Efectos de la hormona vegetal etileno en diversas especies vegetales

En el marco del IV Encuentro Nacional Enseñanza, investigación y extensión en las Ciencias de la Naturaleza este grupo de trabajo presentó un taller sobre los efectos de la hormona etileno en las plantas.

El etileno (C2H4.PM: 28) es una hormona gaseosa que es sintetizada por todos los órganos de la planta, incluidas las regiones meristemáticas con activa división celular. La producción de etileno aumenta naturalmente durante la abscisión de la hoja y la senescencia floral, así como durante la maduración del fruto. Cualquier tipo de herida puede también inducir la biosíntesis de etileno, así como cualquier estrés por encharcamiento, congelación, infección, calor o déficit hídrico. El etileno también es producido por numerosos microorganismos.

Esta hormona tiene acción sobre diversos procesos:

• promueve la maduración de frutos
• causa epinastia (crecimiento diferencial del pecíolo, el mismo es mayor en la cara superior)
• incrementa el grosor de tallos jóvenes
• inhibe el alargamiento de tallos jóvenes
• promueve la abscisión de hojas, flores y frutos
• promueve la senescencia
• rompe la dormición de yemas y semillas en algunas especies
• induce la formación de raíces y pelos radiculares
• entre otros.

La hormona puede ser naturalmente provista por frutos climatéricos, frutos que maduran en respuesta al etileno y que muestran un aumento en la respiración, antes de la fase de maduración, llamada climaterio. Tales frutos muestran un máximo en la producción de etileno justo antes del aumento respiratorio. Manzanas, bananas, paltas, tomates, higos, peras y ciruelas son ejemplos de frutos climatéricos. Por ejemplo una manzana madura puede producir hasta 2500 μL de etileno/litro.

Por el contrario frutos como cítricos, uvas, sandías, pimientos y cerezos que no presentan ni un aumento de la respiración ni de la producción de etileno previos a la maduración se llaman frutos no climatéricos. Estos frutos no maduran una vez que son separados de la planta por lo que para su consumo deben cosecharse maduros.

En este práctico se utilizaron manzanas como fuente natural de etileno, dado que es uno de los frutos climatéricos que mas etileno produce y es de muy fácil acceso.

Los objetivos del taller fueron:

1. Detectar y observar efectos del etileno sobre algunas especies de plantas seleccionadas.
2. Implementar una técnica sencilla de separación de pigmentos (cromatografía en papel), factible de ser realizada en las escuelas.
3. Reconocer distintos pigmentos presentes en plantas y su ubicación celular e intracelular.

Con estos objetivos se pretendía en primer lugar realizar una observación de los síntomas a nivel macroscópico. Para ver los efectos de la hormona se deben tener dos sistemas, los cuales deben ser lo más similares posibles de modo que la única diferencia sea el incremento de la concentración de etileno en uno de ellos. Ambos deben permitir el paso de la luz pero evitar la “fuga” de la hormona. Deben contener las mismas especies vegetales y en condiciones similares de modo que sean comparables. Las campanas pueden ser fácilmente desarrolladas con contenedores de agua envasada y papel film.

Las especies vegetales utilizadas fueron varias de las que estaban disponibles en el mes de septiembre en Azul y que respondían de una u otra manera a la hormona (ej: corona de novia, tomate, girasol, laurentino, espinaca, magnolia púrpura, entre otras). Para hacer esta selección se debió realizar el experimento con anterioridad, hasta dar con las especies más adecuadas a nuestros objetivos. Por más indicaciones sobre la experiencia y los sistemas se pueden consultar tres materiales elaborados para tal fin una guía teórica, una guía de trabajo práctico y un power point) los cuales están disponibles en http://edubiowiki.net/blog/descargar/taller-hormonas-vegetales-etileno/ y http://edubiowiki.net/blog/descargar/presentacion-taller-hormonas-vegeta....

Posteriormente a la observación y registro de los síntomas detectados, la actividad prosiguió focalizada en uno de los efectos de la hormona: el incremento de la senescencia debido al aumento de la degradación de pigmentos. Para realizar esta observación se procedió a  realizar una técnica sencilla de cromatografía en papel de modo que se pueda replicar en las aulas. La misma resulta muy interesante porque permite evidenciar la degradación de pigmentos en algunas especies (ej: clorofilas en acelga y espinaca;  antocianinas en flores de magnolia púrpura) y además permite evidenciar pigmentos que están presentes en los órganos vegetales y que se encuentran camuflados por la cantidad o disposición de los otros pigmentos. También se han elaborado dos videos de las cromatografías con fotos seriadas obtenidas cada 2 minutos. Los mismos estarán disponibles en breve en el sitio de la biowiki.

Mientras los pigmentos se separaban en la cromatografía, se procedió a observar distintos cortes de material vegetal al microscopio. En esta etapa se buscó profundizar a un nivel más de análisis por medio de la observación de la diferente localización de los pigmentos celulares a nivel tejido y a nivel célula. Este nivel permite  comprender que a veces el color de un órgano vegetal solo se debe a una fina capa de células bajo la epidermis, pero cuando se observan los cortes al microscopio o los cromatogramas se ve mayoritariamente la presencia de otros pigmentos que no son los responsables del color que se ve a nivel macroscópico.

En este nivel también es posible, con un corte longitudinal-tangencial de pecíolo de girasol o de Lamium sp, ver el efecto epinastia, es decir el crecimiento diferencial de las células.

Las actividades desarrollas permiten comprender que las plantas también son afectadas por hormonas y que esto puede ser fácil de demostrar. Así mismo abren el debate y las inquietudes sobre los efectos positivos y negativos de esta hormona según se trate de la industria de las flores, las frutas, las hortalizas, etc.

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