En las gimnospermas y la mayoría de las dicotiledóneas se desarrolla un tipo de crecimiento que aumenta el grosor del tallo y la raíz, denominado crecimiento secundario. Este desarrollo se debe a dos meristemos ubicados lateralmente en la raíz, tallo y ramas, denominados meristemos secundarios, que son el cambio vascular y el felógeno. El primero provee tejidos conductores y de sostén (floema y xilema secundarios), que permiten posicionar las hojas muy alto para interceptar la luz solar. El felógeno, de otra parte, da origen al tejido protector secundario o peridermis.

El xilema secundario es el principal constituyente de la madera, el cual es quizá el principal producto vegetal usado por la humanidad en toda su historia. Es producido por el cambio vascular, el cual se encuentra constituido por células meristemáticas especiales denominadas células iniciales. Hay dos clases de ellas, las fusiformes y las radiales. Las células iniciales fusiformes se orientan longitudinalmente y producen el xilema y floema secundarios, que en conjunto constituyen el sistema axial de los tejidos vasculares secundarios. De otra parte, el conjunto de las células radiales forma el sistema radial vascular y se deriva de las células iniciales radiales. El sistema radial está encargado del transporte a corta distancia en sentido transversal, conectando las células internas con las situadas más externamente, hacia la periferia del tallo.

El cambio vascular se deriva del procambio y puede existir en dos posiciones en el tallo. Si está dentro del haz vascular se denomina cambio fascicular, mientras que el situado entre los haces es llamado cambio interfascicular. Normalmente, a partir del cambio vascular se produce mucho más xilema secundario que floema secundario, el cual, dada la naturaleza lignificada de su pared celular, permanece en el cuerpo vegetal muchos años aún después de la muerte de las células, formando la mayor cantidad de la masa caulinar. Este xilema secundario es lo que comúnmente se conoce como madera. Por su parte, el floema secundario es mucho menos abundante y reemplaza al floema primario, el cual desaparece rápidamente ya que sus células son aplastadas por el crecimiento secundario.

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Crecimiento secundario en el tallo.