Según la manera en la que los vegetales incorporan el alimento se distinguen dos organizaciones:
-Los de organización talofílica incorporan la materia directamente del mdeio, pñor lo que no necesita dearrollar organos especializados de absorción y transporte.
-Los de organización cormofílica presentan estructuras especializadas de absorción y transprte, que son: raíces, tallos y hojas:
- Tallos: por ellos circula el agua con las sales minerales desde las raíces a las hojas a través del xilema, y los productos de la fotosíntesis desde las hojas al resto de la planta a través del floema.
- Hojas: donde se transforman los compuestos inorgánicos en orgánicos.
- Raíces: por donde se absorve la materia inorgánica necesaria para la fotosíntesis.
-Incorporación del agua y las sales minerales
El agua y las sales minerales penetran en la raíz a través de lospelos radicales, y de distinta manera cada uno:
-El agua penetra en la raíz por procesos osmóticos.
-Las sales minerales pasan a la raíz mediante transporte activo en contra de una gradiente de concentración y requiere energía, que es aportada por las proteínas transportadoras.
-La raíz
La raíz presenta la siguiente estructura:
- Epidermis: es una capa que cubre la superficie de los vegetales jóvenes. Absorve el agua y las sales minerales y proteje los organos internos.
- Córtex:
- Parénquima cortical: es un conjunto de células entre las que hay espacios interelulares para permitir la circulación de los gases.
- Endodermis: se encuentra en la parte interior del parénquima cortical. Forma un único estrato de células entra las que no hay espacios. En ellas se encuentra la banda de caspari, que condiciona el paso del agua a través de las células.
- Periciclo: forma una capa de células que da origen a las raíces laterales.
- Cilindro vascular: en él se encuentran el xilema, formado por los vasos leñosos, y el floema, formado por los vasos liberianos.
Dependiendo de como pasen el agua y las sales minerales a la planta se distinguen dos vías:
- Vía A o simplástica: el agua y las sales minerales atraviesan el citoplasma de las células pasando a través de las membranas plasmáticas. El agua pasa por ósmosis y las sales minerales por transporte activo.
- Vía B o aploplástica: el agua y las sales minerales pasan a través de las membrnas celulares y de los espacios intercelulares. El agua atraviesa las células de la banda de caspari por ósmosis y las sales minerales llegan a la endodermis por transporte activo.
-El transporte de la savia bruta
La savia bruta tiene que ascender por el xilema desde la raíz hasta las hojas. Esto lo hace mediante el mecanismo tensión-adhesión-cohesión, que consta de tres procesos:
- Presión radical: la continua entrada de agua produce una presión radical que da lugar a una fuerza que permite que la sabia bruta ascienda por los tallos de los vegetales de baja altura, los vegetales de gran altitud no tienen suficiente con este mecanismo.
- Transpiración: es la pérdida de agua por evaporación. La pérdida de agua por evaporación provoca una fuerza que absorve el agua en la raíz y permite que ascienda por el xilema hasta las hojas. Esta fuerza provoca una presión denominada tensión y que literalmente"tira" de cada molécula de agua hacia arriva.
- Tensión-cohesión: las moléculas de agua están unidas por enlaces de hidrógeno, proporcionándoles una elevada cohesión, que favorece enormemente la tensión. En este mecanismo interviene también la adhesión de las moléculas de agua a las finas paredes de los vasos leñosos, por lo que también interviene la capilaridad.
-El intercambio de gases
El intercambio de gases se realiza a través de tres vías:
- Los estomas: son la vía de entrada de gases más importante. Una vez dentro, los gases se disuelven en agua y son distribuidos por toda la planta a través del floema.
- Los pelos radicales: sirven de entrada a los gases disueltos en el agua absorvida.
- Las lenticelas: son aperturas que hay en las paredes de los vasos leñosos y que actúan como una tercera vía de entrada de gases.
-Mecanismo de apertura y cierre de los estomas
La apertura y el cierre de los estomas se deben a los cambios de turgencia que sufren sus células oclusivas. Cuando éstas reciben agua de las células adyacentes se vuelven turgentes y sus paredes celulares se comban abriendo los estomas y permitiendo la entrada y salida de gases por el ostiolo. Cuando las células oclusivas pierden agua pierden turgencia y se cierran los estomas. Los cambios de turgencia se deben a:
- Concentración de iones potasio:
- La entrada de iones potasio hace que las células oclusivas se vuelvan hipertónicas dando lugar a la entrada de agua por ósmois de las células epidérmicas adyacentes, volviéndolas turgentes y haciendo que sus peredes se comben abriendo los estomas.
- La salida de iones potasio hace que las células pasen a ser hipotónicas y salga agua hacia las células epidérmicas adyacentes, dando lugar a que las células oclusivas se vuelvan flácidas y se cierren los estomas.
- La luz: por lo general, los estomas se abren en presencia de luz y se cierran en su ausencia. Esto se debe a:
- La entrada de iones potasio es un proceso regulado por la luz.
- La concentración de CO2: en presencia de luz las plantas, además de respirar, realizan la fotosíntesis, por lo que consumen más CO2 del que producen. En este caso, como la concentración de gas disminuye los estomas se abren. En ausencia de luz las plantas solo respiran, por lo que la concentración de CO2 aumenta enormemente, por lo que los estomas se cierran.
- La temperatura: sólo afecta cuando alcanza valores muy altos, para evitar la pérdida de agua.
-La captación de la luz
Para captar la luz, la planta dispone de estructuras especializadas, las hojas, que poseen características que las hacen eficaces en la realización de la fotosíntesis: son finas, alargadas y numerosas.
Disponen de dos tipos de tejidos:
- El parénquima: tanto el lagunar como el de empalizada poseen cloroplastos, pero estos son más abundantes en el de empalizada, ya que está situado en el haz de la hoja, la zona más iluminada. Las células del parénquima lagunar están situadas en el envés de la hoja, la zona menos iluminada, y dejan grandes espacios entre ellas, que conectan al exteruor a través de los estomas, permitiendo la circulación de gases.
- El tejido conductor: está compuesto por el xilema (formado por los vasos leñosos) y el floema (formado por los vasos liberianos). Estos forman una extensa red de nervios que se distribuye por la totalidad de la hoja.
La fotosíntesis se realiza en los cloroplastos, que poseen pigmentos capaces de captar la energía luminosa del sol, como la clorofila, de color verde, el caroteno, de color anaranjado y la xantofila, de color amarillo. La fotosíntesis es un proceso anabólico en el que:
- Se transforma materia inorgánica en orgánica.
- Se transforma la energía luminosa en energía química.
- Se libera oxígeno como producto residual, pero que es usado por la mayoría de los organismos para la respiración celular.
-El transporte de los productos de la fotosíntesis
En la fotosíntesis se transforma la sabia bruta en sabia elaborada, formada fundamentalmente por azúcares, aminoácidos y otras sustancias nitrogenadas. La sabia elaborada es transportada por toda la planta a través del floema en un proceso llamado translocación, y va desde la fuente hasta el sumidero.
La hipótesis del flujo de presión explica el desplazamiento de la sabia elaborada debido a una gradiente de presión entre la fuente y el sumidero. Aquí se muestra el proceso del flujo dela sabia elaborada:
- En la fuente, la sabia elaborada pasa por transporte activo a las células acompañantes.
- Después la sabia pasa al vaso criboso por los plasmodesmos. El aumento de la concentración del tubo criboso disminuye su potencial hídrico, por lo que entra agua desde el vaso leñoso. La entrada de agua provoca una presión hidrostática que desplaza la sabia elaborada hacia los sumideros.
- Al llegar a los sumideros la sabia elaborada sale por transporte activo del vaso criboso, y el agua pasa por ósmosis hacia las células acompañantes o hacia el vaso leñoso, por lo que disminuye la presión hidróstatica del vaso criboso en el sumidero.
-Otras formas de nutrición en vegetales
No todas las plantas cubren sus necesidades mediante la fotosíntesis, algunas han desarrollado adaptaciones que suelen llevar relaciones con otros organismos:
- Plantas simbióticas: viven asociadas a otros organismos, con un beneficio mutuo:
- Rizobios: es una relación entre una planta y bacterias fijadoras de nitrógeno. La planta se beneficia de esta relación fijando el nitrógeno atmosférico y convirtiéndolo en amoníaco aprovechable. Las bacterias se alimentan de los compuestos orgánicos sintetizados por la planta. Este tipo de simbiosis tiene gran importancia agrícola, ya que el nitrógeno útil que se genera es mayor al proporcionado a través de fetilizantes, por lo que disminuye el gasto en fertilizantes para futuros cultivos.
- Micorrizas: es una simbiosis entre las raíces de una planta y hongos. La planta proporciona a los hongos la materia orgánica que necesitan y estos aumentan su superficie de absorción de agua y sales minerales mediante sus hifas.
- Plantas parásitas: viven a expensas de otra planta, hay dos tipos:
- Fotosintéticas: como el muérdago que vive sobre la corteza de muchos árboles. Los haustorios penetran hasta el xilema y absorven el agua y las sales minerales necesarios para que realicen la fotosíntesis, en vez de cojerlo directamente del suelo.
- No fotosintéticas: tienen nutrición heterótrofa y obtienen la sabia elaborada directamente del floema por medio de haustorios, como la cuscuta, aquí abajo.
- Plantas carnívoras: realizan la fotosíntesis, pero obtienen parte del nitrógeno y las sales minerales necesarios de insectos y otros animales pequeños. Tienen las hojas modificadas en forma de trampa y poseen glándulas dijestivas para digerir a sus presas.
-El destino de la metria orgánica
-Anabolismo en vegetales: es el proceso por el cual se elaboran sustancias complejas a partir de otras más sencillas. El principal proceso anabólico es la fotosíntesis. A partir de las sustancias obtenidas se fabrican sus propias estructuras o las usan como sustancias de reserva.
El almidón es la principal sustancia de reserva de los vegetales.
-La patata contiene numerosas sustancias de reserva almacenadas en los amiloplastos.
-La caña de azúcar almacena gran cantidad de azúcar.
-La remolacha contiene grandes cantidades de sacarosa.
-El trigo y el arroz almacenan grandes cantidades de almidón, proteínas y otras sustancias.
Las plantas necesitan celulosa para la formación de las paredes celulares, lípidos para la construcción de las membranas celulares y proteínas, que actúan como enzimas.
-Catabolismo en vegetales: es el proceso en el cual se degradan compuestos orgánicos complejos en otros más sencillos, liberando la energía contenida en sus enlaces. El principal proceso catabólico es la respiración celular, que tiene lugar tanto de día como de noche. La energía obtenida en este proceso se invierte en realizar las funciones vitales. El catabolismo en las plantas también es capaz de transformar grasas en glúcidos. Esto tiene especial importancia en las plantas oleaginosas, cuya semilla acumula sustancias de reserva en forma de grasas.
