El amplio mundo de las plantas

Las plantas son organismos multicelulares fotosintéticos con complejos sistemas estructurales y funcionales. Estos organismos varían en tamaño, desde algunas casi microscópicas hasta las famosas secoyas gigantes. Y así como varían de tamaño, estos increíbles organismos han presentado adaptaciones y logrado vivir en cualquier condición ambiental del planeta: desde ambientes congelados (tundras) hasta ambientes tropicales (bosques, selvas).

El Reino Vegetal, a pesar de presentar muchas diferencias entre sus especies, la teoría dominante expone que este reino evolucionó a partir de un alga ancestral, teníendo a las algas verdes (carofíceas) como parientes más cercanos, ya que se tienen evidencias tanto bioquímicas como morfológicas que apoyan dicha teoría.

En estas algas, se han encontrado semejanzas con las plantas, como la presencia de enzimas en los peroxisomas, que minimizan la pérdida de productos orgánicos; la presencia del polímero esporopolenina, que evitan que los cigotos expuestos se sequen, y que a su vez se encuentra en las paredes de las esporas de las plantas como protección. En fin, son varias las características/semejanzas que podemos encontrar en las carofíceas y en las plantas, por lo que se concluye que el reino vegetal y las carofíceas proceden de un ancestro común, en este caso un alga ancestral.

La clasificación General de las plantas, según características evolutivas es la siguiente

A lo largo del tiempo las plantas fueron evolucionando, adquiriendo adaptaciones que les permitieron sobrevivir (y continuar evolucionando) a las adversas condiciones ambientales que se les presentaran. Para muchos científicos, la clasificación más general (evolutivamente hablando) de las plantas, es la siguiente: Plantas No vasculares y Plantas Vasculares.

Las plantas no vasculares (Briofitas), toman ese nombre por la ausencia de un tejido vascular o por tener uno vagamente desarrollado. Como ejemplos tenemos los musgos y las plantas hepáticas.

Las plantas vasculares (Traqueofitas), por otra parte si presentan tejido vascular complejo. De ahí proviene su nombre. Estas a su vez se clasifican en plantas Vasculares con semilla, y plantas Vasculares sin Semilla. Haciendo alusión a otro rasgo de gran importancia evolutiva: la semilla.

Acerca de la célula vegetal

La célula es la unidad estructural del organismo. En conjunto, las células forman organismos (aunque también existen organismos unicelulares) bastante complejos, capaces de realizar una serie de actividades o funciones asociadas con la supervivencia y/o desarrollo.

La célula vegetal y su estructura:
Cuando hablamos de célula vegetal estamos hablando de células eucarióticas, ya que poseen una rígida pared celular de celulosa, cloroplastos y una vacuola central grande*. La célula vegetal consiste de un protoplasto (contenido de una célula individual) rodeado por una membrana protoplasmática o plasmalema, y esta a su vez rodeada por una parede celular, la cual limita la expansión del protoplasto.

El protoplasto se forma por dos fases acuosas separadas por una membrana simple: La fase Matriz que comprende el nucleoplasma, el citoplasma y los compartimientos internos de mitrocondrias, peroxisomas y plastidios. Esta fase se caracteriza por la presencia de ribosomas. La otra fase contiene el líquido dentro de la cisterna del retículo endoplasmático y el jugo vacuolar.

En el párrafo anterior habla sobre dos fases separadas por una membrana simple. Esto es una característica bastante importante ya que hace ver que hay un sistema de membranas que permite la existencia de microambientes esenciales para las diferentes funciones químicas. Las Membranas son mediadoras específicas, selectivas, adaptables y participan en la regulación de las funciones químicas de la célula.

La membrana plasmática o Plasmalema cumple la función primaria de separar lo que está adentro de lo que está 'afuera' en el ambiente externo. Es decir que es esta la que regula el intercambio de materiales entre el espacio intracelular y el extracelular, proporciona fijación a los elementos del citoesqueleto, sirve de pasaje para diversas moléculas, entre otras funciones más. Ahora bien, adentro de las células existe un sistema interno de endomembranas que separa compartimientos con funciones específicas, como la fosforilación oxidativa en las mitocondrias o la fotosíntesis en los cloroplastos. Esto permite que la célula realice complejas funciones con facilidad.

El transporte de distintas sustancias através de las membranas ocurre por dos mecanismos básicos: La permeabilidad pasiva y el transporte activo. La primera se caracteriza por un proceso de difusión a causa de diferencias en las concentracioes y obstaculizado por barreras superficiales, y el transporte activo el cual involucra energía. Además cabe mencionar que las proteínas localizadas en las membranas permiten ciertas modalidades de transporte, tales como: Las transportadoras, las proteínas de canal (acuaporinas y proteínas de canal de iones), Porinas (Mitocondrias, peroxisomas y bacterias Gram Negativas), difusión pasiva de moléculas (esta última modalidad no involucra proteínas).

*Con excepción de los meristemos que poseen varias vacuolas pequeñas.

Luego de hablar sobre las principales características del plasmalema, es importante el estudio sobre los principales organelos que conforman la célula vegetal. Cabe mencionar que la plasmalema es una organela en sí misma, la cual permite el ingreso de nutrientes a la célula, mantiene y transporta las sustancias nocivas o de desecho fuera del citosol y evita la salida de metabolitos y de iones requeridos en el metabolismo celular.

Anteriormente se comentó acerca de 'microambientes' que permiten diferentes funciones químicas; es decir regiones con funciones específicas separadas. Por ponerlo de otra forma, cada una de estas regiones es un organelo.

El Retículo Endoplasmático (RE): este es un centro de síntesis para muchas proteínas. En el RE se sintetizan y luego se transportan al Aparato de Golgi, donde se modifican. Posee una doble membrana con un espacio intermedio que se extiende dentro del citoplasma como una serie de cisternas. Una característica del RE es que puede tener ribosomas involucradas en la síntesis de proteínas. Según la presencia o ausencia de ribosomas en el RE, este puede ser RE rugoso o RE liso, respectivamente.

El aparato de Golgi: Luego que las proteínas se sintetizan en el RE, llegan a este organelo y son modificadas para luego enviarlas tanto dentro como fuera de la célula mediante la formación de vesículas.El aparato de Golgi esta formado por una pila de sáculos membranosos, llamados cisternas y tiene una estructura precisa. El número de cisternas varía de célula a célula. La presencia de aparato de Golgi está involucrado en procesos de secreción celular, por lo que en plantas secretoras es abundante.

Vacuola: Cubierta por una membrana llamada Tonoplasto, el contenido vacuolar recibe el nombre de jugo vacuolar y esta constituído por agua y una gama variada de sustancias orgánicas e inorgánicas. Son funciones de la vacuola la regulación del potencial de agua del citoplasma, la almacenación de sustancias (como iones inorgánicos, proteínas de reserva, toxinas, entre otras) y la actividad lisosómica (vacuolas líticas).

Mitocondrias: Son el organelo celular donde se produce la mayor parte del proceso de respiración celular, esenciales para la producción de ATP (Mediante la reducción de moléculas orgánicas producidas por la fotosíntesis).

Plastidios: Organelos involucrados en el metabolismo de la energía, en actividades de almacenamiento y en la reproducción de las plantas. Los plastidios están rodeados por una capa doble, la cual contiene porinas. El espacio central dentro de esta capa doble se denomina estroma. El estroma contiene ribosomas y nucleótidos de ADN, principalmente, ya que pueden contener diferentes sustancias las cuales definen el tipo de plastidio: Leucoplastos (plastidios sin pigmentos) y cromoplastos (plastidios pigmentados).