¿En qué ayudan los CrFI a las plantas?

Imagen 1. Los pimentones contienen CrFI. Imagen de BeckyCortino en flick. Licencia CC BY 2.0

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Hola steemados amigos. Como ya habrán notado por el título del post en este continuaremos desarrollando el tema de los plastidios pigmentados.

INTRODUCCIÓN

En el post anterior presentamos los diferentes tipos de plastidios pigmentados o coloreados.

Recordemos la representación que nos muestra esos plastidios:

Imagen 2. Plastidios coloreados (pigmentados) e incoloros (no pigmentados). Incluye la transformación de cloroplastos en gerontoplastos y la consideración de estos como CrFI.

Sin embargo, solo se señalaron algunos aspectos sobre cada tipo de plastidio.

En este post nos centraremos en desarrollar lo relacionado con los plastidios pigmentados fotosintéticamente inactivos. O sea, sobre los Cromoplastos Fotosintéticamente Inactivos o CrFI.

CROMOPLASTOS FOTOSINTÉTICAMENTE INACTIVOS o CrFI

¿Qué son?

Son plastidios ya maduros o formados que contienen carotenoides (carotenos y xantofilas) por lo que se consideran pigmentados. Poseen plastoglóbulos donde se localizan los pigmentos carotenoides.

No tienen clorofila ni tilacoides que son primordiales para poder realizar la fotosíntesis. Por ello, son fotosintéticamente inactivos.

En las plantas se localizan en raíces, hojas, flores y frutos maduros a los que les dan diversos colores (amarillo, anaranjado, rojo y violeta) debido a los pigmentos carotenoides que contienen.

Tipos de CrFI según su origen de formación

La clasificación que voy a presentar a continuación la deduje a partir del análisis e interpretación de las diferentes lecturas realizadas y mis conocimientos previos.

Ya hemos señalado que los CrFI se pueden formar directamente de los proplastidios. O sea, no se originan de un plastidio previamente formado. Estos CrFI se pueden considerar de primer (1er) orden.

Primer orden porque no se originaron de plastidios maduros sino a partir de proplastidios. Los CrFI de 1er orden no forman clorofila ni tilacoides pero si forman plastoglóbulos que contienen los carotenoides que sintetizan.

Este es el caso de los CrFI existentes en las raíces de la zanahoria (imagen 3). Como esta raíz en su formación no está expuesta a la luz los proplastidios que contiene forman CrFI directamente. Estos plastidios tienen abundantes carotenos, principalmente beta-caroteno, que le dan su color anaranjado.

Imagen 3. Las zanahorias contienen muchísimos CrFI que contienen beta-carotenos. De ahí su color anaranjado. Imagen de Koppchen en Wikimedia Commons.

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Si la parte superior de la raíz de la zanahoria, por ejemplo, queda expuesta a la luz, los CrFI forman clorofila y tilacoides transformándose en cloroplastos (imagen 4).

Imagen 4. CrFI en tejidos de zanahoria que no quedaron expuestos a la luz y cloroplastos en tejidos que quedaron expuestos a la luz. Tomada de pixabay y modificada en Paint por @josedelacruz.

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Por otro lado, cuando las hojas entran en senescencia (envejecimiento programado), los cloroplastos van perdiendo progresivamente la clorofila y los tilacoides.

Esto permite que los carotenoides ya existentes en ellos se vayan haciendo visibles dándole un color amarillento o amarillo.

La hoja puede presentar otros colores debido a que durante este proceso en las vacuolas de las células los flavonoles, que son incoloros, se transforman en antocianinas (ver ANTOCIANINAS: la salud viene en colores de mi autoría) que ayudan a la formación de diversos colores (imagen 5).

Imagen 5. Cambio de color de las hojas durante el proceso de senescencia. Se hacen visibles los carotenoides (amarillo) y las antocianinas (rojo). Imagen de Chris Glass en Wikimedia Commons.

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Mientras ese proceso se desarrolla hay muy poca o ninguna formación de nuevos carotenoides dentro del cloroplasto. Los carotenoides ya existentes quedan dentro de los plastoglóbulos.

De esta forma los cloroplastos se transforman en gerontoplastos. O sea, son cloroplastos envejecidos ya en su fase terminal.

Al final estos cloroplastos o gerontoplastos pierden toda la clorofila y todos los tilacoides y terminan transformándose en CrFI. Estos CrFI se pueden considerar de segundo (2do) orden por envejecimiento.

De segundo orden porque se originaron a partir de plastidios ya formados, los cloroplastos.

Es importante señalar que durante el proceso de formación de los gerontoplastos los elementos útiles de la hoja como el nitrógeno son recuperados y traslados a otras partes de la planta.

También sabemos que en el proceso de maduración de algunos frutos o frutas pasan del color verde al color que exhibe cuando están maduros como amarillo (mangos, cambures, etc), rojo (tomate, ciruela de huesitos, etc) y otros colores.

Veamos en la imagen 6 el cambio de color en el proceso de maduración del cambur:

Imagen 6. Cambio de color en la maduración del cambur. Las clorofilas y los tilacoides se degradan a la vez que se sintetizan carotenoides y va pasando gradualmente de verde a amarillo. Tomada de pixabay.

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Este cambio de color en el fruto obedece a que los cloroplastos se transforman progresivamente en cromoplastos.

Pero este proceso es diferente al de los gerontoplastos. Acá, además de irse perdiendo la clorofila y los tilacoides, si hay una formación considerable de carotenoides que le van dando el color característico al fruto. También se forman plastoglóbulos donde van a quedar localizados los carotenoides. También en este caso los colores de los frutos son influenciados por las antocianinas.

Estos cromoplastos se pueden considerar de 2do orden por maduración.

Un proceso similar sucede en la formación de las flores pero la causa es floración y no maduración. Por ello lo vamos a llamar cromoplastos de 2do orden por floración.

En este caso la influencia de las antocianinas en el color de las flores es todavía mayor que los casos anteriores lo que da por resultados esa inmensa gama de colores que presentan las flores (imagen 7).

Imagen 7. Variedad de colores en las flores debido a la presencia de CrFI y de vacuolas con antocianinas. Tomada de pixabay.

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De lo anterior podemos deducir que los CrFI pueden ser de primer orden y de segundo orden. Los de primer orden siempre se originan de proplastidios y los de segundo orden siempre se originan de plastidios ya maduros.

Por ello, puede haber otra vía o causa de origen de los CrFI, como a partir de leucoplastos, pero siempre estarán comprendidos en una de estas dos formas.

Esquematicemos lo anterior para una mejor comprensión:

Imagen 8. Tipos de CrFI según su origen de formación.

Tipos de CrFI según su estructura

Los CrFI tienen diversas formas: alargados, lobulados, esferoidales, redonda, ovalada, ameboides, etc.

Basándose en su estructura interna se distinguen cuatro tipos de CrFI:

Globulosos. Reciben este nombre cuando los pigmentos carotenoides que contienen se aglomeran junto a lípidos formando gotas. Este caso se da en los cítricos (Género Citrus) y en los tulipanes (Género Tulipa):

Género Citrus:

Imagen 9. Los frutos cítricos (naranja) del Género Citrus contienen CrFI globulosos. Imagen de Ellen Levy Finch (Flf). En Wikimedia Commons.

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Género Tulipa:

Imagen 10. Las flores del Género Tulipa contienen CrFI globulosos. Imagen de Ameerah. En Wikimedia Commons.

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Fibrilares o tubulosos. Es cuando los pigmentos se encuentran asociados a fibrillas proteícas. Ejemplos de este tipo se dan en el Género Rosa; cuyas especies son conocidas comúnmente como rosas, y en los pimientos (Capsicum annuum). Conocidos en Venezuela como pimentones:

Género Rosa:

Imagen 11. Las flores del Género Rosa presentan CrFI Fibrilares. Imagen de Adrián Cerón. En Wikimedia Commons.

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Pimientos (Capsicum annuum):

Imagen 12. Los frutos de la especie Capsicum annuum (pimientos) contienen CrFI Fibrilares. Imagen de fir0002 | flagstaffotos.com.au. En Wikimedia Commons.

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Cristalosos. Es cuando los pigmentos forman depósitos cristaloides que están asociados con membranas tilacoides. Nuestros conocidos tomates (Solanum lycopersicum) y zanahorias (Daucus carota) son ejemplos de este tipo de CrFI:

Tomates (Solanum lycopersicum):

Imagen 13. Los frutos del tomate (Solanum lycopersicum) contienen CrFI cristalosos. Imagen de Vladimir Morozov. En Wikimedia Commons.

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Zanahoria (Daucus carota):

Imagen 14. Las raíces de las zanahorias (Daucus carota) contienen CRFI cristalosos. Imagen de Davidd71bc. En Wikimedia Commons.

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Membranosos. En este tipo de CrFI las membranas están arrolladas helicoidalmente. En el narciso (Género Narcissus) se encuentran CrFI de este tipo.

Imagen 15. Las flores de narciso (Género Narcissus) presentan CrFI membranosos. Imagen de Jeekc. En Wikimedia Commons.

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Función de los CrFI en las plantas

Una de las funciones de los CrFI es sintetizar y almacenar carotenoides que aportan color a las partes donde se encuentran ya sean raíces, hojas, flores o frutos.

En las flores, los colores atraen a los organismos polinizadores de esa especie en particular lo que asegura o aumenta en gran porcentaje la polinización. El olor de las flores también contribuye en el proceso.

Se piensa que los CrFI es el resultado de una coevolución entre las plantas y los organismos polinizadores.

En los frutos sirve de señal de atracción a los animales que se alimentan de ellos y al mismo tiempo le indican que ya está maduro, comestible.

La planta necesita que sus frutos sean ingeridos por los animales para que dispersen sus semillas y así asegurar una mejor propagación y reproducción lo que favorece la conservación de la especie.

Pero los CrFI no solo le dan color a los frutos para atraer a los animales dispersadores de semilla. También contribuyen al mejoramiento de la calidad del fruto produciendo energía química en forma de ATP a través de un proceso llamado cromorrespiración recién descubierto.

Hagamos un resumen de las funciones que hemos señalado de los CrFI:

• Sintetiza y almacena carotenoides que contribuye con la coloración de raíces, hojas, flores y frutos de las plantas.

• Facilita la propagación de semillas.

• Ayuda a la polinización de las flores.

• Contribuye con mejoramiento de la calidad de los frutos.

Todo lo expuesto hasta este momento nos permite señalar que las plantas, y más específicamente las angiospermas, en su proceso de evolución se han dotado de estructurales celulares que contribuyen enormemente con el mantenimiento de las especies que los contienen. Esas estructuras celulares son los CrFI.

Ha finalizado este post. Espero les haya gustado y les sea de utilidad.

Lecturas recomendadas.