30.3: Raíces

Habilidades para Desarrollar

• Identificar los dos tipos de sistemas raíz
• Describir las tres zonas de la punta de la raíz y resumir el papel de cada zona en el crecimiento radicular
• Describir la estructura de la raíz
• Enumerar y describir ejemplos de raíces modificadas

Las raíces de las plantas semilleras tienen tres funciones principales: anclar la planta al suelo, absorber agua y minerales y transportarlos hacia arriba, y almacenar los productos de la fotosíntesis. Algunas raíces se modifican para absorber la humedad e intercambiar gases. La mayoría de las raíces son subterráneas. Algunas plantas, sin embargo, también tienen raíces adventicias, que emergen por encima del suelo del brote.

Tipos de Sistemas Raíz

Los sistemas radiculares son principalmente de dos tipos (Figura\(\PageIndex{1}\)). Las dicotiledóneas tienen un sistema radicular de grifo, mientras que las monocotiledóneas tienen un Un sistema de raíz de grifo tiene una raíz principal que crece verticalmente, y de la cual surgen muchas raíces laterales más pequeñas. Los dientes de león son un buen ejemplo; sus raíces de grifo suelen desprenderse al tratar de arrancar estas malas hierbas, y pueden volver a crecer otro brote de la raíz restante). Un sistema de raíces de grifo penetra profundamente en el suelo. Por el contrario, un sistema radicular fibroso se localiza más cerca de la superficie del suelo, y forma una densa red de raíces que también ayuda a prevenir la erosión del suelo (los pastos del césped son un buen ejemplo, al igual que el trigo, el arroz y el maíz). Algunas plantas tienen una combinación de raíces de grifo y raíces fibrosas. Las plantas que crecen en áreas secas a menudo tienen sistemas de raíces profundas, mientras que las plantas que crecen en áreas con abundante agua probablemente tengan sistemas de raíces más superficiales.

Figura\(\PageIndex{1}\): (a) Los sistemas de raíces del grifo tienen una raíz principal que crece hacia abajo, mientras que (b) los sistemas radiculares fibrosos consisten en muchas raíces pequeñas. (crédito b: modificación de obra por “Austen Squarepants” /Flickr)

Crecimiento radicular y anatomía

El crecimiento radicular comienza con la germinación de las semillas. Cuando el embrión de la planta emerge de la semilla, la radícula del embrión forma el sistema radicular. La punta de la raíz está protegida por la caperuza radicular, una estructura exclusiva de las raíces y a diferencia de cualquier otra estructura vegetal. El casquete radicular se reemplaza continuamente porque se daña fácilmente a medida que la raíz empuja a través del suelo. La punta de la raíz se puede dividir en tres zonas: una zona de división celular, una zona de elongación y una zona de maduración y diferenciación (Figura\(\PageIndex{2}\)). La zona de división celular es la más cercana a la punta de la raíz; está compuesta por las células que se dividen activamente del meristema radicular. La zona de elongación es donde las células recién formadas aumentan de longitud, alargando así la raíz. Comenzando en la primera raíz, el cabello se encuentra la zona de maduración celular donde las células radiculares comienzan a diferenciarse en tipos celulares especiales. Las tres zonas están en el primer centímetro más o menos de la punta de la raíz.

Figura\(\PageIndex{2}\): Una vista longitudinal de la raíz revela las zonas de división celular, elongación y maduración. La división celular ocurre en el meristema apical.

La raíz tiene una capa externa de células llamada epidermis, que rodea áreas de tejido terrestre y tejido vascular. La epidermis proporciona protección y ayuda en la absorción. Los pelos radiculares, que son extensiones de las células epidérmicas radiculares, aumentan la superficie de la raíz, contribuyendo en gran medida a la absorción de agua y minerales.

Dentro de la raíz, el tejido del suelo forma dos regiones: la corteza y la médula (Figura\(\PageIndex{3}\)). En comparación con los tallos, las raíces tienen mucha corteza y poca médula. Ambas regiones incluyen células que almacenan productos fotosintéticos. La corteza se encuentra entre la epidermis y el tejido vascular, mientras que la médula se encuentra entre el tejido vascular y el centro de la raíz.

Figura\(\PageIndex{3}\): La tinción revela diferentes tipos de células en esta micrografía ligera de una sección transversal de raíz de trigo (Triticum). Las células esclerénquima de la exodermis y las células de xilema se tiñen de rojo y las células del floema se tiñen de azul Otros tipos celulares se tiñen de negro. La estela, o tejido vascular, es el área dentro de la endodermis (indicada por un anillo verde). Los pelos radiculares son visibles fuera de la epidermis. (crédito: datos de barra de escala de Matt Russell)

El tejido vascular en la raíz está dispuesto en la porción interna de la raíz, que se denomina estela (Figura\(\PageIndex{4}\)). Una capa de células conocida como endodermis separa la estela del tejido molido en la porción externa de la raíz. La endodermis es exclusiva de las raíces, y sirve como punto de control para los materiales que ingresan al sistema vascular de la raíz. Una sustancia cerosa llamada suberina está presente en las paredes de las células endodérmicas. Esta región cerosa, conocida como la tira Casparia, obliga al agua y a los solutos a cruzar las membranas plasmáticas de las células endodérmicas en lugar de deslizarse entre las células. Esto asegura que solo los materiales requeridos por la raíz pasen a través de la endodermis, mientras que generalmente se excluyen las sustancias tóxicas y patógenos. La capa celular más externa del tejido vascular de la raíz es el periciclo, un área que puede dar lugar a raíces laterales. En las raíces de dicotiledóneas, el xilema y el floema de la estela están dispuestos alternativamente en forma de X, mientras que en las raíces monocotiledóneas, el tejido vascular se dispone en un anillo alrededor de la médula.

Figura\(\PageIndex{4}\): En dicotiledóneas típicas (izquierda), el tejido vascular forma una forma de X en el centro de la raíz. En monocotiledóneas típicas (derecha), las células del floema y las células de xilema más grandes forman un anillo característico alrededor de la médula central.

Modificaciones de raíz

Las estructuras radiculares pueden ser modificadas para fines específicos. Por ejemplo, algunas raíces son bulbosas y almacenan almidón. Las raíces aéreas y las raíces de apoyo son dos formas de raíces aéreas que proporcionan soporte adicional para anclar la planta. Las raíces del grifo, como zanahorias, nabos y remolachas, son ejemplos de raíces que se modifican para el almacenamiento de alimentos (Figura\(\PageIndex{5}\)).

Figura\(\PageIndex{5}\): Muchos vegetales son raíces modificadas.

Las raíces epífitas permiten que una planta crezca sobre otra planta. Por ejemplo, las raíces epífitas de las orquídeas desarrollan un tejido esponjoso para absorber la humedad. El árbol baniano (Ficus sp.) comienza como una epífita, germinando en las ramas de un árbol huésped; las raíces aéreas se desarrollan a partir de las ramas y eventualmente llegan al suelo, proporcionando soporte adicional (Figura\(\PageIndex{6}\)). En pino atornillero (Pandanus sp.), un árbol similar a la palma que crece en suelos tropicales arenosos, las raíces de apoyo aérea se desarrollan a partir de los nodos para proporcionar soporte adicional.

Figura\(\PageIndex{6}\): El (a) árbol de baniano, también conocido como higo estrangulador, comienza la vida como epífita en un árbol huésped. Las raíces aéreas se extienden hasta el suelo y sostienen la planta en crecimiento, que eventualmente estrangula al árbol huésped. El (b) pino atornillado desarrolla raíces sobre el suelo que ayudan a sostener la planta en suelos arenosos. (crédito a: modificación de obra de “psyberartist” /Flickr; crédito b: modificación de obra de David Eikhoff)

Resumen

Las raíces ayudan a anclar una planta, absorben agua y minerales, y sirven como sitios de almacenamiento de alimentos. Las raíces principales y las raíces fibrosas son los dos tipos principales de sistemas radiculares. En un sistema de raíz principal, una raíz principal crece verticalmente hacia abajo con algunas raíces laterales. Los sistemas radiculares fibrosos surgen en la base del tallo, donde un racimo de raíces forma una red densa que es menos profunda que una raíz principal. La punta de la raíz en crecimiento está protegida por un casquete radicular. La punta de la raíz tiene tres zonas principales: una zona de división celular (las células se dividen activamente), una zona de elongación (las células aumentan de longitud) y una zona de maduración (las células se diferencian para formar diferentes tipos de células). El tejido vascular radicular conduce agua, minerales y azúcares. En algunos hábitats, las raíces de ciertas plantas pueden ser modificadas para formar raíces aéreas o raíces epífitas.

Glosario

raíz adventicia

raíz aérea que surge de una parte de la planta que no sea la radícula del embrión de la planta

Tira Casparia

recubrimiento ceroso que obliga al agua a cruzar las membranas plasmáticas endodérmicas antes de entrar en el cilindro vascular, en lugar de moverse entre las células endodérmicas

endodermis

capa de células en la raíz que forma una barrera selectiva entre el tejido del suelo y el tejido vascular, permitiendo que el agua y los minerales ingresen a la raíz, excluyendo toxinas y patógenos

sistema radicular fibroso

tipo de sistema radicular en el que las raíces surgen de la base del tallo en un racimo, formando una densa red de raíces; encontradas en monocotiledóneas

periciclo

límite exterior de la estela de la que pueden surgir raíces laterales

tapa de raíz

células protectoras que cubren la punta de la raíz en crecimiento

pelo de raíz

estructura similar al pelo que es una extensión de las células epidérmicas; aumenta la superficie de la raíz y ayuda en la absorción de agua y minerales

estela

porción interna de la raíz que contiene el tejido vascular; rodeada por la endodermis

sistema de raíz de grifo

tipo de sistema radicular con una raíz principal que crece verticalmente con pocas raíces laterales; se encuentra en dicotiledóneas