Exercicis: Els teixits vegetals

Anomena els principals teixits vegetals (meristemes, parenquimàtic, de sosteniment, conductors i de revestiment) i resumeix la funció de cadascun amb una frase.

On es localitzen els meristemes en una planta? Explica per què, gràcies a aquests teixits, una planta pot créixer durant tota la vida, a diferència d'un animal.

Distingeix el teixit parenquimàtic del teixit de sosteniment: aspecte de les seves cèl·lules, gruix de la paret cel·lular i paper en la planta, indicant on abunda cadascun.

Explica què és un estoma, quines cèl·lules el formen i quins dos processos vitals regula la seva obertura i tancament (intercanvi de gasos i pèrdua d'aigua).

Distingeix epidermis i cutícula, i explica com protegeixen conjuntament la fulla enfront de la dessecació i de l'entrada de patògens.

Què és el clorènquima o parènquima clorofíl·lic? Diferencia el mesofil·le en palissada del llagunar i relaciona'l amb l'aprofitament de la llum i amb l'intercanvi gasós.

Explica per què les cèl·lules conductores del xilema (traqueides i elements de vas) són mortes i buides a la maduresa, i per què això, lluny de ser un problema, en millora la funció.

Què és el càmbium i on es localitza en una tija llenyosa? Indica quin teixit produeix cap a l'interior i quin cap a l'exterior, i què li passa a un arbre si se li treu un anell complet d'escorça.

Observa el tall de fulla de la imatge. a) Identifica les estructures numerades i el teixit al qual pertany cadascuna. b) Explica quina relació té cada teixit amb la fotosíntesi o amb el transport de sabes. c) Assenyala per quina estructura entra i surt l'aire i com es regula aquest intercanvi.

Xilema i floema són els teixits conductors de la planta. Compara les seves cèl·lules conductores (traqueides i elements de vas enfront de tubs cribosos), el sentit del transport i la saba que mou cada teixit.

El col·lènquima i l'esclerènquima sostenen la planta sense lignificar tota la seva superfície. Explica la diferència entre tots dos teixits de sosteniment i relaciona-la amb el port flexible d'una planta herbàcia enfront de la rigidesa d'un arbre.

Explica com es forma un anell anual de creixement al tronc (fusta primerenca i fusta tardana), què és la dendrocronologia i què es dedueix dels anells molt estrets o molt amples sobre el clima de cada any.

El suro s'obté de l'alzina surera sense talar-la. Explica què és el fel·logen (càmbium suberós), què és el súber i per què l'escorça es pot arrencar periòdicament, així com el valor ecològic i econòmic de la sureda.

Descriu les zones d'una arrel jove (còfia, zona de divisió, zona d'allargament i zona de pèls absorbents) i explica quins teixits intervenen en l'absorció de l'aigua i com els pèls radicals multipliquen la superfície.

Compara la fulla d'un pi (acícula), la d'una alzina i la d'un roure caducifoli: cutícula, forma, estomes i durada de la fulla. Relaciona cada tret amb el clima al qual està adaptada (fred i sequera estival enfront d'hiverns suaus i estius humits).

Els feixos vasculars connecten arrel, tija i fulla. Explica com es disposen a la tija i al nervi de la fulla, com distingiries xilema i floema en un tall al microscopi (mida i aspecte de les cèl·lules, posició) i què transporta cadascun.

En una expedició botànica s'obtenen seccions transversals de fulla de dues espècies vegetals desconegudes procedents d'ambients extrems:

• Espècie A: epidermis pluriestratificada amb cutícula de 18 µm, estomes confinats exclusivament en criptes estomàtiques amb abundants tricomes al revers i mesofil·le en palissada molt compacte.

• Espècie B: epidermis uniestratificada amb cutícula inapreciable, estomes situats únicament a l'anvers i un mesofil·le constituït gairebé per complet per àmplies cavitats intercel·lulars envansades.

1. a) Dedueix justificadament les característiques ecològiques de l'hàbitat (disponibilitat hídrica, exposició a la radiació i medi en què suren o creixen) de cadascuna de les dues espècies a partir dels seus trets histològics.
2. b) Prediu quines conseqüències fisiològiques immediates patiria l'Espècie B si una sequera estival redueix dràsticament el nivell de l'aigua i les seves fulles queden exposades directament a l'aire sec i càlid.

S'analitza el tronc d'un pi talat en una zona mediterrània i es comprova que en els anells corresponents als anys 2012 i 2014 el gruix total del lleny és inferior a 1,2 mm, amb poc lleny primerenc, mentre que el 2010 va superar els 4,5 mm. D'altra banda, una ferida profunda produïda el 2008 a l'escorça exterior va ser segellada completament per un teixit protector blanquinós.

1. a) Explica a escala cel·lular quin meristema secundari és responsable de la formació dels anells de fusta i com condiciona la disponibilitat d'aigua a la primavera la mida de les cèl·lules del lleny primerenc respecte a les del lleny tardà.
2. b) Identifica el meristema secundari que va intervenir en la cicatrització de la ferida superficial produint súber i raona què hauria passat amb la supervivència de l'arbre si la ferida hagués tallat en profunditat un anell continu de floema al voltant de tot el tronc.
3. c) Un estudiant afirma: «Si clavem un clau a 1,5 metres d'alçària al tronc d'un arbre jove, d'aquí a deu anys el clau estarà a més de 3 metres perquè l'arbre creix cap amunt». Rebat la seva afirmació basant-te en la funció i la localització dels meristemes primaris i secundaris.

Un equip d'estudiants sotmet diverses plàntules de mongetera a dos tractaments durant tres setmanes: lot A amb reg diari i lot B sense reg. En observar talls de fulla al microscopi, un alumne anota al seu quadern: «Les fulles del lot B s'han defensat sintetitzant una cutícula el triple de gruixuda en pocs dies i eliminant la meitat dels seus estomes per no perdre aigua».

1. a) Corregeix els errors conceptuals de l'alumne distingint entre respostes fisiològiques a curt termini i adaptacions anatòmiques evolutives o del desenvolupament.
2. b) Descriu quines diferències histològiques i citològiques reals esperaries observar al microscopi entre els dos lots a nivell del mesòfil (turgència cel·lular, volum vacuolar i espais intercel·lulars) i de l'estat de les cèl·lules oclusives dels estomes.
3. c) Justifica com repercutirà l'estat de les cèl·lules oclusives del lot B sobre la taxa fotosintètica i sobre el transport de saba bruta des de l'arrel a través del xilema.

Les plantes crassulàcies (CAM) habiten en zones amb aridesa severa i obren els estomes de nit per fixar $\text{CO}_2$ en forma de malat, emmagatzemant-lo fins a l'endemà.

1. a) Si compares al microscopi una secció de fulla d'una planta suculenta CAM amb la d'una planta mesòfita C3 típica, quines adaptacions histològiques concretes esperaries trobar respecte a la proporció de parènquima aqüífer enfront del clorofil·lià, el gruix foliar i la relació superfície/volum de l'òrgan? Justifica el valor adaptatiu de cada tret.
2. b) Justifica a nivell citològic per què les cèl·lules parenquimàtiques encarregades d'emmagatzemar el malat durant la nit requereixen vacúols d'una mida extraordinària respecte al volum citoplasmàtic.
3. c) Formula una hipòtesi que expliqui per què les plantes suculentes solen presentar taxes de creixement i biomassa molt més lentes que les plantes no suculentes, relacionant la histologia del seu mesòfil (resistència a la difusió de gasos) amb la seva estratègia fotosintètica.

En un estudi dendrogeomorfològic sobre un vessant de muntanya s'extreuen testimonis cilíndrics de fusta de diversos exemplars de coníferes. L'anàlisi mostra tres anomalies histològiques:

1. A partir de l'any 2011, els anells de diversos arbres de la part mitjana del vessant presenten una notable asimetria: són molt més amples a la cara orientada pendent avall que a la cara orientada pendent amunt.

2. En l'anell de l'any 2005, el 90 % dels exemplars del vessant presenta un anell extraordinàriament estret en tot el seu perímetre, però completament concèntric i simètric.

3. En l'anell de 1998 apareix una falca necròtica carbonitzada segellada per teixit de cal·lus parenquimàtic i fusta posterior.

1. a) Dedueix i interpreta quin procés geològic, climàtic o ecològic va ocórrer al vessant en cadascuna de les tres dates indicades, justificant les teves conclusions.
2. b) Explica el mecanisme biològic mitjançant el qual el càmbium vascular d'una conífera produeix «fusta de reacció» asimètrica quan el tronc perd la verticalitat.
3. c) Una empresa constructora sosté que el vessant és totalment estable i no presenta riscos geològics des de fa més d'un segle. Utilitza les dades de l'anàlisi per refutar tècnicament aquesta postura.

Els manglars habiten la zona intermareal de costes tropicals en substrats fangosos hipòxics i amb alta salinitat.

1. a) En un experiment de camp, es segellen amb resina impermeable totes les lenticel·les dels pneumatòfors d'una plàntula de manglar. Al cap de 48 hores, es detecta un cessament gairebé total en l'absorció radicular d'ions potassi i nitrat, malgrat que hi ha abundància d'aquests nutrients al fang. Justifica fisiològicament aquest resultat indicant quin procés respiratori cel·lular i quin mecanisme de transport transmembrana s'han vist compromesos per la manca d'oxigen.
2. b) Si observes al microscopi l'escorça de l'arrel d'un manglar i la compares amb la d'un arbre de bosc temperat no inundable, quin teixit parenquimàtic especialitzat esperaries veure hipertrofiat i quina és la seva funció biomecànica i respiratòria?
3. c) L'aigua de mar presenta un potencial hídric notablement negatiu a causa de les sals dissoltes. Raona quin problema osmòtic afronten les cèl·lules de l'endoderma i del parènquima radicular per absorbir aigua i com el resolen a nivell vacuolar per evitar la plasmòlisi.

Un agricultor realitza dos assajos de propagació a la seva finca:

• Assaig 1: Empelta pues d'una varietat selecta de perera sobre patrons silvestres. En un grup de patrons alinea acuradament les zones perifèriques de la tija i l'empelt pren; en un altre grup les pues s'insereixen creuades, de manera que el còrtex de l'empelt queda en contacte directe amb el duramen central del patró, i totes s'assequen i moren.

• Assaig 2: Recull llavors de les peres obtingudes dels arbres reeixits de l'Assaig 1 i les sembra, amb l'esperança d'obtenir plançons que donin exactament el mateix fruit sense necessitat de tornar a empeltar.

1. a) Justifica a nivell histològic i citològic per què va fracassar la unió en el segon grup de l'Assaig 1 i quin meristema ha de coincidir amb precisió mil·limètrica perquè es restableixi la continuïtat dels teixits conductors.
2. b) Rebat raonadament l'expectativa de l'agricultor en l'Assaig 2, explicant la diferència biològica entre la reproducció vegetativa (origen mitòtic de l'empelt) i la reproducció sexual (meiosi i recombinació en la formació de llavors).
3. c) Si un insecte barrenador perfora i destrueix un anell complet de floema al voltant de la base del tronc del patró (per sota de la zona de l'empelt), prediu què li passarà a curt i a mitjà termini a la capçada de l'arbre i a les arrels.

En un laboratori de tecnologia de la fusta s'estudien dues mostres cúbiques idèntiques de fusta (Mostra A i Mostra B):

• Mostra A: Sistema llenyós homoxilat format en un 92 % per traqueides amb puntejadures areolades i radis parenquimàtics uniseriats molt fins; densitat de 0,42 g/cm³.

• Mostra B: Sistema llenyós heteroxilat amb abundants vasos de gran llum, gran proporció de fibres esclerenquimàtiques de parets densament lignificades i radis parenquimàtics amples; densitat de 0,88 g/cm³.

1. a) Dedueix a quin gran grup vegetal (gimnospermes o angiospermes dicotiledònies) pertany cada mostra, justificant la teva deducció en funció dels tipus cel·lulars observats en el xilema secundari.
2. b) Prediu i justifica quina de les dues fustes presentarà més resistència mecànica a la flexió i a l'impacte, i quina tindrà més risc de patir embòlia o cavitació en els seus elements conductors durant una gelada intensa.
3. c) Un ebenista observa que una porta construïda amb fusta massissa de la Mostra B frega contra el marc durant els mesos humits d'hivern, però ajusta amb folgança a l'estiu sec. Explica la causa fisicoquímica d'aquest fenomen a nivell de la paret cel·lular vegetal i cita quin component macromolecular és el principal responsable d'aquesta higroscopicitat.

Repte del tema. Com resisteix la vegetació del teu entorn les variacions del temps atmosfèric gràcies a la seva anatomia interna? Com a botànic assessor, la teva missió consisteix a vincular l'estructura tissular de vegetals accessibles amb les condicions climàtiques reals del teu municipi.

1. Recollida de dades climàtiques: Accedeix al portal web d'AEMET i consulta la humitat relativa mitjana i la precipitació acumulada de la teva estació meteorològica més propera durant els darrers $30$ dies.

2. Observació i mesurament domèstic: Selecciona dues mostres vegetals comunes a casa (per exemple, una penca d'api i una fulla de llorer o planta crassa). Amb la càmera del teu telèfon mòbil i un regle mil·limetrat, estima gruixos (per exemple, làmines foliars de $0,2$ mm a $0,5$ mm) i identifica a simple vista teixits conductors (feixos de xilema i floema), dèrmics i mecànics (col·lènquima o esclerènquima).

3. Informe tècnic raonat: Redacta un informe d'una pàgina que inclogui una taula comparativa. Justifica com la distribució i el desenvolupament de parènquimes, teixits vasculars i de sosteniment permeten a cada vegetal respondre als nivells d'aridesa o humitat registrats per AEMET.

Es valorarà:

• Identificació anatòmica correcta i justificació funcional dels diferents teixits vegetals observats.

• Integració rigorosa de les dades meteorològiques oficials d'AEMET en l'argumentació.

• Qualitat tècnica, precisió en les estimacions i claredat organitzativa de l'informe comparatiu.