Ejercicios: Las fitohormonas

¿Qué es una fitohormona y en qué se diferencia de una hormona animal en cuanto a su lugar de producción, su transporte y sus células diana?

Cita dos fitohormonas (por ejemplo auxinas, giberelinas, citoquininas, etileno o ácido abscísico) y describe el efecto principal de cada una en la planta.

Define tropismo y distingue fototropismo, geotropismo y tigmotropismo, indicando el estímulo y un ejemplo de respuesta en cada caso.

Cita las cinco fitohormonas clásicas (auxinas, giberelinas, citoquininas, etileno y ácido abscísico) y asocia cada una con un proceso característico (alargamiento del tallo, crecimiento del fruto, división celular, maduración, dormición y cierre de estomas).

Explica qué es el fototropismo y razona por qué es una respuesta lenta de crecimiento diferencial y no un movimiento rápido como el de la Mimosa.

¿Qué es el gravitropismo (geotropismo)? Explica por qué la raíz crece hacia abajo y el tallo hacia arriba aunque la semilla se siembre en cualquier posición, indicando qué perciben las células (estatolitos con almidón).

Define la dormición de las semillas y de las yemas, y explica qué fitohormonas la mantienen (ácido abscísico) y cuáles la rompen (giberelinas), así como su valor adaptativo (evitar germinar en otoño).

Explica qué es la abscisión y qué papel juegan el etileno y la caída de auxinas en la formación de la capa de abscisión que hace caer las hojas en otoño.

Un tallo iluminado desde un lado se curva hacia la luz, como muestra el esquema (los puntos violetas son auxinas). Explica ese fototropismo positivo del tallo a nivel hormonal: qué les ocurre a las auxinas en la zona de sombra y cómo esa distribución desigual produce la curvatura.

Diferencia nastias y tropismos, poniendo como ejemplos el cierre de los foliolos de la Mimosa pudica al tacto y el fototropismo del girasol, e indicando qué las distingue en velocidad y permanencia de la respuesta.

En fruticultura se usan fitohormonas para obtener frutos sin semillas (partenocarpia) y para enraizar esquejes. Explica qué fitohormona interviene en cada aplicación y qué ventaja comercial o agrícola aporta.

Distingue frutos climatéricos (banano, manzana, tomate) de no climatéricos (naranja, uva, frutilla): qué ocurre con el etileno y la respiración en cada grupo, qué implica para su cosecha y cómo las cámaras de atmósfera controlada retrasan la maduración.

La «enfermedad del tallo tonto» del arroz (bakanae) hacía crecer a las plantas enfermas de forma desproporcionada. Explica qué descubrió su estudio y cita dos aplicaciones agrícolas de las sustancias descubiertas, indicando en qué se basan.

El ácido abscísico es la «hormona del estrés hídrico». Explica cómo se produce en la raíz cuando el suelo se seca, qué orden lleva a las hojas (cierre de estomas) y qué ventaja tiene para la planta anticiparse a la deshidratación aunque cierre la llave del $\text{CO}_2$.

El herbicida 2,4-D es una auxina sintética que mata dicotiledóneas respetando los cereales. Explica por qué una hormona de crecimiento en dosis altas mata a la planta (crecimiento descontrolado y desordenado) y razona qué ventaja y qué riesgo tiene usar hormonas como herbicidas.

En un bioensayo de laboratorio se analizan cuatro lotes de plántulas de poroto sometidas a diferentes tratamientos: Lote 1 (planta intacta control); Lote 2 (decapitación del ápice caulinar); Lote 3 (decapitación del ápice y colocación inmediata de un bloque de agar rico en ácido indolacético sobre el corte); Lote 4 (decapitación y aplicación tópica continuada de citoquininas directamente sobre las yemas axilares basales). a) Predice el desarrollo de las yemas laterales en cada lote tras dos semanas y justifica biológicamente tus predicciones en función del balance auxina/citoquinina. b) Explica la procedencia y la dirección del transporte de ambas fitohormonas en una planta intacta. c) A partir de estos mecanismos, justifica fisiológicamente por qué un jardinero debe realizar podas de despunte periódicas si desea conseguir un seto ornamental muy ramificado y compacto desde la base.

Un agricultor detecta que sus manzanos jóvenes crecen de forma columnar con un único eje vertical dominante, lo que reduce la producción de flores y frutos en las ramas bajas. Por otro lado, necesita tupir rápidamente un cortavientos perimetral recién plantado. a) Justifica la causa fisiológica de la arquitectura columnar de los manzanos y razona qué tipo de poda (despunte del eje principal o aclareo de ramas bajas) debe aplicar en cada caso para solucionar ambos problemas. b) Si en lugar de podar los manzanos decidiera emplear tratamientos hormonales, ¿qué fitohormona debería aplicar y en qué zona anatómica concreta para inducir la brotación de las yemas laterales sin cortar el ápice? c) Predice qué consecuencia tendría a largo plazo sobre el sistema radicular una poda drástica y continua de toda la copa aérea, teniendo en cuenta la síntesis y el transporte polar de auxinas.

En horticultura intensiva se emplean fitohormonas sintéticas para dirigir el desarrollo vegetal. Analiza los siguientes tres casos prácticos: 1) Al pulverizar flores no polinizadas de tomate con auxinas a baja dosis, se forman frutos normales en tamaño pero sin semillas; 2) Al aplicar una dosis alta del análogo auxínico 2,4-D sobre un campo mixto, las malezas de hoja ancha (dicotiledóneas) mueren por desorganización metabólica mientras que el cultivo de trigo (monocotiledónea) no sufre daños; 3) Un lote de esquejes sumergido en una disolución concentrada de ácido indolbutírico (AIB) presenta necrosis basal en lugar de emitir raíces. a) Justifica el mecanismo biológico que genera partenocarpia en el caso 1 y razona su interés comercial. b) Explica la paradoja del caso 2: ¿cómo una hormona promotora del crecimiento celular puede actuar como herbicida selectivo letal? c) Diseña un bioensayo para identificar el rango óptimo de concentración de AIB que maximice el enraizamiento adventicio sin alcanzar los niveles fitotóxicos del caso 3.