Evolución de la Fisiología Vegetal en los últimos 100 …

1 Revista Eubacteria Revista Eubacteria. Cien a os de avances en ciencias de la vida. N 34. 2015. ISSN 1697-0071 74 INTRODUCCI N Las plantas son los productores primarios del ecosistema terrestre, lo que significa que todos los alimentos que consumimos provienen directa o indirectamente de ellas. La capacidad de convertir la energ a del sol en energ a qu mica ha permitido a las plantas ocupar un nicho completamente diferente pero muy compatible con el nuestro, al poder realizar la fotos ntesis. Como subproducto de este proceso metab lico, las plantas producen el ox geno que los animales necesitamos para vivir.

2 Adem s, las plantas son una fuente importante de muchos productos farmac uticos, de madera y fibras, y tambi n cada vez m s de productos renovables que sustituyen a los pl sticos y la energ a derivada del petr leo, gracias a que han desarrollado un conjunto complejo de rutas metab licas, que producen una amplia variedad de metabolitos primarios y secundarios. Las plantas tambi n se utilizan para producir compuestos de uso m dico, como anticuerpos, prote nas humanas (por ejemplo, la insulina) e incluso vacunas. A estos compuestos se les conoce como prote nas farmac uticas de origen Vegetal .

3 Estas vacunas comestibles no requieren manipulaci n est ril ni costosa pues son eficaces cuando se ingieren. El nombre de Fisiolog a deriva del griego physis que significa funci n y logos que significa ciencia. Por tanto la Fisiolog a Vegetal es la ciencia que estudia c mo funcionan las plantas. La Fisiolog a Vegetal empez a tomar cuerpo en 1800 cuando Frenchman J. Senebier edit su primera monograf a en cinco vol menes titulada Plant Physiology , en la que incluy no solo sus propios resultados experimentales, sino tambi n los de otros cient ficos en este campo, como M.

4 Malpighi, que describi el flujo de sustancias en la planta (1775); St. Hales, que propuso que el agua y las sales minerales se transportaban por el xilema, mientras que otras sustancias lo hac an por el floema (1727); J. Pristley, que sent las bases para el descubrimiento de la fotos ntesis (1771), entre otros. La Fisiolog a Vegetal es una rama de las ciencias biol gicas que estudia la vida de las plantas, c mo funcionan y c mo son capaces de utilizar la energ a de la luz para , a partir de sustancias inorg nicas, sintetizar mol culas org nicas con las que construir las complejas estructuras que forman el cuerpo de la planta.

5 Investiga c mo son capaces de reproducirse, c mo se adaptan al ambiente particular de cada momento, c mo se integran dichos procesos durante el desarrollo y c mo pueden ser modulados por el medio ambiente, para poder completar su ciclo biol gico. Por tanto, a nivel molecular, analiza los procesos fisicoqu micos que ocurren en las plantas, como son la s ntesis, ensamblaje y reconstrucci n de las prote nas, cidos nucleicos, polisac ridos, l pidos y el resto de metabolitos primarios y secundarios, estudiando la energ tica y los mecanismos que regulan dichos procesos.

6 A nivel celular, estudia la estructura y propiedades de las c lulas, sus componentes y las relaciones entre las organelas. A nivel intercelular, los m ltiples procesos implicados, como la fotos ntesis, respiraci n y las interacciones entre tejidos y rganos. A nivel de organismo estudia las funciones de coordinaci n e interacci n entre rganos y los cambios que experimentan en los procesos de adaptaci n. En los ltimos 100 a os se ha producido un vertiginoso aumento en la investigaci n sobre diversos aspectos de la Fisiolog a Vegetal , gracias al desarrollo de diversas t cnicas anal ticas como la cromatograf a de gases y la l quida, la espectrometr a de masas, la resonancia magn tico nuclear (RMN), la microscop a ptica y electr nica, los cultivos in vitro de plantas, rganos y c lulas, y las t cnicas moleculares.

7 Todo ello ha permitido profundizar en el conocimiento de las diversas ramas de esta ciencia. Los conocimientos adquiridos en los ltimos a os han facilitado el desarrollo de nuevas estrategias para aumentar la producci n y mejorar la calidad de los productos agr colas. A continuaci n iremos enumerando el estado de conocimientos de algunas de las tem ticas que trata la Fisiolog a Vegetal . Ana Mar a Ortu o Tom s, Licinio D az Exp sito y Jos Antonio Del R o Conesa Departamento de Biolog a Vegetal (Fisiolog a Vegetal ), Universidad de Murcia. Evoluci n de la Fisiolog a Vegetal en los ltimos 100 a os Revista Eubacteria Revista Eubacteria.

8 Cien a os de avances en ciencias de la vida. N 34. 2015. ISSN 1697-0071 75 RELACIONES H DRICAS El agua es esencial para la supervivencia, el crecimiento y la actividad metab lica de las plantas. Su estructura y propiedades influyen en todos los constituyentes celulares. Las relaciones h dricas en las plantas estudian, la absorci n de agua a partir del suelo, su transporte a trav s de la planta y su p rdida, en forma de vapor de agua, hacia la atm sfera circundante por acci n de la transpiraci n. Gracias al desarrollo de diversos instrumentos como los psicr metros, la c mara de presi n y la sonda de presi n o bomba de Scholander, se ha podido determinar el estado del agua en la planta, estimando los valores de potencial h drico y sus componentes.

9 Un importante avance en el conocimiento sobre los movimientos del agua en las plantas fue el descubrimiento de las acuaporinas. Estas prote nas de membrana fueron descubiertas en los a os 80, y su funci n es actuar como canales que facilitan la difusi n del agua a trav s de membranas. En Arabidopsis, las acuaporinas est n codificadas por m s de 30 genes hom logos. En las plantas existen diferentes acuaporinas con una espec fica localizaci n subcelular. Algunas son prote nas multifuncionales, pudiendo transportar, adem s del agua, CO2 y NH3.

10 La radiaci n solar proporciona la fuente de energ a para la transpiraci n, siendo la evaporaci n del agua en la hoja la que establece el gradiente de potencial h drico en la planta. La difusi n del vapor de agua desde la hoja al aire se produce a trav s de la cut cula y del aparato estom tico. De todas ellas, la ruta m s importante en el intercambio de agua con la atm sfera, en magnitud, es la estom tica. El conocimiento sobre los mecanismos que regulan la abertura estom tica ha permitido establecer que este proceso est regulado por factores end genos y ambientales.