Definición: ¿Qué son las células del meristemo?
Las células del meristemo son un grupo de células que residen en las puntas de los brotes y las raíces de las plantas. Como células indiferenciadas (o ligeramente diferenciadas) son consideradas como células madre dado que son el origen de muchas de las células que pasan a diferenciarse/especializarse rápidamente y formar varias partes de la planta.
Aunque las células meristemáticas comparten una serie de características con las células madre de los animales, una de las principales diferencias entre ambas radica en el hecho de que las células meristemáticas pueden restablecerse y seguir dividiéndose, lo que a su vez permite un crecimiento indeterminado en las plantas (siempre que se disponga de los recursos necesarios).
Colectivamente, las células meristemáticas conforman tres tipos de tejidos meristemáticos que incluyen:
- Meristemos apicales
- Meristemos laterales
- Meristemos basales/intercalares (presentes en algunas plantas)
- Tienen una pared celular relativamente fina y flexible (una pared de celulosa fina) – A diferencia de lo que ocurre en las células permanentes y maduras (células diferenciadas), la pared celular de las células meristemáticas es fina y flexible. Esto permite a la célula seguir dividiéndose activamente. En el caso de las células maduras y diferenciadas, la pared celular rígida afecta a la capacidad de dividirse activamente.
- Los plástidos de estas células están en la etapa de proplástidos
- Tienen menos E.R en comparación con otras células
- En cuanto a la forma, pueden parecer rectangulares, ovaladas, esféricas o poligonales
- Carecen de espacio intercelular entre ellas – Compactas
- Carecen de vacuolas – En el caso de que las vacuolas estén presentes, son de pequeño tamaño
- Son pequeñas y contienen un citoplasma denso
* La palabra meristemo proviene del griego «Meristos» que significa divisible.
Tipos, características y función
Las células de los meristemos se clasifican en función de su origen y localización en la planta. Por ello, existen dos grandes clasificaciones. Los diferentes tipos de estas células tienen diversas características y funciones que contribuyen al crecimiento y desarrollo de la planta.
Clasificación basada en el origen
También conocidas como meristemo primordial o meristemo procámbrico, son las células meristemáticas más tempranas y jóvenes que se originan en el embrión. Como tales, las células del promeristemo forman los primeros tejidos meristemáticos en las puntas de las raíces y de los brotes de la planta.
Además de ser muy poco numerosas (dado que se originan en el embrión y se encuentran en plantas muy jóvenes), estas células son indiferenciadas. Sin embargo, al final pasan por la división celular para producir células meristemáticas primarias.
Meristemos primarios
Las células meristemáticas primarias surgen del promeristema y conforman el extremo apical (presente en la punta del brote) así como el promeristema de la raíz. Por lo tanto, son más numerosas que las células promeristémicas y desempeñan un papel importante como origen de los tejidos primarios (crecimiento primario).
* Con células que se dividen activamente, el tejido meristemático primario produce la corteza, la epidermis, la médula y las hojas de una planta.
Células meristemáticas secundarias
Estas células son producidas por las células meristemáticas primarias que se encuentran en los ápices de los brotes y en las raíces de las plantas. A diferencia de los tipos de células anteriores, las células meristemáticas secundarias se producen una vez que la planta ya ha iniciado su desarrollo. Están implicadas en la producción de tejidos secundarios, incluyendo los haces vasculares (xilema y floema).
* Se ha demostrado que otro grupo de células conocidas como células meristemáticas terciarias en el meristemo terciario se desarrollan a partir de tejidos parenquimáticos. Estas células residen en la corteza y el tejido vascular de las plantas.
* En las plantas, las células meristemáticas primarias y secundarias contribuyen al crecimiento primario y secundario de la planta. Las células meristemáticas apicales de las raíces y los brotes contribuyen al crecimiento primario que da lugar a que la planta crezca más larga, mientras que el cambium vascular y el cambium de corcho que conforman los meristemos laterales contribuyen al crecimiento secundario (haciendo que la planta sea más ancha).
Clasificación basada en su Posición/Localización
Las células del meristemo apical se encuentran en los puntos de crecimiento de la planta. Como tales, están presentes en el brote, las raíces y las ramas de la planta. En estos lugares, contribuyen a la longitud de la planta.
Durante la división, las células del meristemo apical producen nuevas células meristemáticas que residen en la punta del brote y en las raíces. Algunas de las nuevas células, sin embargo, se diferencian para producir células especializadas que forman diferentes tejidos de la planta.
Utilizando las interacciones célula a célula así como las hormonas que actúan como señales posicionales, las células del meristemo apical no sólo son capaces de especializarse en funciones específicas (formando así tejidos específicos) sino que también se asientan en determinadas partes de la planta. A través de las señales posicionales, ciertos genes se activan o inhiben regulando así el patrón de diferenciación.
El meristemo apical se divide en (SAM) meristemo apical de brotes (células situadas en la punta de las ramas y en la punta de la planta) y el (RAM) meristemo apical de raíces donde las células se sitúan en la punta de cada raíz.
El meristemo primario es basal al meristemo apical de brotes (SAM) y está compuesto por células que se consideran en su estado embrionario.
Estas células meristemáticas se dividen en las siguientes partes:
Protodermo
La diferenciación del protodermo es uno de los principales acontecimientos del desarrollo embrionario. En ella, las células de la capa celular del protodermo comienzan a diferenciarse siguiendo la polaridad del meristemo apical y antes de que se formen los meristemos en los extremos opuestos del embrión.
Esta diferenciación da lugar a la producción de células epidérmicas y, en consecuencia, a la epidermis. En las raíces, algunas de las células se alargan (alargamiento de las paredes celulares) y forman los pelos radicales. Aunque las células que se forman aquí tienen una pared celular fina, contienen celulosa y sustancias pécticas que ayudan a proteger las células de las raíces.
Además, las células del protodermo se diferencian continuamente para producir nuevas células epidérmicas de las raíces que aseguran que se sigan formando nuevos pelos radiculares dado que tienen una vida corta (unos pocos días).
En las raíces, el protodermo juega un papel importante en la formación de pelos radiculares que intervienen en la absorción de nutrientes y agua en su entorno. La epidermis (que es, en su mayor parte, una capa unicelular) también cubre todos los órganos del tallo de las plantas actuando así como una capa protectora.
Meristema de tierra
Aunque las células del meristemo de tierra son un tipo de meristemo primario, como es el caso de las células del protodermo y de las células del procambiado primario, están segregadas y, por tanto, apartadas de las demás células. La división de estas células da lugar a la producción de la corteza, la médula, así como a una serie de otros tejidos relacionados.
Las células del meristemo del suelo, por tanto, contribuyen al crecimiento y desarrollo de la planta a través de la formación de partes como la corteza de la raíz. La endodermis, situada en la capa interna de la corteza ayuda a regular la acumulación de minerales en las raíces y, por tanto, a otras partes de la planta.
Como origen de los sistemas de tejidos del suelo, las células del meristemo del suelo están implicadas en la producción de tres tipos principales de células que incluyen:
Parenquima – Aunque pueden adoptar una variedad de formas, la mayoría de las células del parénquima tienen forma esférica o alargada. También pueden tener dos paredes celulares (una pared primaria delgada, así como una pared secundaria) que consiste en una polilínea conocida como lignina.
Estas células desempeñan una serie de funciones importantes relacionadas con el metabolismo (por ejemplo, respiración, secreción y almacenamiento, entre otras). Por ejemplo, mientras que la médula es el lugar de almacenamiento para la mayoría de las plantas, el mesófilo en las hojas es el lugar de la fotosíntesis.
* Las células del parénquima también son capaces de reprogramarse para formar diferentes tipos de células cuando sea necesario.
Colénquima – Las células del colénquima sirven para proporcionar soporte a los tallos y hojas jóvenes cuando se diferencian. En los tallos jóvenes, se pueden encontrar debajo de la epidermis (como las células externas de la corteza).
En cuanto a su estructura, las células del colénquima son alargadas y sus paredes están formadas por celulosa y pectina. El engrosamiento observado en la esquina de sus paredes celulares contribuye a su función de soporte.
Esclerénquima – Al igual que las células del colénquima, las células que componen el esclerénquima también sirven para proporcionar funciones de soporte. Como tal, también tienen una pared celular secundaria más gruesa que consiste en lignina.
Incluyen fibras que son células alargadas que actúan como cables de refuerzo y esclereidas de formas variadas que existen como células solitarias o en racimos. En comparación con las fibras, las esclereidas tienen paredes celulares más gruesas que ayudan a soportar el peso de los órganos de la planta.
* Las células del esclerénquima mueren cuando maduran, lo que hace que pierdan su flexibilidad. Como resultado, no pueden proporcionar el soporte flexible que se observa en las células del colénquima.
Procambium
El procambium está compuesto por células alargadas que se caracterizan por tener un núcleo grande, un citoplasma denso y proplástidos. La diferenciación de estas células da lugar a la producción del tejido vascular de la planta (xilema y floema primarios en las plantas). Varios tipos de vasos se desarrollan en diferentes etapas y cumplen diferentes funciones.
Estos incluyen:
Protoxilema – Participa en el transporte de agua a medida que las raíces de la planta se alargan. La presencia de anillos anulares en el protoxilema también proporciona una función de apoyo.
Metaxilema – Se encuentra en las partes alargadas de las raíces y participa en el intercambio de agua y minerales.
Células del floema – Se encuentran entre los brazos del protoxilema y forman el floema. Participan en el transporte de material alimenticio durante la vida adulta de la planta.
Células meristemáticas intercalares
Las células del meristemo intercalar se encuentran entre los segmentos de los órganos no meristemáticos (por ejemplo, sobre los nudos, la base de las hojas jóvenes, etc). Se dice que estas células se originan a partir de células meristemáticas primarias y tienden a perder su naturaleza meristemática a medida que se convierten gradualmente en permanentes. Estas células se encuentran en plantas monocotiledóneas como las gramíneas (bambú, etc.).
Células meristemáticas laterales
Estas células se sitúan paralelas a los lados de los órganos (lado lateral/ a lo largo del tallo) donde contribuyen a la circunferencia/grosor de la planta. Las células que componen el meristemo lateral se caracterizan por su forma rectangular que se desarrolla a lo largo de un plano.
* Los tejidos secundarios producidos por las células del meristemo lateral incluyen el cambium vascular y el cambium de corcho en la epidermis.
* Las células del cambium de corcho sustituyen a las de la epidermis en el tallo cuando la planta madura. Se caracterizan por tener una forma rectangular, vacuolas en su protoplasma así como taninos.
* Las células meristemáticas que no se diferencian en células adultas se conocen como células iniciadoras/iniciales meristemáticas.
Características generales de las células meristemáticas
Células Meristemáticas Vs. Células madre
Esencialmente, las células madre son células indiferenciadas de organismos multicelulares que dan lugar tanto al mismo tipo de células (como ellas mismas) como a otros tipos de células a través de la diferenciación.
Al igual que en los animales, las células madre de las plantas se localizan en nichos de células madre conocidos como meristemos (protomeristemos y meristemos primarios). Aquí, las células vegetales que se consideran células madre son indiferenciadas y se localizan en las mismas puntas de la planta.
En comparación con las células madre de los animales, los estudios han demostrado que las células madre del meristemo pueden restablecerse incluso en los casos en que han sido eliminadas. En el caso de que se den las condiciones favorables, esto permite que la planta siga creciendo.
* Aquí cabe destacar que los tallos de las plantas se encuentran en el tejido del meristemo en los puntos de crecimiento de la planta.
Adaptaciones de las células meristemáticas
– Las células meristemáticas pueden ser restauradas – Una de las adaptaciones más beneficiosas de es que pueden ser restauradas repetidamente. Según los estudios, las células meristemáticas pueden surgir a partir de células diferenciadas. Esto es posible gracias al principio de retroalimentación entre las células madre y las células que se dividen activamente, donde una proteína sintetizada por las células madre ayuda a restaurar el meristemo.
– Reprogramación – Los tipos de células meristemáticas pueden reprogramarse para formar diferentes tipos de células vegetales. En particular, se ha demostrado que este es el caso en la lesión de tejidos. Aquí, la reprogramación permite producir tipos específicos de células para reparar la lesión.
– Forma pequeña, poligonal o esférica – Esta característica es importante dado que permite que un gran número de células meristemáticas estén estrechamente empaquetadas.
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