FITOHORMONES: TIPUS I LES SEVES CARACTERÍSTIQUES - BIOLOGIA - 2025

Les fitohormones o hormones vegetals, són substàncies orgàniques produïdes per les cèl·lules vegetals de les plantes. Sintetitzades en un lloc específic, poden actuar regulant el metabolisme, el creixement i el desenvolupament de la planta.

La diversitat biològica es caracteritza per la presència d'individus amb diferents morfologies, adaptats a hàbitats i formes de reproducció particulars. No obstant això, a nivell fisiològic requereixen només certes substàncies vinculades amb les expressions morfogèniques durant el procés de creixement i desenvolupament.

Aplicació de les hormones vegetals. Font: pixabay.com

A l'respecte, les hormones vegetas constitueixen compostos naturals que posseeixen la propietat de regular processos fisiològics en mínimes concentracions (<1 ppm). S'originen en un lloc i es translocan a un altre on regulen processos fisiològics definits: estimulació, inhibició o modificació de el desenvolupament.

Xilema i floema

En efecte, les fitohormones circulen a través de les plantes per mitjà dels teixits vasculars: xilema i floema. Sent responsables de diversos mecanismes, com la floració, maduració de fruits, caigudes de fulles o creixement d'arrels i tiges.

En alguns processos hi participa una sol fitohormona, tot i que de vegades passa sinergisme, mitjançant la intervenció de diverses substàncies. Igualment, pot ocórrer antagonisme, depenent de les concentracions en el teixit vegetal i els processos fisiològics específics.

descobriment

El descobriment de les fitohormones o hormones vegetals és relativament recent. L'estimulació de la divisió cel·lular i formació de brots radicals va representar una de les primeres aplicacions experimentals d'aquestes substàncies.

La primera fitohormona sintetitzada i usada a nivell comercial va ser l'auxina, posteriorment es va descobrir la citoquinina i la giberelina. Altres substàncies que actuen com a reguladors són l'àcid abscísic (ABA), l'etilè, i els brassinoesteroides.

Processos com l'elongació, diferenciació cel·lular, i la proliferació de brots apicals i radiculars són algunes de les seves funcions. Així mateix, estimulen la germinació de llavors, la floració, fructificació i maduració de fruits.

Sota aquest context, les fitohormones constitueixen un complement de les tasques agrícoles. La seva ocupació, permet obtenir cultius amb sistema radicular ferma, superfície foliar consistent, períodes de floració i fructificació determinats, i maduració uniforme.

Característiques

Les fitohormones, relacionades amb diversos mecanismes fisiològics durant la diferenciació cel·lular i creixement de la planta, són poques en la naturalesa. Malgrat el seu escàs nombre, estan facultades per regular les respostes de creixement i desenvolupament de la planta.

En efecte aquestes substàncies es localitzen en totes les plantes terrestres i aquàtiques, en diversos ecosistemes i formes de vida. És natural la seva presència en totes les espècies vegetals, sent en les espècies comercials on s'ha sabut apreciar el seu potencial.

Generalment són molècules d'estructura química simple, sense grups proteics associats. De fet, una d'aquestes hormones vegetals, l'etilè, és de naturalesa gasosa.

El seu efecte no cal, depèn de la seva concentració en el medi, a més de les condicions físiques i ambientals de la planta. Igualment, la seva funció es pot realitzar en el mateix lloc, o es pot translocar a una altra estructura de la planta.

En algunes ocasions, la presència de dues hormones vegetals pot induir o limitar determinat mecanisme fisiològic. Nivells regulars de dues hormones poden generar la proliferació de brots i la posterior diferenciació morfològica.

funcions

• Divisió i elongació cel·lular.
• Diferenciació cel·lular.
• Generació de brots radicals, laterals i apicals.
• Promouen la generació d'arrels adventícies.
• Indueixen la germinació o la latència de les llavors.
• Retarden la senescència de les fulles.
• Indueixen la floració i fructificació.
• Promouen la maduració dels fruits.
• Estimula a la planta a tolerar condicions d'estrès.

Mecanisme d'acció

Les fitohormones actuen en els teixits vegetals seguint diferents mecanismes. Entre els principals es poden esmentar:

• Sinergisme: la resposta observada per la presència d'una fitohormona en determinat teixit ia certa concentració, s'incrementa per la presència d'una altra fitohormona.
• Antagonisme: la concentració d'una fitohormona evita l'expressió de l'altra hormona vegetal.
• Inhibició: la concentració d'una fitohormona procedeix com una substància reguladora que frena o disminueix la funció hormonal.
• Cofactores: la fitohormona actua com una substància reguladora, exercint una acció catalítica.

tipus

En l'actualitat es distingeixen cinc tipus de substàncies que sintetitzades de forma natural a la planta s'anomenen fitohormones. Cada molècula presenta una estructura específica i manifesta propietats reguladores en base a la seva concentració i lloc d'acció.

Les principals fitohormones són l'auxina, la giberelina, la citoquinina, l'etilè i l'àcid abscísic. També, es poden esmentar els brassinoesteroides, els salicilats i els jasmonatos com a substàncies amb propietats similars a les fitohormones.

auxines

Són les hormones que regulen el creixement vegetal, estimulen la divisió cel·lular, l'elongació, i orientació de tiges i arrels. Promouen el desenvolupament de les cèl·lules vegetals per acumulació d'aigua, i estimulen la floració i fructificació.

Es localitza comunament en les plantes sota la forma àcid indolacètic (IAA), en molt baixes concentracions. Altres formes naturals són el àcid 4-clor-indolacético (4-Cl-IAA), àcid fenilacètic (PAA), àcid indol butíric (IBA) i àcid indol propiònic (IPA).

Auxina (àcid indolacètic - IAA) Font: wikipedia.org

Són sintetitzades en els meristemes de l'àpex de tiges i fulles, desplaçant cap a altres zones de la planta per translocació. El moviment es realitza a través de l'parènquima dels feixos vasculars, principalment cap a la zona basal i les arrels.

Les auxines intervenen en els processos de creixement i moviment de nutrients a la planta, la seva absència ocasiona efectes adversos. La planta pot aturar el seu creixement, no obri producció de gemmes, i les flors i fruits cauran sense madurar.

A mesura que la planta creix, els nous teixits generen auxines, promovent el desenvolupament de gemmes laterals, floració i fructificació. Una vegada que la planta aconsegueix el seu màxim desenvolupament fisiològic, l'auxina baixa a les arrels inhibint el desenvolupament de brots radicals.

Fet i fet, la planta deixa de formar arrels adventícies i comença el procés de senescència. D'aquesta manera, la concentració d'auxines s'incrementa en les àrees de floració, promovent la fructificació i posterior maduració.

citoquinines

Les citoquinines són fitohormones que actuen en la divisió cel·lular de teixits no meristemàtics, sent produïdes en els meristemes radiculars. La citoquinina natural més coneguda és la zeatina; així mateix, la kinetina i 6-benciladenin, tenen activitat de citoquinina.

Aquestes hormones actuen en els processos de diferenciació cel·lular i en la regulació de mecanismes fisiològics de les plantes. A més, intervenen en la regulació de l'creixement, la senescència de les fulles i el transport de nutrients a nivell de floema.

Citoquinina (zeatina)

Hi ha una interacció contínua entre citoquinines i auxines en els diversos processos fisiològics de la planta. La presència de citoquinines estimula la formació de branques i fulles, que produeixen auxines que és translocada cap a les arrels.

Posteriorment, l'acumulació de auxines en les arrels promou el desenvolupament de nous pèls radiculars que generessin la citoquinina. Aquesta relació es tradueix en el fet que:

• A major concentració de Auxines = major creixement d'arrels
• A major concentració de Citoquinines = major creixement de fulles i fullatge.

Generalment, un alt percentatge d'auxina i baix de citoquinina, afavoreix la formació d'arrels adventícies. A contra, quan és baix el percentatge d'auxina i alt de citoquinina, s'afavoreix la formació de brots.

A nivell comercial, aquestes fitohormones són usades juntament amb les auxines, en la propagació asexual de plantes ornamentals i fruiters. Gràcies a la seva capacitat d'estimular la divisió i diferenciació cel·lular, permeten obtenir material clonal d'excel·lent qualitat.

Així mateix, per la seva capacitat de retardar la senescència de la planta, és àmpliament usada en la floricultura. Aplicacions en cultius de flors, permet que les tiges mantinguin les seves fulles verdes per més temps durant postcollita i comercialització.

giberelinas

Les giberelinas són fitohormones de creixement que actuen en diversos processos d'elongació cel·lular i desenvolupament de la planta. El seu descobriment prové d'estudis realitzats a plantacions d'arròs que generaven tiges de creixement indeterminat i baixa producció de grans.

Aquesta fitohormona actua en la inducció de l'creixement de la tija i el desenvolupament d'inflorescències i floració. Així mateix, promou la germinació de llavors, facilita l'acumulació de reserves en els grans i promou el desenvolupament de fruits.

Gibberel·lines (Ac. Giberélic A3) By Calvero. (Selfmade with ChemDraw.), Via Wikimedia CommonsLa síntesi de les gibberel·lines ocorre dins de la cèl·lula, i propicia l'assimilació i el moviment de nutrients cap a la mateixa. Aquests nutrients proporcionen energia i elements per al creixement i elongació cel·lular.

La giberelina s'emmagatzema en els nusos de la tija, afavoreix la mida de les cèl·lules i estimula el desenvolupament de gemmes laterals. Això és bastant útil per a aquells cultius que requereix alta producció de branques i fullatge per incrementar la seva productivitat.

L'ús pràctic de les gibberel·lines està associat a les auxines. De fet, les auxines promouen el creixement longitudinal, i les giberelinas propicien el creixement lateral.

Es recomana dosificar les dues fitohormones, amb l'objecte que el cultiu es desenvolupi de forma uniforme. D'aquesta manera s'evita la formació de tiges febles i curts, que pugui ocasionar "enllitat" per efecte de vent.

Generalment, les gibberel·lines són usades per aturar el període de latència de llavors, com els tubercles de papa. També estimulen el quallat de llavors com el préssec, préssec o pruna.

Etilè

L'etilè és una substància gasosa que actua com a hormona vegetal. El seu moviment dins de la planta es realitza per difusió a través dels teixits, i és requerit en mínimes quantitats per promoure canvis fisiològics.

La funció principal de l'etilè és regular el moviment de les hormones. A l'respecte, la seva síntesi depèn de les condicions fisiològiques, o situacions d'estrès de la planta.

Etilè Font: wikipedia.org

A nivell fisiològic l'etilè és sintetitzat per controlar el moviment de les auxines. En cas contrari, els nutrients serien dirigits només als teixits meristemàtics en detriments de les arrels, flors i fruits.

Igualment, controla la maduresa reproductiva de la planta promovent els processos de floració i fructificació. A més, a mesura que la planta envelleix incrementa la seva producció per afavorir la maduració dels fruits.

En condicions d'estrès, promou la síntesi de proteïnes que permetin superar les condicions adverses. Quantitats excessives promouen la senescència i la mort cel·lular.

En general, l'etilè actua sobre la absición de fulles, flors i fruits, maduració dels fruits i senescència de la planta. A més, intervé en diferents respostes de la planta a condicions adverses, com ferides, estrès hídric o atac de patògens.

àcid

L'àcid abscísic (ABA) és una hormona vegetal que participa en el procés d'abscisió de diversos òrgans de la planta. A l'respecte, afavoreix la caiguda de les fulles i fruits, promovent la clorosi dels teixits fotosintètics.

Estudis recents han permès determinar que l'ABA promou el tancament dels estomes en condicions d'altes temperatures. D'aquesta manera es prevé la pèrdua d'aigua a través de les fulles, disminuint així la demanda de l'vital líquid.

Àcid abscísic. Font: wikipedia.org

Entre d'altres mecanismes que controla el ABA s'inclou la síntesi de proteïnes i lípids en les llavors. A més, aporta tolerància a la dessecació de les llavors, i facilita el procés de transició entre germinació i creixement.

El ABA promou la tolerància a diverses condicions d'estrès ambiental, com ara alta salinitat, baixa temperatura i escassetat d'aigua. El ABA agilitza l'entrada d'ions K + a les cèl·lules radiculars afavorint l'entrada i retenció d'aigua en els teixits.

De la mateixa manera, actua en la inhibició de l'creixement de les plantes, principalment de la tija, generant plantes amb aparença de "nanes". Estudis recents de plantes tractades amb ABA han aconseguit determinar que aquesta fitohormona promou la latència de gemmes vegetatives.

brassinoesteroides

Els brassinoesteroides són un grup de substàncies que actuen sobre canvis estructurals de la planta a molt baixes concentracions. El seu ús i aplicació és molt recent, pel que la seva ocupació en l'agricultura encara no s'ha massificat.

El seu descobriment es va realitzar a l'sintetitzar un compost denominat brassinolida a partir de l'pol·len de l'nap. Aquesta substància d'estructura esteroidal, usat en molt baixes concentracions, aconsegueix generar canvis estructurals a nivell dels teixits meristemàtics.

Els millors resultats a l'aplicar aquesta hormona s'obtenen quan es desitja obtenir una resposta productiva de la planta. A l'respecte, la brassinolida intervé en els processos de divisió, elongació i diferenciació cel·lular, sent útil la seva aplicació en floració i fructificació.

referències

1. Azcon-Bieto, J. (2008) Fonaments de Fisiologia Vegetal. McGraw-Hill. Interamericana de Espanya. 655 pp.
2. Fitohormones: reguladors de creixement i bioestimulants (2007) De la semàntica a l'agronomia. Nutrició. Recuperat a: redagricola.com
3. Gómez Cadenas Aurelio i García Agustín Pilar (2006) Fitohormones: metabolisme i manera d'acció. Castelló de la Plana: Publicacions de la Universitat Jaume I. DL. ISBN 84-8021-561-5
4. Jordà, M., & Casaretto, J. (2006). Hormones i reguladors de l'creixement: auxines, gibberel·lines i citocininas. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Fisiologia Vegetal, 1-28.
5. Jordà, M., & Casaretto, J. (2006). Hormones i reguladors de l'creixement: etilè, àcid abscísic, brassinoesteroides, poliamines, àcid salicílic i àcid jasmònic. Fisiologia Vegetal, 1-28.