Factores biológicos que influyen en la germinación de las semillas de las especies vegetales

9 months ago

Un saludo cordial a todos los miembros de la prestigiosa comunidad HIVE, en especial, a todos los creadores de contenido inherentes a las ciencias de la naturaleza.

Si consideramos a las semillas de las plantas espermatofitas como un todo, conformado por los nutrientes, las capas protectoras o tegumentos y al embrión mismo, se pudiera pensar que las semillas representan la parte del vegetal que tiene capacidad de germinación, aun cuando, algunos autores consideran que quien realmente germina es el embrión, y este, se sirve de las capas protectoras de la semilla que lo contiene, y de los nutrientes allí almacenados, para completar su desarrollo hasta el momento cuando es capaz de realizar fotosíntesis y producir su propia comida.

Un fruto maduro de lechosa (Carica papaya, Familia Caricaceae), que nos muestra la abertura realizada por depredadores herbivoristas, que han comenzado a comerlo, dejando visibles las semillas. Es probable que al alimentarse, los depredadores contribuyan a la dispersión de las semillas.

Eso nos lleva a rememorar que el fruto se forma a partir del ovario de la flor madura, y los óvulos y el polen se fusionan dando origen a las semillas, contentivas del embrión, que a la postre, luego de un proceso de diferenciación celular, crecimiento y especialización de tejidos, va a dar origen a una nueva planta, con una carga genética similar a la de los progenitores, y con muchas similitudes morfológicas.

Coquitos o frutos de la palma Adonidia merrillii, Familia Arecaceae, que cayeron al suelo, se secaron, luego se humedecieron y lograron germinar, dando origen a un almácigo numeroso, que tienen un parecido impresionante con las palmas adultas.

Los bulbos, tubérculos y rizomas tienen zonas de tejidos meristemáticos, capaces de dar origen a nuevas plantas por métodos asexuales, afianzados en su capacidad de diferenciación celular y un rápido crecimiento, gracias a la división celular conocida como mitosis, que conserva el número de cromosomas presente en los núcleos celulares. Estos meristemos apicales también están presentes en la radícula y gémula del embrión, facilitando que por vía sexual la planta logre reproducirse.

Plantas pertenecientes a la Familia Liliaceae, mostrando sus bulbos, que en épocas de adversidad ambiental se quedan latentes bajo tierra, y al subir los termómetros por encima de los 10° Celsius, comienzan a producir células a partir de sus meristemos apicales para dar origen a nuevas plantas , que son clones de la planta madre. Esta es una forma de reproducción asexual.

Una semilla de mango (Manguifera indica, Familia Anacardiaceae), mostrando las capas protectoras, testa, tegumento, endospermo y el embrión (zona redondeada, a la margen superior derecha), a partir del cual se va a formar una nueva planta de mango.

Una planta de mango, con tres meses de germinación de su semilla. En esta especie vegetal, el proceso germinativo es lento.

Se considera que se ha iniciado el proceso de germinación cuando el micrópilo permite que entre el agua al interior de la semilla y se hidraten todos los tejidos de esta. De modo que el primer paso del proceso germinativo es la inbibición de los tejidos seminales, para lo que es necesario la sanidad de la semilla y la presencia de agua como factores fundamentales que afectan el proceso que da origen a la nueva planta.

Semillas de la palma Adonidia merrillii, Familia Arecaceae, que han caido al suelo y la humedad ha debilitado las cáscaras protectoras del fruto, facilitando la germinación de la semilla.

Estudios de laboratorio han demostrado que las semillas son afectadas por el déficit hídrico, haciendo más lento el proceso de germinación, factor que puede variar en función de la especie vegetal.

Las especies pertenecientes a la Familia Fabaceae, como los frijoles, caraotas y lentejas tienden a germinar con relativa facilidad, incluso en condiciones de estres hídrico.

Frutos de cáscara muy fuerte, como el durazno (Prunus persica, Familia Rosaceae), que tienen semillas almendradas, presentan resistencia a la germinación artificial, por lo que los agricultiores las extraen del fruto, le hacen cortes que dejen visible el embrión y las inbiben suficientemente, para evitar el estres hídrico que las afecta en forma notoria.

También se ha observado una tendencia importante de las semillas a sufrir ataque por hongos en condiciones de estrés hídrico. Además, existe evidencia de que las semillas dan origen a plantas con defectos morfológicos cuando el proceso de imbibición ocurre a temperaturas inferiores a los 5° Celsius.

Una mazorca de maíz (Zea mays, Familia Gramineae) que pasó las horas de la noche expuesta al sereno, se humedeció y luego, durante el día no recibió una dosis apropiada de agua, lo que la sometió a estres hídrico, dando inicio a la germinación, que luego se vió truncada. Noten los crecimientos de la raíz y el tallo, además de hongos que empiezan a proliferar sobre sus granos.

Cuando se ha cumplido con el proceso de absorción del agua requerida para la germinación, la semilla deja de absorber agua y da origen al proceso de crecimiento de los tejidos de la radícula del embrión, los cuales rompen las capas protectoras de las semillas, conocidos como testa y tegumentos, para dar origen a la raíz, que pronto comienza a crecer en dirección hacia el centro de la tierra, ya que presentan un marcado geotropismo positivo. Todo este proceso ocurre fuera de la vista de los agricultores.

Una plántula de la palma Adonidia merrillii, nos muestra el crecimiento de su raíz, en sentido contrario al tallo, destacando la raíz primaria y extensiones de las raíces secundarias, que participan activamente en la absorción de nutrientes.

A medida que se activa el metabolismo de las semillas, las células de los meritemos de la gémula del embrión (hipocótilo), rompen los tegumentos, y gracias a su marcado fototropismo positivo emergen los cotiledones sobre la superficie de la tierra, que debe estar suficiente mecanizada y húmeda para facilitar este proceso, siguiéndolos las ramas y el pequeño tallo, los cuales son muy vulnerables al ataque de insectos, estrés hídrico, malezas, exceso de agua, ráfagas de viento, carencia de oxígeno e insolación excesiva.

Después de transcurridos unos tres meses, una semilla de aguacate (Persea americana, Familia Lauraceae), muestra dos pequeños tallos, que se han originado a partir del hipocótilo del embrión, donde después aparecerán las ramas, hojas, flores, semillas y frutos. Para los agricultores este es el inicio visual del proceso de germinación de las semillas.

Una plántula de vientre de Buda (Jatropha podagrica, Familia Euphorbiaceae), obtenida a partir de una semilla, muestra sus dos grandes coliledones emergiendo sobre el sustrato, al iniciar su proceso visual de germinación.

La activación del metabolismo celular en la nueva plántula, hace que sea necesario disponer de los nutrientes presentes en los cotiledones y en el endospermo del embrión, para alimentar a las células y que estas puedan aprovechar esa energía presente en el albumen, convirtiéndola en Adenosíntrifosfato (ATP), que constituye la molécula energética del metabolismo celular.

Un almácigo de la palma Adonidia merrillii emergen silvestrtes sobre el suelo, período durante el cual se alimentan de las reservas contenidas en la semilla, y a medida que crecen, desarrollan la capacidad de realizar la función fotosintética y producir su propio alimento.

A medida que la planta emerge sobre el suelo y agota las reservas del endospermo, crece, activa sus moléculas de clorofila y logra captar la luz solar, dando inicio al proceso de fotosíntesis para producir su propio alimento, que al principio solo sustenta a la nueva planta, y luego, dejará excedentes en forma de Fosfogliceraldehido (PGA) que al final, se transformará en moléculas de glucosa, fructosa o sacarosa, que serán almacenadas en las semillas, raíces, hojas, tallos flores y frutos de la planta adulta, para las épocas de escasez. Por supuesto, los seres humanos y la fauna en general, se apropian de esas reservas para fines de alimentación y comercialización.

Especies como las pertenecientes a la Familia Cactaceae, que forman numerosas semillas, almacenan sus nutrientes de reserva en el llamativo fruto, y en sus tallos crasos.

Las semillas y los embriones que contienen, son maravillosos, destacando que estos procesos de germinación involucran a las plantas espermatofitas, que incluyen a las gimnospermas (coníferas) y angiospermas (plantas con flores).

Pinos cipreses (Cupressus sempervirens, Familia Cupressaceae). Coníferas.