Fisioloxía vexetal

A fisioloxía vexetal é unha disciplina que completa á botánica, xa que está dedicada ó estudo do funcionamento dos órganos e tecidos vexetais das plantas.

Características

O campo de traballo desta disciplina, está estreitamente relacionada coa bioquímica, bioloxía celular e a bioloxía molecular

Os fisiólogos estudan os procesos fundamentais das plantas, coma a fotosíntese, a respiración, a nutrición vexetal, as funcións das hormonas vexetais, os tropismos, os movementos násticos, o fotoperiodismo, a fotomorfoxénese, os ritmos circadianos, a fisioloxía do estrés medioambiental, a xerminación das sementes, a dormencia, a función dos estomas e a transpiración. Tamén é importante a contribución deste campo á industria, xa que moitas investigacións terminan por ser fundamentais para un mellor desenvolvemento industrial.

Nutrición vexetal

As plantas precisan nutrientes para sobreviviren, algúns en grandes cantidades, como o carbono e o nitróxeno macronutrientes, e outros micronutrientes os precisan en cantidades mínimas. O método de absorción é dende a auga en forma de ións ou dende o substrato por medio das raíces. Outra forma de obter nutrientes é a fotosíntese ou a alimentación activa, como o fan as plantas carnívoras.

A seguinte táboa mostra os nutrientes esenciais de uso xeneralizado entre as plantas

**Macronutrientes.**
Elemento	Forma de absorción	Notas
Nitróxeno	NO₃^–, NH₄⁺	Ácidos nucleicos, proteínas, hormonas etc.
osíxeno	O₂ H₂O	Celulosa, amidón, outros compostos orgánicos
Carbono	CO₂	Celulosa, amidón, outros compostos orgánicos
Hidróxeno	H₂O	Celulosa, amidón, outros compostos orgánicos
Potasio	K⁺	Cofactor na síntese das proteínas, equilibrio hídrico etc.
Calcio	Ca²⁺	Síntese e estabilización da membrana
Magnesio	Mg²⁺	Elemento esencial para a clorofila
Fósforo	H₂PO₄^–	Ácidos nucleicos, fosfolípidos, ATP
Xofre	SO₄^2–	Compoñente de proteínas e coencimas

**Micronutrientes.**
Elemento	Forma de absorción	Notas
Cloro	Cl^-	Fotosistema II e función dos estomas
Ferro	Fe²⁺, Fe³⁺	Formación da clorofila
Boro	HBO₃	Enlace covalente da pectina
Manganeso	Mn²⁺	Actividade dalgúns enzimas
Zinc	Zn²⁺	Participa na síntese de enzimas e clorofila
Cobre	Cu⁺	Enzimas para a síntese da lignina
Molibdeno	MoO₄^2-	Fixación do nitróxeno, redución de nitratos
Níquel	Ni²⁺	Cofactor encimático no metabolismo dos compostos de nitróxeno

Fotosíntese

Realizada principalmente polos cloroplastos

a fotosíntese.

É un proceso que ocorre en dúas fases. -A primeira fase depende da luz (reaccións luminosas), require a enerxía directa da luz que xera os transportadores que son utilizados na segunda fase. A fase independente da luz (reaccións escuras), realízase cando os produtos das reaccións de luz son utilizados para formar enlaces covalentes carbono-carbono (C-C), dos carbohidratos. -As reaccións escuras non poden realizarse na escuridade, simplemente se chaman así porque nelas non se absorbe enerxía da luz. Necesitan o ATP e o poder redutor (NADPH) formados na fase luminosa. Investigacións recentes suxiren que varias encimas do ciclo de Calvin, son activadas pola luz mediante a formación de grupos -SH ; de tal forma que o termo reacción de escuridade non é de todo correcto. As reaccións escuras efectúanse no estroma; mentres que as luminosas ocorren nos tilacoides. [1]

Reaccións de luz

Nos procesos que dependen da luz (reaccións de luz), cando un fotón é capturado por un pigmento fotosintético, prodúcese a excitación dun electrón, o cal é elevado dende o seu estado basal respecto ó núcleo a niveis de enerxía superior, pasando a un estado excitado. Despois dunha serie de reaccións de oxidorredución, a enerxía do electrón convértese en ATP e NADPH. No proceso ocorre a fotólise da auga, que se descompón segundo a ecuación:

H₂O + cloroplasto + fotón _à 0,5 O₂ + 2H+ + 2 electróns.

Na redución dun mol de CO₂ utilízanse 3ATP e 2 NADPH, que a través dunha serie de reaccións encimáticas producen os enlaces C-C dos carbohidratos, nun proceso que se efectúa na escuridade. Nas reaccións de escuridade, o CO₂ da atmosfera captúrase e redúcese pola adición de hidróxeno (H+ ) para a formación de carbohidratos [ ( CH2 O )] . A incorporación do dióxido de carbono en compostos orgánicos, coñécese como fixación ou asimilación do carbono. A enerxía usada no proceso provén da primeira fase da fotosíntese. Os seres vivos non poden utilizar directamente a enerxía luminosa, porén a través dunha serie de reaccións fotoquímicas, pódena almacenar na enerxía dos enlaces C-C de carbohidratos, que se liberan logo mediante os procesos respiratorios e outros procesos metabólicos.

Fotosistemas

Na fotosíntese cooperan dous grupos separados de pigmentos ou fotosistemas, que se atopan localizados nos tilacoides. Moitos organismos procariotas soamente teñen o fotosistema I (o máis primitivo dende o punto de vista evolutivo).

Os organismos eucariotas posúen os fotosistemas I e II. O fotosistema I está asociado ás formas de clorofila a, que absorben as lonxitudes de onda de 700 nm ( P700 ), mentres que o fotosistema II ten un centro de reacción que absorbe a unha lonxitude de onda de 680 nm ( P680 ). Cada un dests fotosistemas atópase asociado á polipéptidos na membrana tilacoidal e absorben enerxía luminosa independentemente. No fotosistema II, prodúcese a fotólise da auga e a liberación do osíxeno; con todo ambos fotosistemas operan en serie, transportando electróns, a través dunha cadea transportadora de electróns. No fotosistema I transfírense dous electróns á molécula de NADP+ e se forma NADPH, no lado da membrana tilacoidal que mira cara ao estroma. [2]

Respiración celular

a respiración e transpiración.

Desenvolvemento vexetal

o crecemento e desenvolvemento fisiolóxico, incluíndo a dormencia.

Un dos procesos do desenvolvemento dos vexetais na reprodución sexual é a xerminación a partir das sementes.

As hormonas vexetais ou fitohormona.
A Biorregulación ou a regulación de procesos fisiolóxicos.

Reprodución

A reprodución vexetativa ou asexual.

As súas características principais son que por medio dun só organismo prodúcese outro que é exactamente ao preexistente e todas as plantas reprodúcense deste xeito debido á alternancia de xeracións despois de reproducirse de modo sexual.

A reprodución sexual.

Na reprodución sexual as ximnospermas por medio de piñeiros e esporas tentan reproducirse e as anxiospermas tentan reproducirse por medio de flores que en realidade presenta dentro dos pétalos, unha soa estrutura especializada na produción de gametos, tanto masculinos, as anteras nos estames, como femininos, os ovarios en carpelo.

Os fenómenos relativos á herdanza constitúen unha parte tan importante da fisioloxía que chegou a formar unha disciplina independente, a xenética.

Julius von Sachs unificou estes estudos fisiolóxicos fusionándoos como disciplina. O seu Lehrbuch der Botanik foi considerado a Biblia nos seus tempos.

Véxase tamén

Bibliografía

Frank B. Salisbury, Cleon W. Ross Plant physiology Wadsworth, 1992. - ISBN 0-534-15162-0 undergraduate textbook in plant physiology
Lambers, H. Plant physiological ecology Springer-Verlag Nova York 1998. ISBN 0-387-98326-0
Larcher, W. (2001) Physiological plant ecology 4th ed. Springer ISBN 3-540-43516-6
Duane Isely, "Julius von Sachs" in One Hundred and One Botanists Iowa State University Press, Ames, pp 216–219, ISBN 0-8138-2498-2
Joaquín Azcón-Bieto; Manuel Talón 'Fundamentos de Fisioloxía Vexetal' McGRAW-HILL INTERAMERICANA - EDICIONS UNIVERSITAT DE BARCELONA ISBN 84-486-0258-7 (McGRAW-HILL INTERAMERICANA) - 84-8338-182-6 (EDICIONS UNIVERSITAT DE BARCELONA) 515 páxinas