viernes, 26 de febrero de 2016

Botánica (VI): nutrición y fotosíntesis



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Las plantas son organismos autótrofos y fotosintéticos. De tal forma, que no necesitan nutrirse de compuestos orgánicos. Es más, al ser autótrofos sintetizarán sus propios compuestos orgánicos. Para poder llevar a cabo las reacciones de síntesis, utilizan como fuente de energía la luz. Por esta razón, son organismos fotosintéticos: transforman la energía lumínica en energía química en la fotosíntesis.

Fotosintesis, biologia y botanica

La planta, en primer lugar, absorbe los nutrientes inorgánicos y el agua que hay en el suelo. Una vez que todos estos elementos se han incorporado a las raíces del organismo, éste se encargará de distribuirlos mediante el xilema hacia el resto de la planta. Pero, principalmente, hacia las hojas, estructuras donde tiene lugar la fotosíntesis. Tras la formación de los compuestos orgánicos (nuevos nutrientes), éstos han de ser llevados a todas las estructuras de la planta, para lo cual es utilizado el tejido conductor floema.

Por tanto, existe un complejo proceso de transporte interno que comunica todas las partes del interior de la planta y permite conectar, de forma funcional, dos procesos separados: la absorción en las raíces y la fotosíntesis en las hojas.

- Absorción de agua y minerales


+ Agua


El agua es absorbida en la mayoría de las plantas por las raíces y, más concretamente, por los pelos radicales. Estos pelos permiten un contacto más eficaz entre la raíz y el suelo a la hora de llevar a cabo la absorción.

+ Presión radicular


El mecanismo por el cual el agua entra en las raíces es bien sencillo. Dado que hay una carencia comparativa de agua entre la raíz y el suelo, el agua entra por difusión a través de los pelos radicales. La presión con la que entra el agua se conoce como presión radicular.

+ Teoría de la tensión-cohesión


Existe una teoría que explica cómo el agua asciende hasta los puntos más alejados del cuerpo vegetal. Es la teoría tensión-cohesión. Se sabe que existe una pérdida de agua en las hojas debido a la evaporación. Este hecho hace que el agua se mueva desde células que tienen un alto nivel de agua, a células que presentan un déficit de dicha molécula. La consecuencia más inmediata se explcia a modo de una presión negativa que tira desde las partes carentes de agua.

Además, como el xilema presenta una naturaleza capilar, el agua en su interior tiene la propiedad de adherirse a las paredes del conducto a modo de pequeños escaladores que van escalando todo ese conducto. Si a esto se le suma que las distintas moléculas de agua presentan una alta cohesión o "unión" entre sí, el líquido vital podrá ascender fácilmente desde los vasos de la raíz hasta las hojas, en un proceso en contra de la gravedad.

Pero, las raíces no solamente absorben agua, sino que también llevan a cabo una captación de minerales, de funciones muy importantes.

+ Nutrientes inorgánicos


La planta se ancla en el suelo, un medio muy heterogéneo, que presenta una gran diversidad de materiales inorgánicos. Éstos al ser sustancias que la planta utiliza como alimento, reciben el nombre de nutrientes inorgánicos.

- Fotosíntesis


La palabra fotosíntesis etimológicamente significa síntesis con la ayuda de la luz. La planta es capaz de sintetizar todas sus moléculas orgánicas a partir de los compuestos inorgánicos: agua, dióxido de carbono y sales minerales. Para poder realizar esta transformación o síntesis, la planta utiliza como fuente de energía la energía lumínica del Sol.

La fotosíntesis tiene lugar en unos orgánulos presentes en las células de las hojas y los tallos verdes, son los cloroplastos. De hecho, el color verde lo da el pigmento clorofila, que se encarga de captar la energía lumínica. Por esta razón, todos los compuestos inorgánicos tienen que viajar a las hojas o tallos verdes. El agua y las sales minerales provienen de la absorción llevada a cabo por las raíces, mientras que el dióxido de carbono es tomado de la atmósfera a través de los estomas.

+ Cloroplastos y clorofila


Los cloroplastos son un tipo especial de unos orgánulos que sólo se encuentran en las células vegetales, los plastos. Existen dos grandes tipos de plastos, los amiloplastos, que se encargan de almacenar sustancias de reserva, y los cromoplastos, que contienen los típicos pigmentos de la célula. Así, los cloroplastos son los cromoplastos que tienen como pigmento la molécula de clorofila.

La estructura se encuentra bien definida por dos membranas que lo delimitan por dos membranas que lo delimitan con el exterior. Ya en su interior se dispone un sistema de membranas denominadas tilacoides. Éstas son membranas especializadas que alojan varios pigmentos, entre ellos la clorofila. De ahí, que en los tilacoides tenga lugar la absorción de la luz. El medio interno del cloroplasto, que engloba todas sus estructuras internas como los tilacoides, recibe el nombre de estroma.

El estroma es una disolución algo densa, pudiendo ser considerado como el citoplasma de una célula normal.

En ciertos puntos de los tilacoides, éstos pueden agruparse o, más específicamente, apilarse en estructuras más compactas de membranas, que reciben el nombre de grana.

La clorofila es un pigmento de color verde con una estructura muy particular. Por pigmentos, en los organismos fotosintéticos, se entiende aquella sustancia que es capaz de absorber la luz del Sol. De esta forma, siendo la clorofila el pigmento más importante, existen otros pigmentos que absorben menor "cantidad" de luz. Entre éstos, se pueden destacar aquellos que dan el color rojo de los tomates.

Cuando la luz solar incide en un pigmento, éste sufre una serie de cambios en su estructura. Unos cambios que permiten transformar la energía luminosa en una energía química, utilizable para los procesos de síntesis de la fotosíntesis.

+ Las etapas de la fotosíntesis


La fotosíntesis es un proceso que, utilizando como energía la luz solar, es capaz de producir o sintetizar materia orgánica a partir de sales minerales, agua y dióxido de carbono. En este proceso se libera oxígeno como producto de desecho.

La fotosíntesis se desarrolla en dos grandes fases: fase lumínica y fase oscura.

. Fase luminosa de la fotosíntesis

En la fase luminosa se produce la energía química necesaria para sintetizar las moléculas orgánicas en la siguiente fase. La luz solar llega a la clorofila y desarrolla dos funciones relacionadas. Por un lado, produce la fotolisis del agua, es decir, causa la descomposición de esta molécula en sus elementos más simples: oxígeno, protones y dos electrones. Y, por otro lado, se encarga de la estimulación o activación de la clorofila, que cogerá esos electrones y los enviará a una serie de moléculas. El movimiento de estos electrones hace que, en último término, se sinteticen que representan la energía química necesaria para la síntesis posterior.

. Fase oscura de la fotosíntesis

En la fase oscura se utilizan los compuestos energéticos de la fase anterior para sintetizar la materia orgánica a partir de las sustancias inorgánicas, como el dióxido de carbono y las sales minerales. Así, se forman los azúcares, las proteínas y demás compuestos que serán distribuidos al resto del cuerpo del vegetal.

De forma paralela, la producción de oxígeno de la fase lumínica constituye la fuente de oxígeno de la atmósfera.

- Transporte


La planta utiliza tanto el xilema como el floema para transportar los diferentes tipos de sustancias a lo largo de toda su estructura.

+ Savia bruta


El agua y las sales minerales, la savia bruta, son elementos distribuidos gracias al xilema, mediante un mecanismo analizado en la parte de absorción.

+ Savia elaborada


Por contra, el floema se encargará de transportar las sustancias orgánicas, producto de la fotosíntesis, desde las hojas hacia las demás partes de la planta. Estas sustancias constituyen la savia elaborada.

+ Traslocación


Se conoce como traslocación, el proceso por el cual se transportan los productos orgánicos de la fotosíntesis.

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- Botánica


+ Botánica (I): características de las plantas

+ Botánica (II): ramas de la botánica

+ Botánica (III): el paso a la Tierra de las plantas

+ Botánica (IV): estructura de la planta

+ Botánica (V): crecimiento y desarrollo de la planta

+ Botánica (VII): los reinos menores

+ Botánica (VIII): el reino vegetal