morfologia i metabolisme

morfologia general

morfologia lithops

Morfologia d’un lithops.

El cos dels lithops ha evolucionat fins a reduir-se a l’expressió mínima: és acaulescent (del llatí a- sense, i caulis tija) i té un parell de fulles —separades per una fissura— que faciliten la retenció eficaç de qualsevol font d’humitat per fer-la disponible per a la planta. Allà on creix, no plou durant molts mesos i el fet de conservar els seus components hídrics és vital. Per minimitzar l’evaporació, les fulles han perdut l’apariència de fulles com a tal i s’han fet redones com un cudol. Al mateix temps, el camuflatge amb l’entorn, ha dut a la planta a evolucionar en varietats i espècies diferents.

Segons l’espècie, les plantes prenen unes coloracions o unes altres segons els components minerals que les envolten, acomplint així, els principis de la teoria de l’evolució desenvolupada per Charles Darwin i Alfred Russel Wallace fa més de 150 anys: si el color de la superfície superior dels lithops varia segons els individus, si la coloració és determinada genèticament i és heretable, i si els exemplars mal camuflats són menjats més a sovint que els críptics, llavors el color i el patró de les plantes, amb el temps, tendixen a convergir cap a les propietats visuals del seu entorn natural. Així, el procés evolutiu que ha resultat en l’estratègia mimètica dels lithops, ha convertit la seua morfologia en un complexe i eficient bastió per a la seua supervivència.

Han desenvolupat a la zona superior de les seues reduïdes fulles unes “finestres” translúcides que permeten el pas de la llum a través de l’epidermis cap a l’interior de la planta, on es realitza la fotosíntesi. Els teixits fotosintètics es troben al llarg de les parets laterals interiors de les fulles. Això permet que la resta de la planta puga romandre enterrada en el sòl i que puga reduir, encara més, l’exposició de la resta del cos a la irradiació solar.

Morfologia d’un lithops.

Les seues finestres presenten —en consonància amb la morfologia mimètica de la planta— un disseny confeccionat amb diferents tipus de marques, coloracions i dissenys que caracteritzen i individualitzen al seu gènere. Les finestres, poden estar tancades —opaques— o obertes —translúcides—, en cas d’estar obertes, poden presentar illes opaques o si estan tancades, poden presentar punts translúcids. Els marges de la superfície de la fulla poden ser llisos, dentats o formar penínsules que s’endinsen per la finestra. El seu disseny pot estar rematat amb rubricacions, punts o berrugues de diferents colors més o menys cridaners i que singularitzen a les diferents espècies.

L’emmagatzematge hídric dels lithops es desenvolupa exclusivament al seu sistema foliar. Les cèl·lules especialitzades per a este menester es retrauen o s’expandixen en funció de la disponibilitat hídrica i poden arribar a perdre fins el 65% del seu volum sense que això supose cap perill vital per a planta. Aproximadament el 85% del volum de les fulles està constituït per aigua, mentre que a l’arrel el percentatge és només del 30%.

L’arrel és l’òrgan subterrani que creix en sentit oposat al cos, de simetria radiada i proveït d’elements conductors. Té com a funcions fixar la planta al sòl i absorbir l’aigua i altres substàncies nutrients. El sistema radicular dels lithops és fibrós i bastant llarg en comparació amb la mida de la planta i consta de dos parts ben diferenciades: l’arrel principal i les arrels secundàries.

arrel-1

Lithops amb arrels.

L’arrel principal està unida directament a la base de les fulles, el seu desenvolupament és preponderant, creix de forma perpendicular i tendix a prendre una forma cònica amb els anys. La seua funció principal és fixar la planta al sòl. Les arrels secundàries, molt més primes, emergixen de l’arrel principal en forma de ramificacions de creixement oblic i lateral. S’ordenen en rengleres a tota la llargada de l’arrel principal i no creixen verticalment terra endins, sinó que formen diversos angles amb l’arrel mestra. Són les encarregades d’absorbir l’aigua i les substàncies nutrients del sòl. Malgrat el seu aspecte fràgil, són capaces d’extraure aigua d’un mínim d’humitat existent en el sòl. Tots els anys, durant el període de repòs vegetatiu, la planta deixa morir les seues arrels secundàries i desenvolupa ràpidament unes noves després de l’aparició de la primera pluja de l’estació de creixement.

En els casos molt extrems de pèrdua de la totalitat del seu sistema radicular, el lithops és capaç de regenerar-lo completament.

Abans de l’estació seca, el solc s’obri i des del fons de la fissura apareix lentament el peduncle floral. La flor és l’òrgan sexual de la planta, és solitària i mesura fins a 55 mm de diàmetre. Presenta entre 4-7 sèpals a la base de la corol·la petaloide disposats en verticil. Les flors s’obrin de vesprada i es tanquen a la nit, són apètales però tenen nombrosos estams estèrils de color groc o blanc amb aparença de corol·la petaloide i envolten entre 4-9 estigmes filiformes. Són hermafrodites però autoestèrils i són pol·linitzades pels insectes. Tenen 4-5 o més estams funcionals, gineceu d’ovari súper, mitjà o ínfer amb 1 a 20 carpels. El fruit és una càpsula anomenada núcula que compta entre 4-9 lòculs i s’obri de forma natural —en contacte amb l’aigua— quan està madura.

La càpsula tarda varis mesos en madurar (assecar-se), llavors es torna molt sensible a la humitat i en contacte amb l’aigua s’obri als pocs minuts i deixa a l’aire els lòculs plens de llavors, que són de mida, forma, textura i color variable. La força exercida per les gotes de la pluja sobre la càpsula oberta, les fan saltar fora escampant-les pels voltants de la planta. Quan deixa de ploure, la càpsula es va deshidratant lentament i es torna a tancar. Les llavors que no han sigut expulsades, tindran la seua oportunitat quan torne a ploure. La dehiscència és un procés físic i no biològic, per la qual cosa, la mort de la planta no afecta l’obertura espontània de la càpsula. Una volta buides, les càpsules es degraden i passen a formar part dels residus vegetals que genera la planta cada temporada.

La fesonomia de l’epidermis i el metabolisme

Tota la planta està protegida per un recobriment cerós —més o menys gros— adaptat a les condicions particulars en les que creix, que tempera per un costat, la intensitat de la llum i per l’altre, evita la pèrdua d’aigua per evaporació a través de les obertures en l’epidermis que tenen les fulles (els estomes). En este sentit, la menor o major incidència dels rajos del sol i la deshidratació va estretament lligada al grossor de la capa cerosa.

dissecció lithops

Dissecció lateral d’un lithops.

L’estoma és una estructura vegetal que regula l’intercanvi de gasos. Està format per un mínim de dos cèl·lules especialitzades de l’epidermis de les fulles dels organismes vegetals que s’anomenen cèl·lules oclusives i que deixen una obertura entre elles que proporciona una via de connexió amb l’exterior anomenada ostíol. A través d’este “porus”, la planta fa els intercanvis de gasos necessaris per al seu metabolisme, però també capta aigua a través de la humitat ambiental i regula la seua temperatura. De la mateixa manera, també poden perdre aigua per evaporació. En este cas, l’estoma reduïx o dilata l’ostíol en funció de l’acumulació d’aigua de la planta.

En el cas que hi haja poca reserva d’aigua, l’estoma reduïx l’ostíol el màxim possible per col·lapsar la transpiració i a mesura que va perdent volum per deshidratació, provoca un augment de la secreció cerosa que dificulta encara més la transpiració. Això provoca que els estomes no realitzen els intercanvis gasosos, la funció metabòlica es paralitze i la planta entre en un període de latència que només se superarà quan canvien les condicions climàtiques i hi haja més humitat a l’ambient.

La distribució del teixit fotosintètic dels Lithops és molt característica. Les plantes han desenvolupat una “finestra” o àrea translúcida a l’àrea superior del lòbul i les cèl·lules situades a l’interior són molt grans, plenes d’aigua i incolores. La llum passa a través de la zona translúcida i es difon a través d’estés cèl·lules aquoses fins arribar a les cèl·lules receptores de la llum situades a la part interior de l’epidermis exterior. La quantitat de llum que arriba estes cèl·lules es regix per la grandària i la transparència de la finestra. Algunes espècies tenen una finestra transparent (L. marmorata), mentre que altres no presenten cap finestra (L. hookerii). En altres espècies, per exemple, l’àrea de la finestra es reduïx per la presència d’illes opaques i intromissions marginals. També poden presentar cèl·lules especials com idioblasts o punts translúcids, que impedixen o ajuden el pas de la llum cap a l’interior de la planta.

lithops

Trajectòria dels raigs del sol, atrets per les capes que contenen clorofil·la.

L’epidermis de les finestres, a la part superior de les fulles, està formada per cèl·lules amb forma còncava, transl·lúcides i sense pigmentar, especialment adaptada per absorbir la intensitat lumínica, filtrar-la i reduir-la fins a un 30%, percentatge suficient per permetre la funció clorofíl·lica. En canvi, les cèl·lules de l’epidermis de la resta de la part aèria de la planta, són molt més grosses, més pigmentades i tenen forma convexa, la qual cosa convertixen estes zones en àrees fosques molt opaques a la penetració de la llum, barrant el pas de la radiació lumínica reduint-la a menys del 10%.

La majoria de les plantes obrin els estomes durant el dia, cosa que fa que simultàniament a l’intercanvi gasós, tinguen altes pèrdues d’aigua. Però els lithops pertanyen al grup de plantes amb el metabolisme anomenat de tipus “CAM” (Crassid acid metabolysm o Metabolisme àcid de les plantes crasses) que obrin els estomes només durant la nit i així eviten la transpiració i minimitzen les pèrdues d’aigua.

Això provoca que el creixement vegetatiu d’estes plantes siga molt lent i com a conseqüència, este metabolisme només siga competitiu per a les plantes que viuen en les condicions àrides del desert i el semidesert. És el cas dels lithops.