La fisiología de las plantas

Como los demás seres vivos, los vegetales llevan a cabo funciones vitales que les permiten crecer, desarrollarse y reproducirse.

Los principales procesos para cumplir su metabolismo son la absorción, la circulación, la respiración y la transpiración.

La absorción

Los vegetales no toman sus nutrientes sólo de la tierra. También utilizan el oxígeno y el dióxido de carbono del aire que captan principalmente a través de sus hojas.

El agua con sales minerales disueltas entra a la raíz por difusión; con esas sustancias la planta elabora moléculas orgánicas para formar sus tejidos: carbohidratos -como la glucosa, la fructosa y el almidón-, proteínas y grasas o lípidos.

Esta particularidad de convertir los minerales en compuestos orgánicos es exclusiva de los vegetales y de ciertas bacterias y algas microscópicas. Por eso, la vida animal, los hongos y los protozoos dependen de los vegetales, principal fuente disponible de compuestos orgánicos elaborados.

Una característica del reino vegetal es su extrema capacidad de adaptación. Las hidrófitas son plantas que viven en el agua o en suelos muy húmedos. Las que crecen en tierra se nutren a través de la raíz, que crece en busca de agua y nutrientes, por lo que se encuentra más desarrollada, las epífitas viven sobre otros vegetales, sin ser parásitas, y absorben agua por medio de pelos que tienen en la superficie de las hojas.

Sin disponer de un verdadero aparato digestivo, las células vegetales producen enzimas, que permiten asimilar el almidón y otros hidratos de carbono, las grasas y las proteínas.

La circulación

El desarrollo de un sistema circulatorio, de complejidad creciente en las distintas formas de vida, es una prueba de los mecanismos de la evolución. En los organismos celulares simples, como la ameba y el paramecio, la función de transporte está asegurada sencillamente por las corrientes de material protoplasmático, que absorben o expulsan sustancias. Pero ya en las talófitas o algas, se observa la presencia de vías circulatorias. Los vegetales terrestres necesitan asegurar sus recursos hídricos, y para ello cuentan con tejidos de absorción y conducción de agua y nutrientes. Los helechos, las más evolucionadas entre las plantas inferiores, muestran perfectamente diferenciados los tejidos de conducción.

Para la circulación de la savia, la planta cuenta con dos tipos de tejido: xilema y floema. Sus elementos de conducción se asocian con tejidos de sostén y parenquimáticos (que almacenan reservas), generalmente, están agrupados formando hacecillos conductores. El xilema es leñoso, con células muertas especializadas que forman vasos conductores, unidos entre sí. El floema está formado por células vivas unidas entre sí por orificios. Estos tejidos están ubicados de distinta manera en los diversos órganos de la planta.

La savia es una mezcla de sustancias orgánicas e inorgánicas, integrada en un 98% por agua -el porcentaje varía según las distintas especies-, y en el resto por sales, azúcares, aminoácidos y hormonas. La savia bruta, compuesta por agua y sales minerales disueltas, absorbidas por la raíz, sube por el xilema y alcanza las partes de la planta donde se realiza la fotosíntesis, es decir, la transformación de los minerales en materias que el organismo necesita. A través del proceso de la fotosíntesis, la savia bruta se convierte en savia elaborada, compuesta por sustancias producidas en el metabolismo, que descienden por los orificios del floema y se distribuye en toda la planta.

Entre los minerales necesarios para las plantas, los de mayor valor son el nitrógeno, requerido para la multiplicación celular; el fósforo, que integra compuestos ricos en energía; el potasio, que favorece la asimilación de sustancias nutritivas; el calcio, que une y protege las células; el cobre, de valor durante el período de crecimiento; el cinc, que interviene en la formación de los líquidos, y el manganeso, en la de sustancias proteicas. Además, requiere magnesio, ya que ese elemento interviene en la formación de clorofila, pigmento que interviene en la fotosíntesis.

La transpiración y la respiración

La transpiración elimina el exceso de agua en forma de vapor o de gotitas que salen por los estomas, orificios microscópicos situados en la epidermis de las partes aéreas de la planta, y, con mayor densidad en el envés o reverso de las hojas.

Disponen de un mecanismo que les permite abrirse o cerrarse, de acuerdo con el volumen de agua que la planta necesite eliminar en forma de vapor. Por los estomas también ingresa el CO2 utilizado en la fotosíntesis.

La transpiración que realizan los vegetales es cuantitativamente importante en el ciclo del agua. El agua de lluvia vuelve a la atmósfera a través de la evaporación del suelo y de la transpiración de las plantas, principalmente. De estos mecanismos, el segundo es tres veces mayor que el primero.

La respiración es el proceso inverso al de la fotosíntesis, en donde, a partir de sustancias orgánicas y oxígeno, los vegetales obtienen energía y liberan CO2 y agua. Todos los órganos de la planta respiran para obtener energía. La raíz, por ser el órgano de la planta encargado de la absorción de agua y nutrientes, está en constante crecimiento y necesita proveerse directamente de oxígeno para respirar. El tallo respira por medio de sus poros, llamados lenticelas.

El fruto se caracteriza por la respiración anaeróbica, es decir, que no requiere oxígeno. Esta particular forma de respiración libera sustancias que son las responsables del aroma de las frutas maduras.

Xilema y floema equivalen a venas y arterias en la función circulatoria.

El xilema conduce el agua y los minerales disueltos en ella que absorben las raíces. El floema transforma las sustancias orgánicas elaboradas por las hojas

De todos modos, más allá de esas formas periféricas de respiración, lo cierto es que la planta cumple esta función sobre todo a través de los estomas de las hojas, a un ritmo que varía según diversos factores. La velocidad de respiración de un vegetal es diferente según su edad y los factores climáticos. Cuanto más joven sea la planta, más activa será su respiración, pues su necesidad de abastecerse de energía es permanente. También el tiempo cálido y húmedo aumentan el ritmo respiratorio.