Fotomorfogenesis

La luz es un importante factor ambiental que controla el crecimiento y el desarrollo de las plantas. Una de las principales razones de esto es que la luz origina fotosíntesis, tambien influye en el desarrollo provoca fototropismo, ocurren muchos otros efectos producto de la luz que son muy intependientes la fotosíntesis; la mayor parte de estos efectos controla la apariencia de la planata esto es, sudesarrollo estructural o morfogénesis (origen de la forma). Al control de la morfogénesis por medio de la luz se le conoce como Forfogenesis.

Para que la luz controle el desarrollo de a planta, esta primero debe absorver luz. Se conocen cuantro tipos de fotorreceptores que influyen en la fotomorfogenesis de las planatas:

FITOCROMO

Cualquier planta perenne caducifolia de región templada reconoce el acortamiento de los días a principios del otoño; se ha determinado experimentalmente que el receptor del fotoperíodo se encuentra en la hoja. Este fotorreceptor se aisló y se denominó fitocromo, el cual está compuesto por una proteína unida a un cromóforo (pigmento).

El fitocromo puede presentarse en dos formas distintas, las cuales pueden revertirse mediante la exposición a la luz de una determinada longitud de onda. Una forma tiene un máximo de absorción de 660 nm (P660, Pr) y es fisiológicamente inactivo; la otra forma tiene un máximo de absorción de 730 nm (P730, Pfr) y es fisiológicamente activo.

Se sabe que el único estado del fitocromo que activa alguna respuesta en los vegetales es el P730, por lo tanto es interesante comprender cómo éste actuaría cuando los días comienzan a acortarse en otoño. Es en esta época cuando la planta comienza a reducir progresivamente las concentraciones diarias de P730; se ha comprobado que niveles bajos de P730 determinan cambios desfavorables en la síntesis de clorofila y antocianinas, influyendo también en el crecimiento de las hojas y en la distribución de fotosintatos.

Tropismo

Movimientos automáticos e invariables, de origen hereditario, que se producen como respuesta a estímulos determinados. Si el movimiento se dirige hacia la fuente del estímulo, se llama tropismo positivo y si se aleja de la fuente del estímulo, tropismo negativo. Un organismo puede presentar un tropismo unas veces positivo y otras negativo ante el mismo estímulo, dependiendo de la intensidad del estímulo y de las condiciones fisiológicas del organismo. La proporción de respuestas aprendidas, en contraposición con las estereotipadas, aumenta con la complejidad de los seres, en la escala evolutiva.

En el crecimiento de las plantas también se han observado otras respuestas de este tipo. Cuando una semilla germina, la radícula crece hacia abajo, independientemente del sentido en que haya sido plantada. A este crecimiento orientado se le llama geotropismo positivo, que permite a la planta afianzarse en el suelo. Cuando la radícula crece hacia arriba, es decir alejándose de la tierra, el fenómeno se conoce como geotropismo negativo. El geotropismo positivo de las raíces puede modificarse si hay más agua en la superficie del suelo que en la profundidad. En este caso, las raíces tienden a crecer hacia la fuente de agua, en respuesta al hidrotropismo.

Reloj Biologico

Las tempereraturas, los niveles de luz y las humedades en ocaciones cambiaban de modo radical de lapsos que fluctuaban de unos cuantos minutos quiza 5 ó 6 horas.Sistemas fisiológicos que permiten a los organismos vivir en armonía con los ritmos de la naturaleza, como son los ciclos del día y la noche, y de las estaciones. Estos "relojes" biológicos existen para casi todos los ciclos internos que implican periodicidad en el reino vegetal y animal, si bien, la mayor parte de nuestros conocimientos se deben al estudio de los ritmos circadianos (diarios) que establecen los patrones típicos de conducta diaria incluso en ausencia de indicadores externos, como la salida del Sol, demostrando que la periodicidad depende por completo de relojes internos.

Sin embargo, ningún reloj es perfecto. Cuando los organismos se ven privados de las señales que proporciona el mundo exterior, exhiben un periodo de "curso libre" que no llega a abarcar las 24 horas. Como resultado, estos animales se desfasan lentamente respecto de la naturaleza. En los experimentos en los que se aísla a unos sujetos durante largos periodos de tiempo, se observa que éstos mantienen un horario, aunque cada vez más desfasado, para la comida y el sueño. En circunstancias normales este desfase no se produce, ya que las señales externas reajustan los relojes cada día. El indicador más importante es la luz solar, aunque muchos organismos pueden utilizar variaciones rítmicas de temperatura, u otros estímulos sensoriales, para reajustar sus relojes internos. Sin embargo, cuando el error cronométrico es importante, el reajuste completo puede tardar varios días. Este fenómeno es bien conocido por los viajeros de largas distancias como el jet-lag.

Ritmos Circadianos

Las alteraciones del ritmo sueño-vigilia se producen cuando hay un desfase entre el ritmo biológico de sueño-vigilia y el horario deseado o impuesto por las circunstancias. Los trastornos más frecuentes son el cambio de turno (shift-work) y el cambio de zona horaria (jet-jag).

En cuanto al tratamiento de las alteraciones de los ritmos circadianos, éste comprende varias aproximaciones:

• Conductual: regularización de horarios durante toda la semana (incluido el fin de semana), concentración del sueño en un único episodio, desplazamiento progresivo del ciclo sueño-vigilia, y en caso de jet-lag incorporarse lo más rápido a los horarios habituales.

• Farmacológico: toma de hipnóticos, especialmente indicados aquellos de inicio del sueño para adaptarse mejor los primeros días al nuevo horario.

• Luminoterapia: estimulación intensa de luz para sincronizar los ritmos biológicos con el ciclo luz-oscuridad, mediante lámparas especiales como la que se muestra en la figura.

Fotoperiodismo

Se denomina fotoperiodismo al conjunto de los procesos mediante los cuales un gran número de los organismos de las regiones templadas programan sus actividades (por ejemplo, la localización, el crecimiento o la reproducción), haciéndolas coincidir con el momento más favorable para la supervivencia de la especie, utilizando como indicador las variaciones periódicas de la duración de la iluminación: la alternancia día-noche y las fluctuaciones estacionales en su longitud respectiva.
       En los vegetales, la duración y periodicidad en la iluminación tiene una influencia decisiva sobre la duración del crecimiento vegetativo y sobre la época de floración.

Así, por ejemplo, muchos árboles y plantas comunes, para mantener un metabolismo activo, necesitan estar expuestas diariamente a iluminaciones prolongadas: cuando los días se vuelven cortos, como sucede en el otoño, el crecimiento se detiene y sus yemas entran en una fase de reposo que las protege frente a las bajas temperaturas invernales. Algunas especies vegetales, como es el caso de los cereales de primavera y de la remolacha, solamente florecerán cuando el período de iluminación diurno supere una cierta duración crítica característica para cada especie (plantas macrohémeras o de día largo); la espinaca, por ejemplo, comienza a florecer cuando está expuesta durante dos semanas a días cuyo período de iluminación supere las trece horas. Otras especies (plantas microhémeras) permanecen en estado vegetativo si el período de oscuridad es demasiado corto, y únicamente florecerán cuando el período nocturno se haga preponderante y de una duración superior a un cierto nivel crítico variable con la especie; trigos de invierno, algunas plantas cultivadas de origen tropical, como el arroz, caña de azúcar, ciertas variedades de tabaco y de soja, etc. Existen igualmente plantas foto periódicamente neutras, es decir, que no son sensibles al ritmo diario de iluminación. En consecuencia, el conocimiento exacto de la respuesta fotoperiódica de las plantas tiene especial interés económico en agricultura, ya que permite cultivar en cada región las variedades que mejor se ajusten al fotoperído específico de la misma.