Solanum tuberosum, de nombre común papa (en Hispanoamérica y parte de España), patata (en la mayor parte de España, Filipinas y Guinea Ecuatorial), o pataca (en algunos puntos de Valencia, España) es una especie herbácea perteneciente al género Solanum de la familia de las solanáceas, originaria de la región que comprende el altiplano de los Andes centrales. Fue domesticada en el altiplano andino y en las cercanías del lago Titicaca por los habitantes de esta región hace unos ocho mil años. Luego de extenderse por diversos lugares del continente americano, incluida la isla Grande de Chiloé, en el comenzó a ser trasladada a Europa por los conquistadores españoles, que la consideraban una curiosidad botánica y no una planta alimenticia. Su consumo fue creciendo, aunque al principio como planta forrajera y de jardín por sus flores; su uso gastronómico se expandió a todo el mundo desde el gracias a los escritos agronómicos del francés Antoine Parmentier y del irlandés afincado en España Enrique Doyle, hasta convertirse en uno de los principales alimentos del ser humano.

thumb|Ilustración de Solanum tuberosum en Atlas des plantes de France (Atlas de plantas de Francia), 1891, de Amédée Masclef.

Descripción

thumb|Hoja compuesta de la papa.

S. tuberosum es una planta herbácea, tuberosa, perenne a través de sus tubérculos, caducifolia (ya que pierde sus hojas y tallos aéreos en la estación fría), de tallo erecto o semidecumbente, que puede medir hasta un metro de altura.

Hoja Las hojas son compuestas, con uno a cuatro pares de folíolos y uno terminal (imparipinnadas), de forma lanceolada y se disponen en forma espiralada en los tallos. Son bifaciales, ambas epidermis están compuestas por células de paredes sinuosas en vista superficial. Presentan pelos o tricomas en su superficie, en grado variable dependiendo del cultivar considerado. Los tricomas pueden ser uniseriados, glandulares y con una cabeza pluricelular más o menos esférica.

Tallo Presentan tres tipos diferentes de tallos, uno aéreo, circular o angular en sección transversal, sobre el cual se disponen las hojas compuestas y dos tipos de tallos subterráneos: los rizomas y los tubérculos. thumb|Solanum tuberosum, aspecto de la parte basal de la planta, en la que se muestran los tallos aéreos, los rizomas, los tubérculos y las raíces. En negro, el tubérculo «madre» o «semilla», que dio origen a la planta.

Tallos aéreos Estos tallos, que se originan a partir de yemas presentes en el tubérculo utilizado como semilla, son herbáceos, suculentos y pueden alcanzar de 0.6 a 1 m de longitud; además, son de color verde, aunque excepcionalmente pueden presentar un color rojo purpúreo. Pueden ser erectos o decumbentes, siendo lo normal que vayan inclinándose progresivamente hacia el suelo en la medida que avanza la madurez de la planta. Los entrenudos son alargados en la subespecie andigena y más bien cortos en la subespecie tuberosum. En la etapa final del desarrollo de las mismas, los tallos aéreos pueden tornarse relativamente leñosos en su parte basal. thumb|Brotes de Solanum tuberosum creciendo sobre el tubérculo. Estos brotes producirán los tallos aéreos de la planta. Se observan las raíces adventicias pequeñas en la base de los brotes.

Rizomas Estos tallos rizomatosos están formados por brotes laterales más o menos largos que nacen de la base del tallo aéreo. Nacen alternadamente desde subnudos ubicados en los tallos aéreos y presentan un crecimiento horizontal bajo la superficie del suelo. Cada rizoma, en tanto, a través de un engrosamiento en su extremo distal, genera un tubérculo.

Tubérculos El tercer tipo de tallo de la papa es subterráneo y se halla engrosado como una adaptación para funcionar como órgano de almacenamiento de nutrientes, el tubérculo. thumb|Tubérculos de papa. Obsérvese los ojos y las lenticelas sobre la superficie.

Los rizomas presentan una zona meristemática sub-apical, de donde se originan los tubérculos mediante un engrosamiento radial, producto del alargamiento de las células parenquimáticas y la pérdida de la polaridad de las mismas. Durante la formación del tubérculo, el crecimiento longitudinal del estolón se detiene y las células parenquimáticas de la corteza, de la médula y de regiones perimedulares sufren divisiones y alargamiento. En los tubérculos maduros, existen pocos elementos conductores y no hay un cámbium vascular continuo. Los tubérculos están cubiertos por una exodermis que aparece al romperse la epidermis que va engrosándose con el tiempo. Sobre su superficie existen «ojos», hundimientos para resguardar las yemas vegetativas que originan los tallos, que están dispuestos de forma helicoidal. Además, hay orificios que permiten la respiración, llamados lenticelas. Las lenticelas son circulares y el número de las mismas varía por unidad de superficie, tamaño del tubérculo y condiciones ambientales. Los tubérculos, en definitiva, están constituidos externamente por la peridermis, las lenticelas, los nudos, las yemas y, finalmente, por un fragmento o una cicatriz proveniente de la unión con el rizoma del cual se originaron; internamente se distingue la corteza, el parénquima de reserva, el anillo vascular y el tejido medular. Los tubérculos pueden presentar una forma alargada, redondeada u oblonga; su color, en tanto, puede ser blanco o amarillo (pulpa), violeta, café o rojizo (la cáscara).

Los tubérculos que afloran a ras del suelo adquieren un color verdoso en la parte donde reciben la luz solar por la acumulación superficial de clorofila —de color verde, al igual que las hojas y tallos— responsable, como en la mayor parte de la vegetación, de la fotosíntesis, maximizando así la absorción del CO2 del aire, por asimilación de su átomo de carbono y liberación de sus dos de oxígeno hacia la atmósfera. La parte verde de la papa expuesta a los rayos solares debe eliminarse en la preparación como alimento, debido a su toxicidad.

Raíz

thumb|Tubérculo de papa que se desarrolla en el extremo de un rizoma El sistema radical es fibroso, ramificado y extendido más bien superficialmente, pudiendo penetrar hasta 0.8 m de profundidad.

Las plantas originadas a partir de tubérculos, por provenir de yemas y no de semillas, carecen de radícula; sus raíces, que son de carácter adventicio, se originan a partir de yemas subterráneas. Estas raíces se ubican en la porción de los tallos comprendida entre el tubérculo semilla y la superficie del suelo; por esta razón, el tubérculo debe ser plantado a una profundidad tal que permita una adecuada formación de raíces y de rizomas.

A partir de los primeros estados de desarrollo, y hasta el momento en que comienza la formación de tubérculos, las raíces presentan un rápido crecimiento.

Inflorescencia y flor thumb|Inflorescencia en preantesis thumb|Inflorescencia y flores de la planta de papa thumb|S. tuberosum: flor, detalle. La inflorescencia en panícula o cima las cuales nace en el extremo terminal del tallo y el número de flores en cada una puede ir desde una hasta treinta, siendo lo más usual entre siete y quince. El número de inflorescencias por planta y el número de flores por inflorescencia están altamente influenciados por el cultivar. Aproximadamente en el momento en que la primera flor está expandida, un nuevo tallo desarrolla en la axila de la hoja proximal, el cual producirá una segunda inflorescencia.

Las flores tienen de 3 a 4 cm de diámetro, con cinco pétalos unidos por sus bordes que le dan a la corola la forma de una estrella. Las cinco anteras se hallan unidas formado un tubo alrededor del pistilo y presentan una longitud de 5 a 7 mm. El estigma generalmente es excerto más allá del anillo de anteras. La corola puede ser de color blanco o una mezcla más o menos compleja de azul, borravino y púrpura dependiendo del tipo y cantidad de antocianinas presentes.

Las anteras son de color amarillo brillante, excepto en los clones androestériles en los cuales adoptan un color amarillo claro o amarillo verdoso. Los estigmas son usualmente de color verde, a pesar de que algunos clones pueden presentar estigmas pigmentados. La protrusión de los estigmas por arriba de las anteras puede ir desde esencialmente ausente hasta el estilo tan largo como las anteras. La protrusión del estilo por fuera de la columna de anteras no ocurre hasta el día previo al de la apertura de la flor. Las flores en la ramificación más cercana a la base de la planta son las primeras en abrir y, en general, abren dos o tres por día. Las flores permanecen abiertas por dos a cuatro días lo que da como resultado que cada inflorescencia presente de cinco a diez flores abiertas al mismo tiempo durante el pico de la floración. La receptividad del estigma y la duración de la producción de polen es de aproximadamente dos días. La fertilización ocurre aproximadamente treinta y seis horas después de la polinización.

Es complicado clasificar a esta especie por su modo de reproducción ya que, si bien produce semillas por autofecundación (comportamiento propio de las especies autógamas), exhibe depresión endogámica (característica propia de las especies alógamas). Independientemente de lo anterior, las semillas que se producen en los frutos obtenidos por polinización libre son una mezcla de auto-polinizaciones con polinizaciones cruzadas, siendo las primeras las más numerosas.

Fruto y semillas

thumb|Frutos El fruto de la planta de papa es una baya, de forma semejante a un tomate pero mucho más pequeña, la cual puede presentar una forma redonda, alargada, ovalada o cónica. Su diámetro generalmente fluctúa entre 1 y 3 cm, y su color puede variar de verde a amarillento, o de castaño rojizo a violeta. Las bayas presentan dos lóculos y pueden contener aproximadamente entre doscientas y cuatrocientas semillas. Las bayas se presentan agrupadas en racimos terminales, los cuales se van inclinando progresivamente en la medida que avanza el desarrollo de los frutos.

Las semillas son muy pequeñas, aplanadas, de forma arriñonada, y pueden ser blancas, amarillas o castaño amarillentas.

Subdivisiones taxonómicas

Morfología, distribución y origen de las subespecies

thumb|Mapa de distribución de las subespecies de Solanum tuberosum:S. t. andigenum en dorado yS. t. tuberosum en marrón. Pertenece a la subsección Potatoe del género Solanum, la cual se distingue de las restantes subsecciones del género debido a que las especies que agrupa presentan tubérculos verdaderos formados en el extremo de rizomas. La Serie Tuberosa, a su vez, se caracteriza por sus hojas imparipinnadas o simples, su corola rotada o pentagonal y sus bayas redondeadas. La especie S. tuberosum se diferencia de las otras especies de la misma serie taxonómica por presentar la articulación del pedicelo en el tercio medio, los lóbulos del cáliz cortos y dispuestos de modo regular, las hojas frecuentemente arqueadas, los folíolos siempre ovados a lanceolados, aproximadamente del doble de largo que de ancho y los tubérculos con un período de dormición bien marcado.

Solanum tuberosum se divide en dos subespecies: S.t. andigena: La subespecie S.t. andigena se cultiva pero de modo restringido en ciertas regiones de América Central y América del Sur. Es nativa de los Andes; se distribuye desde Venezuela hasta el norte de Argentina, haciendo epicentro en las cordilleras del Perú.

S.t. tuberosum: La subespecie S.t. tuberosum es la ampliamente cultivada en todo el mundo (América del Norte, Asia, Europa y África). Es indígena de la Isla de Chiloé, el archipiélago de Chonos y áreas adyacentes de Chile.

Las diferencias morfológicas entre las dos subespecies de S. tuberosum son muy pequeñas y se consignan en la siguiente tabla. La principal diferencia entre las dos subespecies es que S.t. andigena depende de un fotoperíodo corto para tuberizar. Además de estas diferencias morfológicas, ambas subespecies se hallan netamente diferenciadas a nivel genético, tanto a nivel del genoma cloroplástico como nuclear.