- Una plántula de pino silvestre de unos días , cuya semilla aún protege los cotiledones.
- Planta de semillero
- Plántula dicotiledónea mostrando raíces
- Plántula de especies de Bombax
- Plántula de trigo sarraceno con la primera hoja verdadera
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Una plántula es un esporofito joven que se desarrolla a partir de un embrión de planta a partir de una semilla . El desarrollo de las plántulas comienza con la germinación de la semilla. Una plántula joven típica consta de tres partes principales: la radícula (raíz embrionaria), el hipocótilo ( brote embrionario ) y los cotiledones (hojas de semillas). Las dos clases de plantas con flores (angiospermas) se distinguen por el número de hojas con semillas: las monocotiledóneas (monocotiledóneas) tienen un cotiledón en forma de cuchilla, mientras que las dicotiledóneas (dicotiledóneas) poseen dos cotiledones redondos. Las gimnospermas son más variadas. Por ejemplo, las plántulas de pino tienen hasta ocho cotiledones. Las plántulas de algunas plantas con flores no tienen ningún cotiledón. Se dice que son acotiledones .
La plúmula es la parte del embrión de una semilla que se desarrolla hasta convertirse en el brote que produce las primeras hojas verdaderas de una planta. En la mayoría de las semillas, por ejemplo en el girasol , la plúmula es una pequeña estructura cónica sin estructura foliar alguna. El crecimiento de la plúmula no se produce hasta que los cotiledones han crecido por encima del suelo. Esta es la germinación epigea . Sin embargo, en semillas como las de haba , se ve una estructura foliar en la plúmula de la semilla. Estas semillas se desarrollan cuando la plúmula crece a través del suelo y los cotiledones permanecen debajo de la superficie. Esto se conoce como germinación hipogea .
Las plántulas dicotiledóneas cultivadas a la luz desarrollan hipocotilos cortos y cotiledones abiertos que exponen el epicotilo . Esto también se conoce como fotomorfogénesis . Por el contrario, las plántulas cultivadas en la oscuridad desarrollan hipocótilos largos y sus cotiledones permanecen cerrados alrededor del epicótilo en un gancho apical . Esto se conoce como escotomorfogénesis o etiolación . Las plántulas etioladas son de color amarillento ya que la síntesis de clorofila y el desarrollo de cloroplastos dependen de la luz. Abrirán sus cotiledones y se pondrán verdes cuando se les aplique luz.
En una situación natural, el desarrollo de las plántulas comienza con la skotomorfogénesis mientras la plántula crece en el suelo e intenta alcanzar la luz lo más rápido posible. Durante esta fase, los cotiledones están bien cerrados y forman el gancho apical para proteger el meristemo apical del brote de daños mientras empuja a través del suelo. En muchas plantas, la cubierta de la semilla todavía cubre los cotiledones para mayor protección.
Al salir a la superficie y alcanzar la luz, el programa de desarrollo de la plántula cambia a fotomorfogénesis. Los cotiledones se abren al contacto con la luz (abriendo la cubierta de la semilla, si aún está presente) y se vuelven verdes, formando los primeros órganos fotosintéticos de la planta joven. Hasta esta etapa, la plántula vive de las reservas de energía almacenadas en la semilla. La apertura de los cotiledones expone el meristemo apical del brote y la plúmula que consiste en las primeras hojas verdaderas de la planta joven.
Las plántulas perciben la luz a través de los receptores de luz fitocromo (luz roja y roja lejana) y criptocromo (luz azul). Las mutaciones en estos fotorreceptores y sus componentes de transducción de señales conducen a un desarrollo de las plántulas que está en desacuerdo con las condiciones de luz, por ejemplo, plántulas que muestran fotomorfogénesis cuando se cultivan en la oscuridad.
Una vez que la plántula comienza a realizar la fotosíntesis , ya no depende de las reservas de energía de la semilla. Los meristemas apicales comienzan a crecer y dan lugar a la raíz y al brote . Las primeras hojas "verdaderas" se expanden y a menudo se pueden distinguir de los cotiledones redondos por sus formas distintas que dependen de la especie. [1] Mientras la planta crece y desarrolla hojas adicionales, los cotiledones eventualmente envejecen y se caen. El crecimiento de las plántulas también se ve afectado por la estimulación mecánica, como el viento u otras formas de contacto físico, a través de un proceso llamado tigmomorfogénesis .
La temperatura y la intensidad de la luz interactúan y afectan el crecimiento de las plántulas; con niveles de luz bajos, alrededor de 40 lúmenes/m 2, es eficaz un régimen de temperatura día/noche de 28 °C/13 °C (Brix 1972). [2] Un fotoperíodo inferior a 14 horas provoca que se detenga el crecimiento, mientras que un fotoperíodo extendido con intensidades de luz bajas a 16 h o más provoca un crecimiento continuo (libre). Se gana poco utilizando más de 16 horas de baja intensidad de luz una vez que las plántulas están en modo de crecimiento libre. Los fotoperíodos prolongados que utilizan intensidades de luz elevadas, de 10 000 a 20 000 lúmenes/m 2 , aumentan la producción de materia seca, y aumentar el fotoperíodo de 15 a 24 horas puede duplicar el crecimiento de materia seca (Pollard y Logan 1976, Carlson 1979). [3] [4]
Brown y Higginbotham (1986) investigaron los efectos del enriquecimiento de dióxido de carbono y el suministro de nitrógeno sobre el crecimiento de la picea blanca y el álamo temblón . [5] Las plántulas se cultivaron en ambientes controlados con CO 2 ambiental o atmosférico enriquecido (350 o 750 f 1/L, respectivamente) y con soluciones nutritivas con contenido alto, medio y bajo de N (15,5, 1,55 y 0,16 mM). Las plántulas fueron cosechadas, pesadas y medidas en intervalos de menos de 100 días. El suministro de N afectó fuertemente la acumulación de biomasa, la altura y el área foliar de ambas especies. Sólo en la picea blanca, la proporción de peso de la raíz (RWR) aumentó significativamente con el régimen bajo en nitrógeno. El enriquecimiento de CO 2 durante 100 días aumentó significativamente la biomasa foliar y total de las plántulas de abeto blanco en el régimen alto de N, la RWR de las plántulas en el régimen medio de N y la biomasa de las raíces de las plántulas en el régimen bajo de N.
Las plántulas del primer año suelen tener altas tasas de mortalidad, siendo la sequía la causa principal, ya que las raíces no han podido desarrollarse lo suficiente como para mantener el contacto con el suelo suficientemente húmedo para evitar el desarrollo de estrés hídrico letal en las plántulas. Sin embargo, de manera algo paradójica, Eis (1967a) [6] observó que tanto en los semilleros minerales como en los de hojarasca, la mortalidad de las plántulas era mayor en los hábitats húmedos (aluvión y Aralia-Dryopteris ) que en los hábitats secos ( Cornus -Moss). Comentó que en hábitats secos después de la primera temporada de crecimiento, las plántulas supervivientes parecían tener muchas más posibilidades de sobrevivir que aquellas en hábitats húmedos o mojados, en los que las heladas y la competencia de una vegetación menor se convirtieron en factores importantes en años posteriores. La mortalidad anual documentada por Eis (1967a) [6] es instructiva.
Las plántulas son particularmente vulnerables al ataque de plagas y enfermedades [7] y, en consecuencia, pueden experimentar altas tasas de mortalidad. Las enfermedades que son especialmente dañinas para las plántulas incluyen el marchitamiento . Las plagas que son especialmente dañinas para las plántulas incluyen gusanos cortadores , cochinillas , babosas y caracoles . [8]
Las plántulas generalmente se trasplantan [9] cuando aparece el primer par de hojas verdaderas. Esto a menudo se conoce como pinchazo en el Reino Unido. [10] [11] Se puede proporcionar una sombra si el área es árida o calurosa. Para evitar el shock del trasplante, se puede utilizar un concentrado de hormonas vitamínicas disponible comercialmente que puede contener clorhidrato de tiamina , ácido 1-naftalenacético y ácido indolbutírico.
