Xilema

Xilema
n., plural: xilemas

Definición: Un tipo de tejido vascular en plantas

Definición de Xilema

El xilema se define como un tejido vegetal que transfiere agua y nutrientes de las raíces a todo el cuerpo de la planta, como el tallo y las hojas. La presencia de tejido xilémico es una de las características distintivas que separan las plantas vasculares de las no vasculares. El xilema proporciona soporte a otros tejidos blandos presentes en las plantas vasculares. En 1858 el Carl Negali introdujo el término xilema. El término xilema se deriva del griego thea xylon (que significa «madera»). La madera es un ejemplo popular de xilema.

¿Qué es el xilema? Según los biólogos, el xilema es un tejido especializado presente en las plantas vasculares para transportar agua y nutrientes disueltos desde las raíces hasta las hojas y tallos de las plantas. También proporciona almacenamiento y soporte a la planta (Myburg. A. et al., 2013). En términos simples, el xilema es un tipo de tejido vascular responsable de conducir el agua por todo el cuerpo de la planta. El xilema comprende sistemas complejos y varios tipos de células para transportar agua y minerales disueltos para apoyar y proporcionar nutrición a las plantas.

Xilema frente Líber

¿Qué son el xilema y el floema? El xilema y el floema son tejidos vasculares responsables del transporte de agua y alimentos, respectivamente. ¿En qué se diferencia el xilema del floema? También puede ver la tabla a continuación. También, puede leer esto para la definición de floema y más información.

Cuadro 1: Differences between Phloem and Xylem

Papel del xilema en las plantas vasculares

¿Cuál es el papel del xilema en una planta vascular? Las plantas vasculares crecen más que las plantas no vasculares debido a la presencia de tejidos xilémicos que proporcionan soporte (debido a su forma rígida) y transportan agua (un componente necesario para el crecimiento de las plantas) a las diversas partes de la planta.

Papel del floema en las plantas vasculares

El floema de las plantas vasculares es responsable de transportar nutrientes, incluidos azúcar, proteínas y moléculas orgánicas que ayudan a las plantas a permanecer vivas y reproducirse.

Los xilemas de Angiospermas y Otras Plantas Vasculares

Las angiospermas (conocidas como plantas con flores) son uno de los grupos principales de plantas vasculares. Las otras son gimnospermas (plantas productoras de semillas desnudas) y pteridofitas (por ejemplo, helechos). Estos grupos se pueden distinguir en función de sus tejidos xilémicos. Por ejemplo, los tejidos del xilema de las plantas con flores contienen vasos del xilema que están ausentes en los tejidos del xilema de las gimnospermas o helechos. No tienen vasos xilémicos, solo traqueidas. En la mayoría de las angiospermas, los vasos del xilema sirven como el principal elemento conductor.

Sin embargo, tanto las traqueidas como los vasos del xilema pierden su protoplasto en la madurez y se vuelven huecos y no vivos. La lignina polimérica se deposita formando una pared celular secundaria. Los vasos del xilema, sin embargo, tienen paredes secundarias más delgadas que las traqueidas. Luego, ambos forman hoyos en sus paredes laterales.

El vaso del xilema es una serie de células llamadas miembros del vaso (o elementos del vaso), cada una con una pared final común que está parcial o totalmente disuelta. Esto contrasta con una tráquea, que es una célula individual. Además, la célula traqueidea es típicamente más larga que el miembro del vaso. Sin embargo, el miembro del buque tiene un diámetro más ancho. Debido a esto, el vaso del xilema conduce más agua que la tráquea.

Xilema: Monocot vs Dicot

Las angiospermas se pueden agrupar en dos grupos principales: (1) las monocot por ejemplo, orquídeas, plátanos, bambúes, palmeras, hierbas, etc.) y (2) la eudicots (por ejemplo, rosas, magnolias, fresas, girasoles, robles, arces, sicómoros, etc.). Los dos grupos se diferencian básicamente por el número de cotiledones que tienen-las monocotiledóneas tienen un cotiledón mientras que las dicotiledóneas tienen dos. Aparte de los cotiledones, también pueden diferenciarse por sus tejidos xilémicos.

En particular, el xilema de una raíz dicotómica tiene una apariencia similar a una estrella (3 o 4 puntas). Entre los «dientes» del xilema se encuentra el floema. Véase la Figura 4. En contraste, la raíz monocotiledónea tiene tejidos alternados de xilema y floema. Otra diferencia marcada entre los dos en términos de tejidos del xilema son los vasos del xilema. Dicotiledóneas raíces han poligonal o angulares vasos del xilema mientras que las monocotiledóneas raíces tienen forma oval o redondeada. Los elementos xilema-floema son menores en las raíces dicotónicas (típicamente 2 a 6) que en las raíces monocotales (típicamente 8 o más).

Aparte de las raíces, los dicots y los monocots tienen diferencias aparentes en sus tallos. Los haces vasculares (es decir, un haz vascular consiste en tejidos floema y xilema, más cambium vascular) de un tallo monocotiledóneo están dispersos, mientras que en los tallos dicotiledóneos están dispuestos en un patrón de anillo. Además, los dicots tienen un crecimiento secundario. En sus tallos, forman anillos de crecimiento (anillos anuales). Por lo tanto, esto conduce a un subgrupo de dicots: dicots herbáceos (por ejemplo, tallos de girasol) y dicots leñosos (por ejemplo, tallos de árboles con maderas).

En las plantas leñosas, se producen dos tipos de xilemas: (1) xilema primario y (2) xilema secundario. El xilema primario es responsable del crecimiento primario o del aumento de longitud. El xilema secundario (también llamado madera) es para el crecimiento secundario, que es el aumento de la circunferencia.

Sin embargo, las angiospermas no son las únicas que producen madera (xilema secundario). Las gimnospermas también producen madera. La madera de angiosperma se llama madera dura, mientras que la madera de gimnosperma se llama madera blanda. El nombre se debe a que la madera dura es más compacta y densa que la madera blanda. Si recuerda, las angiospermas tienen vasos xilémicos aparte de las traqueidas. La mayoría de las gimnospermas solo tienen traqueidas. Por lo tanto, esto hace que muchas maderas duras sean más densas que las maderas blandas. Sin embargo, hay excepciones. Los tejos y pinos de hoja larga son maderas blandas que son extremadamente duraderas y más duras que muchas otras maderas duras.

Tipos de xilema

Sobre la base de la estructura, el desarrollo, la función y el papel del tejido del xilema, los biólogos dividieron el xilema en dos tipos principales, es decir, primario y secundario. Estos dos tipos de xilema realizan la misma función y se clasifican por el tipo de crecimiento para su formación.

xilema primario

El crecimiento primario de la formación de plantas de xilema primario se produce en las puntas de los tallos, raíces y capullos florales. Además, el xilema primario ayuda a la planta a crecer más alta y hace que las raíces sean más largas. Por lo tanto, ocurre primero en la temporada de crecimiento, por lo que esto se llama crecimiento primario. El propósito del xilema primario y secundario es transportar agua y nutrientes.

Xilema secundario

Con el crecimiento secundario de la planta, se forma xilema secundario que ayuda a que la planta se ensanche con el tiempo. Un ejemplo del crecimiento secundario de las plantas son los troncos anchos de los árboles. Sucede cada año, después del crecimiento. Además, el xilema secundario da anillos oscuros que determinan la edad de los árboles.

La estructura del Xilema

El xilema consta de cuatro tipos de elementos: (1) vasos xilémicos, (2) traqueidas, (3) fibra xilémica y (4) parénquima xilémico.

Vasos xilémicos

Los vasos xilémicos están presentes en las angiospermas. Tienen una estructura cilíndrica larga y una apariencia tubular. Las paredes contienen una gran cavidad central, y las paredes están lignificadas. Pierden su protoplasma, y por lo tanto, están muertos, en la madurez. Contienen muchas células (miembros de vasos) que están interconectadas a través de una perforación en paredes comunes. Participan en la conducción de agua, minerales y dan resistencia mecánica a la planta.

Traqueidas

Estos son muertos y tubo-como las células con una conicidad final. Se encuentran en la gimnosperma y angiosperma. Estas células tienen una pared celular lignificada gruesa y carecen de protoplasma. La función principal que realizan es el transporte de agua y minerales.

Fibras de xilema

Estas son células muertas que contienen lumen central y paredes lignificadas; proporcionan soporte mecánico a la planta y son responsables del transporte de agua.

Parénquima del xilema

Las células del xilema llamadas células del parénquima almacenan material alimenticio y se consideran las células vivas del xilema. Además, ayudan a reducir la distancia de transporte de agua. Además, participan en el almacenamiento de carbohidratos, grasas y conducción de agua.

Las principales características del parénquima del xilema son las siguientes:

• Las células vivas del xilema
• La pared celular es siempre celulósica y delgada.
• Contiene núcleo prominente y protoplasto
• Las células son incoloras y tienen vacuolas grandes.
• El xilema primario y secundario contiene células vivas de parénquima.
• Los componentes de las células del parénquima, como las grasas y las proteínas, varían según la estación.
• Pueden subdividirse por septos, y se componen de células de parénquima que contienen cristales y tienen paredes lignificadas.
• El parénquima del xilema también consiste en cloroplastos que están presentes en angiospermas, plantas leñosas y plantas herbáceas.
• Los vasos forman excrecencias llamadas «tilosis» al lado de las células del parénquima axial y de rayos.
• Las células del parénquima se denominan «células de contacto», que dan lugar a tilosis.
• El núcleo y el citoplasma de las células del parénquima del xilema migran a tilosis.
• Las tilosis pueden desarrollarse y almacenar una variedad de sustancias.
• La tilosa podría diferenciarse en escleroides.

Las principales funciones del parénquima del xilema son las siguientes:

• El parénquima del xilema conduce el agua en dirección ascendente a través de la célula parénquima.
• Almacena los nutrientes de los alimentos en forma de grasas, taninos, cristales y almidón.
• A través de la excrecencia llamada tilosis conecta las células del parénquima del xilema con los vasos o las traqueidas.
• Durante una sequía o infección, los tejidos vasculares están protegidos por tilosis.
• Las células del parénquima del xilema están implicadas en la incapacidad de mantenimiento del transporte del xilema.
• Cavitación o embolia, lo que significa que el bloqueo de la cavidad del xilema se mantiene por el parénquima xilema que ayuda a continuar las funciones de las traqueidas y los vasos.

Características del tejido del xilema

La estructura del xilema se puede entender por los tipos o divisiones de las células del xilema, incluidas las células de fibra, las células del parénquima y los elementos traqueales.

• Las células del parénquima son fibras largas y forman las partes blandas del cuerpo de la planta.
• Estas células del parénquima proporcionan soporte a las células del xilema.
• Los elementos traquearios son células muertas que se convierten en hebras huecas para permitir que el agua y los minerales fluyan a través de ellos.
• Tanto los vasos como las traqueidas (elementos traqueales) son huecos, alargados y estrechos. Sin embargo, los vasos son más especializados que las traqueidas para ayudar a fluir la savia del xilema.
• Los recipientes también contienen placas de perforación que ayudan a conectar diferentes elementos del recipiente en una sola lámina continua de recipientes.
• El xilema también contiene varias formas de engrosamiento, que se encuentran en diferentes patrones, anillos y otros para maximizar el soporte estructural de las plantas.
• El xilema aparece con forma de estrella cuando se observa bajo el microscopio.

Xilema Función

el Xilema transporta agua y minerales disueltos, así como proporciona soporte mecánico a la planta. También transmiten señales fitohormonales en el cuerpo de la planta. Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de agua funcionan como una forma de conexión para la conducción de agua dentro del sistema vascular del xilema. A continuación se muestran las funciones precisas del xilema.Soporte

• : El xilema proporciona soporte y fuerza a las partes de una planta, incluidos los tejidos y órganos, para mantener la estructura de la planta y evitar que las plantas se doblen.
• Savia del xilema: El sistema vascular del xilema consiste en tubos largos que permiten el flujo de agua, iones orgánicos disueltos y nutrientes en el agua (también llamada savia del xilema).
• Células xilémicas: Las células para el transporte de agua generalmente están muertas, y por lo tanto, el proceso de conducción ocurre de forma pasiva.
• Transporte pasivo: Debido al transporte pasivo, el proceso de conducción no requiere ninguna forma de energía.Acción capilar: El proceso de conducción de la savia del xilema contra la gravedad dentro de la planta se conoce como acción capilar. Además, el proceso ocurre cuando las fuerzas de cohesión del agua y la tensión superficial mueven la savia del xilema hacia arriba.
• Soporte adicional: A medida que las plantas crecen, el xilema también se desarrolla para proporcionar soporte a la planta y permitir el transporte de agua y minerales a los órganos de la planta presentes en regiones más altas.

¿Cómo funciona xylem?

¿Cómo transporta el agua xylem? La teoría de cohesión-Adhesión es la hipótesis que intenta explicar cómo el agua viaja hacia arriba a través de la planta contra la gravedad. La transpiración en las plantas es un factor importante que impulsa al agua a subir para reemplazar el agua que se ha perdido por evaporación. Xylem recoge el agua de las raíces para transferirla a otras partes de las plantas. Varias células están involucradas en el proceso de conducción o transporte de agua.

Leer: Lección de Regulación del Agua de las plantas (tutorial gratuito)

Los elementos traqueales (incluidos los vasos y las traqueidas) son células muertas después de alcanzar la madurez. Por lo tanto, actúan pasivamente para el transporte de agua. El agua llega hacia arriba desde las raíces hacia el tallo y las hojas sobre la base de dos factores: la presión de la raíz y el tirón transpiracional.

• Presión de la raíz: Ocurre debido a la ósmosis (el movimiento del agua de un área de alta concentración a un área de baja concentración) que permite que el agua del suelo o del suelo entre en las raíces.
• Tirón transpiracional: La tensión superficial tira del agua hacia arriba dentro del xilema causada por la pérdida de agua a través del proceso de transpiración de las hojas.

Xilema Evolución

Alrededor de 400 millones de años, el xilema se desarrolló en las plantas debido a la adaptación a las exigencias medioambientales. La producción de alimentos a través de la fotosíntesis se caracteriza por la absorción de agua y el dióxido de carbono. Cuando las plantas colonizaron la tierra, desarrollaron un sistema de transporte más avanzado que aumenta sus posibilidades de supervivencia en el suelo. Con el tiempo, las plantas desarrollaron estructuras avanzadas, como el sistema vascular del xilema. La concentración de agua en la planta se redujo a través del proceso de transpiración (que ocurre a través de los estomas que introducen dióxido de carbono y expulsan agua). Como se explicó en la sección anterior, esta transpiración ayudó a tirar el agua en el cuerpo de la planta contra la gravedad.

Proceso de Desarrollo de Xilema

El desarrollo del xilema se caracteriza por la bifacial meristemo lateral de las células y el cambium vascular que produce xilema secundario (secundario floema). Además, el desarrollo del xilema cambia de una forma a otra. Se utilizan diferentes términos para describir el desarrollo del xilema. Son exarcas, endarcas, mesarcas y centrarcas.

• Centrarca: El xilema primario se desarrolla hacia afuera desde el cilindro producido en el centro del tallo; por lo tanto, el metaxilema rodea el protoxilema. Por ejemplo, varias plantas terrestres tienen una forma de desarrollo centrárquico.
• Exarca: El xilema se desarrolla hacia adentro desde el lado externo cuando el xilema primario es más de uno en raíces o tallos. Por lo tanto, el metaxilema está cerca del centro, mientras que el protoxilema se forma cerca del límite. Por ejemplo, el xilema de las plantas vasculares tiene una forma exarca de desarrollo.
• Endarca: El xilema se desarrolla desde la parte interna y se mueve hacia afuera; por lo tanto, el protoxilema se forma cerca del centro, y el metaxilema se forma cerca del límite. Por ejemplo, los tallos de la planta de semilla muestran una forma endarca de desarrollo.
• Mesarca: El xilema se desarrolla en cada dirección desde el centro de la cadena del xilema primario. Sin embargo, el metaxilema ocupaba tanto las áreas limítrofes como las centrales, dejando el protoxilema en el medio. Por ejemplo, los tallos y hojas de helecho tienen una forma de desarrollo mesarca.

El tejido del Xilema se forma a partir de células meristémicas, como las del cambium vascular y el procambium. Las fases de desarrollo y crecimiento de los tejidos del xilema se pueden distinguir en dos fases. * La primera fase también se conoce como el crecimiento primario, que se caracteriza por la diferenciación del xilema primario de las células originadas a partir del procambio. La segunda fase, también conocida como crecimiento secundario, se caracteriza por la generación de xilema secundario a través de un meristemo lateral.

Las partes en crecimiento y desarrollo de la planta contienen xilema primario que consiste en vasos metaxilema y protoxilema. En las primeras fases del desarrollo del xilema, el protoxilema se transformó en un metaxilema. Estos vasos xilémicos (protoxilema y metaxilema) se pueden diferenciar en función del diámetro y el patrón de la pared celular (secundaria) a nivel morfológico. En primer lugar, el protoxilema es un vaso estrecho formado por células pequeñas con paredes celulares que contienen engrosamientos como hélices o anillos. Las células protoxilémicas se desarrollan y crecen junto con el alargamiento de raíces o tallos. En segundo lugar, el metaxilema es de mayor tamaño con engrosamientos escalariformes (en forma de escalera) o picados (en forma de hoja). Después del período de elongación, cuando las células no aumentan de tamaño, el metaxilema completa su desarrollo. Por lo tanto, el xilema formado comprende células muertas que actúan como hebras huecas para conducir el agua y los minerales disueltos. Según la investigación, el desarrollo del xilema se puede mejorar a través de la ingeniería genética para obtener los resultados deseados.

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