Simplasto: partes y características
El simplasto es el sistema continuo formado por el citoplasma de todas las células de una planta unido por los plasmodesmata. El término se contrasta con el de apoplasto, que es el sistema formado por todas las paredes celulares y los espacios intercelulares formando una estructura continua.
En el transporte de agua y nutrientes en el interior de las plantas intervienen tanto las paredes como los citoplasmas celulares. El transporte vía pared celular se denomina transporte apoplástico, mientras el que se realiza a través del citoplasma celular recibe el nombre de transporte simplástico.
Aunque el transporte simplástico fue observado por primera vez en 1879 por E. Tangl, el término simplasto fue acuñado un año después por J. Hanstein. Por su parte, el fisiólogo alemán E. Munch utilizó este término y el de apoplasto para exponer su teoría de presión de flujo que intenta explicar el transporte de solutos en el floema de las plantas.
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Está constituido por todas las partes de la célula que se encuentran contenidas en el interior de la membrana plasmática, con excepción del núcleo.
El plasmodesmo es un canal microscópico que atraviesa las paredes celulares de las células vegetales. El plural del término es plasmodesmata, aunque también es empleado plasmodesmos.
Los plasmodesmata se forman durante la división celular al quedar atrapadas fracciones de retículo endosplasmático en la lámina media durante la síntesis de las paredes celulares. Los orificios formados normalmente se alinean con los de las células vecinas para permitir la comunicación entre los citoplasmas.
El apoplasto está formado por las paredes celulares de células contiguas y por los espacios extracelulares formando una estructura continua que permite el transporte de agua y nutrientes en las plantas.
El flujo de sustancia por el apoplasto recibe el nombre de transporte apoplástico y se ve interrumpido por los espacios aéreos en el interior de la planta así como por la cutícula. La vía apoplástica también es interrumpida en la raíz por las Bandas de Caspary.
Las bandas de Caspary son estructuras presentes en la endodermis de las raíces de las plantas. Están formadas por suberina y en menor proporción por lignina y rodean las células de la endodermis por cuatro de sus seis caras, excepto las que dan hacia el exterior y el interior de la planta.
La barrera impermeable formada por las bandas de Caspary obliga al agua y a los minerales a atravesar las membranas celulares y los citoplasmas en lugar de viajar solo por las paredes celulares.
De esta manera, las membranas celulares de la endodermis pueden controlar tanto el tipo de nutrientes que circulan entre el córtex y el tejido vascular como su cantidad.
Las plantas adquieren agua y nutrientes inorgánicos del suelo por medio de las raíces y elaboran nutrientes orgánicos principalmente en las hojas. Tanto el agua como los nutrientes orgánicos e inorgánicos deben ser transportados a todas las células del organismo.
Para facilitar este transporte, los nutrientes están disueltos en el agua que circula en el interior de la planta, formando una sustancia que se conoce con el nombre de savia. El transporte se realiza por medio del tejido vascular.
El xilema transporta agua y nutrientes inorgánicos (por ejemplo nitrógeno, potasio y fósforo) desde la raíz hasta el resto del organismo (savia bruta). El floema por su parte transporta los nutrientes producidos durante la fotosíntesis desde las hojas hasta el resto de la planta (savia elaborada).
Tanto en el xilema como en el floema el transporte puede ser tanto apoplástico como simplastico. El trasnporte apoplástico ocurre dentro de las paredes celulares y puede ser más rápido que el transporte simplástico debido a que el material transportado no es filtrado por las membranas celulares ni por el citoplasma.
La membrana plasmática es una barrera semipermeable que circunda al citoplasma de cada célula. Debido a su condición semipermeable puede controlar la entrada de moléculas al interior del citoplasma, permitiendo o promoviendo el paso de unas moléculas e impidiendo o restringiendo el paso de otras.
En las raíces el agua y los minerales llegan a las células de la endodermis de la planta vía transporte apoplástico. Una vez en las células endodérmicas, estas sustancias no pueden continuar su desplazamiento por la vía apoplástica debido a que las Bandas de Caspary constituyen una barrera para dicho trasporte.
De esa manera, la savia bruta debe atravesar las membranas celulares y el citoplasma de las células de la endodermis. La membrana celular es selectivamente permeable y puede controlar el flujo de nutrientes entre el córtex y el tejido vascular.
Tras la filtración, los solutos llegan a las células del periciclo, con ayuda de los plasmodesmos, desde donde pueden pasar al xilema para el transporte de larga distancia.
La mayor parte de la fotosíntesis de las plantas se realiza en las hojas, y en esta zona es donde se realiza la síntesis de carbohidratos y otras moléculas orgánicas. Los carbohidratos deben luego ser transportados hasta los sumideros de azúcares (lugares de la planta donde se consume o almacena azúcar).
Las moléculas de azúcar deben ser transportadas desde el mesofilo foliar a las células del floema en forma disuelta en la savia y para ello se requiere la presencia de las membranas semipermeables de las células. Este transporte puede realizarse tanto por la vía apoplástica como por la vía simplástica.
En el transporte simplástico, las moléculas de azúcar de las células del mesófilo foliar permanecen en el interior de las células y se van desplazando entre estas a través de los plasmodesmos que las conectan hasta llegar a las células del floema.
En el transporte apoplástico, el movimiento de las moléculas de azúcar se realiza por la ruta externa a la membrana plasmática. Frecuentemente en estos casos, la planta almacena las moléculas de azúcar en las paredes celulares de las células cercanas al floema.
Cuando esto ocurre, las células pueden luego absorber las moléculas almacenadas y pasarla a las células del floema a través de los plasmodesmos (vía simplástica).
La vía simplástica de transporte de azúcares hacia el floema es más frecuente en plantas de climas cálidos, mientras que las plantas de climas templados y fríos emplean más frecuentemente el transporte apoplástico.
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