LA PAPA UNA PLANTA C-3 1

Transcripción

1 LA PAPA UNA PLANTA C-3 1 Juan Fuentealba A 2 En la producción de papa y en general en la producción de cualquier cultivo, más del 90% del peso seco de una planta, está constituido por las distintas sustancias orgánicas que forman sus estructuras celulares o regulan su metabolismo. Aunque los procesos bioquímicos que dan lugar a esta variedad de compuestos son muy diversos, las cadenas carbonadas iniciales las proporciona la FOTOSINTESIS. Hablar de fotosíntesis es sin lugar a dudas un tema complejo por los aspectos bioquímicos, físicos y fisiológicos implicados. En la fotosíntesis las plantas reaccionan a la estimulación de la luz, gradas a una variedad de moléculas conocidas como pigmentos, que tienen la propiedad de absorber luz de determinadas longitudes de onda. Así la transformación de energía radiante en energía química la realizan las plantas y ello se traduce en carbohidratos, proteínas, lípidos, etc., todo aquello que desde el punto de vista agronómico corresponde a la producción. Los estudios fisiológicos en las plantas nos han ido acercando cada vez más, a conocer detalles de la fabricación que ejecutan éstos, para provecho de la humanidad. Es así que en la fotosíntesis, por muchos años se supo la ruta del CO 2 dentro de la planta. Se descubrieron distintos procesos que resultaban de ciertas actividades fisiológicas y anatómicas. La mayor parte de las plantas, aquellas que viven en ambientes balanceados, sin tensiones excepcionales, toman el CO 2 durante el día a través de los estomas foliares, de allí es transferido rápidamente a los cloroplastos de las células, donde es usado inmediatamente en la fotosíntesis. Esta ruta usa el "Ciclo Calvin" estándar, así llamado en homenaje a su descubridor y ganador del Premio 1 Revista de la Papa. Año 3. N. 10. Diciembre Pág Prof. Biología y Quím., M.Sc. Instituto Producción y Sanidad Vegetal. Fac. de Cs. Agrarias, Universidad Austral de Chile jfuentea@mercurio.uach.cl

2 Nobel en 1961, Melvin Calvin y ha llegado a ser conocida como la "Ruta C3" por ser un compuesto de tres carbonos, el ácido 3 - fosfoglicérico (PGA) el primero que se detecta en la fotosíntesis. En otras plantas, cuyo hábitat natural es caluroso, las cuales deben soportar altas temperaturas (maíz, caña de azúcar), se encontró que existe una demora en la transferencia del CO 2, porque éste es almacenado en ácidos orgánicos presentes en esas plantas tales como el ácido málico y el ácido oxaloacético, que tienen cuatro carbonos y que no figuran en el ciclo Calvin. Además se encontró que los estomas actuaban de modo diferente al modelo normal, así las plantas eran capaces de evitar fuertes pérdidas por transpiración durante el día y absorbían el CO2 durante la noche. A esta ruta se le denominó "Hatch-Slack" en honor a los dos científicos australianos que dilucidaron este proceso y a las plantas se les llama ahora "plantas C4" por el número de carbonos de los compuestos en los que se atrapa el CO 2. Posteriormente, se encontró plantas que podrían seleccionar las rutas ya sea C3 o C4 según las condiciones atmosféricas prevalentes. Se ha visto que la opción escogida estaba estrechamente relacionada a la escasez de agua, alta temperatura o alta salinidad. Los que han estado investigando en zonas áridas, han dado más importancia a la capacidad de algunas plantas que hacen un uso más eficiente de la humedad disponible. La mayor eficiencia de las plantas C4 en el uso del agua está estrictamente relacionada a las funciones fisiológicas y químicas de la planta. El CO 2 atrapado en la noche provoca una reacción de carboxilasa en la planta y es convertido en ácidos orgánicos. Al día siguiente, cuando los estomas están cerrados, el CO 2 es transferido a la ruta normal C3 para ser usado en el resto de la planta. Esta capacidad de funcionar en respuesta directa al ambiente y así seleccionar la manera más apropiada de evitar los daños de un ambiente hostil ha recibido el nombre de "Metabolismo ácido crassulaceo" (en inglés CAM), debido a su descubrimiento inicial en la familia de plantas crassulaceae; actualmente se conoce que este mecanismo lo realizan plantas de por lo menos 16 familias diferentes. Varios estudios indican que las plantas C3 son las más primitivas, pues ellas no tienen especiales cualidades de resistencia a la sequía. Un método simple para identificar plantas C4 es el examen de la estructura celular de la hoja. Para reducir la transpiración y mejorar el aislamiento de las células internas húmedas, de la atmósfera caliente, las plantas C4 han desarrollado la "anatomía : Krantz" de células envainadas del clorenquima en vez de las capas normales en palizada que presentan las C3. Las plantas de papa son C3, ello nos explica la necesidad de agua y ambiente húmedo para que expresen un máximo potencial.

3 El ingreso de CO 2 se realiza a través de los estomas y también a través de ellos la transpiración, ya hemos visto que un número importante de plantas (C4 y CAM) tienen mecanismos que permiten abrir y cerrar los estomas de manera diferente de lo que hemos conocido tradicionalmente esto es, que se abren de día o con luz y se cierran en la noche.

4 Estudios sobre la fisiología en el mecanismo del movimiento de estomas, han conducido a clasificarlos según el ritmo diario de apertura y cierre, en cinco tipos: Tipo alfalfa: Los estomas de esta clase se abren durante el día y se cierran a la noche. Tipo papa: Estos estomas están abiertos de continuo, excepto algunas horas del crepúsculo vespertino. En el resto del día sólo se cierran en casos de marchitez. Tipo cebada: Estos se encuentran semi abiertos durante el día. Tipo Equisetum: Permanecen abiertos día y noche, incluso en condiciones de desequilibrio hídrico. Tipo cactáceas: Los estomas se encuentran cerrados durante el día y abiertos en la noche. Los estomas tipo papa están lógicamente en papa como también poseen este tipo de estomas los ajos, las cebollas, los puerros, los repollos y un buen número de curcubitáceas como zapallo y zapallito italiano. El hecho de que los estomas en papa permanezcan abiertos de continuo, nos ayuda a explicar en parte, los descensos en los rendimientos cuando el cultivo está sometido a estrés hídrico, pues ni siquiera tienen la posibilidad de activar un mecanismo de cierre que permita reducir la pérdida de agua. Además las plantas C3 se catalogan como poco eficientes en cuanto a la fijación de CO 2 lo cual repercute en el crecimiento y en la producción de materia seca. La papa eso sí, como planta C3 presenta ventaja de que la temperatura óptima para la fijación de CO 2, base para una fotosíntesis eficiente, está entre 15 a 25 C; lo cual es normal alcanzarlo en la época del cultivo en la zona sur de nuestro país (Décima Región).

5 En resumen las características fisiológicas que la papa presenta, nos deben servir como antecedentes para optimizar el cultivo de papa desde un punto de vista científico; la zona de cultivo de la Décima Región corresponde a la zona ecológica óptima para el desarrollo de este interesante producto del agro.