30.10: Hojas - Estructura, Función y Adaptación de la Hoja

Objetivos de aprendizaje

• Describir la estructura interna y función de una hoja

Estructura y función foliar

La capa más externa de la hoja es la epidermis. Consiste en la epidermis superior e inferior, las cuales están presentes a cada lado de la hoja. Los botánicos llaman al lado superior la superficie adaxial (o adaxis) y al lado inferior la superficie abaxial (o abaxis). La epidermis ayuda en la regulación del intercambio de gases. Contiene estomas, que son aberturas a través de las cuales se produce el intercambio de gases. Dos células de guarda rodean cada estoma, regulando su apertura y cierre. Las células guardianas son las únicas células epidérmicas que contienen cloroplastos.

La epidermis suele ser de una capa celular gruesa. Sin embargo, en plantas que crecen en condiciones muy calurosas o muy frías, la epidermis puede tener varias capas de espesor para proteger contra la pérdida excesiva de agua por la transpiración. Una capa cerosa conocida como cutícula cubre las hojas de todas las especies de plantas. La cutícula reduce la tasa de pérdida de agua de la superficie foliar. Otras hojas pueden tener pequeños pelos (tricomas) en la superficie foliar. Los tricomas ayudan a evitar la herbivoría al restringir los movimientos de los insectos o al almacenar compuestos tóxicos o de mal sabor. También pueden reducir la tasa de transpiración bloqueando el flujo de aire a través de la superficie foliar.

Figura\(\PageIndex{1}\): Tricomas: Los tricomas dan a las hojas un aspecto borroso como en este (a) rocío solar (Drosera sp.). Los tricomas foliares incluyen (b) tricomas ramificados en la hoja de Arabidopsis lyrata y (c) tricomas multiramificados en una hoja madura de Quercus marilandica.

Debajo de la epidermis de las hojas de dicotiledóneas se encuentran capas de células conocidas como el mesófilo, o “hoja media”. El mesófilo de la mayoría de las hojas generalmente contiene dos arreglos de células del parénquima: el parénquima empalizada y el parénquima esponjoso. El parénquima empalizada (también llamado mesófilo de empalizada) ayuda a la fotosíntesis y tiene células en forma de columna y muy empaquetadas. Puede estar presente en una, dos o tres capas. Debajo del parénquima empalizada se encuentran células dispuestas libremente de forma irregular. Estas son las células del parénquima esponjoso (o mesófilo esponjoso). El espacio aéreo que se encuentra entre las células esponjosas del parénquima permite el intercambio gaseoso entre la hoja y la atmósfera exterior a través de los estomas. En las plantas acuáticas, los espacios intercelulares en el parénquima esponjoso ayudan a que la hoja flote. Ambas capas del mesófilo contienen muchos cloroplastos.

Figura\(\PageIndex{1}\): Mesófila: (a) (arriba) El mesófilo central está intercalado entre una epidermis superior e inferior. El mesófilo tiene dos capas: una capa superior empalizada y una capa esponjosa inferior. Los estomas en el envés foliar permiten el intercambio de gases. Una cutícula cerosa cubre todas las superficies aéreas de las plantas terrestres para minimizar la pérdida de agua. (b) (abajo) Estas capas foliares son claramente visibles en la micrografía electrónica de barrido. Los numerosos pequeños bultos en las células del parénquima empalizada son cloroplastos. Las protuberancias que sobresalen de la superficie inferior de la hoja son tricomas glandulares.

Similar al tallo, la hoja contiene haces vasculares compuestos por xilema y floema. El xilema consiste en traqueides y vasos, que transportan agua y minerales a las hojas. El floema transporta los productos fotosintéticos de la hoja a las otras partes de la planta. Un solo haz vascular, no importa cuán grande o pequeño sea, siempre contiene tejidos de xilema y floema.

Figura\(\PageIndex{1}\): Xilema y floema: Esta micrografía electrónica de barrido muestra xilema y floema en el haz vascular foliar.

Adaptaciones Hoja

Las especies de plantas coníferas que prosperan en ambientes fríos, como el abeto, el abeto y el pino, tienen hojas de tamaño reducido y de apariencia similar a agujas. Estas hojas en forma de aguja tienen estomas hundidos y una superficie más pequeña, dos atributos que ayudan a reducir la pérdida de agua. En climas cálidos, las plantas como los cactus tienen hojas suculentas que ayudan a conservar el agua. Muchas plantas acuáticas tienen hojas con lámina ancha que pueden flotar en la superficie del agua; una cutícula espesa y cerosa en la superficie de la hoja que repele el agua.

Puntos Clave

• La epidermis consiste en la epidermis superior e inferior; ayuda en la regulación del intercambio de gases a través de los estomas.
• La epidermis es de una capa gruesa, pero puede tener más capas para evitar la transpiración.
• La cutícula se encuentra fuera de la epidermis y protege contra la pérdida de agua; los tricomas desalientan la depredación.
• El mesófilo se encuentra entre la epidermis superior e inferior; ayuda en el intercambio de gases y la fotosíntesis a través de cloroplastos.
• El xilema transporta agua y minerales a las hojas; el floema transporta los productos fotosintéticos a las otras partes de la planta.
• Las plantas en climas fríos tienen hojas en forma de aguja que son de tamaño reducido; las plantas en climas cálidos tienen hojas suculentas que ayudan a conservar el agua.

Términos Clave

• tricomas: una extensión capilar o escamosa de la epidermis de una planta
• cutícula: una cubierta protectora no celular fuera de la epidermis de muchos invertebrados y plantas
• mesófilo: el tejido interno (parénquima) de una hoja, que contiene muchos cloroplastos.