Información

¿Por qué las plantas necesitan oxígeno a través de sus raíces?


Me preguntaba por qué las plantas mueren por exceso de riego y la respuesta simple es que no pueden obtener suficiente oxígeno a través de sus raíces. Pero esto me hizo preguntarme por qué necesitan oxígeno en sus raíces, ya que el oxígeno es producto de la fotosíntesis y las plantas incluso liberan oxígeno a través de sus hojas.

Con este aparente exceso de oxígeno, ¿cómo pueden las plantas "asfixiarse" cuando sus raíces no obtienen suficiente oxígeno del suelo?


Las plantas necesitan oxígeno pero no tienen corazón

Todos los animales complejos tienen algún tipo de sistema circulatorio para llevar oxígeno a todo el cuerpo para la respiración. Las plantas también respiran a pesar de que son productoras netas de oxígeno a través de la fotosíntesis.

Las plantas también tienen un poco de sistema circulatorio, pero en su mayor parte no es lo suficientemente eficiente para suministrar oxígeno a todas partes de la planta: las plantas no tienen nada como las células circulantes llenas de hemoglobina con las que estamos familiarizados en los vertebrados, y aunque los fluidos fluyen en los sistemas circulatorios de las plantas, no circulan rápidamente como está familiarizado en su propio cuerpo. Esto significa que las plantas necesitan llevar oxígeno cerca de donde se necesita.

Las raíces, en particular, consumen oxígeno.

El problema de que una planta no reciba suficiente oxígeno a través de sus raíces no se debe a que toda la planta recibe oxígeno a través de las raíces, es porque el las raíces mismas necesitan oxígeno para funcionar. Las raíces hacen mucho 'trabajo pesado' en una planta, literalmente: están bombeando iones a través de las membranas para atraer agua, concentrar otros nutrientes que la planta necesita para sobrevivir y crecer, y para presurizar la planta lo suficiente para que esos nutrientes produzcan. hasta las hojas. Esos procesos consumen energía y, a su vez, necesitan oxígeno.

Además, la fotosíntesis no se lleva a cabo cerca de las raíces: las plantas absorben CO2 y liberando oxígeno de sus estomas en las hojas y tallos.

Si las raíces no pueden obtener suficiente oxígeno, por ejemplo, debido al riego excesivo, las raíces mismas se dañan y esto daña la planta en su conjunto.

Adaptaciones

Debido a que siempre hay excepciones en biología, debe tenerse en cuenta que algunas plantas están efectivamente adaptadas a ambientes húmedos y tienen mejores sistemas para promover la difusión de oxígeno, incluido el aumento de la cantidad de espacio de aire en las raíces, donde el oxígeno se difunde más rápidamente que a través del agua. medios de comunicación. Otras plantas utilizan la fermentación en sus raíces para sobrevivir a la hipoxia temporal.


Referencias

Colmer, T. D. (2003). Transporte de gases a larga distancia en plantas: una perspectiva sobre la aireación interna y la pérdida radial de oxígeno de las raíces. Planta, célula y medio ambiente, 26 (1), 17-36.

Dibujó, M. C. (1992). Aireación del suelo y metabolismo de las raíces de las plantas. Ciencia del suelo, 154 (4), 259-268.

Justin, S. H. F. W. y Armstrong, W. (1987). Las características anatómicas de las raíces y la respuesta de las plantas a las inundaciones del suelo. Nuevo fitólogo, 106 (3), 465-495.

Laan, P., Tosserams, M., Blom, C. W. P. M. y Veen, B. W. (1990). Transporte interno de oxígeno en especies de Rumex y su importancia para la respiración en condiciones hipóxicas. Planta y suelo, 122 (1), 39-46.


Las plantas son seres vivientes. Y los seres vivos necesitan oxígeno para sobrevivir. Si bien las plantas pueden producir oxígeno como subproducto durante la fotosíntesis, aún necesitan someterse a la respiración, que requiere oxígeno.


¿Puede ocurrir la fotosíntesis sin oxígeno?

Las reacciones fotosintéticas pueden ocurrir sin oxígeno que sea anoxigénico, por lo que no producen oxígeno. Existe un proceso llamado Fototrofia mediante el cual los organismos atrapan energía luminosa o fotones para almacenar como energía química en forma de ATP o trifosfato de adenosina y / o poder reductor en NADPH.

Dos tipos principales de fototrofia son la clorofotrofia a base de clorofila y la retinalofotrofia a base de rodopsina. La clorofotrofia se puede dividir en i) fotosíntesis oxigenada y ii) fototrofia anoxigénica. Estos organismos fotosintetizadores oxigenicos y anoxigenicos experimentan diferentes reacciones, ya sea en presencia de luz llamadas "reacciones de luz" o sin una contribución directa de luz a la reacción química llamada "reacciones oscuras".

La fotosíntesis anoxigénica es el proceso fototrófico que captura y convierte la energía luminosa en ATP, sin producir el oxígeno y el agua no se utiliza como donante de electrones.

Hay varios grupos de bacterias que se someten a la fotosíntesis anoxigénica:

  • Bacterias de azufre verde
  • Fotótrofos anoxigénicos filamentosos verdes y rojos (FAP)
  • Bacterias moradas fototróficas
  • Acidobacterias fototróficas
  • Heliobacterias fototróficas.

Los fotótrofos anoxigénicos tienen pigmentos fotosintéticos llamados bacterioclorofilas, que son similares a la clorofila que se encuentra en los eucariotas. Las bacterioclorofilas ayb tienen longitudes de onda de máxima absorción a 775 nm y 790 nm, respectivamente, en éter.


La composición química de las plantas

Dado que las plantas requieren nutrientes en forma de elementos como carbono y potasio, es importante comprender la composición química de las plantas. La mayor parte del volumen de una célula vegetal es agua; por lo general, comprende del 80 al 90 por ciento del peso total de la planta. El suelo es la fuente de agua para las plantas terrestres y puede ser una fuente abundante de agua, incluso si parece seca. Las raíces de las plantas absorben el agua del suelo a través de los pelos radiculares y la transportan hasta las hojas a través del xilema. A medida que se pierde vapor de agua de las hojas, el proceso de transpiración y la polaridad de las moléculas de agua (que les permite formar enlaces de hidrógeno) atrae más agua desde las raíces a través de la planta hasta las hojas (Figura ( PageIndex <1> )). Las plantas necesitan agua para mantener la estructura celular, para las funciones metabólicas, para transportar nutrientes y para la fotosíntesis.

Figura ( PageIndex <1> ): El agua se absorbe a través de los pelos de la raíz y sube por el xilema hasta las hojas.

Las células vegetales necesitan sustancias esenciales, denominadas colectivamente nutrientes, para sustentar la vida. Los nutrientes de las plantas pueden estar compuestos de compuestos orgánicos o inorgánicos. Un compuesto orgánico es un compuesto químico que contiene carbono, como el dióxido de carbono obtenido de la atmósfera. El carbono que se obtuvo del CO2 atmosférico constituye la mayor parte de la masa seca dentro de la mayoría de las plantas. Un compuesto inorgánico no contiene carbono y no es parte ni es producido por un organismo vivo. Las sustancias inorgánicas, que forman la mayor parte de la solución del suelo, se denominan comúnmente minerales: las que necesitan las plantas incluyen nitrógeno (N) y potasio (K) para estructurar y regular.


Lección de ciencia de raíces y gusanos

Todo sobre las lombrices de tierra

¡Las lombrices de tierra viven en el suelo de todos los continentes del mundo, excepto en la Antártida! Hay alrededor de 2700 tipos diferentes de ellos.

No son demasiado para mirar (incluso pueden parecer un poco asquerosos), pero las lombrices de tierra son realmente buenas en lo que hacen. Es posible que se sorprenda al saber que su trabajo es muy importante. ¿Entonces, qué hacen? Cavan túneles a través del suelo en el suelo. A medida que avanzan, comen, digieren su comida y luego la excretan. Eso no suena muy importante. Bueno, resulta que los & # 8220 desechos & # 8221 que excretan los gusanos son en realidad muy valiosos para el suelo. Está lleno de nutrientes que ayudan a las plantas a crecer. Los túneles que forman también ayudan a mantener el suelo saludable al suministrarle oxígeno y facilitar que el agua penetre en el suelo. Los gusanos suben periódicamente a la superficie del suelo para encontrar comida, luego vuelven a bajar y continúan excavando túneles. Este proceso ayuda a mezclar el suelo más rico de más abajo en la tierra con el suelo en la parte superior. Esto es importante porque las plantas ya han consumido muchos de los nutrientes de la capa superficial del suelo y el suelo de abajo tiene más nutrientes. Todas estas cosas hacen que el suelo sea mejor para que crezcan las plantas. Esto es importante para nosotros, ya que la mayoría de nuestros alimentos provienen de plantas o de animales que comen plantas.

¡Las lombrices de tierra son excelentes recicladoras! Comen cosas como hojas caídas y animales en descomposición. También pueden comer restos de comida, cáscaras de frutas y verduras, cáscaras de huevo y algo de basura (como posos de café y bolsitas de té). La materia orgánica & # 8211 algo que proviene de un ser vivo, como una planta o un animal & # 8211, eventualmente se descompondrá por sí sola, pero una lombriz de tierra puede comer y digerir una cantidad de comida y suciedad igual a su propio peso en un un solo día, por lo que el proceso es mucho más rápido con su ayuda. Esto mantiene el suelo lleno de nutrientes útiles.

Los gusanos necesitan alimento, oxígeno y humedad para vivir. Respiran a través de la piel en lugar de hacerlo con los pulmones. El oxígeno del agua en el suelo puede pasar a través de la piel de un gusano para mantenerlo vivo. Les gusta que la tierra esté húmeda para que su piel pueda permanecer húmeda y viscosa, pero no demasiado húmeda. Si sale al aire libre después de una tormenta, es posible que pueda ver algunas lombrices de tierra en la acera. A veces, después de una lluvia intensa, las lombrices de tierra suben a la superficie porque han recibido demasiada agua mientras están en el suelo. Sin embargo, los rayos ultravioleta de la luz solar pueden matar a los gusanos muy rápidamente, por lo que si la tormenta de lluvia ocurre durante el día y el sol comienza a brillar de nuevo, las lombrices de tierra que han subido a la superficie a menudo se queman con los rayos del sol y mueren. Si ve lombrices de tierra en la acera, es una buena idea usar un palo para moverlas de regreso a un área con tierra.

Anatomía de una lombriz de tierra

Las lombrices de tierra son criaturas muy simples. No tienen brazos, piernas ni orejas. En lugar de ojos, tienen células especiales en el exterior de su cuerpo que son muy sensibles a la luz. Esas células les ayudan a ver la luz, pero nada más. Tienen pequeños cerebros simples que se utilizan para ayudarlos a mover sus cuerpos. También pueden tener hasta cinco corazones para ayudar a bombear sangre a través de sus cuerpos largos.

El cuerpo de una lombriz de tierra se divide en muchos segmentos y tienen una cabeza y una parte trasera. El primero de los pequeños segmentos es la boca de la lombriz de tierra y el último segmento es su ano, donde los desechos, llamados castings, sale de su cuerpo. Ambos extremos se ven similares, pero puede distinguir el extremo de la cabeza por el segmento grueso en forma de anillo que se encuentra cerca de él.

La boca de una lombriz de tierra es muy pequeña, pero es lo suficientemente fuerte como para sostener una hoja y arrastrarla mientras la lombriz se mueve. Cuando una lombriz de tierra come, usa un músculo en su garganta para mover la comida hacia un pequeño espacio llamado cultivo. La comida permanece en el cultivo por un tiempo, algo así como la comida permanece en el estómago por un tiempo. Luego se empuja a otro espacio llamado molleja. La molleja tiene grandes granos de arena y pequeñas piedras de la arena y la suciedad que el gusano ha comido. Para digerir la comida, la molleja entra y sale y la arena y las piedras se frotan y muelen la comida. Desde allí pasa a través de los intestinos de las lombrices, donde la lombriz obtiene toda la nutrición que necesita de la comida. Luego sale del cuerpo del gusano como piezas fundidas.

Todo sobre las raíces

La mayoría de las plantas comienzan su vida como una especie de semilla. Una semilla tiene toda la información que necesita para convertirse en una planta, pero antes de que pueda crecer, necesita ciertas condiciones para ser correcta. Cuando tenga todo lo que necesita (calor, oxígeno y agua), brotará. La semilla germinada pronto crecerá un madre por encima del suelo. Debajo del suelo, crecerá raíces. Las raíces crecen hacia abajo en el suelo. Las raíces son muy importantes para las plantas. Ayudan a mantener la planta en su lugar en el suelo mientras crece. También proporcionan agua y nutrientes de los que la planta no puede vivir. Las raíces absorben los nutrientes y el agua del suelo, luego los nutrientes se mueven por las raíces hasta el tallo de la planta para llegar a las hojas, flores y frutos. Las raíces tienen pelos diminutos que ayudan a absorber el agua y los nutrientes del suelo. A veces, las plantas usan sus raíces para almacenar alimentos adicionales, especialmente durante el invierno.

¿Recuerdas qué necesitan las plantas para crecer? Necesitan luz solar, aire y agua. También necesitan nutrientes. La mejor forma de que las plantas obtengan nutrientes es del suelo. Como ya ha aprendido, las lombrices de tierra ayudan a proporcionar al suelo una gran cantidad de nutrientes excelentes. Las raíces de una planta son las partes que permiten que una planta utilice los nutrientes que proporcionan los gusanos. Las raíces ayudan a las plantas a crecer, y luego las lombrices de tierra se comen las partes sobrantes de las plantas y el ciclo comienza de nuevo.

Hay varios tipos diferentes de raíces. Algunas plantas tienen muchas raíces y otras solo algunas. Los árboles tienen grandes sistemas de raíces, algunos muy grandes para ayudar a sostener el árbol de manera segura en el suelo, y muchos más pequeños para ayudar al árbol a obtener agua y nutrientes. ¡Algunas verduras, como zanahorias, rábanos y nabos, en realidad son raíces! Se llaman raíces pivotantes, porque solo tienen una raíz principal larga. El azúcar proviene de un tipo de raíz, llamada remolacha azucarera, que es similar a un tubérculo.

Además de mantener una planta en su lugar, las raíces pueden ayudar a mantener la tierra en su lugar. Por ejemplo, las raíces de los árboles que crecen a lo largo de la orilla de un río o cerca de un océano pueden ayudar a mantener el suelo en su lugar cuando el agua lo baña.

Hoja de trabajo imprimible

Esta hoja de trabajo se puede usar como un juego de emparejar (cortando las ocho imágenes de raíces y plantas) o como una revisión de cortar y pegar de las diferentes raíces que pueden tener las plantas. Tómese un momento para discutir cómo los diferentes tipos de plantas usan sus diferentes tipos de raíces y por qué podrían tener la forma que tienen.


Ciclo carbono-oxígeno

El carbono y el oxígeno son independientes entre sí, pero están estrechamente conectados y son interdependientes entre sí. El siguiente artículo cubrirá información que lo ayudará a comprender en detalle el ciclo carbono-oxígeno.

El carbono y el oxígeno son independientes entre sí, pero están estrechamente conectados y son interdependientes entre sí. El siguiente artículo cubrirá información que le ayudará a comprender en detalle el ciclo carbono-oxígeno.

La vida en el planeta Tierra continúa debido a la presencia de nutrientes orgánicos e inorgánicos presentes en la naturaleza. Es muy importante que estos nutrientes se reciclen continuamente. Si esto no sucede, todos los recursos nutritivos del mundo se extinguirán por completo. Sin nutrientes significa que no hay vida en la Tierra. Entonces, para que se mantenga el ciclo de vida de cada ser vivo, organismo unicelular o multicelular, el reciclaje de los nutrientes es muy importante. Uno de los ciclos importantes es el ciclo carbono-oxígeno.

¿Te gustaría escribir para nosotros? Bueno, estamos buscando buenos escritores que quieran correr la voz. Ponte en contacto con nosotros y hablamos.

El proceso del ciclo carbono-oxígeno

Hay cuatro pasos involucrados en la finalización de este ciclo. Estos métodos se analizan a continuación:

Fotosíntesis
Las plantas se someten a una fotosíntesis que les ayuda a producir energía y alimento por sí mismas. Durante este proceso, las plantas absorben dióxido de carbono (CO2) y absorben agua (H2O) con la ayuda de sus raíces. La clorofila presente en las hojas y la energía del sol, ayuda a convertir el CO2 y H2O en oxígeno O2, azúcar y vapor de agua. Oxígeno (O2) es liberado por las plantas como subproducto a la atmósfera.

El dióxido de carbono del aire y el agua del suelo en presencia de luz (energía) es tomado por las plantas y convertido en carbohidratos y oxígeno como subproductos.

Respiración
Así como las plantas realizan la fotosíntesis, los animales realizan la respiración. La respiración ocurre cuando los animales ingieren oxígeno del aire junto con azúcares simples de sus alimentos. Esto ayuda a liberar dióxido de carbono, agua y energía del cuerpo animal. Durante la respiración celular, los animales requieren O2 mientras inhala. Cuando exhalan el producto de desecho de la respiración celular, liberan CO2 a la atmósfera de nuevo.

Fórmula para la respiración

¿Te gustaría escribir para nosotros? Bueno, estamos buscando buenos escritores que quieran correr la voz. Ponte en contacto con nosotros y hablamos.

Los carbohidratos tomados de alimentos como plantas o compuestos a base de carbono junto con el oxígeno se convierten en dióxido de carbono que se libera al aire junto con el agua y la energía durante la respiración.

Combustión
Es un proceso de quema que ocurre naturalmente en la naturaleza. Por ejemplo, las erupciones volcánicas son procesos de combustión natural en los que se libera dióxido de carbono a la atmósfera debido a la combustión. Hoy en día, existen muchos contaminantes ambientales que provocan un aumento en la cantidad de CO2 en el aire. Estos incluyen automóviles, fábricas, quema de madera, carbón, energía nuclear, gas, etc. Esta combustión irresponsable y liberación de dióxido de carbono excesivo y otros gases nocivos en el medio ambiente es el principal factor que contribuye al calentamiento global actual.

Descomposición
Después de la muerte de cualquier organismo vivo, es decir, un organismo unicelular o multicelular, se descompone. Esta descomposición significa que los insectos, hongos y bacterias (en conjunto llamados descomponedores) ayudan a descomponer los componentes celulares del organismo muerto en sus elementos básicos. Estos elementos incluyen agua, calcio, nitrógeno, carbono y oxígeno. Por lo tanto, los descomponedores ayudan a liberar oxígeno y dióxido de carbono a la atmósfera como sus productos de desecho metabólico.

El ciclo completo se puede resumir en plantas que absorben dióxido de carbono y liberan oxígeno durante la fotosíntesis. Este oxígeno liberado es absorbido por animales que liberan dióxido de carbono después de realizar la respiración. Por lo tanto, el reciclaje de carbono y oxígeno en la atmósfera continuará mientras ocurran la respiración y la fotosíntesis. Esto también demuestra que, para sustentar la vida, las plantas son muy importantes, ya que son las principales contribuyentes a la cantidad de oxígeno presente en la atmósfera. Aunque ambos ciclos ocurren de forma independiente, están, en pequeña medida, interconectados entre sí.

Artículos Relacionados

El carbono es probablemente el elemento más vital del planeta Tierra. Su vitalidad se reafirma con el ciclo del carbono. Este artículo de BiologyWise presenta su diagrama y una explicación completa que

El carbono es el componente principal de toda la materia orgánica, desde los combustibles fósiles hasta el ADN, es decir, la base genética de todas las formas de vida. Tracemos el camino del carbono como & hellip

¿Qué es el ciclo del carbono? ¿Por qué es importante? ¿Como funciona? En este artículo habrá una explicación simple de las preguntas anteriores para niños. Sigue leyendo & hellip


¿Por qué no se puede realizar el experimento del anillo en plantas monocotiledóneas?

¿Quién estableció el experimento del timbre y por qué no se puede realizar el experimento en plantas de monocotiledóneas? "

El experimento del timbre

El experimento del anillo consiste en extraer una parte seleccionada de un tejido del tallo en forma de anillo o faja. Hay dos tipos de tejidos anulares que se extraen, uno solo se extrae el floema y el segundo, se extrae el xilema. Se seleccionan tres plantas en el experimento de anillado. Las tres plantas seleccionadas se mantienen bajo la luz solar para permitir que tenga lugar la fotosíntesis. Deje que las plantas sean las plantas A, B y C. Después de una breve duración de la luz del sol, se observa que en la planta B, la parte del tallo cortado sobresale inmediatamente por encima del anillo. Por otro lado, las plantas A y C no tienen ningún signo de abultamiento. Esto funciona sobre los cimientos de la translocación descendente que tiene lugar en el floema cuando se eliminó el floema B de la planta. Tales casos no ocurrieron en las plantas A o C ya que el floema aún estaba intacto. Esto sugiere que la eliminación del xilema no tuvo ningún efecto sobre la translocación como se ve en A.

En el próximo experimento, se seguirá un procedimiento similar que muestra la translocación ascendente también realizada a través del floema. El procedimiento comienza con la eliminación del xilema en la planta A, la eliminación del floema en la planta B y el control en la planta C. Los brotes en A y B se defolian por encima de los anillos. La parte cortada se guarda en un cilindro de vidrio que se llena de agua para mantener los tejidos húmedos. En la planta A, donde solo se eliminó el xilema, se muestra el alargamiento del tallo. Esto muestra que hubo un movimiento inalterado de solutos a través del floema. En la planta B, no se observa alargamiento. Esto indica que se eliminó la interrupción del flujo de soluto en el tallo.

Estudios de trazadores con análisis de savia que muestran claramente que los tubos de cribado son las estructuras principales en las que los materiales orgánicos se trasladan dentro de la planta. Este es el método utilizado para determinar la translocación en plantas. En el experimento de trazadores, el objetivo principal es conocer el flujo de sacarosa. Este procedimiento utiliza dióxido de carbono radiactivo donde C se trata como 14C. Dióxido de carbono, que simplemente significa que en el CO2 hay solo un átomo de carbono y dos de oxígeno. El dióxido de carbono radiactivo se coloca en una bolsa sobre la hoja de experimentación y se sella. Después de un tiempo, el dióxido de carbono se convertirá en forma de glucosa donde se toma una radiografía para mostrar claramente dónde se ha movido el material radiactivo.

Otro procedimiento experimental es donde se cultiva una planta en un laboratorio y una hoja se expone a un dióxido de carbono que contiene el isótopo radiactivo 14C. Este 14CO2 es absorbido por la planta durante la fotosíntesis y luego el 14C se incorpora a la sacarosa y la glucosa. Más tarde, la planta se congela en nitrógeno líquido para matarla y fijarla lo suficientemente rápido y luego se coloca en una película fotográfica en la oscuridad. Los resultados muestran una autorradiografía que describe la ubicación del compuesto que contiene el 14C. El experimento muestra cómo los compuestos orgánicos se transportan hacia abajo desde las hojas hasta las raíces en una planta. La técnica se puede utilizar para rastrear los iones, azúcares o agua.

Explique cómo se trasladan las sustancias orgánicas en las plantas.

El flujo de masa, en pocas palabras, es el movimiento de materia de una sustancia a través de un canal designado. En fisiología vegetal, esto a menudo incluye el movimiento ascendente del agua en el suelo hacia el tejido de la planta vascular. El movimiento general de materiales desde las superficies de intercambio hasta las celdas necesarias a través del sistema de transporte masivo de la planta se logra mediante flujo másico.

¿Cuáles son los métodos científicos para investigar el transporte en experimentos con trazador y timbre?

Tengo que escribir un ensayo respondiendo a esta pregunta, pero no puedo encontrar suficiente información para completar el ensayo.

El método científico es un proceso utilizado por científicos e investigadores para llevar a cabo nuestros experimentos e investigaciones. El método científico incluye varios pasos:

    Haga una pregunta o cree una pregunta que le gustaría responder con su experimento.


Los animales tienen que encontrar y comer alimentos, pero las plantas pueden producir los suyos utilizando la energía de la luz solar. Este proceso, llamado fotosíntesis, proporciona a las plantas la energía y la materia prima para el crecimiento.

¿QUÉ SUCEDE EN LA FOTOSÍNTESIS?

Las hojas de las plantas atrapan la energía de la luz solar, que transforma el dióxido de carbono y el agua en un alimento rico en energía llamado glucosa. La glucosa proporciona energía a la planta y también se utiliza para producir sustancias como la celulosa, que forma las paredes celulares de la planta.


Blog de STEMvisions

Cuando tiene hambre, toma un bocadillo de su refrigerador o despensa. Pero, ¿qué pueden hacer las plantas cuando tienen hambre? Probablemente sepa que las plantas necesitan luz solar, agua y un hogar (como tierra) para crecer, pero ¿de dónde obtienen su alimento? ¡Lo hacen ellos mismos!

Las plantas se denominan autótrofas porque pueden utilizar la energía de la luz para sintetizar o crear su propia fuente de alimento. Muchas personas creen que están "alimentando" una planta cuando la ponen en el suelo, la riegan o la colocan al aire libre al sol, pero ninguna de estas cosas se considera alimento. Más bien, las plantas usan la luz solar, el agua y los gases del aire para producir glucosa, que es una forma de azúcar que las plantas necesitan para sobrevivir. Este proceso se llama fotosíntesis y lo realizan todas las plantas, algas e incluso algunos microorganismos. Para realizar la fotosíntesis, las plantas necesitan tres cosas: dióxido de carbono, agua y luz solar.

Al absorber agua (H2O) a través de las raíces, dióxido de carbono (CO2) del aire y energía luminosa del Sol, las plantas pueden realizar la fotosíntesis para producir glucosa (azúcares) y oxígeno (O2). CRÉDITO: mapichai / Shutterstock.com

Al igual que usted, las plantas necesitan absorber gases para vivir. Los animales absorben gases a través de un proceso llamado respiración. Durante el proceso de respiración, los animales inhalan todos los gases de la atmósfera, pero el único gas que se retiene y no se exhala inmediatamente es el oxígeno. Sin embargo, las plantas absorben y utilizan gas dióxido de carbono.
para la fotosíntesis. El dióxido de carbono entra a través de pequeños orificios en las hojas, flores, ramas, tallos y raíces de una planta. Las plantas también necesitan agua para producir su alimento. Dependiendo del entorno, el acceso al agua de una planta variará. Por ejemplo, las plantas del desierto, como un cactus, tienen menos agua disponible que un nenúfar en un estanque, pero cada organismo fotosintético tiene algún tipo de adaptación, o estructura especial, diseñada para recolectar agua. Para la mayoría de las plantas, las raíces son responsables de absorber el agua.

El último requisito para la fotosíntesis es importante porque proporciona la energía para producir azúcar. ¿Cómo toma una planta el dióxido de carbono y las moléculas de agua y forma una molécula de alimento? ¡El sol! La energía de la luz provoca una reacción química que descompone las moléculas de dióxido de carbono y agua y las reorganiza para producir azúcar (glucosa) y oxígeno gaseoso. Una vez que se produce el azúcar, las mitocondrias lo descomponen en energía que se puede utilizar para el crecimiento y la reparación. El oxígeno que se produce se libera por los mismos orificios diminutos por los que entró el dióxido de carbono. Incluso el oxígeno que se libera tiene otro propósito. Otros organismos, como los animales, usan oxígeno para ayudarlos a sobrevivir.

Si tuviéramos que escribir una fórmula para la fotosíntesis, se vería así:

Todo el proceso de fotosíntesis es una transferencia de energía del Sol a una planta. En cada molécula de azúcar creada, hay un poco de energía del Sol, que la planta puede usar o almacenar para más adelante.

Imagina una planta de guisantes. Si esa planta de guisantes está formando nuevas vainas, requiere una gran cantidad de energía de azúcar para crecer más. Esto es similar a cómo comes los alimentos para crecer más alto y más fuerte. Pero en lugar de ir a la tienda y comprar alimentos, la planta de guisantes utilizará la luz solar para obtener la energía necesaria para producir azúcar. Cuando las vainas de los guisantes
están completamente desarrollados, es posible que la planta ya no necesite tanta azúcar y la almacenará en sus células. Un conejo hambriento llega y decide comerse un poco de la planta, lo que proporciona la energía que le permite volver a saltar a su hogar. ¿De dónde vino la energía del conejo? Considere el proceso de fotosíntesis. Con la ayuda de dióxido de carbono y agua, la vaina de guisante utilizó la energía de la luz solar para construir las moléculas de azúcar. Cuando el conejo se comió la vaina de guisantes, indirectamente recibió energía de la luz solar, que se almacenó en las moléculas de azúcar de la planta.

¡Podemos agradecer la fotosíntesis por el pan! Los granos de trigo, como los que se muestran en la imagen, se cultivan en grandes campos. Cuando se cosechan, se muelen hasta obtener un polvo que podríamos reconocer como harina. CRÉDITO: Elena Schweitzer / Shutterstock.com

Los seres humanos, otros animales, hongos y algunos microorganismos no pueden producir alimentos en sus propios cuerpos como los autótrofos, pero aún dependen de la fotosíntesis. A través de la transferencia de energía del Sol a las plantas, las plantas producen azúcares que los humanos consumimos para impulsar nuestras actividades diarias. Incluso cuando comemos cosas como pollo o pescado, estamos transfiriendo energía del Sol a nuestros cuerpos porque, en algún momento, un organismo consumió un organismo fotosintético (por ejemplo, el pescado comió algas). Así que la próxima vez que comas un bocadillo para reponer tu energía, ¡agradece al sol por ello!

Este es un extracto del Estructura y función unidad de nuestra línea de productos curriculares, Science and Technology Concepts TM (STC). Visite nuestra editorial, Carolina Biological, para obtener más información.

[BONIFICACIÓN PARA PROFESORES] Mire "Fotosíntesis: Cegado por la luz" para explorar los conceptos erróneos de los estudiantes sobre la materia y la energía en la fotosíntesis y las estrategias para obtener ideas de los estudiantes para abordarlas o desarrollarlas.


Lo opuesto a la fotosíntesis

Aquí hay una explicación más detallada del proceso de respiración en las plantas. Ya mencionamos cómo implica el uso de la glucosa (azúcares) que se produce durante la fotosíntesis en combinación con el oxígeno para crear energía. Esta energía es responsable del crecimiento de las plantas. La respiración puede considerarse el proceso opuesto a la fotosíntesis. Las plantas producen su alimento en el mundo natural.

La respiración puede considerarse el proceso opuesto a la fotosíntesis.

Las plantas utilizan dióxido de carbono del medio ambiente y producen glucosa y oxígeno. Estos pueden utilizarse posteriormente como fuente de energía. La fotosíntesis solo tiene lugar en las hojas y los tallos. Esto es diferente del proceso de respiración. Ocurre en las raíces, así como en las hojas y los tallos. Las plantas obtienen el oxígeno necesario para este proceso a través de los estomas. El proceso de respiración tiene lugar en las mitocondrias de las células una vez que el oxígeno está presente. Este proceso se llama respiración aeróbica.


BIENESTAR HUMANO Y FELICIDAD

Como beneficio adicional, si podemos cultivar alimentos en el espacio, es probable que esto conduzca a una tripulación más feliz. No somos máquinas, y la mayoría de los seres humanos disfrutan de tener plantas alrededor y cultivar plantas.

Primero, está el sabor. Los alimentos frescos, las hojas de lechuga y los tomates recogidos de la planta, y el pan que usted mismo hornea, del trigo que usted mismo cultivó, saben mucho mejor que los alimentos secados y reconstituidos, que es todo lo que tendría de otra manera en un viaje de larga duración.

Además, a la mayoría de la gente le gusta tener plantas alrededor y cuidarlas.

Es cierto que puedes sobrevivir bien sin plantas. Si es un preso en régimen de aislamiento, no tiene otra opción y es posible que se adapte bien a su situación. Y muchos ermitaños en el pasado, e incluso hoy, pasan años en cuevas y otros pequeños lugares confinados, sin plantas ni mucho de nada más que paredes en blanco, y salen felices de sus retiros. Lo mismo ocurre con la tripulación de botes de remos y similares en viajes de larga distancia, por ejemplo, cuando navegan a través del Pacífico, viven en espacios reducidos durante semanas o meses y son felices en esas situaciones.

Sin embargo, eso no es para todos. Es probable que tener plantas en la nave espacial y alimentos frescos que ellos mismos hayan cultivado contribuya a la felicidad y el bienestar general de la tripulación. Esto se menciona a menudo como un beneficio adicional en la literatura. Y, en pequeña medida, esto ya ha sucedido: en la ISS, cuidar su pequeña cosecha de plantas tiene un efecto calmante sobre los astronautas y cosmonautas.

Una tripulación feliz tomará mejores decisiones y es más probable que presente soluciones inspiradas y creativas a los problemas, por lo que puede ser mejor para completar los objetivos de la misión. Y en cualquier caso, en igualdad de condiciones, seguramente es mejor optar por una solución que sea más agradable para la tripulación.

Especialmente en misiones de larga duración, lejos de la Tierra, donde sus plantas en su nave espacial pueden ser lo único verde que hay durante muchos minutos luz, muchos millones de kilómetros, en todas direcciones. Incluso en el lado opuesto de la Luna, las plantas verdes en su nave espacial pueden ser su único vínculo tangible directo con el ecosistema de la Tierra que ya no pueden ver en el cielo.