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Crecimiento y nutrición en vegetales

Para crecer y desarrollarse todos los seres vivos deben adaptarse al ambiente que les circunda. En el caso de los vegetales las adaptaciones son múltiples, ya que al estar inmovilizados no pueden modificar las condiciones del medio que les rodea. Además de estudiar sus formas de crecimiento, en este capítulo también se describirá su tipo de nutrición, basada en la captacion de la energía solar.

El crecimiento

Se entiende por crecimiento tanto el aumento del volumen celular como el aumento en el número de células. En ambos casos la intensidad y velocidad con que se produzca viene condicionada por una serie de factores internos (casi siempre hereditarios) y externos. De estos últimos se pueden mencionar:
* Temperatura: La mayoría se desarrollan bien en el intervalo comprendido entre Oº y 40ºC.
* Luz: Este factor es muy variable para las especies vegetales. pudiéndose encontrar algunas capaces de desarrollar su ciclo vital en condiciones de oscuridad (heliófobas), mientras que para otras es indispensable el máximo de luz (heliófilas).
* Oxígeno: Una mayor disponibilidad de este gas condiciona favorablemente el crecimiento.
* Agua: La humedad siempre es más favorable para el crecimiento de los vegetales que la sequedad.
* Elementos nutritivos: El crecimiento en todos los vegetales depende mayoritariamente de un elemento químico, por lo que su abundancia o escasez serán definitivas a la hora del desarrollo. Los elementos químicos imprescindibles para el crecimiento son el carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio, azufre, hierro, molibdeno, cloro, manganeso, cobre, cobalto y zinc. Los nueve primeros son necesarios en grandes cantidades, por lo que su escasez retarda el crecimiento; los siete últimos se precisan en cantidades más pequeñas, pero su falta origina graves daños.

Movimientos vegetales

Aunque éste es otro factor que condiciona el crecimiento, por su especial importancia se trata aparte. Se considera movimiento en las plantas a cualquier cambio de orientación o desplazamiento de un órgano motivado por causas externas. Todos los movimientos se pueden dividir en dos grandes grupos:
* Tropismos: El movimiento es producido por un estímulo que actúa en una dirección.
- Geotropismo: El estímulo que influye en el movimiento es la gravedad. Es positivo cuando el crecimiento sigue la dirección del estímulo (la raíz) y negativo cuando se produce en sentido contrario (el tallo).
- Fototropismo: Cuando el estímulo que dirige el crecimiento es la luz. También en este caso puede ser positivo (tallo) o negativo (raíz).
* Nastias: El crecimiento es producido por un estímulo de dirección no determinada.
- Fotonastia: El estímulo del crecimiento se considera la intensidad de la luz.
- Termonastia: El estímulo del crecimiento es la intensidad de la temperatura.

Procesos de nutrición

El sistema nutritivo se basa en la captación de elementos y energía del exterior para formar las sustancias propias y en la excreción de los materiales de desecho no asimilables. Todo el proceso se desarrolla en cuatro fases:
* Absorción: Tanto el agua como los minerales son captados del suelo y del aire por la raíz y las hojas, respectivamente. La mayor parte de los elementos minerales entran en la planta por permeabilidad selectiva, es decir, a través de las membranas celulares y dependiendo del pH del medio, la humedad, temperatura y luminosidad. Solamente unos pocos, como la urea, los aminoácidos y los azúcares lo hacen por absorción (proceso realizado a través de la membrana celular y regulado por la tensión de ésta y por las concentraciones de sustancias disueltas en el medio).
El agua, a su vez, penetra por absorción o por ósmosis. El paso por ósmosis tiene lugar cuando entre el medio externo y el interno de la célula existen diferencias de concentraclón.
* Conducción: Después de penetrar el agua y los minerales por las células de los pelos radicales, son transportados a través del xilema por todos los órganos vegetales.
* Dispersión: El principal mecanismo a través del cual se pierde parte del agua transportada por el xilema es la transpiración, llevada a cabo en los estomas foliares y las lenticelas de los tallos herbáceos. La pérdida de agua se realiza en estado de vapor.
* Metabolismo: Las sustancias minerales captadas por la planta tienen que ser transformadas en productos orgánicos útiles. Este proceso se lleva a cabo en dos fases: en la primera se transforma el anhídrido carbónico atmosférico en hidratos de carbono mediante la fotosíntesis y en la segunda los hidratos de carbono deben transformarse para unirse con otros elementos y dar lugar a
las proteínas, lípidos y ácidos nucleicos.

Pero no todos los productos son transformados inmediatamente en materia constituyente del organismo, sino que algunos se almacenan en las células, formando en ellas un depósito que puede ser movilizado cuando se necesite. Estas sustancias de reserva pueden ser tanto hidratos de carbono como lipidos o
proteínas.

El proceso de fotosíntesis

Este mecanismo, que únicamente tiene lugar en las plantas verdes, se basa en la captación de la energía lumínica del Sol, que posteriormente es transformada en energía química y aprovechada para la producción de hidratos de carbono. Se lleva a cabo en los cloroplastos celulares debido a la presencia de pigmentos como la clorofila, carotenoides y xantofilas. El proceso de fotosíntesis se desarrolla en dos fases bien diferenciadas:

esquema fotosíntesis

Esquema del proceso de la fotosíntesis.

* Fase luminosa o de Hill: Durante esta primera etapa la luz solar es absorbida por los pigmentos, produciéndose dos reacciones separadas, cada una llevada a cabo por un sistema pigmentario distinto. Al final se produce un compuesto oxidante (NADP ox) que oxida el agua a gas oxígeno, y otro compuesto reductor (NADP red); también se produce ATP (molécula “almacenadora” de energía) por el mecanismo denominado fosforilación oxidativa.

* Fase oscura o de Blackman: El ATP y el NADP red formados durante la fase luminosa se utilizan para la reducción del anhídrido carbónico a hidratos de carbono. Esta reacción tiene lugar a través de un proceso cíclico en que el CO2 procedente de la atmósfera es captado por un azúcar. La reacción global con la que se puede formular todo el proceso es la siguiente: n CO2 + n H20 -> (CH20)n + n 02

La respiración

El proceso respiratorio es el que utilizan todos los seres vivos para obtener la energía que precisa el organismo para llevar a cabo todas sus funciones.

Aunque en el proceso de fotosíntesis también se producía energía, ésta es utilizada exclusivamente en la captación de átomos de carbono. Durante el proceso de respiración se oxidan las moléculas de hidratos de carbono y parte de la energía desprendida se emplea en la formación de ATP (molécula “almacenadora” de energía que interviene en los procesos metabólicos del organismo); el resto de la energía producida se disipa en forma de calor.