Botánica/Células vegetales/Texto completo

Introducción

Una lupa (izquierda) y una lente de mano (derecha) - herramientas utilizadas por los botánicos en el campo

Una célula es una estructura muy básica de todos los sistemas vivos, formada por protoplasma dentro de una membrana celular que la contiene. Sólo entidades como los virus— en el límite entre las sustancias químicas no vivas y los sistemas vivos— carecen de células o de estructura celular básica. Todas las plantas, incluidas las plantas muy simples llamadas algas, y todos los animales están formados por células, y éstas se organizan de diversas maneras para crear la estructura y la función de un organismo. Los biólogos reconocen dos tipos básicos de células: procariotas y eucariotas. Las células procariotas son estructuralmente más simples. Sólo se encuentran en organismos unicelulares y en algunos organismos pluricelulares simples (todas las bacterias y algunas algas, que pertenecen a los dominios Bacteria y Archaea). Las células eucariotas se encuentran en la mayoría de las algas, todas las plantas superiores, los hongos y los animales (dominio Eukarya). Así pues, las diferencias entre estos dos tipos de células son fundamentales para clasificar un organismo y una consideración importante en la secuencia evolutiva de la vida en el planeta Tierra.

Estructura de la célula vegetal

La estructura de una célula vegetal

Casi todas las células son demasiado pequeñas para verlas a simple vista. Como siempre, hay algunas excepciones, pero por lo general se necesita un aumento para detectar una estructura celular. En las plantas, a veces basta con una buena lupa (véase la foto de la derecha), pero para trabajar con células u observar cómo se organizan para formar tejidos y estructuras se utiliza un Microscópio de gran potencia.

• Lea sobre Células Es posible que desee seguir algunos o todos los enlaces a "Artículos principales", ya que proporcionan detalles que pueden interesarle; o puede regresar para explorar más en caso de que surjan preguntas más adelante en el curso.
• Lea Células vegetales y, como mínimo, artículos en los siguientes enlaces (pero ignore, por ahora, el tema de Tipos de células vegetales):
• Pared Celular
• Citoplasma
• Protoplasma
• Vacuola
• Sustancias ergásticas
• Plastidios
• Cloroplastos

Función celular básica

A estas alturas, ya deberías tener una idea general de la complejidad de la estructura celular. Las mejoras en la microscopía, especialmente el desarrollo del Microscopio electrónico, han revelado que las células no son simplemente sacos membranosos que contienen un fluido de consistencia gelatinosa. El grado de organización del citoplasma en orgánulos y sus membranas debería haberte convencido de que mucho (quizás la mayor parte) de lo que realmente está sucediendo a tu alrededor en este planeta está ocurriendo a una escala que es simplemente inaccesible para tus ojos. Y aunque no se puede esperar que observes directamente las reacciones químicas a escala molecular, considera que no puedes, ni siquiera con una óptica poderosa, observar directamente la mayor parte de la estructura donde estas reacciones están controladas de alguna manera para producir resultados favorables para la vida; de hecho, son vida. Con suerte, a medida que adquieras conocimientos y te conviertas en biólogo, en botánico, aprenderás a reconocer los fenómenos relevantes por sus expresiones macroscópicas (lo que puedes observar fácilmente a simple vista).

Para apreciar la función celular básica, es necesario enumerar primero los procesos o resultados que las células deben lograr para seguir existiendo. Las funciones más especializadas se analizarán en la estructura celular de las plantas, ya que nuestro interés debe centrarse finalmente en las plantas. Por ahora, recuerda que en tu lectura ya has encontrado estas diversas capacidades básicas de las células:

El metabolismo implica la absorción de materia prima para utilizarla en la construcción de componentes celulares y la descomposición de otras moléculas para proporcionar energía para diversos procesos de crecimiento; pueden liberarse subproductos. Biosíntesis de proteínas por transcripción de ADN a ARN y luego traducción a proteína, utilizada en el crecimiento o liberada para su uso en otra parte del organismo. Reproducción por división celular

Ahora analicemos cada uno de ellos por separado. Pensemos inicialmente en un organismo unicelular sin capacidades especiales, sólo una "voluntad" de permanecer vivo y perpetuarse. Recuerde que el entorno no será benévolo. La célula debe crecer y reproducirse para contrarrestar la tendencia de las fuerzas externas a descomponer la estructura molecular y destruir la vida. A continuación, consideremos la situación en la que una célula forma parte de un organismo multicelular y puede estar realizando funciones más limitadas y especializadas.

Especializaciones en células vegetales

Aprenderemos sobre las células de las algas y otros organismos (por ejemplo, bacterias y hongos) tradicionalmente tratados en Botánica en capítulos posteriores sobre esos organismos (Capítulos 5 a 7). Aquí nos concentramos en las células de las plantas.

El tipo más simple de célula vegetal se llama célula parenquimática y la mayoría de los procesos metabólicos y reproductivos básicos de la planta ocurren en estas células. Un término para las células de "parénquima" con cloroplastos es "células de clorénquima". Otros tipos de células vegetales que consideraremos son:

• ''Colénquima — células vivas con paredes engrosadas para mayor soporte
• Esclerénquima — células muertas lignificadas que forman fibras para mayor soporte
• Epidermal' — revestimiento de superficie
• Corcho
• ''Xilema traqueida — células únicas, largas (hasta 1 mm) y delgadas para transportar agua y soporte
• Vaso de xilema — las células forman elementos individuales en un tubo aún más largo (hasta 1 metro en casos extremos) para transportar agua.
• Células meristemáticas — crecimiento

• Leer Célula del parénquima

Capítulo 2. Ejercicios de laboratorio: Microscopía

Es habitual en los cursos de botánica, a partir del nivel de bachillerato si no antes, aprender el uso adecuado de un microscopio', una herramienta o instrumento de considerable importancia para la mayoría, si no todas, las disciplinas biológicas. Si aún no lo has hecho, deberías seguir el enlace al artículo de Wikipedia sobre microscopios:

• Lea Microscopio

Si no estás leyendo este texto como parte de un curso formal, o por cualquier razón no tienes acceso a un microscopio, puedes hacer un buen uso de una lente de mano o una lupa. Si tienes intención de hacer botánica de campo, sin duda deberías invertir en una lente de mano como la que se muestra en página anterior. Aunque una lupa también sirve (y algunas lupas están diseñadas para encajar en la cuenca del ojo), este dispositivo no está realmente pensado para su uso en el campo, y (al igual que la lente de mano) es más apropiado para el trabajo de cerca en el escritorio o en la mesa del laboratorio.

Tipos de microscopios

Hay dos tipos básicos de microscopios ópticos utilizados en el trabajo de clase en botánica (hay muchos otros tipos de microscopios utilizados por los botánicos en el trabajo de investigación) ampliamente llamados compuesto y estéreo. Estos términos pueden ser un poco confusos, porque un microscopio estereoscópico es técnicamente un microscopio compuesto (la imagen se amplía con más de una lente) y verás que todos los microscopios ópticos de mayor calidad tienen oculares binoculares, aunque no todos proporcionan una visión tridimensional (estereoscópica) del espécimen u objetivo. Se prefieren los términos alta potencia y baja potencia; éstos especifican mejor el uso de los dos tipos en el laboratorio y no la calidad del instrumento.

Microscopio de alta potencia – Proporciona (dependiendo del sistema de lentes) aumentos de entre 300X y 1000X aproximadamente. Se coloca una muestra muy pequeña o fina en la platina (normalmente en un portaobjetos de cristal bajo un cubreobjetos) y se observa cerca de la lente del objetivo, normalmente iluminada por la luz que pasa desde abajo. Se utiliza para observar células, tejidos y organismos muy pequeños, como algas unicelulares y bacterias. Es necesario prestar atención a la preparación de la muestra para obtener buenos resultados.

Microscopio de baja potencia – Proporciona aumentos que suelen oscilar entre 60 y 500X. El espécimen se coloca en la platina y se ilumina desde arriba o desde el lateral. Hay un amplio espacio para acceder al espécimen y manipularlo mientras se observa y, por esta propiedad, este tipo también se denomina microscopio de disección por su uso en disecciones de plantas y animales pequeños. Aunque la mayoría de los microscopios de baja potencia tienen oculares binoculares y ofrecen una visión estereoscópica, algunos modelos para estudiantes no los tienen. La preparación de la muestra no es especialmente importante; lo que tienes es lo que verás.

Utilización del microscopio compuesto (de alta potencia)

Suponiendo que se tenga acceso a un microscopio compuesto, es importante familiarizarse con el instrumento y las herramientas utilizadas para preparar los objetos para su observación, antes de intentar ver algo. La razón es que puede dañar la óptica o los sistemas mecánicos de un microscopio compuesto si no está familiarizado con su uso correcto. Aunque el microscopio es un instrumento sencillo de manejar y aprenderá rápidamente a utilizarlo correctamente, proceda inicialmente con precaución. Primero debe revisar el diagrama de un microscopio típico que se muestra en Microscopio óptico y comprender dónde se encuentran estas partes en su microscopio (que puede diferir algo de la imagen mostrada):

ocular, lente objetivo, enfoque grueso, enfoque fino, y platina.

Tendrás que familiarizarte con otras características del microscopio a medida que avancemos, pero localizar cada uno de los elementos anteriores en tu microscopio es un primer paso esencial.

Ejercicio 2A

Si es la primera vez que utiliza un microscopio, un montaje de tejido de cebolla es un buen primer ejercicio para un estudiante de botánica, y debe seguir todas las instrucciones proporcionadas en el módulo de laboratorio, preparando el montaje como se describe. Tenga en cuenta que el microscopio de alta potencia requiere que la luz pase a través del espécimen para que pueda verlo a través del ocular. El tejido de la cebolla carece de pigmentos (como la clorofila) y es intrínsecamente delgado. Por lo tanto, constituye una fuente fácilmente disponible de material de tejido vegetal que requiere una preparación mínima para la observación de las células vegetales. Este ejercicio le introducirá en algunas de las técnicas y accesorios utilizados con el microscopio de alta potencia.

• Lea Portaobjetos de microscopio de vidrio y entiende portaobjetos de vidrio, cubreobjetos, clips de platina, y montaje húmedo.

Para información más avanzada: Lee Microscopía.

• Lea Técnicas de tinción celular, introducción y secciones sobre yodo y azul de metileno.

Si utiliza una solución de yodo, debe comprender los fundamentos de su funcionamiento como tinción vital. El yodo se une al almidón, y el almidón es un producto de almacenamiento fabricado por las células vegetales a partir de la glucosa producida por la fotosíntesis. Las células vivas pueden descomponer el polímero de almidón en azúcar glucosa para utilizarlo en reacciones energéticas cuando sea necesario. Las células de la epidermis de la cebolla no contienen mucho almidón, por lo que no se tiñen fuertemente con yodo. Tome un trozo pequeño de patata y póngale una gota de solución de yodo (no bajo el microscopio) y observe la reacción de tinción mucho más oscura. La patata es un órgano de almacenamiento de alimentos de la planta de la patata.