidos conductores que aparecen en la planta y se forman a partir del meristemo procámbium. Esto ocurre tanto en el embrión como en las proximidades de los ápices de las plantas adultas. Posteriormente aparecen el metaxilema y el metafloema, formados también a partir del procámbium, que sustituyen paulatinamente al protoxilema y al protofloema como tejidos conductores. Si la planta tiene crecimiento secundario, se forman el xilema y floema secundarios a partir del meristemo cámbium vascular, a la vez que el metaxilema y metafloema dejan de ser funcionales.
El xilema y el floema, tanto primarios como secundarios, se localizan próximos entre sí en todos los órganos de la planta puesto que proceden de las mismas células meristemáticas. Al conjunto de haces vasculares en el tallo y en la raíz se le denomina estela, que en función de la organización reciben diferentes nombres.
El Xilema: Transporte de Agua y Soporte Estructural
El xilema, también llamado leño, se encarga del transporte y reparto de agua y sales minerales provenientes fundamentalmente de la raíz al resto de la planta, aunque también transporta otros nutrientes y moléculas señalizadoras. Es también el principal elemento de soporte mecánico de las plantas, sobre todo en aquellas con crecimiento secundario. El xilema consta de cuatro tipos celulares principales.
En el xilema nos encontramos cuatro tipos celulares principales. Dos son células conductoras o traqueales, e incluyen: a) los elementos de los vasos, o tráqueas, y b) las traqueidas. Los elementos conductores o traqueales son células con una pared celular secundaria gruesa, dura y lignificada, y con un contenido citoplasmático que se elimina durante su diferenciación. Se distinguen a microscopía óptica por unos engrosamientos de sus paredes secundarias, los cuales pueden ser anulares, helicoidales, reticulados y punteados.
Elementos Conductores del Xilema
- Elementos de los vasos (a): Son células de mayor diámetro y más achatadas que las traqueidas. Se unen longitudinalmente unas a otras para formar tubos llamados vasos. Por ellos, el agua circula vía simplasto (por el interior de las células), y pasa de una célula a la siguiente por las perforaciones que se encuentran en sus paredes transversales (situadas en ambos extremos de la célula), denominadas placas perforadas. Estas placas pueden no aparecer en algunos vasos. Además, el agua y sustancias disueltas pueden atravesar las punteaduras situadas en las paredes laterales de la célula y pasar a otras células del xilema.
- Traqueidas (b): Son el otro elemento conductor que aparece en las plantas vasculares. Las pteridofitas y gimnospermas sólo poseen este tipo traqueal como célula conductora, mientras que las angiospermas poseen tanto traqueidas como elementos de los vasos. Las traqueidas son células alargadas, estrechas y fusiformes. El agua circula por ellas y pasa de unas a otras vía simplasto atravesando las punteaduras areoladas. En general, su capacidad para conducir agua es menor que la de los elementos de vasos, ya que no poseen placas perforadas. Además, tienen paredes celulares más gruesas y un menor volumen interno para la conducción que los elementos de los vasos.
Las células parenquimáticas (c) se organizan en los tejidos conductores de dos maneras: radialmente o axialmente. Las radiales forman filas o radios perpendiculares a la superficie del órgano, mientras que las axiales se distribuyen en grupos o tiras longitudinales en el xilema, sobre todo en el secundario. Las células parenquimáticas radiales son células elongadas en la dirección del radio y conectadas por una gran cantidad de plasmodesmos que permiten su comunicación con otras células vecinas.
Desarrollo del Xilema
El xilema primario es el primer tipo de xilema que se forma durante el desarrollo de un órgano en la planta, y está formado primero por el protoxilema y más tarde por el metaxilema. En primer lugar, se forma el protoxilema a partir del meristemo procámbium. Completa su desarrollo durante la elongación del órgano y luego desaparece por fuerzas mecánicas producidas durante el crecimiento. La pared secundaria de los elementos conductores del protoxilema, las traqueidas y los elementos de los vasos, suelen tener engrosamientos anulares al inicio, para luego desarrollar otros helicoidales.
El metaxilema aparece tras el protoxilema, cuando el órgano se está alargando, y madura después que se detiene la elongación. Se origina también a partir del procámbium. Sus células son de mayor diámetro que las del protoxilema y las paredes celulares de los elementos conductores tienen engrosamientos en forma reticulada y posteriormente son perforadas. El xilema secundario se produce en aquellos órganos con crecimiento secundario a partir del meristemo cámbium vascular.
El Floema: Transporte de Sustancias Orgánicas
El floema, llamado también líber o tejido criboso, es un tejido de conducción formado por células vivas. Es el tejido encargado del transporte de sustancias orgánicas, como los azúcares, desde las hojas hacia el resto de la planta. El movimiento de nutrientes dentro del floema, el de sacarosa principalmente, es unidireccional y más lento, alcanzando solo los 2,5 cm por minuto.
El floema está formado por más tipos celulares que el xilema, que se distribuyen entre los elementos conductores y los no conductores. Los elementos conductores son los tubos o elementos cribosos (a) y las células cribosas (b). Ambos tipos celulares son células vivas, aunque sin núcleo, y tienen la pared primaria engrosada con depósitos de calosa. Dentro de los elementos no conductores se encuentran las células parenquimáticas, siendo las más abundantes las denominadas células acompañantes (c).
Elementos Conductores del Floema
- Tubos cribosos (a): Son típicos de las angiospermas. Son células individuales achatadas que se disponen en filas longitudinales y que se comunican entre sí mediante placas cribosas localizadas en sus paredes transversales o terminales. Las placas cribosas contienen poros de gran tamaño que comunican los citoplasmas de las células vecinas. Además, poseen áreas cribosas en las paredes laterales que son depresiones en la pared primaria con poros que atraviesan la pared completamente. Éstas sirven para comunicarse con otros tubos cribosos contiguos y con las células parenquimáticas especializadas que los acompañan llamadas células acompañantes o anexas.
- Células cribosas (b): Son típicas de gimnospermas y pteridófitas. Son células largas y de extremos puntiagudos, comunicándose entre sí lateralmente mediante grupos de campos de poros primarios que forman las áreas cribosas. Sin embargo, no poseen placas cribosas. Se relacionan funcional y morfológicamente con una célula parenquimática especializada llamada célula albuminosa (o célula de Strassburger).
Las células parenquimáticas (c) son células asociadas al floema. Las denominadas células acompañantes son células parenquimáticas que están estrechamente asociadas a los elementos conductores del floema puesto que mantienen metabólicamente a los tubos cribosos, ya que éstos carecen de núcleos y tienen un citoplasma reducido. Las células acompañantes sólo aparecen en angiospermas. Otras células parenquimáticas funcionan como lugares de reserva de las sustancias transportadas por el propio floema. En algunas especies se encuentran en el floema células especializadas con función secretora. La asociación de las células parenquimáticas con los tubos o células cribosas es fuerte, cuando mueren los tubos o células cribosas también lo hacen las células parenquimáticas.
Desarrollo del Floema
El floema primario es el primer tipo de floema que aparece en los órganos en desarrollo, aparece primero como protofloema y más tarde como metafloema. El protofloema es el primer floema que aparece y se forma a partir del meristemo procámbium. El protofloema contiene elementos cribosos poco desarrollados en las angiospermas, mientras que en las gimnospermas y pteridófitas posee células cribosas, también poco desarrolladas. Las células acompañantes son muy raras o ausentes.
El metafloema sustituye rápidamente al protofloema, normalmente cuando termina la elongación del órgano, y se origina también a partir del procámbium. Contiene tubos cribosos y células cribosas de grosor y longitud mayores que en el protofloema, y siempre tienen células acompañantes. Aquí aparecen las placas cribosas en los tubos cribosos. El floema secundario se forma a partir del meristemo cámbium vascular en las plantas con crecimiento secundario. En este tipo de floema los elementos conductores están muy desarrollados, así como las células acompañantes, y aparecen tanto el parénquima axial como el radial. Las células del floema secundario, al contrario que en el xilema, no depositan pared celular secundaria, y son células vivas.
Plantas Vasculares vs. No Vasculares
Las plantas se dividen en briofitas y traqueofitas según la presencia de vasos conductores.
- Briofitas (plantas no vasculares): No presentan vasos conductores o los tienen poco desarrollados. Por esto, la mayoría son de tamaño pequeño y viven en ambientes húmedos, lo que facilita el ingreso y la salida de sustancias a través de la difusión o del transporte activo. Las hepáticas, los musgos y los antoceros conforman este grupo. La ausencia de auténticas hojas, tallos y raíces se debe a la carencia de sistema vascular.
- Traqueofitas (plantas vasculares): Presentan vasos conductores que les permiten alcanzar grandes tamaños y vivir en diversos ambientes, tanto húmedos como en aquellos en donde la disponibilidad de agua no es suficiente. A este grupo pertenecen las plantas que no tienen semillas como los helechos y los dos grandes grupos de plantas con semillas: las gimnospermas y las angiospermas.
Ejemplos de Plantas Vasculares
Las plantas vasculares, también conocidas como traqueofitas o cormofitas, pertenecen al grupo Tracheophyta. Estas plantas tienen como principal característica que cuentan con tejidos que conducen los fluidos a través de la planta y otros que otorgan un soporte para permitir que estas consigan un gran desarrollo de forma individual. A las plantas vasculares también se las nombra, de manera general, como plantas superiores. La gran mayoría de las plantas que conocemos se encuentran dentro de esta clasificación.
Todas las plantas vasculares presentan raíz, por lo general subterránea, un tallo aéreo y hojas. La raíz, además de sujetar la planta, succiona los nutrientes del suelo o sirve de reserva de alimentos. El tallo permite separar las hojas, las flores y los frutos del suelo, lo que posibilita mayor crecimiento de estos vegetales con respecto a las briofitas. Los tejidos por los que circulan los nutrientes, sales minerales y el agua que necesitan para el desarrollo las plantas vasculares están repartidos por toda la estructura de estas. Debido a estos tejidos vasculares, este tipo de plantas no necesitan un entorno muy concreto para crecer, es decir que este puede variar en ciertos rangos.
Las plantas vasculares presentan una anatomía única que no existe en otros organismos del reino vegetal menos evolucionados. Es el caso de la cutícula, que es una capa externa con función protectora y las estomas, órganos indispensables para realizar el intercambio de gaseoso.
CAPILARIDAD (Explicación COMPLETA)
Las plantas vasculares tienen una antigüedad de casi 400 millones de años. A continuación, te mostramos algunos ejemplos:
- Pteridofitas o filicíneas: Las plantas pertenecientes al grupo de las filicíneas fueron las primeras plantas vasculares. Estas no producen flores, por lo que se reproducen con esporas y necesitan de climas húmedos para crecer y reproducirse. A este grupo pertenecen, principalmente los helechos.
- Gimnospermas: Se distinguen porque la semilla que producen no se desarrolla en el interior de un fruto cerrado. Las semillas de estas plantas se desarrollan sobre una escama que forma parte de un cono. Estas semillas se dispersan con la ayuda del viento cuando los conos maduros abren sus escamas. El grupo de plantas gimnospermas más conocido es el de las coníferas (pinos, cedros, abetos).
- Angiospermas: Producen semillas protegidas encerradas en el interior de frutos. La protección que ofrece la flor al óvulo, y la fruta a la semilla, aumenta las posibilidades de que la planta se reproduzca con más éxito. Por eso, las angiospermas constituyen un grupo con mayor diversidad que el de las gimnospermas. Hay gran diversidad de angiospermas, y cada una muestra formas diferentes en las raíces, los tallos, las hojas, las flores y los frutos. Existen dos tipos de plantas angiospermas: las monocotiledóneas y las dicotiledóneas, que se distinguen por la forma como se organiza el alimento del embrión en la semilla.