Catabolismo y Anabolismo en Plantas
Catabolismo en Vegetales
El principal proceso catabólico en plantas es la respiración celular, un proceso que ocurre tanto de día como de noche y se desarrolla de manera similar en todos los organismos vivos. Las células vegetales tienen la capacidad única de transformar grasas en glúcidos, una característica especialmente notable en plantas oleaginosas (como el girasol y el olivo), cuyas semillas almacenan reservas en forma de grasas.
Anabolismo en Vegetales
El principal proceso anabólico en las plantas es la fotosíntesis. Además, a través de otros procesos anabólicos, las plantas utilizan las sustancias obtenidas durante la fotosíntesis para construir sus propias estructuras o almacenarlas como reservas. El almidón es la sustancia de reserva por excelencia en los vegetales, formándose a partir de azúcares sencillos en una reacción reversible que se invierte cuando la planta necesita glucosa. Tallos, raíces, hojas, semillas y frutos son lugares de almacenamiento de estas reservas, y muchos son utilizados en la alimentación humana:
- Patata: Contiene numerosas sustancias de reserva almacenadas en los amiloplastos (almidón).
- Caña de azúcar: Almacena una gran cantidad de azúcar.
- Remolacha: Contiene grandes cantidades de sacarosa.
- Trigo y arroz: Almacenan almidón, proteínas y otros nutrientes.
Las plantas también necesitan otras sustancias:
- Celulosa: Para la formación de las paredes celulares.
- Lípidos: Para la construcción de las membranas celulares y como reserva de energía en las semillas.
- Proteínas: Forman parte de las membranas y actúan como enzimas.
Procesos de la Nutrición
Los procesos generales de la nutrición, aunque se describen a continuación en el contexto animal, son conceptualmente aplicables a las plantas, con las adaptaciones correspondientes a su fisiología:
- Incorporación de la materia: Los animales incorporan materia orgánica en forma de alimentos, que aportan los nutrientes necesarios. Las plantas incorporan materia inorgánica (CO2, agua, minerales).
- Digestión del alimento: En los animales, las grandes moléculas orgánicas se degradan en moléculas más pequeñas. En plantas, este concepto se aplica a la movilización de reservas (ej., almidón a glucosa).
- Transporte: Distribución de los nutrientes por todo el organismo.
- Excreción: Eliminación de las sustancias de desecho producidas durante el metabolismo.
Proceso de Flujo de la Savia Elaborada
El flujo de la savia elaborada sigue estos pasos:
- En la fuente (generalmente las hojas), la savia elaborada se desplaza mediante transporte activo.
- Se mueve hacia las células del tubo criboso a través de los plasmodesmos. Esto incrementa la concentración, disminuye el potencial hídrico y el agua entra por ósmosis desde los vasos leñosos. La presión hidrostática resultante impulsa la savia elaborada hacia los sumideros.
- Al llegar a los sumideros (órganos de almacenamiento o crecimiento), los solutos salen de los vasos cribosos por transporte activo. Al perder azúcares, el potencial hídrico de los vasos aumenta y el agua sale por ósmosis hacia las células circundantes.
Tipos de Nutrición
La nutrición es el conjunto de procesos mediante los cuales un organismo intercambia materia y energía con su entorno. Existen dos tipos principales:
- Autótrofos: Incorporan materia inorgánica para elaborar su propia materia orgánica. Según la fuente de energía utilizada:
- Fotosintéticos: Obtienen energía de la luz solar (plantas, algas).
- Quimiosintéticos: Obtienen energía de la oxidación de compuestos inorgánicos (bacterias que oxidan amoníaco o ácido sulfhídrico).
Vías de Entrada de los Nutrientes en la Raíz
El agua y las sales minerales pueden ingresar a la raíz a través de dos vías:
- Vía A (Simplástica): El agua y la mayoría de las sales minerales circulan por el interior de la raíz, a través del citoplasma de las células del parénquima cortical, pasando por las membranas plasmáticas y los plasmodesmos. Las sales minerales utilizan transporte activo y el agua se mueve por ósmosis.
- Vía B (Apoplástica): La mayor parte del agua y una parte de las sales minerales circulan por las paredes celulares y los espacios intercelulares hasta llegar a la endodermis. El agua atraviesa la membrana y el citoplasma de las células de la banda de Caspari por ósmosis, mientras que las sales minerales entran por transporte activo.
Endodermis
Las células de la endodermis presentan un engrosamiento de suberina, impermeable al agua, en sus paredes radial y transversal, conocido como banda de Caspari. Esta banda obliga al agua y a los nutrientes a pasar por el citoplasma de las células endodérmicas, permitiendo un control selectivo de las sustancias que entran al xilema.
Los organismos de organización talofítica (algas) toman los nutrientes del medio a través de la membrana celular. Los de organización cormofílica (plantas superiores) presentan estructuras adaptadas para la absorción y el transporte en el medio terrestre.
La savia bruta es la mezcla de agua y sales minerales que ha llegado hasta el xilema y será transportada por los vasos leñosos hasta las hojas, donde se utilizará en la fotosíntesis.
Importancia de la Fotosíntesis
La fotosíntesis se lleva a cabo en los cloroplastos, donde se encuentran los pigmentos que absorben la energía luminosa del Sol (clorofila y carotenoides). Es uno de los procesos anabólicos más importantes porque:
- Transforma la materia inorgánica en materia orgánica, utilizando una fuente de carbono (CO2) que no todos los organismos pueden aprovechar directamente.
- Convierte la energía luminosa en energía química, que es utilizada por todos los seres vivos.
- Libera oxígeno como producto residual, esencial para la respiración celular de muchos organismos.
Ecuación general de la fotosíntesis:
Materia inorgánica (CO2, H2O, sales minerales) + Energía luminosa = Materia orgánica + O2