Cotiledones: características, funciones y ejemplos
Los cotiledones u hojas seminales son las primeras “hojas” embrionarias de una planta en desarrollo. Se encuentran en las plantas con semillas y su función principal es la de nutrir al embrión durante la germinación.
Las angiospermas, que son las plantas con semillas más abundantes en la naturaleza, se reproducen sexualmente gracias a la fusión de los núcleos de una ovocélula y un grano de polen, que tiene lugar a través de un proceso conocido como “polinización”.
La célula resultante de esta unión se denomina cigoto y se divide subsecuentemente para formar al embrión que estará protegido en el interior de la semilla. Las gimnospermas, que son el otro grupo de plantas con semillas, aunque poseen semillas “desnudas”, también contienen un embrión en su interior, producido de la misma manera.
Las semillas no solo cumplen funciones en la multiplicación de las especies, sino también en su dispersión. En ambos tipos de plantas los embriones se organizan anatómicamente en diferentes “órganos” primordiales, que posteriormente darán lugar a la raíz y al vástago de la planta madura.
Estos órganos son los cotiledones (hojas primordiales), la radícula (raíz embrionaria), la plúmula (vástago embrionario que da lugar al epicótilo, la porción del tallo ubicada por encima de los cotiledones) y el hipocótilo (la porción del tallo por debajo de los cotiledones).
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Los cotiledones representan la parte más grande de un embrión vegetal. Un embrión puede tener una o más de estas hojas embrionarias, lo que usualmente es empleado por los botánicos como carácter taxonómico para diferenciar a las plantas con semilla, especialmente a las Angiospermas.
Según el número de cotiledones, las angiospermas se han clasificado en monocotiledóneas y dicotiledóneas, si tienen uno o dos cotiledones, respectivamente. Los embriones de las plantas Gimnospermas también poseen cotiledones, pudiendo hallarse especies con dos o muchos más.
Como se trata de las primeras hojas vegetativas de una planta, los cotiledones son estructuras más bien de morfología “simple”, lo que las diferencia del resto de las hojas “verdaderas” que se forman en el tallo y las ramas a partir de los meristemos.
Dependiendo de la especie, los cotiledones pueden variar en forma y tamaño, pero casi siempre se trata de unas hojas más “carnosas” que las hojas verdaderas, pues contienen gran cantidad de sustancias de reserva para sustentar la vida del embrión durante la germinación y, en algunos casos, de las plántulas durante las primeras etapas del desarrollo de las plantas.
La carnosidad de los cotiledones de algunas plantas se debe a que estos absorben la mayor parte de los tejidos de reserva de la semilla (endospermo) antes de que esta entre en estado de latencia.
Las semillas que son ricas en endospermo, por el contrario, producen cotiledones más membranosos y delgados, los cuales nutren al embrión al absorber los productos de la digestión del endospermo y transportarlos hacia el mismo.
Algunos cotiledones pueden tener una vida relativamente larga en el cuerpo de una planta, mientras que otros son más bien efímeros, pues las hojas verdaderas se desarrollan rápidamente. Además, algunos cotiledones pueden adquirir coloración verde debida a la presencia de pigmentos fotosintéticos.
Las gramíneas son plantas monocotiledóneas. Las semillas de estas plantas, cuando están completamente maduras, poseen un único cotiledón macizo que recibe el nombre de escutelo y que está estrechamente asociado con el endospermo.
En estas plantas y otras monocotiledóneas, el cotiledón es tan grande que representa la estructura dominante de la semilla.
Según la ubicación de los cotiledones relativa al suelo durante la germinación, los botánicos han propuesto la existencia de dos patrones definidos de germinación: la epígea y la hipógea.
Cuando la semilla germina y los cotiledones emergen de la superficie del suelo, la germinación se denomina epígea. En cambio, cuando la semilla germina y los cotiledones permanecen bajo la superficie y lo que emerge es la plúmula, la germinación se conoce como hipógea.
Aunque las funciones de los cotiledones son bastante generales, existen algunas diferencias entre las monocotiledóneas y las dicotiledóneas.
Los cotiledones de las plantas dicotiledóneas normalmente funcionan en la nutrición de la plántula (el embrión durante e inmediatamente después de la germinación), es decir, estos almacenan sustancias nutritivas durante el desarrollo embrionario, que luego servirán para promover la multiplicación celular, el crecimiento y el desarrollo de la planta nueva.
La capacidad de un cotiledón de nutrir a un embrión tiene que ver con la producción de enzimas proteasas, amilasas y fosfatasas, cuya expresión incrementa durante la germinación, en aras de “digerir” las sustancias nutritivas en su interior y transportarlas hacia el resto del cuerpo vegetativo en desarrollo.
Los cotiledones de las plantas monocotiledóneas, en cambio, no almacenan sustancias de reserva durante el desarrollo embrionario, sino que más bien las absorben a partir de lo que resulta de la digestión del endospermo, que es la verdadera sustancia de reserva.
El endospermo, principalmente compuesto por carbohidratos complejos, es degradado enzimáticamente en respuesta a diferentes estímulos hormonales y los productos de esta degradación son los absorbidos el cotiledón para nutrir al embrión y/o la plántula.
En muchos casos, las plantas que poseen germinación epígea poseen cotiledones fotosintéticos, que funcionan en el mantenimiento de las actividades metabólicas durante las primeras etapas del desarrollo vegetal.
Ejemplos clásicos de cotiledones que abarcan gran cantidad de la superficie de las semillas que carecen de endospermo son los guisantes y los frijoles.
En estas plantas, la germinación se hace evidente con la protrusión de una pequeña radícula que sostiene a dos cotiledones de gran tamaño y de aspecto carnoso, pues todo el material de reserva necesario para alimentar a la plántula durante los primeros días de la germinación se encuentra allí almacenado.
Esto también es cierto para algunas cucurbitáceas como el zucchini, la calabaza, el pepino y otras, en las que se observan dos cotiledones persistentes por largo tiempo en la base del tallo. En estas plantas los cotiledones también son carnosos y contienen gran cantidad de grasas y carbohidratos.
En las gramíneas los cotiledones no son tan fáciles de apreciar, pero comúnmente se trata de la primera hoja que sale de la semilla y se observa emergiendo de la superficie del suelo.
En este video puedes observar un cotiledón:
- Bain, J. M., & Mercer, F. V. (1966). Subcellular organization of the developing cotyledons of Pisum sativum L. Australian Journal of Biological Sciences, 19(1), 49-68.
- Lindorf, H., Parisca, L., & Rodríguez, P. (1991). Botánica. Universidad Central de Venezuela. Ediciones de la Biblioteca. Caracas.
- Marshall, P. E., & Kozlowski, T. T. (1976). Importance of photosynthetic cotyledons for early growth of woody angiosperms. Physiologia Plantarum, 37(4), 336-340.
- McAlister, D. F., & Krober, O. A. (1951). Translocation of food reserves from soybean cotyledons and their influence on the development of the plant. Plant physiology, 26(3), 525.
- Nabors, M. W. (2004). Introduction to botany (No. 580 N117i). Pearson.
- Raven, P. H., Evert, R. F., & Eichhorn, S. E. (2005). Biology of plants. Macmillan.
- Young, J. L., & Varner, J. E. (1959). Enzyme synthesis in the cotyledons of germinating seeds. Archives of biochemistry and biophysics, 84(1), 71-78.