Etapas de germinación de la semilla

El proceso de germinación de semillas incluye los siguientes cinco etapas o pasos.

Estas cinco etapas o fases que ocurren durante la germinación de la semilla son: (1) Imbibición (2) Respiración (3) Efecto de la luz sobre la germinación de la semilla (4) Movilización de las reservas durante la germinación de la semilla y el papel de los reguladores del crecimiento y (5) Desarrollo del eje del embrión en la plántula.

Con una serie de imágenes ilustrativas este articulo es ideal para enseñar las etapas de la germinación para niños, y que ellos tambien aprendan el proceso de germinación, hay quienes dicen que son 3 las  etapas de la germinación, hay quienes dicen que son 4 etapas de la germinación, pero aquí os mostramos las 5 etapas de la germinación, estas etapas son validadas para casi cualquier semilla desde la germinación del frijol a cualquier otro tipo de germinación de la semilla

Etapa 1- Imbibición

El primer paso en la germinación de la semilla es la imbibición, es decir, la absorción de agua por la semilla seca. La imbibición provoca la inflamación de la semilla a medida que los componentes celulares se rehidratan. La hinchazón se produce con mucha fuerza. Rompe las cubiertas de las semillas y permite que la radícula salga en forma de raíz primaria.

La imbibición se logra debido a la rehidratación de macromoléculas estructurales y de almacenamiento, principalmente la pared celular y los polisacáridos y proteínas de almacenamiento. Muchas semillas contienen polisacáridos adicionales, que no se encuentran comúnmente en los tejidos vegetativos. Las semillas empacadas en seco en una botella pueden agrietarse al absorber agua y se hinchan.

Etapa 2- Respiración

La imbibición de agua provoca la reanudación de la actividad metabólica en la semilla rehidratada. Inicialmente, su respiración puede ser anaeróbica (debido a la energía proporcionada por la glucólisis) pero pronto se vuelve aeróbica cuando el oxígeno comienza a ingresar a la semilla. Las semillas de plantas acuáticas, como también el arroz, pueden germinar bajo el agua utilizando oxígeno disuelto.

Las semillas de plantas adaptadas a la vida en la tierra no pueden germinar bajo el agua porque requieren más oxígeno. Estas semillas obtienen el oxígeno del aire contenido en el suelo. Es por esta razón que la mayoría de las semillas se siembran en el suelo suelto cerca de la superficie. Arar y cavar airea el suelo y facilita la germinación de las semillas. Por lo tanto, las semillas plantadas más profundamente en el suelo en suelos anegados a menudo no germinan debido a la falta de oxígeno.

Etapa 3 – Efecto de la luz sobre la germinación de semillas

Las plantas varían mucho en respuesta a la luz con respecto a la germinación de semillas. Las semillas que responden a la luz para su germinación se denominan fotoblásticas. Se reconocen tres categorías de semillas fotoblásticas: fotoblásticas positivas, fotoblásticas negativas y no fotoblásticas. Las semillas fotoblásticas positivas (lechuga, tabaco, muérdago, etc.) no germinan en la oscuridad, pero requieren exposición a la luz solar (puede ser por un período breve) para germinar.

Las semillas fotoblásticas negativas (cebolla, lirio, Amaranthus, Nigella, etc.) no germinan si se exponen a la luz solar. Las semillas no fotoblásticas germinan independientemente de la presencia (exposición) o ausencia (no exposición) de luz.

En estas semillas sensibles a la luz, la región roja del espectro visible es más eficaz para la germinación. La región roja lejana (la región inmediatamente después de la región roja visible) invierte el efecto de la luz roja y hace que la semilla esté inactiva. La sensibilidad al rojo y al rojo lejano de las semillas se debe a la presencia de un pigmento fotorreceptor de color azul, el fitocromo. Es una ficobiloproteína y se distribuye ampliamente en plantas.

El fitocromo es un pigmento regulador que controla muchos procesos de desarrollo dependientes de la luz en plantas además de la germinación en semillas sensibles a la luz. Estos incluyen la fotomorfogénesis (proceso de desarrollo regulado por la luz) y la floración en una variedad de plantas.

Control de germinación de fitocromo y rojo-lejano-rojo reversible:

El pigmento fitocromo que absorbe la luz se presenta en dos formas interconvertibles Pr y Pfr. Pr es metabólicamente inactivo. Absorbe la luz roja (660 nm) y se transforma en Pfr metabólicamente activo (fig. 4.10). Este último promueve la germinación y otros procesos controlados por fitocromos en las plantas. Pfr vuelve a Pr después de absorber el rojo lejano (730 nm.).

También en la oscuridad, Pfr cambia lentamente a Pr. Debido a esta oscilación del fitocromo entre el estado Pr y Pfr, el sistema ha sido denominado como “sistema de pigmento rojo-rojo lejano reversible” o, en resumen, sistema de fitocromo. El tratamiento con luz roja (R) estimula la germinación de semillas, mientras que el tratamiento con luz roja lejana (FR), por el contrario, tiene un efecto inhibidor.

Examinemos la germinación de semillas en semillas fotoblásticas positivas, por ejemplo, lechuga (Lactuca sativa). Cuando se dan una breve exposición de longitudes de onda de luz roja (R, 660 nm.) Y roja lejana (FR, 730, nm.) A semillas empapadas en sucesión cercana, la naturaleza de la luz proporcionada en la última exposición determina la respuesta de semillas. La exposición a la luz roja (R) estimula la germinación de las semillas. Si la exposición a la luz roja (R) va seguida de la exposición a la luz roja lejana (FR), el efecto estimulante de la luz roja (R) se anula.

Este truco se puede repetir varias veces. Lo que es crucial para la germinación de las semillas es la calidad de la luz a la que están expuestas en último lugar. Esto también indica que las respuestas inducidas por la luz roja (R) se invierten con la luz roja lejana (FR).

Todo esto se puede mostrar como se indica a continuación:

El requerimiento de luz para la germinación de las semillas puede ser reemplazado por hormonas como giberelinas o citoquininas. Varios procesos de desarrollo de plantas controladas por fitocromo pueden ser imitados por hormonas apropiadas administradas individualmente o en combinación con otras hormonas en el momento correcto.

Etapa 4 – Movilización de reservas durante la germinación de semillas y papel de los reguladores del crecimiento

Durante la germinación, las células del embrión reanudan la actividad metabólica y experimentan división y expansión. El almidón, las proteínas o las grasas almacenados necesitan ser digeridos. Estas conversiones celulares se producen mediante el uso de la energía proporcionada por la respiración aeróbica.

Dependiendo de la naturaleza de la semilla, las reservas de alimentos pueden almacenarse principalmente en el endospermo (muchas monocotiledóneas, granos de cereales y ricino) o en los cotiledones (muchas dicotiledóneas como guisantes y frijoles). Se han realizado investigaciones exhaustivas sobre la movilización de reservas desde el endospermo al embrión a través de un cotiledón en forma de escudo (escutelo) en varios granos de cereales (Fig. 4.11).

La capa externa de células especiales (capa de aleurona) del endospermo produce y secreta enzimas hidrolizantes (como amilasas, proteasas). Estas enzimas provocan la digestión, es decir, la descomposición de los alimentos almacenados, como el almidón y las proteínas, en las células internas del endospermo.

El alimento insoluble se vuelve soluble y el alimento complejo se simplifica. Estas soluciones alimenticias más simples, que comprenden azúcares y aminoácidos así formados, se diluyen con agua y pasan hacia el epicotilo, hipocótilo, radícula y plúmula en crecimiento a través del cotiledón.

El ácido giberélico juega un papel importante en el inicio de la síntesis de enzimas hidrolizantes. La giberelina, por lo tanto, promueve la germinación de las semillas y el crecimiento temprano de las plántulas. La asimilación de este alimento por el órgano en crecimiento induce el crecimiento y la plántula pronto asume su forma final.

Es muy significativo señalar que la hormona inductora de la latencia, el ácido abscísico (ABA), impide la germinación. Se ha demostrado que la concentración de ABA aumenta durante el inicio de la latencia del embrión durante el desarrollo de la semilla en varios tipos de semillas.

Cuando los embriones jóvenes de algodón se extraen y se hacen crecer en cultivo, continúan creciendo sin el desarrollo de latencia. La latencia en tales casos puede ser inducida por la adición de ABA en una etapa crucial de crecimiento.

Etapa 5- Desarrollo del eje embrionario en plántula:

Después de la translocación de los alimentos y su posterior asimilación, las células del embrión en las regiones de crecimiento se vuelven metabólicamente muy activas. Las células crecen en tamaño y comienzan a dividirse para formar la plántula.

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