A menos que como les sucede a algunos adolescentes y jóvenes, hayamos perdido la capacidad de asombro, toda persona que con ojo analítico se toma tiempo para admirar y apreciar el extraordinario diseño, función, simetría, colorido, belleza y singularidad de la hoja de una planta cualquiera, seguramente se dará cuenta que no hay dos plantas cuyas hojas tengan exactamente el mismo diseño, y se quedará absorto y maravillado de su complejidad y sofisticada estructura. Es cierto que en general, los animales son organismos mucho más complejos que las plantas; pero eso no quiere decir que las raíces, tronco, ramas, tallos, hojas, flores y fruto de las plantas, sean estructuras sencillas. Su complejidad, variedad, y complicadas funciones, cada vez se reconocen con mayor detalle y como realmente extraordinarias.
La Botánica es la ciencia que estudia a los aproximadamente 250 mil a 300 mil vegetales o plantas conocidas, y es una de las más extensas ramas de la Biología. Realmente sus estudios, hallazgos, y descripciones, se incrementan casi a diario, pues se descubren, clasifican, y describen unas 200 nuevas plantas por año. Hoy solo quiero revisar muy superficialmente uno de los órganos vitales de las plantas llamado la hoja, con el fin de hacernos conciencia de su complejidad.
La hoja es un órgano expuesto a la luz, y estructurado primordialmente para llevar a cabo la fotosíntesis y la transpiración de agua. Esto último, favorece la circulación de la savia rica en agua y nutrientes, desde la raíz hasta las hojas, por muy altas que estén, en la cima de árboles de 75 m de altura (las secuoyas). La clorofila (de los cloroplastos), es el pigmento verde que en las hojas, lleva a cabo la fotosíntesis: el intercambio de CO2 por Oxígeno, y la transformación de materia inorgánica en compuestos orgánicos gracias a la energía aportada por la luz. En este proceso la energía luminosa se transforma en energía química estable (adenosíntrifosfato: ATP), que luego se usa principalmente, para sintetizar carbohidratos.
Las hojas son extraordinariamente variadas en cuanto a su forma, la que suele ser característica de cada especie. En cuanto a su forma, pueden ser redondas, ovaladas, elípticas, alargadas, lanceoladas, espatuladas, cuneiformes, lineales. Como formas especiales, se pueden citar las hojas peltadas, acorazonadas, arriñonadas, aflechadas, hendidas, partidas y cortadas. El borde de la hoja, rara vez es completamente liso (hojas enteras), siendo con más frecuencia, aserrado, dentado, festoneado o lobulado; y no es raro que el aspecto del lado expuesto a la luz, sea diferente al del lado opuesto. Se denomina filotaxis a la disposición de las hojas sobre el tallo, y se dice que hay heterofilia, cuando en una planta, hay dos o más clases de hojas con diferencias cualitativas de morfología o tamaño.
La hoja, junto con el tallo que la sostiene (pecíolo), forma el vástago de la planta. Generalmente, las hojas son verdes, aplanadas, y atravesadas por vasos o conductos distribuidos de un modo característico para cada especie, denominadas nervios o nervaduras, que sirven para llevar la savia (xilema) llena de nutrientes a sus células. Las hojas paralelinervadas, tienen nervios más o menos paralelos entre sí y con el borde de la hoja. En las hojas retinervadas o peninervias, el nervio principal sigue la línea media de la hoja y de él parten nervios menos gruesos que a su vez se ramifican, hacia ambos márgenes de su superficie. Las hojas palminervias, varias nervaduras se separan de un punto común situado en la base de la hoja, e irradian hacia distintos puntos de los márgenes foliares.
Frecuentemente, por la presencia de diferentes pigmentos distribuidos en forma característica y hasta específica, las hojas lucen hermosamente manchadas, con puntos finos o grandes, y con vivos colores rosas, rojos, morados y hasta azules. En ocasiones, las hojas modifican su función con el fin de almacenar agua, Además, hay plantas (las gimnospermas), cuyas hojas tienen forma de agujas verdes o picos carnosos (acicular), como las de las coníferas, con un solo vaso central. También hay plantas cuyas hojas son “sésiles”(pegadas al tallo), pues no tienen pecíolo.
En otras hay pecíolos articulados como con una “rodilla” gruesa (pulvínulo) entre dos tallitos, que en especies como las del género Mimosa, mueven las hojas en respuesta a los estímulos táctiles. ¡Asombroso!
Lo primero sumamente interesante, es reconocer que desde la germinación (desarrollo de la nueva planta a partir de la semilla), y en las diferentes etapas de su vida, la planta desarrolla diferentes tipos de hojas, todo de acuerdo a la información codificada en un lenguaje específico, y escrito en el singular y característico ADN de su especie; y programado para que aparezca y se desarrolle simultánea y secuencialmente, en perfecta armonía con todas las demás células, estructuras, partes, funciones y órganos de la planta. Esto se logra gracias a la interacción de miles de genes que rara vez solos, y casi siempre en estricta coordinación con otros cientos o miles de genes, van desarrollando y sustentando a la planta, a veces a lo largo de años, manteniéndola viva y funcionalhasta que logra dar frutos y reproducirse, antes de morir. Hay árboles milenarios, como los ahuehuetes, y las gigantescas sequoias.
Así, desde su germinación, la planta desarrolla diferentes tipos de hojas: Cotiledones u hojas embrionarias (generalmente su número es característico para cada grupo de plantas, y se desarrollan simultáneamente con la raíz y el tallo). Las plantas monocotiledóneas presentan un solo cotiledón y son acintadas y paralelinervadas; las dicotiledóneas tienen dos, y las gimnospermas desde dos a muchos. Luego siguen las hojas primordiales, los prófilos, las brácteas, los antófilos y al último, los nomófilos, que son las hojas adultas, morfológicamente más complejas que las anteriores, y con una apariencia distintiva, en cada especie.
Sin abrumarlos con miles de vocablos sofisticados inventados para describir la morfología foliar, les mencionaré que una hoja madura (nomófilo), generalmente consta de una lámina aplanada, con su “árbol” vascular característico, que parte y se ramifica a partir del tallito (el pecíolo), que une a la hoja con el tallo.
También hay plantas con hojas únicas o múltiples al final de pecíolo, con forma hendida o lobulada, partida, o en secciones. En el caso de presentar hoja compuesta, la lámina foliar está dividida en varias subunidades llamadas folíolos, los que se hallan articuladas sobre el raquis o estructura central de la hoja, o sobre las divisiones del mismo. Cuando presentan espinas u otras estructuras en sus bases (estípulas). Éstas pueden adquirir diversas formas, desde órganos foliáceos, espinas, glándulas, pelos, zarcillos (órganos para trepar o sujetarse a otras estructuras, enroscándose),o hasta escamas.
Algunas plantas, como los cactus, han transformado todas sus hojas en espinas, y son los troncos, carnosos y aplanados, los que ejercen la función fotosintética. Para enfatizar las complejidades que pueden presentarse en las hojas, transcribiré el siguiente párrafo: “Cuando hay más de tres folíolos y según la disposición que adopten los mismos, la hoja puede ser pinnada cuando las subunidades o pinnas se hallan dispuestas a lo largo de un eje o raquis.
Cuando las subunidades o folíolos se encuentran insertos en el extremo del raquis, las hojas se llaman palmaticompuestas” (González, A.M. &Arbo, M.M.. «Organización del cuerpo de la planta. Tema 2: Hoja. 2.2. Hoja de Dicotiledóneas» (en español). Morfología de Plantas Vasculares. Argentina: Universidad Nacional del Nordeste. Consultado el 10 de setiembre de 2010). La hoja está recubierta en su superficie por una epidermis, que generalmente está formada por una sola capa de células vegetales protectoras (aunque hay hojas hasta con 15 capas), y que salvo raras excepciones (las hidrofitas), no tienen clorofila.
En la epidermis, hay estomas (orificios) en forma de riñón, salchicha o banana, y con extremos redondeados. Están formados por dos o más células epidérmicas (células oclusivas), especializadas tanto morfológica como fisiológicamente, para abrir y cerrar el estoma. Su función es regular el intercambio gaseoso y la transpiración de la planta. Pueden estar dispuestos en filas paralelas, o dispersos; hundidos, suspendidos de las células anexas, o bien, ocultos en criptas. Las plantas parásitas sin clorofila, no tienen estomas. Las hojas de 350 géneros pertenecientes a 115 familias (cuando las calienta el sol), eliminan vapor (por transpiración), o agua líquida (hasta 300 ml por noche), a través de otros poros llamados dehidátodos.
Un árbol completamente crecido puede perder varios cientos de litros de agua a través de sus hojas en un día caluroso y seco. Alrededor del 90% del agua que entra en las raíces de la planta se usa para este proceso. Mencionemos que la epidermis puede tener apéndices como pelos (tricomas), de diversas formas.
Estos pueden ser secretores (exudan líquidos pegajosos o urticantes), por lo que al tocarse, se fracturan, pican, e inyectan ácido fórmico, acetilcolina, e histamina entre otros compuestos, sirviendo así como defensa contra sus depredadores. Los tricomas, por ser característicos, son útiles en taxonomía, para identificar y clasificar especies y géneros. La hoja que no presenta tricomas se dice glabra. En las plantas carnívoras, las hojas de la Pinguícula tienen tricomas sensibles, que al ser tocadas por un insecto, se cierran bruscamente, lo capturan y lo digieren .En la Drosera rotundifolia, las hojas están cubiertas de pelillos glandulares que segregan mucilago pegajoso y dulce que atrae insectos, que al quedar pegados, son digeridos por enzimas que secretan sus glándulas(amilasa, esterasa, fosfatasa, peptidasa y ribonucleasa), con el fin de extraer nitratos y nutrientes. En el caso de la Nepenthessibuyanensis, sus hojas oblongas, de unos 30 cm de longitud, forman un odre lleno de líquido y coronado por una «tapa», donde los insectos, atraídos por el olor que producen sus glándulas de néctar, caen, mueren y son digeridos por sus enzimas.
Por último, en otras plantas, los tricomas secretan gotas pegajosas que parecen de agua, y atraen, atrapan, y digieren a insectos sedientos. Debajo de la epidermis, está otra capa de células llamada cutícula, y el interior de la hoja (mesófilo), está constituido por tejidos que forman las venas de las hojas, y un tejido especializado para realizar la fotosíntesis (parénquimaclorofiliano o clorénquima).
En circunstancias propicias y como expresión de adaptación temporal o permanente de la planta a los cambios del medio ambiente, de acuerdo con lo abundante que sea el banco de genes disponibles en el ADN de la planta, algunos de ellos se activan, y hacen aparentes los rasgos que programan, provocando modificaciones muy aparentes, en la estructura y función de las hojas (en vez de la fotosíntesis). Entre éstas se encuentran las hojas que se especializan como órganos de sostén y fijación (los zarcillos), de defensa (las espinas foliares), o que se modifican para transformarse en el capullo y los sépalos y pétalos de la flor (la más colorida, aparente y bella parte de la planta). Por ejemplo, están las coloridas hojas pre-florales de la Bougainvilleaspectabilis, que rodean a sus pequeñas flores blancas.
Otro extraordinario fenómeno que sobre todo en los climas donde las cuatro estaciones están bien definidas, es la que muchas hojas experimentan durante el otoño e invierno: la apoptosis o senescencia foliar, que es una muerte programada, cíclica y simultánea de todas las hojas de la planta (árbol). La senescencia es consecuencia de una serie de eventos desencadenados, ordenados y cuidadosamente controlados genéticamente, y de acuerdo con los cambios climáticos circundantes (frío).Como parte del proceso, y por la degradación de la clorofila (pérdida de un Oxígeno), los flavonoles incoloros, se convierten en antocianinas rojas, y las hojas, antes de caerse, se pintan de café, rojo, o anaranjado.
En los árboles (como los pinos), arbustos y plantas herbáceas perenes (que no pierden todas sus hojas en otoño e invierno), se hace la continua sustitución de hojas viejas (de 2 a 5 años de edad), por nuevas. Esta defoliación, es un fenómeno también sumamente complejo. Los humanos usamos gran cantidad de hojas de plantas como alimento, condimentos, y fuente de sustancias químicas útiles como medicinas, perfumes, y hasta como materiales de construcción (palapas de hojas de palma), y la elaboración de utensilios (cestos y canastas), instrumentos musicales, o de caza (cerbatanas), y artesanías.
La complejidad y organización de las hojas, descarta que sean producto de la casualidad y la evolución. Y aunque la evolución hubiera logrado milagrosamente construir una hoja funcional y capaz de llevar a cabo la fotosíntesis, ¿Cómo se justifican la aparición de todas las demás características “superfluas” de las hojas como sus más de 250 mil formas diversas, sus variado y extraordinario colorido, y la variedad y diseño de sus estructuras anexas? La realidad es que la evolución no tiene explicación racional, ni para la aparición de las hojas, ni de ninguna otra parte y órgano de las plantas.
La Biblia dice: “Y dijo Dios: Produzca la tierra hierba verde que dé semilla; árbol que dé fruto según su género, que su semilla esté en él, sobre la tierra. Y fue así. Y vio Dios que era bueno. Y fue la tarde y la mañana el día tercero.” Y nosotros creemos que esta es la única explicación racional, de la existencia de las plantas y sus hojas. Usted ¿Qué opina?
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El Evangelista Mexicano 