1. La Nutrición en las Briofitas
Las briofitas, como los musgos, carecen de tejidos y órganos especializados como raíces, tallos u hojas. Los nutrientes se transportan de célula a célula mediante difusión. Estas plantas fueron pioneras en la colonización del medio terrestre, aunque requieren ambientes húmedos para sobrevivir.
Los musgos poseen rizoides, que son falsas raíces que actúan como órganos de fijación, y estructuras similares a hojas donde se realiza la fotosíntesis. Debido a la falta de un sistema de transporte desarrollado, los nutrientes circulan lentamente, lo que limita el tamaño de los musgos (generalmente menos de 20 cm) para evitar distancias excesivas entre los rizoides y las zonas fotosintéticas.
Al no tener verdaderas raíces para absorber agua del suelo ni tejidos conductores eficientes, las briofitas absorben agua del aire a través de sus estructuras fotosintéticas. Por esta razón, se encuentran principalmente en regiones húmedas.
2. La Nutrición en las Cormofitas
Las cormofitas, consideradas plantas superiores, poseen tejidos y órganos especializados en funciones específicas, como la raíz, el tallo y las hojas, que contribuyen a una mayor eficiencia fisiológica.
2.1. Entrada del Agua
El agua del suelo se incorpora a la planta principalmente a través de los pelos radicales, que son evaginaciones de las células epidérmicas que aumentan la superficie de contacto con el suelo. Cada pelo radical está formado por una sola célula y su superficie está cubierta por una capa mucilaginosa que facilita la adherencia a las partículas del suelo y la absorción del agua.
La concentración de solutos en las células de los pelos radicales es mayor que en el suelo, lo que genera un movimiento de agua hacia la raíz por ósmosis. Una vez dentro de las células epidérmicas, el agua se desplaza hacia el interior de la raíz a través de los espacios intercelulares y finalmente llega a los conductos del xilema, que la transportarán al tallo y las hojas.
2.2. Entrada de las Sales Minerales
La entrada de sales minerales, que deben estar en forma iónica, también se realiza a través de las raíces mediante dos mecanismos:
- Vía apoplástica: Las sales minerales disueltas en agua siguen la misma ruta que esta a través de los espacios intercelulares. Este mecanismo no es selectivo y la selección de iones se realiza en la endodermis, donde la banda de Caspary, un engrosamiento de suberina en la pared celular, controla el paso de los iones.
- Vía simplástica: Los iones necesarios penetran selectivamente por transporte activo a través de los pelos radicales, evitando la necesidad de una selección posterior en la endodermis.
Las sales minerales absorbidas, junto con el agua, forman la savia bruta, que asciende por el xilema hasta las hojas para ser utilizada en la fotosíntesis.
En muchas plantas, las raíces se asocian con hongos formando micorrizas, una relación simbiótica que beneficia a ambos organismos. Las plantas leguminosas, por ejemplo, poseen nódulos en sus raíces donde viven bacterias fijadoras de nitrógeno en simbiosis.
2.3. Ascenso de la Savia Bruta
La savia bruta asciende desde las raíces hasta las hojas a través del xilema, un sistema de conductos que puede alcanzar grandes distancias en algunos árboles (hasta 90 m). La velocidad de ascenso depende del diámetro de los vasos conductores.
La circulación de la savia bruta se explica por la teoría de la transpiración-tensión-cohesión, que se basa en la existencia de un gradiente de potenciales hídricos desde el suelo hasta el aire. Este gradiente se genera por:
- Presión de aspiración en las hojas: La pérdida de agua por transpiración a través de los estomas crea una presión negativa que impulsa el agua hacia arriba.
- Presión radicular: La menor concentración osmótica del suelo en comparación con la raíz genera un flujo de agua hacia el interior de la planta.
Además, la capilaridad de los vasos del xilema contribuye al ascenso de la savia bruta.
2.4. Incorporación de Moléculas Gaseosas
Las plantas necesitan oxígeno (O2) para la respiración y dióxido de carbono (CO2) para la fotosíntesis. A diferencia de los animales, las plantas no poseen órganos respiratorios especializados debido a su menor tasa respiratoria y a la corta distancia entre las células y la superficie exterior.
La entrada de CO2 se realiza principalmente a través de los estomas, que son poros en la epidermis de las hojas que regulan el intercambio gaseoso. La apertura y cierre de los estomas está controlada por la turgencia de las células oclusivas que los rodean.
Durante el día, la fotosíntesis consume CO2, lo que provoca la apertura de los estomas. Por la noche, la acumulación de CO2 en las células oclusivas provoca su cierre. Las plantas de climas áridos pueden cerrar sus estomas durante el día para evitar la pérdida excesiva de agua y abrirlos por la noche para captar CO2.
Además de regular el intercambio gaseoso, los estomas participan en el ascenso de la savia bruta a través de la transpiración, que genera una presión negativa que contribuye al movimiento del agua hacia arriba. Sin embargo, la transpiración también puede provocar la pérdida excesiva de agua, especialmente en climas áridos. En condiciones de alta humedad, la planta puede liberar agua líquida a través de un proceso llamado gutación.
2.5. Fotosíntesis
En las hojas, los parenquimas clorofílicos llevan a cabo la fotosíntesis utilizando agua, sales minerales del suelo y CO2 de la atmósfera. La energía necesaria para este proceso proviene del sol.
La fotosíntesis se realiza en los cloroplastos, donde se encuentran los pigmentos fotosintéticos como las clorofilas y los carotenoides, que capturan la energía lumínica.
La fotosíntesis es un proceso fundamental para la vida en la Tierra, ya que produce la materia orgánica que sustenta a los demás seres vivos.
2.6. Reparto de los Nutrientes Sintetizados
Los nutrientes orgánicos sintetizados durante la fotosíntesis, que constituyen la savia elaborada, se transportan desde las hojas hacia el resto de la planta a través del floema, otro sistema de conductos especializado.