Fisiología Vegetal: Nutrición, Absorción de Nutrientes y Transporte de Savia en las Plantas

Función de Nutrición en las Plantas

Las plantas son organismos eucariotas, pluricelulares, aerobios y fotosintéticos. En su nutrición ocurren dos procesos fundamentales:

• Fotosíntesis: Proceso anabólico que permite la síntesis de materia orgánica a partir de materia inorgánica y una fuente de energía (solar).
• Respiración aeróbica: Proceso catabólico que necesita oxígeno y permite obtener energía de la materia orgánica (almidón, glucosa), sintetizada durante la fotosíntesis.

Las plantas de organización sencilla son de tipo talo; no poseen órganos especializados en la absorción y transporte de sustancias, por lo que incorporan los nutrientes directamente a través de su superficie y se desarrollan en ambientes acuáticos o húmedos. La colonización del medio terrestre supone plantas con organización tipo cormo, que desarrollan tejidos especializados y realizan la fotosíntesis de manera más compleja.

1. Absorción de Nutrientes Inorgánicos por la Raíz

El agua y las sales minerales son absorbidas por los pelos absorbentes de la zona pilífera de la raíz. Estos incrementan el área de contacto con el suelo y permiten penetrar en los poros pequeños del suelo donde la raíz no entra, facilitando también simbiosis como los nódulos radiculares o las micorrizas.

Absorción de agua

La concentración de solutos en el interior de las células es mayor que en el suelo. Por ósmosis, el agua entra en las células epidérmicas de la raíz desde el suelo sin pasar los solutos; de lo contrario, la planta se desecaría. El 90 % del agua se pierde por transpiración. Muchas veces existe un déficit hídrico que afecta al crecimiento, disminuye la fotosíntesis y altera las reacciones químicas del metabolismo.

Absorción de sales minerales

Existen 16 elementos esenciales (divididos en macronutrientes y micronutrientes). El carbono (C), el hidrógeno (H) y el oxígeno (O) constituyen el 95 % del peso seco; entran como dióxido de carbono ($CO_2$), oxígeno atmosférico y agua del suelo. El nitrógeno (N) se encuentra en forma de nitratos o ion amonio en el suelo; aunque abunda en la atmósfera, no puede ser metabolizado directamente, por lo que se toma mediante un complejo ciclo gracias a la actuación de microorganismos. Las demás sales se obtienen del suelo y las rocas. Las sales minerales del suelo solo pueden ser absorbidas como aniones o cationes disueltos en agua (mediante transporte activo, con gasto de ATPasas y protones).

2. Transporte de Savia Bruta

La savia bruta es agua e iones que entran en la raíz desde el suelo a través de la epidermis y llegan hasta las hojas, donde tiene lugar la fotosíntesis. Este proceso comprende dos etapas principales:

Transporte en la raíz desde la epidermis hasta el xilema

Los nutrientes absorbidos por los pelos radicales pasan a los vasos leñosos y son transportados hasta las hojas mediante dos vías:

• Vía simplástica: El agua y los iones que entran en las células de la epidermis de la raíz atraviesan sucesivamente los citoplasmas a través de los plasmodesmos (puentes de citoplasma entre células vecinas que atraviesan las paredes de celulosa) hasta llegar al xilema. Es una vía selectiva, ya que las células pueden seleccionar qué iones y en qué cantidad transportarlos.
• Vía apoplástica: El agua y los iones presentes en las células epidérmicas salen de ellas y circulan por los espacios intercelulares y las paredes celulósicas permeables hasta la endodermis. Allí, la banda de Caspary, formada por depósitos de suberina, crea una barrera impermeable al paso del agua y los iones, obligando a la savia a entrar en las células de la endodermis y continuar su recorrido hasta el xilema por la vía simplástica. Mediante esta vía, la planta también puede seleccionar los iones que pasan al cilindro central, aunque el transporte hasta la endodermis no es selectivo.

Transporte por el xilema hasta las hojas

Una vez que el agua y las sales alcanzan los vasos leñosos, el transporte de la savia hasta las hojas no requiere un gasto directo de energía, gracias a los siguientes mecanismos:

• Presión radicular: La diferencia entre la presión osmótica de la raíz y la del suelo produce una entrada continua de agua por ósmosis, desde los pelos absorbentes hasta los vasos leñosos, donde el agua genera una presión radicular. Esta presión colabora con otros mecanismos para provocar el ascenso de la savia bruta, ya que por sí sola no puede hacer ascender el agua hasta las copas de los árboles.
• Tensión, succión o presión de aspiración desde las hojas: A la presión radicular se suma una fuerza de tracción con origen en las hojas. El agua en las cámaras subestomáticas sale como vapor de agua a través de los ostiolos de los estomas (evapotranspiración). A medida que las células de la cámara pierden agua, la concentración de solutos aumenta y el agua entra por ósmosis desde las células adyacentes. Este transporte se repite a través de las células del mesófilo de la hoja hasta los vasos leñosos. Se genera así una presión negativa o fuerza de tensión que tira de todas las moléculas que forman la columna continua de agua que llena los vasos leñosos.