TEMA 10 LA NUTRICIÓN EN LAS PLANTAS
1. NUTRICIÓN EN BRIÓFITAS Briófitos: musgos y hepáticas.
Organización muy sencilla. Transporte por difusión o transporte activo. Ligados a medios húmedos (reproducción). Rizoides, caulidio y filidios. Tamaños reducidos.
2. Nutrición en cormófitas Estructura: el cormo. Raíz, tallo y hojas. Existe división de funciones. Verdaderos tejidos y órganos especializados. Mayor eficacia nutricional y capacidad adaptativa.
2.1 La entrada de agua. A través de los pelos radicales. - Unicelulares producidos por evaginación de células epidérmicas. Aumento de la superficie de absorción. - Paso por ÓSMOSIS - El agua pasa por las células epidérmicas y por las paredes celulares hasta llegar al xilema.
2.2 Entrada de las sales minerales Las sales deben estar en forma iónica (pg. 238). Dos mecanismos: Vía Apoplástica: igual que el agua. El mecanismo de control está la endodermis (banda de Caspary), un engrosamiento de suberina.
Vía SIMPLÁSTICA -Entran los iones por TRANSPORTE ACTIVO en el pelo radical. -No es necesaria por tanto una selección en la ENDODERMIS. -Los iones absorbidos pasan célula a célula hasta alcanzar los conductos del xilema.
Entrada de agua y sales minerales
El agua y las sales absorbidas forman la llamada savia bruta. LAS MICORRIZAS: Asociación de hongo + raíz: micorriza. Aumento de la eficacia absorbente (agua e iones) para la planta. El hongo recibe sustancias elaboradas de la planta. Común en frutales y árboles forestales.
Los nódulos de leguminosas: la única forma de incorporar nitrógeno desde la atmósfera a las cadenas tróficas es mediante la fijación de este por las plantas a través de asociaciones con bacterias. Género más común: Rhizobium a) Nódulos fijadores de nitrógeno en las raíces de una planta de soja, una leguminosa. b) Microfotografía de barrido de las células del interior del nódulo radical de la alfalfa.
Rhizobium al ME N2 + 16ATP + 8e- + 8H+ --> 2NH3 + 8H2 + 16ADP + 16Pi Nitrogenasa Rhizobium en acacia
2.3 Ascenso de la savia bruta
Atracción adhesiva a las paredes y cohesiva entre las moléculas Dato: Un 98% del agua que llega a la hoja se pierde por transpiración.
Las claves del proceso El ascenso se produce por el xilema. A > diámetro > velocidad (frondosas 40 m/h). Coníferas = 1 ó 2 m hora. Para que el proceso se produzca es necesario un gradiente de potenciales hídricos. De + a - : Suelo (-0,1 MPa)---Xilema (-1,2 Mpa)---Aire (-100 Mpa) Potencial hídrico: es un valor de presión.
2.4 Incorporación de moléculas gaseosas Facilidad para el transporte entre los espacios intercelulares. Menor necesidad de oxígeno (recordar la función del oxígeno). Distancias menores que en animales para el transporte de oxígeno. Conclusión: No son necesarios órganos respiratorios especiales
Por los estomas se produce el intercambio de gases. Entrada y salida tanto de oxígeno como dióxido de carbono.
Reacción de la anhidrasa carbónica en los vegetales: CO 2 + H 2 0 ---> H 2 CO 3 ---> HCO 3- + (H + ) Día: se emplea el dióxido de carbono y la reacción se desplaza hacia la izda. Esto provoca que disminuyan los hidrogeniones y que por tanto aumente el ph. Al subir el ph se activa una enzima que transforma el almidón en glucosa, aumentando la concentración de solutos en el interior de la célula oclusiva. Ahora por ósmosis entra agua y la célula oclusiva se hincha provocando la apertura del ostiolo entrando el CO2.
Las pérdidas de agua pueden evitarse mediante metabolismos especiales CAM, situando los estomas debajo de la hoja o reduciéndolos. En atmósferas saturadas de humedad la forma de expulsar agua es por gutación
2.5 La fotosíntesis Captación de luz, agua, sales y C02. Síntesis de moléculas orgánicas. Se realiza en los cloroplastos de las células vegetales. Algunas bacterias y protoctistas también. La energía proviene del sol y es captada por la clorofila y los carotenoides (enmascarados). Clorofila de dos tipos a y b
2.6 Reparto de nutrientes Productos elaborados: sacarosa y aa disueltos en el agua = savia elaborada. Floema: sistema encargado de repartir la savia elaborada.
Mecanismo del flujo por presión que se cree actúa en la planta. Los círculos grises representan moléculas de glúcidos y los negros moléculas de agua. Los azúcares fotosintetizados son cargados activamente en el tubo criboso a partir de la fuente (célula de una hoja). Con la mayor concentración de azúcar, el potencial hídrico decrece y el agua del xilema entra en el tubo criboso por ósmosis. El azúcar es extraído (descargado) en el sumidero, y la concentración de azúcar disminuye; el resultado de esto es que el potencial hídrico aumenta, y el agua abandona el tubo criboso. Con el movimiento del agua hacia dentro del tubo criboso en la fuente y hacia fuera de él en el sumidero, las moléculas de azúcar son transportadas pasivamente a lo largo del gradiente de concentración y el gradiente de presión hidrostática entre la fuente y el sumidero. A, flujo de la solución de azúcar entre la fuente y el sumidero; B, flujo de agua en la corriente de transpiración; C, flujo de agua entre el xilema y el floema en la zona fuente; y D, flujo de agua entre el floema y el xilema en la zona sumidero.
El agua entra en los tubos cribosos (floema) desde los tubos leñosos (xilema) por ósmosis. A medida que los nutrientes se reparten, la concentración de solutos en los tubos cribosos disminuye y por tanto el agua vuelve a los tubos leñosos. El impulso procede de la diferencia de presión entre entre la hoja y los lugares de consumo.
2.7 Excreción en plantas. A diferencia de los animales: Se producen menores cantidades de productos de excreción (Menor tasa metabólica). Existe reutilización de algunos productos como el dióxido de carbono y el agua producidos en la RESPIRACIÓN que los emplea en la FOTOSÍNTESIS. Dificultad para diferenciar productos de excreción y secreción. Ej. Látex y resinas.
Hevea brasilensis (árbol del caucho) Resina en pino
Mecanismos de expulsión de sustancias Almacenamiento de sustancias.
La caída de las hojas permite a la planta deshacerse de gran número de sustancias.
3. Nutrición heterótrofa Se necesita un complemento ante la falta de algunas sales minerales o de clorofila. Hay plantas con nutrición heterótrofa. Plantas carnívoras: Toman nitrógeno y fósforo de los animales para compensar el déficit en el suelo. Hacen la fotosíntesis al mismo tiempo. Suelen ser insectos.
Nephentes bicalbarata
Pinguicula longifolia Heliamphora minor
Drosera stenopetala
Una planta parásita es auquella que obtiene alguna o todas las sustancias nutrientes que necesita para su desarrollo de otra planta. Se conocen con estas características a unas 4.100 especies en aproximadamente. Las plantas parásitas tienen una raíz modificada, haustorio, que penetra la planta anfitrión y conecta con su xilema, floema, o con ambos.
Holoparásita - una planta que es totalmente parásita en otras plantas y no tienen clorofila. Ej. Cuscuta europaea Hemiparásita - una planta que es parásita bajo condiciones naturales y es también fotosintética en un cierto grado. Ej Muérdago (Viscum album)