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Los vegetales y la vida en la Tierra

José Luis Carrillo Aguado*

 

Ciudad de México, México, 15 de agosto de 2018, México Ambiental.- La vida en nuestro planeta está íntimamente ligado a la aparición de las plantas, las bacterias, y los organismos  fotosintéticos en general. (La fotosíntesis es el proceso que dio luz  a la vida: las células vegetales llevan a cabo una actuación secuencial y coordinada de toda una serie de transformaciones de energía biológica. Lo primero que tiene que hacer un organismo para transformar la energía de la luz es captarla. Esto lo realiza el pigmento verde clorofila, que junto con la hemoglobina de la sangre constituyen los biocromos (de bios, vida, y khroma, color) más representativos del mundo vivo. La clorofila (del griego Klorós, verde. y phillon, hoja) se encuentra incluida en unos corpúsculos denominados cloroplastos, responsables de detener la luz para poderla procesar.

La naturaleza se ha dado a la tarea de atrapar al vuelo la luz que llega a la Tierra y convertir a la más movediza de las fuerzas en una forma fija. Para lograr estos propósitos, la corteza terrestre se ha cubierto con organismos que subsisten absorbiendo la luz del Sol y generando, con el uso de esta fuerza, un continuo incremento de diferencia química (energía química).

Estos organismos son los vegetales. El mundo de los vegetales constituye un reservorio, en el cual los huidizos rayos solares son fijados y quedan depositados, listos para su utilización: se trata de un tutelaje económico al cual la existencia física del género humano está íntimamente ligada. Las plantas (y las algas y las bacterias fotosintéticas) toman su fuerza: la diferencia química (que se encuentra almacenada en las substancias orgánicas que fabrica la planta).

El proceso fotosintético creó una serie de acontecimientos de gran importancia para el origen de la vida terrestre, ya que provocó la aparición de los vegetales y liberó oxígeno, elemento que se acumuló en gran cantidad en la atmósfera, permitiendo la aparición de organismos que organizaron su metabolismo por medio de la respiración, es decir, mediante un proceso oxidante que libera gran cantidad de anhídrido carbónico y que descompone las sustancias orgánicas complejas en otras más simples, asimilables, liberando al mismo tiempo gran cantidad de energía, utilizada luego para formar otros componentes químicos propios de los animales.

Entonces, como mencionamos líneas arriba, lo primero que tiene que hacer un organismo para transformar la energía de la luz es captarla. Esto lo realiza el pigmento verde clorofila. Un fotón (cuantum de energía luminosa, o pequeño paquetito de luz) excita a un electrón de alguna molécula del cloropasto. Ese electrón se mueve a través de una membrana del coloroplasto, y esa membrana es capaz de capturar los protones que quedaron libres de un lado de ella y dejarlos del otro lado para generar lo que conocemos como un “gradiente electro químico de protones”.

Un gradiente es un aumento o disminución de una magnitud física cuando se pasa de un punto a otro del espacio.

El siguiente paso consiste en transformar el paquete de energía a una forma aún más estable, lo que se logra cuando los protones así adquiridos se integran a un enlace aún más estable, que el enlace de alta energía del fotón, el cual utiliza la energía para adherirse al adenosín difosfato y formar el adenosín trifosfato (ATP), forma más estable de energía, aún cuando no definitiva, ya que no existen almacenes de ATP. La energía acumulada en el ATP constituye una forma que se va a manejar con mayor soltura química.

De ese modo, se considera a las plantas como laboratorios que sintetizan energía para el resto de los seres vivos. Y no sólo las plantas, sino que hay un porcentaje elevado de algas que constituyen una buena cantidad de captadores de energía, y las cianobacterias, que realizan el mismo proceso de la fotosíntesis y representan el 24% de la biomasa. (Nótese qué sumados al 75% de biomasa vegetal, deja un 1% restante para el resto de los seres vivos, incluidos nosotros). Como vemos, son los organismos encargados de recolectar y transformar esta energía los más abundantes sobre la faz de la Tierra.

Podemos asegurar qué en la fotosíntesis tienen lugar dos procesos en cierto modo independientes: el primero de ellos no puede desarrollase sin la presencia de la luz solar (fotólisis del agua); el segundo, que se produce incluso en ausencia de luz (fase oscura de la fotosíntesis), transforma, por medio de una serie de reacciones enzimáticas (las enzimas son fenómenos segregados por los organismos vivientes, que obran como poderosos catalizadores o aceleradores de reacciones químicas) el anhídrido carbónico en materia orgánica, utilizando la energía obtenida con el primer proceso.

 

¿Cómo sabe una planta cuándo puede empezar a crecer?

Una semilla sabe esperar. La mayoría de las semillas esperan un año antes de empezar a crecer; una semilla de cereza puede llegar a esperar hasta 100 años sin ninguna dificultad. ¿Y a qué esperan exactamente? Cada semilla aguarda a que suceda algo, y solo ella sabe qué es. Debe darse una combinación única de temperatura, humedad y luz, junto a otros factores adicionales, para convencer a una semilla de que salte al exterior y se decida a cambiar, para que aproveche su primera y única oportunidad de crecer.

Mientras permanece a la espera, la semilla sigue viva. Las bellotas caídas al suelo están tan vivas como los robles de trescientos años que se elevan sobre ellas.

Cuando el embrión contenido en una semilla empeza a crecer, básicamente lo que hace es estirarse desde su posición primigenia hasta que materializa la forma que lleva en su seno.

 

Partes de las plantes

Toda planta puede descomponerse en tres elementos: hojas, tallo y raíces. Los tallos funcionan del mismo modo: como un fardo de paja atada, pacas de conductos microscópicos que transportan el agua subterránea de las raíces y el agua azucarada de las hojas. Si los árboles son un tipo único de plantas es justamente por sus tallos, que pueden medir cerca de cien metros y que, además, están hechos de esa asombrosa sustancia que llamamos “madera”.

La madera es fuerte, flexible y ligera, carece de elementos tóxicos y resiste las inclemencias climatológicas, serían necesarios miles de años de civilización humana para producir un material destinado a toda clase de usos que fuese mejor que este. Centímetro a centímetro, una viga de madera es tan fuerte como una de hierro fundido, pero resulta cien veces más flexiblle  y diez veces menos pesada, La madera extraída de los árboles, es el material de construcción preferido para la edificación de las casas incluso en esta Era de avances tecnológicos, científicos e industriales.

La madera de un árbol es un compuesto estático y funcional; elaborando en otra época y abandonando luego para que quedase siempre como tejido inerte. Dentro del árbol (o “duramen”) salen unas células radiales que llevan al buen xilema y al dulce floema hasta el cambium en la periferia del tronco. El cambium elabora el tejido vivo que queda justo debajo de la corteza. Si un árbol crece es justamente a base de producir capas nuevas de tejido.

Cuando una de ellas crece demasiado deja atrás su esqueleto de madera, que progresivamente va formando los anillos que se pueden ver en el corte transversal de la madera, una vez talado el árbol.

La madera de un árbol es además su memoria. Podemos saber la edad de un árbol contando los anillos de su tronco: cada época de crecimiento requiere que el cambium elabore una capa nueva de tejido, pero en una lengua que los científicos no son capaces de hablar con fluidez

La inmensa mayoría de las ramas generadas por un árbol se acaban cayendo a mitad de su desarrollo, generalmente por obra de fuerzas externas como el viento, los relámpagos o el simple impulso de la gravedad. Los árboles disponen de una estrategia preparada para contrarrestar ese efecto, en el año posterior a la pérdida de la rama, el cambium formará nuevo tejido sano sobre la base rota de lo que antes era la rama, y año tras año irá depositando capas sucesivas hasta que no sea visible la antigua cicatriz.

 

Figura 1 Árbol de samán 

 

En Honolulu, en el cruce de Manoa Road con Oahu Avenue, se alza un enorme samán (Pithecellobium saman) (Figura 1), también conocido como árbol de la lluvia o cenízaro. El tronco llega a una altura de nueve metros y su ramaje forma un arco colosal que se extiende hasta el otro lado de la concurrida intersección. Orquídeas silvestres (Figuras 2 y 3) crecen justo encima de las ramas: se apiñan bien juntas en amistosa compañía, dejando colgar por debajo sus raíces desnudas. Loros silvestres saltan de una orquídea a otra, batiendo sus alas de color amarillo lima y graznando improperios a los transeúntes.

 

 

    

Figura 2 Orquídea roja                                   Figura 3 Orquídeas azules

 

 

El samán, como tantos otros árboles de los trópicos, vive una floración perpetua: grandes globos de pétalos amarillos y rosados con tonos plateados caen cual gotas de lluvia sobre los turistas que se detienen a toma una foto del famoso árbol.

Toda la madera de nuestro hogar fueron en otro tiempo parte de un ser vivo, que creció en la naturaleza y que estuvo lleno de savia. Si observamos atentamente la veta de la madera en esos objetos podremos encontrar el rastro de un par de anillos. La delicada forma de sus líneas nos cuenta la historia de algunos años de vida. Si uno aprende a escuchar, cada uno de los anillos le describirá cómo la lluvia caía, el viento soplaba y el sol aparecía cada día en el horizonte.

 

Árboles caducifolios

La vida de un árbol caducifolio (de las raíces griegas referidas al verbo caducar, que llegan pronto a su fin después de una temporada; y Phyllon, hoja), depende de su presupuesto anual. Cada año, en el corto lapso de tiempo de marzo a julio, tiene que hacer brotar todo su follaje de nuevo. Y si por casualidad ese año no cumple con la cuota debida, surgirá un competidor en algún rinconcito del espacio que él ocupaba antes, y de esa manera se pondrá en marcha el largo y lento proceso que provoca su pérdida de posición en el bosque y, a la larga, su muerte. Si un árbol quiere prolongar su vida diez años más, no le queda más remedio que hacerlo bien ese año y en cada uno de los siguientes.

Pongamos por ejemplo de un árbol caducifolio a un arce (Figura 4) decorativo de mediana estatura, solo un poco más alto que un poste de luz. Si levantamos la vista podremos que las hojas más altas de cualquier árbol que nos encontremos son generalmente más pequeñas que las que crecen abajo. De este modo la luz del sol puede llegar hasta la parte inferior de los árboles cada vez que sopla el viento y aparta las ramas más altas. Si volvemos a mirar podremos observar que las hojas de las capas bajas del dosel son de un verde más oscuro; es porque contienen pigmento que ayuda a las hojas a absorber la luz solar, permitiéndoles captar los rayos más débiles que se cuelan entre las sombras.

 

 

 

Figura 4 Árbol arce 

 

Cuando crea su fronda, todo árbol debe reservar fondos para cada hoja en términos individuales y asignarles una posición con respecto a las demás. Un buen plan de negocios permitirá a nuestro árbol triunfar sobre los demás árboles de la calle, imponiéndose como el más grande y el de más larga vida. Pero no le va a ser fácil, ni tampoco barato.

La única fuente de energía de nuestro árbol es el sol. Cuando los fotones de luz estimulan los pigmentos presentes en la hoja, los electrones activados entran en una larga cadena y se pasan unos a otros la excitación, transportando energía bioquímica a través de la célula hasta el punto exacto en que se la necesita. El pigmento de la planta que llamamos clorofila es una gran molécula en cuya estructura con forma de cuchara lleva un preciado átomo de magnesio. La cantidad de magnesio que requiere producir clorofila suficiente para quince kilos de hojas es equivalente a la que se encuentra en catorce envases de vitaminas, y básicamente tiene que obtenerse disolviendo el sustrato rocoso que, en términos geológicos, es un proceso muy lento. Los árboles solo pueden obtener el magnesio, el fósforo, el hierro y otros muchos micronutrientes que necesita de la muy diluida solución que fluye entre los diminutos granos minerales de la tierra. Para acumular todos los nutrientes del suelo que requieren quince kilos de hojas, nuestro árbol tiene que absorber como mínimo 30 000 litros de agua y después evaporarlos.

(Con este artículo pretendí dar a conocer algunos datos y detalles interesantes de la relación que tienen las plantas con la vida sobre la Tierra, Espero haber cumplido con mi objetivo).

*Periodista científico y divulgador de la ciencia, la tecnología y la innovación.

 

 

Bibliografía

Jahren, Hope. “La memoria secreta de las hojas”. Título original; Lab Girl. Obra editada en colaboración con Editorial Planeta, España. Derechos reservados.

® 2017. Ediciones Culturales Paidós, S. A. de C.V.

 

 

Hemerografía

CARRILLO A., José Luis. “Fotosíntesis: el proceso que dio luz a la vida”. Revista Investigación hoy, número 78, septiembre-octubre 1977. Instituto Politécnico Nacional.

 

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