Heliotropismo

Heliotropismo, una forma de tropismo, es el movimiento diurno o estacional de partes de plantas (flores u hojas) en respuesta a la dirección del Sol.

La costumbre de algunas plantas de moverse en dirección al Sol, una forma de tropismo, ya era conocida por los antiguos griegos. A una de esas plantas le pusieron el nombre de esa propiedad Heliotropium, que significa "giro del sol". Los griegos asumieron que se trataba de un efecto pasivo, presumiblemente la pérdida de fluido en el lado iluminado, que no necesitaba más estudios. Prevaleció la lógica de Aristóteles de que las plantas son organismos pasivos e inmóviles. Sin embargo, en el siglo XIX, los botánicos descubrieron que estaban involucrados procesos de crecimiento en la planta y llevaron a cabo experimentos cada vez más profundos. A. P. de Candolle llamó a este fenómeno en cualquier planta heliotropismo (1832). Se le cambió el nombre a fototropismo en 1892, porque es una respuesta a la luz más que al sol, y porque el fototropismo de las algas en los estudios de laboratorio de esa época dependía en gran medida del brillo (fototrópico positivo para luz débil y fototrópico negativo para luz brillante)., como la luz del sol). Es más probable que un botánico que estudie este tema en el laboratorio, a nivel celular y subcelular, o usando luz artificial, emplee la palabra más abstracta fototropismo, un término que incluye tanto la luz artificial como la luz solar natural. El científico francés Jean-Jacques d'Ortous de Mairan fue uno de los primeros en estudiar el heliotropismo cuando experimentó con la planta Mimosa pudica. El fenómeno fue estudiado por Charles Darwin y publicado en su penúltimo libro de 1880 El poder del movimiento en las plantas, un trabajo que incluía otros estímulos para el movimiento de las plantas como la gravedad, la humedad y el tacto.

Heliotropismo floral

Las flores heliotrópicas siguen el movimiento del Sol a través del cielo de este a oeste. Las margaritas o Bellis perennis cierran sus pétalos por la noche pero se abren con la luz de la mañana y luego siguen el sol a medida que avanza el día. Durante la noche, las flores pueden adoptar una orientación aleatoria, mientras que al amanecer vuelven a girar hacia el este, por donde sale el sol. El movimiento lo realizan células motoras en un segmento flexible justo debajo de la flor, llamado pulvinus. Las células motoras están especializadas en bombear iones de potasio a los tejidos cercanos, cambiando su presión de turgencia. El segmento se flexiona porque las células motoras del lado oscuro se alargan debido a un aumento de turgencia. Esto se considera heliotropismo mediado por turgencia. Para los órganos de las plantas que carecen de pulvini, el heliotropismo puede ocurrir a través de una expansión celular irreversible que produce patrones de crecimiento particulares. Esta forma de heliotropismo se considera mediada por el crecimiento. El heliotropismo es una respuesta a la luz del Sol.

Explicaciones

Se han propuesto varias hipótesis sobre la aparición del heliotropismo en las flores:

• La hipótesis de atracción del polinizador sostiene que la calidez asociada con la insolación completa de la flor es una recompensa directa para los polinizadores.
• La hipótesis de promoción del crecimiento supone que la absorción efectiva de la energía solar y el consiguiente aumento de la temperatura tienen un efecto favorable en la germinación del polen, el crecimiento del tubo de polen y la producción de semillas.
• La hipótesis de enfriamiento, apropiada para las flores en climas calientes, supone que la posición de las flores se ajusta para evitar el sobrecalentamiento.

En general, el heliotropismo de las flores podría aumentar el éxito reproductivo al aumentar la polinización, el éxito de la fertilización y/o el desarrollo de las semillas, especialmente en las flores de primavera.

Algunas plantas de seguimiento solar no son puramente heliotrópicas: en esas plantas el cambio de orientación es un movimiento circadiano innato desencadenado por la luz, que continúa durante uno o más períodos si se interrumpe el ciclo de luz.

Las flores convolvuláceas tropicales muestran una orientación preferida, apuntando en la dirección general del sol pero no siguiendo exactamente al sol. No demostraron heliotropismo diurno sino un fuerte heliotropismo estacional. Si el seguimiento solar fuera exacto, los rayos del sol siempre entrarían en el tubo de la corola y calentarían el gineceo, un proceso que podría ser peligroso en un clima tropical. Sin embargo, esto se evita adoptando un cierto ángulo alejado del ángulo solar. La forma de trompeta de estas flores actúa así como una sombrilla que protege el gineceo en los momentos de máxima radiación solar y no permite que los rayos incidan sobre el gineceo.

En el caso de los girasoles, un error común es que las cabezas de los girasoles siguen al Sol a través del cielo durante todo el ciclo de vida. La alineación uniforme de las flores resulta del heliotropismo en una etapa de desarrollo anterior, la etapa de yema, antes de la aparición de las cabezas florales. El brote apical de la planta seguirá al Sol durante el día de este a oeste, y luego se moverá rápidamente de oeste a este durante la noche como resultado del reloj circadiano de la planta. Las yemas son heliotrópicas hasta el final de la etapa de yema, y finalmente miran al este. La flexión fototrópica puede ser catalizada en los hipocótilos de las plántulas juveniles de girasol, mientras que la flexión heliotrópica en el ápice del brote no comienza a ocurrir hasta las últimas etapas de desarrollo de la planta, lo que muestra una diferencia entre estos dos procesos. La flor del girasol conserva la orientación final del capullo, manteniendo así la flor madura orientada hacia el este.

Heliotropismo foliar

El heliotropismo foliar es el comportamiento de seguimiento solar de las hojas de las plantas. Algunas especies de plantas tienen hojas que se orientan perpendicularmente a los rayos del sol por la mañana (diaheliotropismo), y otras tienen las que se orientan paralelas a estos rayos al mediodía (paraheliotropismo). El heliotropismo floral no lo exhiben necesariamente las mismas plantas que exhiben heliotropismo foliar.