30.22: Sistemas sensoriales y respuestas vegetales - Ácido abscísico, etileno y hormonas no tradicionales
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- Describir los papeles que desempeñan el etileno y las hormonas no tradicionales en el desarrollo de las plantas
Respuestas de crecimiento
Además de las hormonas de crecimiento auxinas, citoquininas, giberelinas, existen dos tipos más importantes de hormonas vegetales, ácido abscísico y etileno, así como varios otros compuestos menos estudiados que controlan la fisiología vegetal.
Ácido abscísico
La hormona vegetal ácido abscísico (ABA) se descubrió por primera vez como el agente que causa la abscisión o caída de las cápsulas de algodón. Sin embargo, estudios más recientes indican que el ABA juega un papel menor en el proceso de abscisión. El ABA se acumula como respuesta a condiciones ambientales estresantes, como deshidratación, temperaturas frías o duraciones diarias acortadas. Su actividad contrarresta muchos de los efectos promotores del crecimiento de las GAs y las auxinas. ABA inhibe la elongación del tallo e induce latencia en cogollos laterales.
ABA induce la latencia en las semillas al bloquear la germinación y promover la síntesis de proteínas de almacenamiento. Las plantas adaptadas a climas templados requieren un largo periodo de temperatura fría antes de que las semillas germinen. Este mecanismo protege a las plantas jóvenes de brotar demasiado pronto durante un clima inestacional cálido en invierno. A medida que la hormona se descompone gradualmente durante el invierno, la semilla se libera de la latencia y germina cuando las condiciones son favorables en primavera. Otro efecto de ABA es promover el desarrollo de cogollos de invierno; media la conversión del meristema apical en un cogollo latente. La baja humedad del suelo provoca un aumento en el ABA, lo que hace que los estomas se cierren, reduciendo la pérdida de agua en los brotes
Etileno
El etileno se asocia con maduración de frutos, marchitamiento de flores y caída de hojas. El etileno es inusual porque es un gas volátil (C 2 H 4). Hace cientos de años, cuando se instalaron farolas de gas en las calles de la ciudad, los árboles que crecieron cerca de los postes de las lámparas desarrollaron troncos retorcidos y engrosados, arrojando sus hojas antes de lo esperado. Estos efectos fueron causados por la volatilización del etileno de las lámparas.
Los tejidos envejecidos (especialmente las hojas senescentes) y los nódulos de los tallos producen etileno. El efecto más conocido de la hormona, sin embargo, es la promoción de la maduración de los frutos. El etileno estimula la conversión de almidón y ácidos en azúcares. Algunas personas almacenan la fruta inmadura, como los aguacates, en una bolsa de papel sellada para acelerar la maduración; el gas liberado por la primera fruta en madurar acelerará la maduración del fruto restante. El etileno también desencadena la abscisión de hojas y frutos, la decoloración y caída de las flores, y promueve la germinación en algunos cereales y la brotación de bulbos y papas.
El etileno es ampliamente utilizado en la agricultura. Los fruticultores comerciales controlan el momento de maduración de los frutos con la aplicación del gas. Los horticultores inhiben la caída de hojas en plantas ornamentales mediante la eliminación de etileno de los invernaderos mediante ventiladores y ventilación.
Hormonas no tradicionales
Investigaciones recientes han descubierto una serie de compuestos que también influyen en el desarrollo de las plantas. Sus papeles son menos entendidos que los efectos de las principales hormonas descritas hasta ahora.
Los jasmonatos juegan un papel importante en las respuestas de defensa a la herbivoría. Sus niveles aumentan cuando una planta es herida por un depredador, lo que resulta en un aumento de metabolitos secundarios tóxicos. Contribuyen a la producción de compuestos volátiles que atraen a los enemigos naturales de los depredadores. Por ejemplo, la masticación de plantas de tomate por las orugas conduce a un aumento en los niveles de ácido jasmónico, lo que a su vez desencadena la liberación de compuestos volátiles que atraen a los depredadores de la plaga.
Las oligosacarinas también juegan un papel en la defensa de las plantas contra infecciones bacterianas y fúngicas. Actúan localmente en el sitio de la lesión; también pueden ser transportados a otros tejidos. Las strigolactonas promueven la germinación de semillas en algunas especies e inhiben el desarrollo apical lateral en ausencia de auxinas. Las strigolactonas también juegan un papel en el establecimiento de micorrizas, una asociación mutualista de raíces de plantas y hongos. Los brasinoesteroides son importantes para muchos procesos fisiológicos y de desarrollo. Las señales entre estos compuestos y otras hormonas, notablemente auxina y GA, amplifican su efecto fisiológico. La dominancia apical, la germinación de semillas, el gravitropismo y la resistencia a la congelación están influenciados positivamente por las hormonas. El crecimiento radicular y la caída de frutos son inhibidos por los esteroides
Puntos Clave
- Bajo estrés, el ácido abscísico se acumula en las plantas, inhibiendo la elongación del tallo e induciendo la latencia de los brotes.
- La hormona vegetal etileno controla la maduración de los frutos, el marchitamiento de las flores y la caída de las hojas al estimular la conversión de almidón y ácidos en azúcares.
- Otras hormonas no tradicionales como jasmonatos y oligosacarinas controlan las respuestas de defensa de herbívoros e infecciones bacterias/fúngicas, respectivamente.
Términos Clave
- ácido abscísico: una hormona vegetal que funciona en muchos procesos de desarrollo de las plantas, incluyendo la latencia de los brotes, la inhibición de la germinación de las semillas y la tolerancia al estrés de las plantas.
- jasmonato: cualquiera de varios ésteres de ácido jasmónico que actúan como hormonas vegetales
- etileno: una hormona vegetal que interviene en la maduración de los frutos, el marchitamiento de las flores y la caída de las hojas