La expansión de las hojas es un proceso mediante el cual las plantas hacen un uso eficiente del espacio que las rodea haciendo que sus hojas se agranden o se marchiten. Este proceso permite a una planta maximizar su propia biomasa , ya sea por aumento de superficie; lo que permite que los cloroplastos absorban más luz solar , aumentando la tasa de fotosíntesis , o permite que se creen más estomas en la superficie de la hoja, lo que permite a la planta aumentar su ingesta de dióxido de carbono . [1] [2]
Inicialmente, los órganos sensoriales, como los cloroplastos, el cambium y las raíces , detectan un estímulo externo, como la luz. El estímulo desencadena eventos bioquímicos que resultan en la expansión del tejido en la hoja. Se han encontrado dos procesos por los que esto ocurre: la regulación osmótica, que tiene un efecto temporal que hace que las hojas aumenten de tamaño, o la extensibilidad de la pared, que cambia gradualmente la hoja con el tiempo y la agranda permanentemente. [3]
La luz roja incide en las hojas y despolariza la membrana plasmática de las células vegetales a través de canales fotosensibles de iones de calcio y cloruro . El cloruro sale de las células, mientras que entra el calcio. Esta despolarización provoca un cambio osmótico en las concentraciones iónicas en el apoplasto , lo que al mismo tiempo provoca un aumento en la presión de turgencia basado en los potenciales de soluto apoplásicos, formando un gradiente eléctrico a través de la membrana plasmática. El aumento de la presión de turgencia hace que las células se expandan, lo que permite que los cloroplastos se desplacen a un área diferente, y la expansión colectiva de todas las células a la vez hace que la hoja misma se vuelva más grande y más rígida. El movimiento de los cloroplastos permite alcanzar y utilizar luz que antes era inalcanzable. [3]
La luz azul incide en las hojas de una planta y provoca la activación de bombas de protones . A su vez, esto resulta en una disminución del pH de la pared celular . La disminución, junto con las proteínas unidas a la membrana llamadas expansinas, aumenta la plasticidad de la membrana apoplásica. Esta plasticidad permite crear más área celular durante la división celular , lo que expande la hoja a medida que se agregan más células de tamaño estándar. El aumento en los orgánulos generales y el área celular hace que se formen más estomas y se utilice más luz. [3]
Los diferentes tipos de plantas tienden a crecer a ritmos diferentes. Las que crecen lentamente suelen priorizar tener superficies foliares mucho más pequeñas para conservar energía, y sólo las gastarán cuando haya un exceso de luz cerca. Esto se debe a que la luz es escasa, su lento crecimiento les impide alcanzar las alturas que alcanzan las plantas de rápido crecimiento que les proporcionan abundante cantidad de luz. Por el contrario, las plantas de rápido crecimiento tienen hojas grandes debido a que están constantemente bañadas por la luz. [4] Los diferentes tamaños de hojas permiten que ambos tipos de plantas coexistan en la naturaleza mientras se encuentran en diferentes nichos ecológicos, y explica por qué ciertas capas del dosel tienden a ser muy desiguales. [5]
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