A mediodía de julio las hojas de la calabaza cuelgan lacias aunque el suelo esté húmedo, y a las diez de la noche vuelven a estar rígidas sin que nadie haya regado. Ese movimiento, que tanto despista a quien empieza a cultivar, ocurre dentro de unas cajas de celulosa de entre dos y cinco centésimas de milímetro: la célula vegetal. Entender cómo está construida no es un capricho académico. Explica por qué un abonado excesivo quema, por qué el tomate desarrolla necrosis apical, por qué un injerto prende solo si se alinean bien los tejidos y por qué de un trozo de tallo sale una planta entera.
Qué es exactamente una célula vegetal
Es la unidad estructural y funcional de las plantas: una célula eucariota, es decir, con el material genético encerrado en un núcleo, que se distingue de cualquier otra por tres rasgos combinados. Tiene una pared celular rígida por fuera de la membrana, contiene plastos (entre ellos los cloroplastos) y suele estar dominada por una vacuola central enorme que ocupa la mayor parte de su volumen.
Los tres rasgos tienen consecuencias prácticas inmediatas. La pared impide que la célula se hinche sin límite, así que la planta puede sostenerse por presión hidráulica sin necesidad de esqueleto. Los plastos permiten fabricar azúcares y almacenarlos. Y la vacuola, al llenarse de agua, empuja contra la pared y mantiene el tejido tieso. Cuando la evaporación de las hojas supera lo que la raíz puede absorber, la vacuola pierde agua, la presión cae y la hoja se dobla. Eso es lo que pasa en el melonar a mediodía, y por eso no debe interpretarse como sed: si a primera hora de la mañana la planta está firme, el riego es correcto.
La pared celular, la envoltura que define a la planta
La pared no es una cáscara muerta, sino una estructura viva que la célula fabrica y remodela. Se organiza en capas:
- Lámina media. Es la capa de pegamento entre células vecinas, hecha sobre todo de pectatos de calcio. Cuando un fruto madura, unas enzimas llamadas poligalacturonasas degradan esas pectinas y el fruto se ablanda. Es exactamente el mismo proceso que hace que un membrillo pase de pétreo a manejable.
- Pared primaria. Fina y extensible, formada por microfibrillas de celulosa embebidas en hemicelulosas y pectinas. Permite que la célula siga creciendo.
- Pared secundaria. Solo la depositan algunas células cuando ya han dejado de crecer. Incorpora lignina, que la vuelve rígida e impermeable. La madera es, básicamente, un montón de paredes secundarias lignificadas.
Aquí conviene desmontar una idea muy repetida en los foros de huerto. La necrosis apical del tomate y del pimiento (esa mancha negra y hundida en la base del fruto) es un fallo de calcio en la pared de las células jóvenes del fruto, pero casi nunca se debe a que falte calcio en el suelo, que en la mayor parte de la Península es calizo y va sobrado. El calcio viaja con el agua por el xilema y solo llega donde hay transpiración; el fruto transpira poco, así que un riego irregular o un exceso de nitrógeno amoniacal o de potasio bloquean su llegada. Echar cáscara de huevo no lo arregla. Regar de forma regular, sí.
Membrana plasmática y membrana nuclear
Bajo la pared está la membrana plasmática, una bicapa de lípidos con proteínas incrustadas que decide qué entra y qué sale. Dos tipos de proteínas importan al jardinero: las bombas de protones (H+-ATPasa), que gastan energía para sacar protones y acidificar el exterior, y las acuaporinas, canales por los que el agua pasa mucho más rápido que atravesando los lípidos.
El agua entra en la célula por ósmosis, siempre desde donde está más diluida hacia donde está más concentrada. Si se abona en exceso, o se riega con agua muy salina, la disolución del suelo se vuelve más concentrada que el interior celular y el flujo se invierte: la célula pierde agua, el protoplasto se separa de la pared y se produce plasmólisis. La planta muestra los bordes de las hojas secos y quemados aunque el sustrato esté empapado. Eso es la famosa «quemadura por abono», y no tiene nada que ver con calor: es sed química.
La membrana nuclear o envoltura nuclear es distinta: son dos membranas concéntricas perforadas por poros nucleares, que aíslan el ADN y regulan el tráfico de ARN mensajero hacia el citoplasma. Se desmonta durante la división celular y se reconstruye después alrededor de cada núcleo hijo.
El núcleo
Contiene la cromatina (ADN más proteínas) y uno o varios nucléolos, donde se fabrican los ribosomas. Es el centro de control de la célula, aunque no el único depósito de ADN: cloroplastos y mitocondrias tienen genoma propio.
Un detalle con mucho peso en horticultura: las plantas toleran la poliploidía (juegos cromosómicos de más) mucho mejor que los animales, y buena parte de lo que cultivamos es poliploide. El trigo harinero es hexaploide, la fresa de jardín es octoploide y el plátano comercial es triploide, y por eso mismo no produce semillas viables y se multiplica por hijuelos. Muchas variedades ornamentales de flor grande son tetraploides inducidas: más juegos de cromosomas, células mayores, flores mayores.
Citoplasma y citoesqueleto
El citoplasma es todo el contenido celular entre la membrana y el núcleo: el citosol (medio acuoso con sales, azúcares, aminoácidos y enzimas) más los orgánulos que flotan en él. No está quieto. Existe una ciclosis o corriente citoplasmática que arrastra orgánulos en circuito, visible al microscopio en las células de Elodea, y que reparte materiales por una célula demasiado grande para fiarlo todo a la difusión.
El citoesqueleto es el andamio interno. Está formado por microtúbulos de tubulina y microfilamentos de actina. Los microtúbulos corticales, alineados justo bajo la membrana, orientan a los complejos que fabrican celulosa y por tanto deciden en qué dirección se depositan las microfibrillas: si van en anillos transversales, la célula solo puede alargarse a lo largo, y el tallo crece en altura. Ahí actúan varios herbicidas de preemergencia (pendimetalina, trifluralina): impiden el ensamblaje de los microtúbulos, así que la plántula que germina no puede alargar sus células ni dividirse bien y muere sin llegar a emerger.
Los orgánulos: dónde ocurre cada cosa
Vacuola central
Delimitada por una membrana llamada tonoplasto, puede ocupar del 80 al 90 % del volumen celular. Es simultáneamente depósito de agua, almacén y vertedero. En ella se guardan antocianos (los pigmentos rojos, azules y morados de las hortensias, la col lombarda o las hojas de otoño), taninos, alcaloides y cristales de oxalato cálcico. El color de la hortensia depende del pH y del aluminio disponible en el suelo, que modifica el complejo del antociano vacuolar: suelo ácido con aluminio libre, azul; suelo básico, rosa.
Plastos
Todos derivan de un proplastidio y pueden convertirse unos en otros:
- Cloroplastos. Con doble membrana, un estroma y pilas de sacos (grana de tilacoides) donde está la clorofila. Ahí se hace la fotosíntesis. Tienen ADN circular y ribosomas propios, herencia de la bacteria fotosintética que fue engullida hace más de mil millones de años.
- Cromoplastos. Acumulan carotenoides. Son los responsables del naranja de la zanahoria y del rojo del tomate maduro, que se forma cuando los cloroplastos se reconvierten y la clorofila se degrada.
- Amiloplastos. Almacenan almidón. Los de la patata son evidentes; los de la cofia de la raíz son además los sensores de gravedad, porque su peso indica dónde está abajo. Por eso un esqueje colocado del revés termina enderezando su crecimiento.
- Leucoplastos. Incoloros, dedicados a almacenar aceites y proteínas.
Que una célula vegetal tenga cloroplastos no es obligatorio: las células de la raíz, del interior del tallo o de un tubérculo no los tienen. Y cuando la patata se expone a la luz, sus amiloplastos se vuelven cloroplastos, la piel verdea y aumenta la solanina, que es tóxica.
Mitocondrias
Aquí conviene corregir otra confusión frecuente: las plantas también tienen mitocondrias y también respiran, de día y de noche. La fotosíntesis fabrica azúcares; la respiración mitocondrial los quema para obtener energía utilizable. Un fruto recolectado sigue respirando, y por eso se conserva mejor en frío: bajando la temperatura se frena su metabolismo.
Retículo endoplasmático, aparato de Golgi y vesículas
El retículo rugoso, tapizado de ribosomas, sintetiza proteínas de exportación; el liso, lípidos. El aparato de Golgi (formado por dictiosomas) los modifica y, en las plantas, fabrica además las hemicelulosas y pectinas de la pared, que salen en vesículas y se descargan al exterior.
Peroxisomas y ribosomas
Los peroxisomas participan en la fotorrespiración y neutralizan el peróxido de hidrógeno. Una variante, los glioxisomas, permite a las semillas oleaginosas (girasol, ricino) convertir sus grasas en azúcares durante la germinación, cuando aún no hay hojas que fotosinteticen. Los ribosomas, sin membrana, son las fábricas de proteínas.
Plasmodesmos
Son canales que atraviesan la pared y conectan el citoplasma de células vecinas, formando un continuo llamado simplasto. Explican cómo circulan señales y nutrientes de célula a célula, y también algo menos agradable: por ahí se mueven los virus vegetales de célula a célula. Una vez que una planta está virosada, la infección es sistémica y no hay tratamiento; los esquejes que se tomen de ella arrastrarán el virus. La única salida es eliminar la planta madre y desinfectar la tijera.
Tipos de células y tejidos vegetales
Según el grosor y la composición de su pared, las células del tejido fundamental se clasifican en tres:
- Parénquima. Células vivas de pared primaria fina. Son las más versátiles: hacen fotosíntesis en la hoja (parénquima clorofílico), almacenan en el tubérculo (de reserva) o guardan agua en las suculentas (acuífero). Conservan la capacidad de volver a dividirse, y de ahí que puedan formar callo y raíces en un esqueje.
- Colénquima. Vivas, con la pared primaria engrosada de forma desigual. Dan sostén flexible a los órganos que aún crecen. Son las hebras que se notan en el pecíolo del apio.
- Esclerénquima. Muertas en la madurez, con pared secundaria lignificada. Fibras alargadas (lino, cáñamo) o esclereidas pétreas, como los granos duros de la carne de la pera.
Estos tipos se organizan en tejidos:
- Meristemos. Los únicos tejidos con células que se dividen activamente. El apical alarga tallos y raíces; el cámbium vascular engorda el tronco; el felógeno produce el súber o corcho.
- Tejidos dérmicos. Epidermis con cutícula, estomas y tricomas; súber en los órganos leñosos.
- Tejidos vasculares. Xilema, formado por células muertas y lignificadas que suben agua y minerales, y floema, con células vivas (tubos cribosos y células acompañantes) que reparte azúcares.
Dos consecuencias prácticas. Un injerto prende porque se ponen en contacto los cámbiums del patrón y de la púa, y ambos generan células nuevas que sueldan los tejidos; si no se alinean, no hay unión por muy bien atado que esté. Y el anillado de un tronco lo mata porque interrumpe el floema y la raíz deja de recibir azúcares, aunque el xilema siga funcionando y la copa aguante verde durante semanas.
Diferencias entre la célula vegetal y la animal
Ambas son eucariotas y comparten núcleo, mitocondrias, retículo, Golgi y ribosomas. Se separan en lo siguiente:
- Pared celular. Presente y de celulosa en la vegetal; ausente en la animal. Impone una forma poliédrica más o menos fija.
- Plastos. Exclusivos de la vegetal. Ningún animal fotosintetiza por su cuenta.
- Vacuola. Una sola y enorme en la vegetal; en la animal, vesículas pequeñas y numerosas.
- Centriolos. Las plantas con flor y las coníferas no los tienen; organizan el huso de otra manera.
- División del citoplasma. La célula animal se estrangula por el ecuador; la vegetal no puede hacerlo con una pared rígida, así que construye desde dentro una placa celular guiada por el fragmoplasto.
- Reserva energética. Almidón en las plantas, glucógeno en los animales.
- Comunicación. Plasmodesmos frente a las uniones comunicantes animales.
- Totipotencia. Muchas células vegetales adultas pueden desdiferenciarse y regenerar un individuo completo. Ninguna célula animal diferenciada lo hace de forma espontánea.
Ese último punto es el que sostiene buena parte de la jardinería. Cuando se corta un esqueje de geranio, hortensia o higuera, las células del parénquima próximas al corte vuelven a dividirse, forman un callo y de él nacen raíces adventicias. El mismo principio, llevado al laboratorio, permite el cultivo in vitro con el que se producen millones de plantas idénticas y libres de virus. Un animal no puede hacer nada parecido con una pata.
En resumen
La célula vegetal es una célula eucariota con pared de celulosa, plastos y una vacuola central que la mantiene turgente. La pared da forma y sostén, la membrana plasmática regula el intercambio, el núcleo guarda la información, el citoesqueleto orienta el crecimiento, los cloroplastos fabrican azúcares, las mitocondrias los queman y los plasmodesmos comunican unas células con otras. Agrupadas, forman parénquima, colénquima y esclerénquima, y se organizan en meristemos, tejidos dérmicos y vasculares.
Traducido al jardín: hay que regar con regularidad para que la turgencia y el transporte de calcio no fallen, no abonar de más para no plasmolizar las raíces, aprovechar la totipotencia del parénquima al hacer esquejes, alinear los cámbiums al injertar y asumir que un virus, una vez dentro del simplasto, ya no sale.
