Gramíneas para niños

Las poáceas (Poaceae), también conocidas como gramíneas, son una gran familia de plantas que generalmente son hierbas, aunque algunas, como los bambúes, pueden ser leñosas. Pertenecen al grupo de las monocotiledóneas.

Con más de 820 géneros y cerca de 12.100 especies descritas, las gramíneas son la cuarta familia de plantas con más especies. Sin embargo, son la más importante para la economía mundial. La mayor parte de lo que comemos los seres humanos viene de las gramíneas, ya sea directamente (como los granos de cereales como el trigo y el arroz, o sus derivados como harinas y aceites) o indirectamente (como la carne, la leche y los huevos de animales que se alimentan de pastos o granos).

Las gramíneas se encuentran en casi todas partes del planeta, desde los desiertos hasta los lugares con agua salada, y desde las zonas bajas hasta las montañas más altas. Esta gran capacidad de adaptación se debe a su enorme diversidad en formas, funciones y maneras de reproducirse. También se asocian con otros seres vivos, lo que las hace una familia fascinante no solo por su importancia económica, sino también por su relevancia biológica.

Algunas de las especies más conocidas son la caña de azúcar, el trigo, el arroz, el maíz, el sorgo, la cebada, la avena, el centeno y el bambú.

¿Cómo son las gramíneas?

Diagrama de una gramínea típica

¿Cómo crecen las gramíneas?

La mayoría de las gramíneas son hierbas. Algunas pueden ser leñosas, como los bambúes tropicales. Pueden crecer en forma de matas, con tallos subterráneos (llamados rizomas) o tallos que se arrastran por el suelo (llamados estolones).

Según cuánto tiempo viven, pueden ser:

• Anuales: Viven un año y se reproducen una sola vez, como el trigo o la avena.
• Perennes: Viven varios años y pueden reproducirse varias veces (generalmente cada año), como la mayoría de los pastos. Algunas, como los bambúes, se reproducen una sola vez después de muchos años y luego mueren.

¿Cómo son sus tallos?

Los tallos de las gramíneas son generalmente redondos o elípticos. Tienen "nudos" (partes más gruesas) y "entrenudos" (partes huecas entre los nudos). En los nudos nacen las hojas y las yemas. En algunos casos, como el maíz y ciertos bambúes, los tallos pueden ser completamente macizos.

Los tipos principales de tallos son:

• Tallos aéreos:
  • Erectos o ascendentes: Crecen hacia arriba, simples o ramificados.
  • Rastreros: Crecen sobre el suelo y echan raíces en los nudos. Si forman nuevas plantas en cada nudo, se llaman estolones.
  • Flotantes: Flotan en el agua gracias a sus entrenudos huecos.
• Tallos subterráneos:
  • Rizomas: Tallos subterráneos que pueden ser cortos y curvos (creando nuevas plantas cerca de la original) o largos (propagando la planta a distancia).
  • Pseudobulbos: Engrosamientos de los entrenudos de la base, poco comunes.

¿Cómo son sus hojas?

Las hojas de las gramíneas crecen de forma alterna y tienen tres partes principales:

• Vaina: Envuelve el tallo desde el nudo.
• Lígula: Una pequeña membrana o grupo de pelos donde la vaina se une a la lámina.
• Limbo (o lámina): La parte plana de la hoja, generalmente larga y estrecha, con nervios paralelos.

Lígula membranosa en avena (Avena sativa).

Aurículas en trigo (Triticum aestivum).

La forma de las hojas puede variar mucho. Algunas láminas son anchas y planas (como en el maíz), mientras que otras son estrechas y pueden plegarse o enrollarse.

La superficie de las hojas (epidermis) tiene diferentes tipos de células que ayudan a identificar las gramíneas:

• Células silíceas: Contienen sílice y brillan de forma especial.
• Células suberosas: Células cortas y muertas con paredes especiales.
• Células exodérmicas: Incluyen pelos y pequeñas protuberancias (papilas).
• Estomas: Pequeños poros rodeados por células que permiten el intercambio de gases.

La forma en que se organizan las células dentro de la hoja también es importante. Hay dos tipos principales:

• Tipo Festucoide: Común en climas templados a fríos.
• Tipo Panicoide: Común en climas cálidos y secos. Este tipo se asocia con un proceso de fotosíntesis más eficiente en esas condiciones, llamado C₄.

¿Qué son los macollos?

Los macollos son brotes que nacen de la base de la planta. Cada macollo produce sus propias hojas y raíces. La suma de muchos macollos forma la estructura de una planta de gramínea. Las gramíneas en crecimiento producen continuamente nuevos macollos y hojas.

¿Cómo son sus flores?

Esquema de una espiguilla: 1. Glumas; 2: Lemma; 3: Arista; 4: Pálea; 5: Lodículas; 6: Androceo; 7: Gineceo.

La unidad básica de la inflorescencia (el conjunto de flores) de las gramíneas se llama espiguilla. Es como una pequeña espiga con una o más flores. Cada flor está protegida por unas brácteas llamadas glumas.

Las flores pueden tener ambos sexos (hermafroditas) o solo uno (unisexuales). Tienen unas piezas pequeñas llamadas lodículas que se hinchan para abrir la flor y permitir que salgan los estambres (órganos masculinos) y los estigmas (órganos femeninos).

Cada flor está dentro de dos brácteas más:

• La lemma: La bráctea inferior, que a veces tiene una punta llamada arista.
• La pálea: La bráctea superior, que cierra la flor.

Todos estos elementos (glumas, lemma, pálea, lodículas) varían mucho entre las diferentes especies de gramíneas.

¿Cómo son sus frutos?

Esquema de una cariópside de gramínea, mostrando el endosperma, el embrión y diversas estructuras embrionales.

El fruto de las gramíneas se llama cariópside, que es lo que conocemos como "grano". Es un fruto seco donde la cáscara de la semilla está unida a la pared del fruto. Dentro tiene el embrión y una reserva de alimento llamada endosperma.

La forma del grano varía mucho. En algunos casos, el pericarpio (la pared del fruto) no está unido a la semilla, y el fruto es diferente. Muchos granos se desprenden de la planta envueltos por la lemma y la pálea.

El embrión de las gramíneas es complejo y tiene una parte especial llamada escudete, que ayuda a la germinación al liberar enzimas que digieren el alimento del endosperma.

¿Cómo se reproducen las gramíneas?

La mayoría de las gramíneas son hermafroditas (tienen órganos masculinos y femeninos en la misma flor) y se polinizan por el viento. Sin embargo, hay muchas excepciones:

• Dioicas: Tienen plantas femeninas y plantas masculinas separadas. Esto es raro, pero ocurre en algunos géneros como Poa.
• Monoicas: Tienen flores femeninas y masculinas en la misma planta, pero en inflorescencias separadas. El maíz es un ejemplo.
• Autoincompatibilidad: Muchas gramíneas hermafroditas no pueden producir semillas si el polen de una planta poliniza sus propios estigmas. Necesitan polen de otra planta.
• Autocompatibilidad: La autopolinización (cuando una planta se poliniza a sí misma) es común, especialmente en especies anuales. Algunas incluso tienen cleistogamia, donde la polinización y la fecundación ocurren dentro de la flor sin que esta se abra.
• Apomixis: Es una reproducción asexual a través de semillas. El embrión se desarrolla sin fecundación, por lo que la nueva planta es idénticamente igual a la planta madre. Esto se ha visto en cientos de especies de gramíneas.

¿Dónde viven las gramíneas?

Vista de la sabana de Tanzania.

Las gramíneas son una familia que se encuentra en todo el mundo, desde los desiertos hasta los lugares con agua dulce o salada, y en casi todas las alturas. Grandes áreas del planeta están cubiertas por pastizales dominados por gramíneas, como las praderas de Norteamérica, las pampas de Sudamérica, las sabanas de África y las estepas de Europa y Asia. Los bambúes leñosos son muy importantes en los bosques tropicales y templados de Asia.

Las gramíneas han tenido mucho éxito ecológico gracias a sus adaptaciones:

• Sus espiguillas protegen las flores y permiten la polinización por el viento.
• Tienen formas diversas para que sus frutos se dispersen, a veces con ganchos para pegarse a los animales o pelos para ser llevados por el viento.
• Su capacidad de autopolinizarse o reproducirse asexualmente les permite colonizar nuevos lugares.
• Sus meristemas (zonas de crecimiento) están protegidos en la base de la planta, lo que les permite recuperarse del pastoreo y los incendios.
• La aparición de grandes praderas hace millones de años pudo haber impulsado la evolución de grandes animales herbívoros y también fue una fuente importante de alimento para el Homo sapiens.

Las gramíneas también tienen características especiales que les permiten vivir en lugares difíciles, como acumular sustancias para tolerar la sal o el frío.

¿Se asocian con otros seres vivos?

Las gramíneas pueden asociarse con hongos y bacterias.

Hongos endófitos (Micofilas)

Células de una hoja de festuca alta (Festuca arundinacea) colonizadas por el hongo Neothypodium coenophialum, cuyo micelio aparece como cordones azules.

Algunos hongos viven dentro de las gramíneas (se llaman endófitos). Esta relación puede ser de varios tipos:

• Algunos hongos son muy agresivos y hacen que la planta no pueda reproducirse sexualmente.
• Otros son menos dañinos y permiten que la planta se reproduzca.
• Un tercer tipo es un mutualismo (una relación de beneficio mutuo): el hongo ayuda a la planta a crecer mejor, a resistir el frío y la sequía, y a defenderse de insectos y otros animales, porque produce sustancias especiales. A cambio, el hongo recibe alimento de la planta.

Estas asociaciones son muy antiguas y complejas.

Hongos en las raíces (Micorrizas)

Las micorrizas son asociaciones entre hongos y las raíces de las plantas. El hongo ayuda a la planta a absorber nutrientes del suelo (especialmente fósforo), y la planta le da al hongo azúcares producidos por la fotosíntesis. La mayoría de las gramíneas forman micorrizas, lo que les ayuda a adaptarse a diferentes ambientes.

Bacterias que fijan nitrógeno

Las gramíneas pueden asociarse con bacterias que viven en el suelo alrededor de sus raíces. Estas bacterias son capaces de tomar el nitrógeno del aire y convertirlo en una forma que las plantas pueden usar para crecer. Esto es muy importante porque el nitrógeno es esencial para la vida. Estas bacterias también pueden ayudar a las raíces a crecer mejor.

¿Cómo evolucionaron las gramíneas?

El grupo basal de las gramíneas se habría originado y diversificado en Gondwana antes del aislamiento del subcontinente indio.

Las gramíneas y sus parientes más antiguos existieron hace unos 89 millones de años. Los fósiles de gramíneas más antiguos se han encontrado en heces fosilizadas de dinosaurios de hace unos 71-65 millones de años en la India. Esto sugiere que las gramíneas ya eran diversas en ese momento.

El tipo de fotosíntesis C₄, más eficiente en climas cálidos, apareció en las gramíneas hace unos 25-12.5 millones de años y se expandió mucho hace 9-4 millones de años. Este tipo de fotosíntesis les permitió conquistar nuevos hábitats.

La forma de las flores y espiguillas de las gramíneas es única y ha evolucionado mucho. Los científicos creen que esta diversidad se debe a duplicaciones de genes que luego adquirieron nuevas funciones.

Clasificación de las gramíneas

Las gramíneas son una familia muy fácil de reconocer. Sus características principales son:

• Hojas con vainas largas y abiertas, y lígulas.
• Tallos redondos y generalmente huecos entre los nudos.
• Inflorescencias cuya unidad básica es la espiguilla.
• Flores pequeñas, con pocas partes y generalmente dos estigmas plumosos.
• Fruto seco (cariópside) con un embrión grande.

Los científicos han dividido la familia Poaceae en 13 subfamilias principales, basándose en estudios de su forma y de su ADN.

Subfamilias principales

• Anomochlooideae: Son las más antiguas, con flores que no se parecen a las espiguillas típicas. Viven en selvas de América Central y Brasil.
• Pharoideae: Tienen hojas con la parte de abajo hacia arriba. Viven en selvas tropicales.
• Puelioideae: Tienen seis estambres en sus flores. Viven en África tropical.
• Bambusoideae: Incluye los bambúes leñosos y herbáceos. Son principalmente tropicales. Algunos bambúes leñosos florecen en ciclos muy largos, de hasta 120 años.

Bosque de bambúes, Japón.

• Ehrhartoideae: Incluye el arroz (Oryza sativa), uno de los cultivos más importantes del mundo.

Cultivo de arroz, uno de los cereales más importantes del mundo.

• Pooideae: La subfamilia más grande, con 4200 especies. Se distribuyen en regiones templadas. Incluye cereales como el trigo, la cebada, la avena y el centeno, así como pastos para césped y forraje.
• Chloridoideae: Viven principalmente en regiones tropicales áridas y semiáridas. La mayoría realiza fotosíntesis C₄.
• Panicoideae: Principalmente tropicales, con tallos sólidos y espiguillas características. Incluye el maíz y el sorgo, cultivos de gran importancia económica.

Distintos colores de granos en espigas de maíz (Zea mays, una panicóidea).

• Centothecoideae: Poco estudiadas, viven en selvas templadas cálidas a tropicales.
• Arundinoideae: Incluye la caña de Castilla (Arundo donax).
• Micrairoideae: Principalmente tropicales, con fotosíntesis C₄.
• Aristidoideae: Viven en regiones templadas cálidas, con aristas especiales y fotosíntesis C₄.
• Danthonioideae: Muy distribuidas, especialmente en el Hemisferio Sur. Incluye la popular "cortadera" (Cortaderia selloana).

Importancia de las gramíneas para los humanos

Cosecha del trigo (Triticum aestivum), uno de los principales cereales del mundo.

Las gramíneas son la familia de plantas más importante para la economía humana. Alrededor del 70% de la tierra cultivable del mundo está sembrada con gramíneas, y el 50% de las calorías que consumimos provienen de ellas. Los cuatro cultivos más importantes a nivel mundial son gramíneas: caña de azúcar, trigo, arroz y maíz.

• Alimentos: Los cereales son la base de la alimentación humana desde hace al menos 10.000 años. El trigo, el arroz y el maíz son fundamentales. También se usan para hacer aceites comestibles y bebidas.
• Forraje para animales: Muchas especies de gramíneas son excelentes para alimentar al ganado, tanto en pastizales naturales como en cultivos.

Vacas pastando sobre una pradera de gramíneas.

• Usos industriales:
  • Perfumes: Algunas especies, como el pasto limón y el vetiver, se usan para hacer esencias.
  • Bebidas alcohólicas: La cebada se usa para hacer malta, ingrediente clave para la cerveza y el whisky. El arroz se usa para el sake.
  • Fibras: Algunas se usan para hacer cuerdas, cestas y calzado, como el esparto.
  • Limpieza: Se usan para fabricar escobas y cepillos.
• Césped: Muchas especies se usan para formar céspedes en parques y jardines, e incluso en campos de golf.
• Ornamentales: Cada vez más gramíneas de gran tamaño se usan en el diseño de jardines por su belleza, movimiento y cambios estacionales.
• Control de erosión: Ayudan a fijar el suelo y las dunas, evitando que se desprendan.

Muchas gramíneas son excelentes fijadoras de dunas. En la imagen se observa una de tales especies, Ammophila arenaria, en Grenen, Dinamarca.

• Otros usos: Se usan para fabricar instrumentos musicales (como la quena con cañas de bambú) y algunas tienen propiedades medicinales (como diuréticos). Los bambúes también son importantes en la construcción y para fabricar papel.

Véase también

En inglés: True grasses Facts for Kids