Proceso De Nutricion En Plantas

El proceso de nutrición en las plantas

La función de nutrición en las plantas

Nutrientes imprescindibles para el desarrollo vegetal

Las fases de la nutrición en las plantas

La función de nutrición en las plantas

Todos los seres vivos necesitan nutrirse.

La función de nutrición es el proceso por el cual los seres vivos obtienen la materia y la energía que necesitan para formar sus propias estructuras y realizar sus funciones vitales.

La energía que utilizan los seres vivos procede de la degradación de la materia orgánica.

Los animales no tienen más remedio que conseguir este tipo de materia, ya fabricada, ingiriendo otros seres vivos. Las plantas, en cambio, son auténticas «fábricas» de materia orgánica. Les basta con ponerse al sol, captar del aire dióxido de carbono y absorber por las raíces agua y sales minerales.

Los organismos que sintetizan materia orgánica a partir de materia inorgánica y energía solar se denominan autótrofos fotosintéticos o fotoautótrofos.

Nutrientes imprescindibles para el desarrollo vegetal

De los 90 elementos químicos que aparecen en la naturaleza, 60 se pueden encontrar en las plantas, aunque de ellos, sólo 16 se consideran elementos esenciales, de forma que éstas no se desarrollan cuando falta cualquiera de ellos. De estos elementos esenciales, sólo el carbono y el oxígeno provienen del aire; los 14 restantes son suministrados por el suelo.

Elemento Forma de asimilación Concentración en tej. Seco

Funciones

Carbono--Oxígeno.--Hidrógeno—Nitrógeno—Potasio—Calcio—Fósforo—Magnesio—Azufre—Cloro—Hierro—Cobre—Manganeso--Zinc

Las fases de la nutrición en plantas

En el proceso de nutrición de las plantas, se distinguen las siguientes fases:

a) Absorción y transporte de agua y sales minerales desde la raíz hasta el xilema.

b) Transporte del agua y sales minerales por el xilema.

c) Intercambio de gases en las hojas.

d) Fotosíntesis.

e) Transporte de materia orgánica por el floema.

f) Respiración celular.

g) Excreción de los productos de desecho del metabolismo.

Absorción y transporte de agua y sales minerales desde la raíz hasta el xilema

El suelo está constituido por pequeñas partículas de roca y materia orgánica que albergan espacios rellenos de aire y de agua. Del suelo, las plantas van a extraer agua y sales minerales. Solamente los minerales que están disueltos en agua pueden entrar en la raíz.

Estos nutrientes son absorbidos a través de unas células especializadas, llamadas pelos absorbentes, que se encuentran, fundamentalmente, en la zona pilífera de la raíz

Los pelos absorbentes son, en realidad, células epidérmicas especializadas que durante el proceso de diferenciación sufren una evaginación, que tiene como objetivo aumentar la superficie de absorción.

Después, los nutrientes tienen que atravesar los distintos tejidos de la raíz hasta llegar al xilema que, a su vez, los conducirá hasta el aparato fotosintético de la planta.

Evaginación: protuberancia o saliente en una célula o en una cavidad.

El movimiento del agua y de las sales desde la epidermis de la raíz hasta el xilema del cilindro vascular puede seguir dos vías:

• Una vía transcelular o simplástica, es decir, pasando de célula a célula a través de los plasmodesmos. Como la concentración de sales minerales en el suelo es menor que la concentración de sales en el interior de la planta, su ingreso en las células se realiza por transporte activo, a través de unas proteínas transportadoras que se encuentran en las membranas celulares y supone un coste energético (ATP) para la planta. El agua penetra en los tejidos de la raíz por ósmosis.

• Una vía extracelular o apoplástica, es decir, aprovechando los grandes espacios intercelulares existentes entre las células parenquimáticas del córtex de la raíz.

Es probable que la mayor parte de agua y sales minerales aprovechen esta vía, sin embargo, al llegar a la endodermis (la capa interna del córtex), ambos caminos convergen, debido a que esta capa resulta infranqueable por la vía extracelular. Los espacios intercelulares de la endodermis están fuertemente sellados por la banda de Caspari, un cinturón de suberina, sustancia muy impermeable que envuelve las paredes radial y transversal de estas células

Transporte de agua y sales minerales por el xilema

Las sales minerales y el agua forman la savia bruta, que tiene que recorrer grandes distancias a lo largo del xilema hasta llegar a las hojas, donde se realiza la fotosíntesis.

Mientras que los animales gastan mucha energía en mover el corazón, las plantas, sorprendentemente, son capaces de elevar la savia bruta, en algunos casos, como en las secuoyas americanas o los eucaliptos australianos, a más de cien metros de altura, contra la gravedad y sin gasto de energía (véase la Figura 11.4).

El movimiento de la savia bruta puede explicarse bien porque se produce una presión positiva que la empuja a ascender desde abajo (teoría de la presión radicular), o bien porque existe una fuerza succionadora que, desde arriba, «tira» del agua y de las sales minerales (teoría de la cohesión-tensión).

Aunque en realidad participan ambos mecanismos, se han obtenido pruebas experimentales que apoyan que la cohesión-tensión es la teoría principal que explica el movimiento de la savia bruta por el xilema.

• La teoría de la cohesión-tensión defiende que la fuerza que eleva la savia bruta por el xilema se origina gracias a la tensión que origina la transpiración del agua y a la cohesión existente entre sus moléculas:

 La transpiración es la pérdida de agua, en forma de vapor, a través de los estomas de las hojas, provocada por la acción de la energía solar. La pérdida de moléculas de agua origina un déficit hídrico que genera una fuerza de succión que eleva la savia bruta. Sin embargo, la tracción de la savia bruta sólo es posible mientras haya una columna de agua continua por el xilema.

 El mantenimiento de una columna continua de agua se produce porque, a causa de los puentes de hidrógeno, entre las moléculas de agua existe una gran cohesión, así que la tensión generada por la transpiración no necesita ser muy grande, porque las moléculas de agua no suben de una en una, sino enlazadas a modo de cadena.

 Las sales minerales, como están disueltas en el agua, se transportan pasivamente hacia arriba. La fuerte adhesión del agua a las paredes de los finos tubos del xilema también facilita su ascenso por capilaridad.

Como acabamos de ver, debido a la transpiración, las moléculas de agua que salen por los estomas «tiran» de las moléculas adyacentes en el xilema de la hoja, obligándolas a rellenar el hueco que dejan las primeras.

Este mecanismo se propaga hasta el xilema de la raíz y, en último caso, hasta el agua que se encuentra en los poros del suelo, que se ve forzada a penetrar en la planta a través de la vía transcelular.

La tensión generada es tan potente que permite a la planta absorber agua incluso de suelos muy secos.

El xilema está formado por dos tipos de células muy especializadas. En las plantas primitivas está constituido por las traqueidas, y en las más evolucionadas, por los elementos de los vasos, que llegan a formar verdaderos tubos huecos de muy pequeño diámetro.

• La teoría de la presión radicular sostiene que la acumulación de agua en los tejidos de la raíz genera una presión sobre el xilema que empuja a la savia bruta a ascender verticalmente.

Una evidencia de la existencia de la presión radicular es la gutación o acumulación de gotitas de agua en el ápice y márgenes de las hojas (véase la Figura 11.6). Este fenómeno es típico en las selvas tropicales, donde las raíces disponen de abundante agua y la humedad del aire es tan elevada que reduce la transpiración. Aunque parece que la presión radicular podría asegurar el transporte del agua y de las sales minerales en herbáceas, se trata de un mecanismo secundario, ya que no es suficiente para las plantas de portes arbóreos y arbustivos (que deben elevar estos nutrientes varios metros sobre el suelo), y su importancia disminuye cuando desciende la humedad del suelo.

El intercambio de gases

Las plantas intercambian con la atmósfera oxígeno y dióxido de carbono. Aunque no disponen de aparato respiratorio como los animales, poseen unas estructuras especializadas en el intercambio gaseoso, situadas en su superficie: los estomas y las lenticelas.

• Los estomas son estructuras especializadas de la epidermis formadas por dos células, generalmente de forma arriñonada, las células oclusivas, que delimitan un espacio entre ellas, el ostiolo. Se situán por toda la parte aérea del vegetal, pero abundan en el envés de las hojas y en los tallos jóvenes. A pesar de ser células epidérmicas, las células oclusivas poseen cloroplastos y su pared vegetal se encuentra engrosada en la zona que rodea al ostiolo, lo que es fundamental para su funcionamiento

Después de entrar por el ostiolo, el dióxido de carbono, necesario para la fotosíntesis, se difunde por los espacios intercelulares de los tejidos del vegetal, entra en las células y, por último, en los cloroplastos. El oxígeno, que se produce durante la fotosíntesis, sale por el ostiolo y realiza el camino inverso. No todo el dióxido de carbono que se emplea en la fotosíntesis procede de la atmósfera. Una parte se genera durante la respiración celular. De la misma manera, el oxígeno

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