Compuestos secundarios de las plantas
Compuestos secundarios
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Compuestos secundarios
de las plantas
Las plantas producen compuestos primarios importantes para su metabolismo.
También producen compuestos secundarios que le sirven para atraer
polinizadores,
ahuyentar o matar parásitos, y prevenir
enfermedades infecciosas. Los repelentes químicos y las defensas
han evolucionado por tres rutas biosintéticas diferentes, para producir
compuestos terpenoides, fenólicos y compuestos
nitrogenados. Algunos de estos compuestos son tóxicos y otros reducen
la palatabilidad. La mayoría de los repelentes están localizados
en la parte externa de las plantas, siendo los tricomas
la primera línea de defensa. Especialmente efectivos son los tricomas
glandulares, por ej. los pelos urticantes de la Ortiga (Urtica
dioica) contienen un 5-hidroxitriptamina, compuesto similar
al ácido fórmico de las hormigas. Algunas plantas producen
insecticidas naturales tales como el piretro, un producto químico
producido por los crisantemos.
La segunda línea de defensa la forman las ceras
y compuestos de la superficie de las hojas. Por ej. en las hojas de la
manzana se produce un repelente para áfidos. Las Gramíneas
han evolucionado mediante la esclerificación
de la epidermis de las hojas, por este mecanismo
presentan pelos en forma de aguijones que le dan
aspereza a las hojas y células silíceas
que las hacen menos palatables.
En ciertas plantas hay una combinación de defensas, en las Araceae (Diffembachia,
Guembé) se combina la presencia de compuestos nitrogenados como
el ácido oxálico en su savia y células
con cristales de Oxalato de Calcio en forma de aguja denominados rafidios.
Cuando los herbívoros mastican estas hojas, los cristales producen
pequeñas incisiones por las que entra el ácido al cuerpo
del atacante y produce graves irritaciones en las mucosas. Este tóxico
se puede obtener también de las almendras amargas, de los carozos
de ciruelas y cerezas, o de los tubérculos
comestibles de la mandioca.
 
A la Izquierda: hojas de la Araceae conocida como Guembé,
a la derecha, fotomicrografías de las células con los rafidios.
MEB, 800
La planta de arveja (Pisum) produce pisatina, un producto químico
que las protege de la mayor parte de los hongos. Las cepas de algunos hongos (Fusarium) contienen enzimas que inactivan
la pisatina, permitiendo la infección de las plantas de arvejas.
Las resinas y el látex
forman la línea final de defensa, ubicada profundamente en el cuerpo
de la planta.
Las Coníferas (Gimnospermas) presentan canales
resiníferos, son cavidades alargadas  rodeadas
de células secretoras. Se forman de manera esquizógena,
es decir que las células se separan por su laminilla media sin romperse,
las que tapizan el contorno del canal producen las resinas y las vuelcan
al interior del mismo. La resina es un complejo de sustancias, principalmente
terpenos, que reducen la palatabilidad especialmente de las yemas.
El látex es otro repelente que las plantas
producen en gran cantidad; es una emulsión viscosa, blanquecina,
con partículas de gomas, alcaloides, terpenos, etc. en suspensión.
El canal donde circula este fluido se llama laticífero, y
pude estar formado por una o muchas células. En la mayoría
de los casos el látex es irritante y de sabor desagradable. Existen
20 familias y aproximadamente 12.000 especies productoras de látex,
como las Moráceas, entre las que se encuentran el Guapoy y el Ambay.
Por un lado convierte la savia en una sustancia densa poco aceptable para
insectos de aparato bucal chupador o para las hormigas podadoras, a las
que se les "pegotean" las mandíbulas mientras cortan hojas. Pero
actuaría especialmente en la cicatrización de heridas y en
impedir el ingreso de microorganismos.
Diversos alcaloides producen efectos alucinógenos
en el hombre. Las tribus aborígenes les dan variados usos en sus
rituales, mientras que en la sociedad moderna muchas personas se autodestruyen
con el empleo de drogas derivadas. La nicotina puede ser un efectivo
insecticida de jardinería y todos tenemos una idea de lo que causa
en los fumadores.
Los antinutrientes
Son productos químicos producidos cuando la planta se encuentra
bajo ataque de un patógeno. Un grupo de
estos compuestos son las fitoalexinas, son sintetizadas por la planta luego
del ataque por hongos, e inhiben las enzimas del
sistema digestivo del atacante. Las Solanaceas (familia de la papa
y el tomate) sintetizan sesquiterpenoides con el mismo fin. Los terpenoides
son perjudiciales para los hongos que cultivan las hormigas podadoras.
Se han identificado mas de 10.000 productos químicos que intervienen
en la defensa de las plantas incluyéndose entre estos a la cafeína,
el fenol, el tanino, la nicotina, la cocaína y la morfina. En los
días que corren las plantas son materia prima para la elaboración,
en mayor o menor grado, de casi el 45 % de los productos farmacéuticos
del mundo. Sin embargo apenas el 1 % de las especies de las selvas han
sido estudiadas con este fin. Ellas pueden guardar la cura contra muchas
enfermedades
Algunos compuestos secundarios son útiles a los seres humanos
como
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pesticidas
-
medicinas
-
estimulantes
-
goma de mascar (chewing gum o "chuenga", chicle, un compuesto del árbol
mejicano sapodilla fue el primero utilizado como goma de mascar).
Coevolución plantas-animales
Las mariposas Heliconius
se alimentan casi en forma exclusiva de polen y néctar de las flores
de Passiflora (género de plantas a las que pertenece por
ejemplo nuestra enredadera Mburucuyá o Pasionaria).
Estas plantas producen sustancias de las que deriva el 
cianuro para protegerse de los insectos herbívoros. Pero las Heliconius
lo pueden procesar. Sus orugas lo ingieren al comer las hojas y sintetizan
su propio veneno, mientras que las mariposas adultas lo obtendrían
a partir del polen. El predador desprevenido con capacidad de aprendizaje
(como las aves) que capture una de estas mariposas sabrá que no
debe intentarlo nuevamente. Recordará los colores de las Heliconius
que actúan como una gran señal luminosa advirtiendo: "no
intenten comerme, soy tóxica". Otros géneros de mariposa
simplemente "copian" los colores, favoreciéndose de esta característica.
En el sector Cataratas del Parque Nacional Iguazú el Ambay (Cecropia
pachistachya) es uno de los árboles más frecuentes. Tienen
el tronco recto con compartimentos huecos separados por tabiques donde
viven hormigas del género Azteca. Las agresivas hormigas
protegen su territorio, en este caso el árbol, contra diversos herbívoros
como las hormigas podadoras. A cambio obtienen refugio y alimento de estructuras
especiales llamadas cuerpo de Mullerian, que son paquetes de hidratos de
carbono situados en la axila de las hojas.
Muchas especies utilizan las hormigas para defensa atrayéndolas
con estructuras glandulares 
llamadas nectarios extraflorales. Se ubican en cualquier parte de
la planta que no sean las flores, de allí su nombre. La producción
de néctar, líquido azucarado, atrae
a las hormigas, las que protegen a la planta (su alimento) de otros predadores.
(Foto: nectarios extraflorales en hoja de Turnera ulmifolia)
Muchas especies aprovechan la visita de las hormigas para la dispersión
de las semillas. Para ello las semillas presentan
estructuras atrayentes como carúnculas
y arilos. La carúncula de la semilla del Ricino
es una excrescencia del tegumento externo de la semilla rico en aceites (elaiosomas).
El arilo está presente en numerosos géneros (Lychnis),
tienen abundantes aceites y almidones y se forma a partir de diferentes
partes de la semilla.
Redacción y diagramación a cargo de :
Ing. Ana María Gonzalez, amgonza@unne.edu.ar
Dr. Jorge S. Raisman, lito@unne.edu.ar
Traducido y modificado de http://gened.emc.maricopa.edu/Bio/BIO181/BIOBK/BioBookTOC.html
Actualizado en Enero del 2000. Reproducción autorizada únicamente con fines educativos.
Se agradecen comentarios y sugerencias.
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Aguijón: pelo corto, rígido
y puntiagudo.
-
Arilo: excrecencia de la semilla localizada
en diversos puntos del tegumento externo.
-
Alucinógeno: sustancia capaz
de producir alucinaciones.
-
Canales resiníferos: conductos por
donde circulan resinas.
-
Carúncula: excrecencia de la semilla
ubicada en el micrópilo o abertura de los tegumentos.
-
Células silíceas: célula
de pared con sílice y un corpúsculo de la misma naturaleza
en su interior, común en la epidermis de las hojas de las Gramíneas.
-
Cepa: punto de arranque de una serie filogenética./
Raza.
-
Ceras: sustancias producidas por las células
epidérmicas, que recubren la superficie de los vegetales. Son sólidas
y se encuentran constituidas principalmente por ésteres de alcoholes
y ácidos grasos.
-
Enzimas: (del griego en =
en; zyme = levadura): Molécula de proteína que actúa
como catalizador
en las reacciones bioquímicas.
-
Epidermis: tejido que recubre el cuerpo
primario de las plantas.
-
Esclerificación: proceso
de formación de esclerénquima, tejido de paredes secundarias
rígidas.
-
Esquizógeno: espacios originados
por separación de las paredes de dos células vecinas.
-
Látex: emulsión acuosa de sustancias
insolubles, resinas y caucho, con azúcares, gomas y alcaloides,
que circulan por tubos laticíferos en el cuerpo de algunas plantas.
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Néctar: es un líquido
azucarado producido por estructuras llamadas nectarios. Se ubican estratégicamente
en la flor para que los insectos al tomarlo toquen los estambres y se lleven
el polen de una flor a otra.
-
Patógeno: organismo capaz de causar
una enfermedad.
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Pelo urticante: tricoma que produce irritación
en el cuerpo del hombre o de los animales.
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Polen (del griego palynos = polvo,
del latín pollen = polvo fino): En las plantas con semilla,
el gametofito masculino rodeado por una cubierta protectora.
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Polinizadores: agente biótico
o abiótico que trasporta el polen desde las anteras hasta el estigma
de la flor.
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Rafidio: cristales en forma de aguja compuestos
de carbonato de calcio.
-
Resinas: producto secretado por los vegetales
con aspecto y propiedades análogas a los productos conocidos vulgarmente
con el mismo nombre. El ámbar es una resina fósil.
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Savia: (del lat. sapa: jugo) jugo
contenido en la planta, que circula por sus elementos conductores.
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Semillas: (del latín, diminutivo
plural de seminilla = semen; del mozárabe xemínio?)
Embrión en estado latente, rodeado o no de tejido nutricio y protegido
por el episperma o cubierta seminal. En las Gimnospermas se hallan desnudas
y en las Angiospermas encerradas en el fruto.
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Terpenoides: hidrocarburos con la fórmula
C10 H16 que se encuentran en los aceites esenciales.
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Tricomas: excrecencias de la epidermis
de los vegetales, unicelulares o pluricelulares, glandulares o euglandulares.
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Tubérculo: tallo engrosado, generalmente
subterráneo, rico en sustancias de reserva, ej: papa.
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