La germinación es una etapa del desarrollo que involucra una serie de procesos que inician con la absorción de agua por la semilla y terminan con la elongación del eje embrionario.
Generalmente, la conclusión de la germinación se observa con el surgimiento de la radícula, lo que se denomina la germinación visible.
Los procesos que ocurren en la germinación se pueden dividir según la toma de agua. A la toma de agua inicial se le conoce como imbibición.
La toma de agua por una semilla madura suele seguir un patrón trifásico:
Fase I: Consiste en la toma inicial de agua, este proceso suele ser rápido.
Fase II: No hay absorción de agua, se trata de un estado estacionario.
Fase III: Se reanuda la toma de agua asociada con la elongación del eje embrionario.
La toma de agua promueve numerosos procesos metabólicos como:
Cambios estructurales de las membranas celulares de un estado de gel a un estado hidratado líquido-cristalino.
Pérdida de solutos y metabolitos de bajo peso molecular.
Aumenta la concentración de estabilizadores de membrana
Reanudación de procesos metabólicos.
Reanudación de la actividad respiratorio.
Producción de etanol en ambientes anoxigénicos.
Reparación y activación de organelos preexistentes
Síntesis de ribosomas.
Transcripción de ARNm.
Reparación de ADN
Puedes observar como ocurren los procesos metabólicos en el tiempo en la siguiente figura:
La elongación del eje embrionario involucra un proceso de turgencia que se favorece por la acumulación de solutos, la disminución del potencial hídrico, la participación de enzimas relacionadas con la expansión de la pared celular como las expansinas y la xiloglucano endotransglicolasa (XET) y el debilitamiento de la cubierta seminal por hidrolasas y hemicelulasas específicas.
La viabilidad de una semila se refiere a su capacidad de germinar. Una semilla viable tiene un embrión intacto, es decir, libre de daños.
Para saber si una semilla es viable es necesario evaluar el estado del embrión. Las pruebas de germinación son una medida indirecta de la viabilidad ya que no consideran la latencia o requerimientos ambientales específicos.
Entre las técnicas para medir la viabilidad se encuentran:
Prueba de flotación.
Consiste en colocar una muestra de semillas en un recipiente con agua, las semillas que flotan se considera inviables porque se asume que carecen de embrión (semillas vanas), sin embargo, esta prueba no es adecuada para semillas que contengan estructuras de flotación.
Evaluación del embrión.
Consiste en abrir la semilla y evaluar el estado del embrión a partir de características como su turgencia y su coloración.
Prueba de cloruro de tetrazolio.
Se evalua la capacidad de respiración del embrión según patrones de tinción que se observan.
Prueba de rayos X.
Permite evaluar el estado del embrión sin tener que abrir la semilla.
Una semilla latente es una semilla viable incapaz de germinar bajo condiciones ambientales favorables.
Las semillas con latencia suelen tener un alto contenido de ácido abscísico (una hormona vegetal conocida comúnmente como ABA).
El ABA también evita que semillas quiescentes germinen antes de pasar por la etapa de deshidratación. Algunas semillas no acumulan ABA durante su maduración por lo que germinan aún sin ser dispersadas. Cuando la germinación ocurre dentro de los frutos se habla de germinación precoz, y cuando la plántula atraviesa las paredes del fruto se denomina viviparidad.
La latencia puede ser primaria, cuando las semillas son latentes al momento de dispersarse, o secundaria, cuando la latencia la adquieren después de dispersarse.
La incapacidad de la semilla para completar su germinación se debe a mecanismos propios del embrión o de la cubierta seminal. La latencia se puede clasificar dependiendo del mecanismo que impide la germinación.
Latencia fisiológica
Las semillas tienen un mecanismo que impide que el embrión reanude su crecimiento. Dependiendo de la fuerza de la latencia y el requerimiento para romperla se puede clasificar en poco-profunda, intermedia o profunda. Este tipo de latencia suele asociarse con un alto contenido de ABA.
Para romper este tipo de latencia las semillas se someten a periodos de frío conocidos como estratificación, que ayuda a perder el exceso de ABA. El almacenamiento, la exposición a temperaturas altas y la adición de giberelinas también pueden ayudar a romper este tipo de latencia.
Latencia química
Las semillas tienen inhibidores en su cubierta que impiden su germinación. Los tratamientos para romper este tipo de latencia se relacionan con procedimientos para eliminar los inhibidores, como el remojo o la remoción del tejido con los inhibidores.
Latencia mecánica
Las semillas tienen una capa endurecida que dificulta el crecimiento del embrión. Para romper este tipo de latencia se puede desgastar mecanicamente o quimicamente la capa endurecida (proceso conocido como escarificación), o se pueden realizar cortes a la semilla que no dañen el embrión.
Latencia morfológica
Las semillas con este tipo de latencia son dispersadas sin que el embrión esté completamente diferenciado (no se distingan sus estructuras) o le falte desarrollarse (aún debe de crecer). El desarrollo y diferenciación del embrión se pueden promover con estratificación en frío o caliente y almacenamiento.
Latencia física
Las semillas con este tipo de latencia tienen una capa impermeable que impide la imbibición. Para germinar requieren que esa capa se desgaste, lo cual puede lograrse mediante escarificación química o mecánica o cortes.
En algunas especies se pueden presentar dos tipos de latencia como la latencia morfofisiológica (latencia morfológica + latencia fisiológica) y la latencia combinatoria (latencia física + latencia fisiológica).
Una forma de medir la germinación es mediante una curva de germinación. Observa los siguientes videos para averiguar más sobre el tema: