III. DISPONIBILIDAD DE RECURSOS EN EL ESPACIO Y EL TIEMPO
AHORA que ya hemos descrito uno a uno los recursos que las plantas
requieren para vivir, mencionaremos brevemente c�mo algunos de ellos cambian
en concentraci�n, estado y calidad en diferentes espacios y a trav�s del tiempo
y la manera en que las plantas se ajustan a esos cambios. Seguiremos para ello
el orden establecido en el cap�tulo anterior.
Puede considerarse que su concentraci�n es constante en todo el espacio ocupado por las plantas y en el tiempo del periodo hist�rico que m�s nos interesa en este libro. A veces, en comunidades vegetales muy densas y con poco movimiento de aire, al mediod�a su concentraci�n puede bajar del nivel normal sin que esto tenga consecuencias apreciables para las plantas.
El agua es tan importante para las plantas que ella sola determina la mayor�a de las adaptaciones de estos organismos a diferentes medios. A pesar de que el agua cubre las tres cuartas partes de la superficie terrestre y forma tambi�n grandes dep�sitos subterr�neos, en muchas zonas emergidas de la Tierra suele escasear notablemente, ya sea en forma temporal o permanente, debido principalmente a la direcci�n y caracter�sticas de las corrientes de aire que mueven en vapor de agua del mar a la tierra y a los obst�culos que pueden oponerse a ese movimiento.
Existen lugares del planeta que tienen lluvias y humedad casi todos los d�as, en vol�menes muy altos, que sobrepasan ampliamente lo que las plantas requieren, en tanto que en otros sitios apenas se registran algunas gotas de lluvia en los mejores a�os. As� tenemos que en algunas selvas tropicales si pudi�semos recoger y conservar toda el agua que cae con la lluvia en un a�o tendr�amos una capa de agua de m�s de 4 m de altura, en tanto que en un desierto muy �rido �sta no sobrepasar�a los 20 o 30 mm.
A pesar de la gran diversidad de condiciones de humedad que existen desde el extremo m�s h�medo al m�s seco, las plantas terrestres han logrado colonizar casi todos los ambientes gracias a que hay una gran variedad de posibilidades en cuanto a mecanismos para obtener el agua necesaria, conservarla, disminuir su p�rdida o evitar la extinci�n, cuando la desecaci�n total es inevitable. En las plantas superiores este interesante tema es tan extenso que puede cubrir muchos vol�menes. Aqu� s�lo haremos un bosquejo general de �l, tanto en este cap�tulo como en otro posterior.
En algunas regiones tropicales y ciertos ambientes permanentemente h�medos,
existe agua aprovechable por las plantas en forma continua. Las plantas de esos
sitios pueden permanecer verdes, con hojas, todo el a�o, absorbiendo agua, transpirando
y fotosintetizando diariamente. Sin embargo, en la mayor parte de la corteza
terrestre el agua escasea al menos en una temporada del a�o. En esos lugares,
durante la �poca seca el suelo se deshidrata parcial o totalmente y las plantas
no pueden recuperar el agua que pierden por transpiraci�n, as� que irremediablemente
�sta tiene que disminuir y el proceso fotosint�tico tambi�n disminuye o llega
a interrumpirse. Para evitar la desecaci�n excesiva, en la estaci�n sin lluvias
se pierden las hojas, que son los �rganos que transpiran m�s y no funcionan
sin agua. Como consecuencia de ello, la fotos�ntesis y el crecimiento se interrumpen
y el resto de los tejidos vivos de las plantas entran en un estado de desecasi�n
parcial y reducci�n de la respiraci�n, que les permite sobrevivir hasta la siguiente
estaci�n h�meda, en la que se formar�n nuevas hojas y el crecimiento se reanudar�.
En el cuadro III hemos indicado el contenido en humedad de diferentes tejidos
y �rganos vegetales en crecimiento.
| % H2O | ||
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Raíces
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1) tejidos jóvenes en la cebada
¾ 2) tejidos maduros en el girasol ¾ |
93 71 |
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Tallos
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1) de girasol ¾¾¾¾¾¾¾¾ 2) de pino ¾¾¾¾¾¾¾¾¾ |
87 50 |
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Hojas
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1) de lechuga jóvenes¾¾¾¾¾ 2) de girasol maduras¾¾¾¾¾ 3)de maíz maduras¾¾¾¾¾¾ |
94 81 77 |
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Frutos
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1) tomate¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ 2) melón ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ 3) fresa ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ |
94 92 89 |
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Semillas
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1) elote tierno ¾¾¾¾¾¾¾¾ 2) cebada¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ 3) cacahuate¾¾¾¾¾¾¾¾¾ |
84 10 5 |
Existen otras formas de sobrevivir la sequ�a que pueden ser m�s o menos efectivas, dependiendo de las condiciones de cada lugar. Los cactus y otras formas vegetales de los desiertos almacenan agua en tejidos especiales, lo que les permite continuar transpirando en peque�a escala y efectuando la fotos�ntesis a trav�s de la estaci�n seca. En cap�tulos posteriores veremos algunas otras maneras de ahorrar agua y sobrevivir a la sequ�a. En la figura 13 hemos representado el efecto de la orograf�a sobre la cantidad de humedad que llega al terreno en forma de lluvia y su influencia sobre la fisonom�a de la vegetaci�n.
Figura 13. La orograf�a est� estrechamente relacionada con la distribuci�n
de la humedad en los continentes y, como consecuencia, con la fisonom�a de la
vegetaci�n. En este corte de un paisaje natural vemos c�mo cambia la cantidad
de lluvia disponible por el efecto de una monta�a. Un r�o o un lago de una zona
des�rtica tambi�n modifican la fisonom�a de la vegetaci�n que crece en sus orillas.
Este gas es mucho m�s abundante que el di�xido de carbono en la atm�sfera y, como las plantas lo producen en la fotos�ntesis, su concentraci�n en el espacio y en el tiempo es m�s que suficiente; sin embargo, muchas plantas pueden sufrir da�os o morir cuando el suelo en el que viven se compacta demasiado, como ocurre a veces en parques y calles de ciudades, o se impregna de agua por tiempo largo. Ambos tipos de cambios en el suelo limitan la penetraci�n del aire entre las part�culas que lo forman, impidi�ndose de este modo la oxigenaci�n de las ra�ces. Muchas plantas que viven en suelos pantanosos o muy compactos, est�n adaptadas para tolerar una pobre oxigenaci�n de las ra�ces.
Con respecto a la distribuci�n de estos recursos podemos distinguir tres diferentes situaciones. La primera corresponde al nitr�geno, ya que por no ser un componente de las rocas sino de la atm�sfera, su presencia en el suelo depende principalmente de la actividad de seres vivos y, por lo tanto, del estado de conservaci�n y manejo de la comunidad (animal, vegetal y microorg�nica) que habita en cada lugar.
La segunda situaci�n corresponde al f�sforo. �ste es un nutriente fundamental para plantas y animales, pero su concentraci�n en las rocas por lo general es relativamente baja, de modo que su presencia en el suelo y conservaci�n en la comunidad depende en gran medida del mantenimiento de un eficiente reciclamiento del suelo a la comunidad (todos los seres vivos de un lugar) y de �sta otra vez al suelo.
La tercera situaci�n corresponde a todos los dem�s nutrientes minerales, ya que �stos suelen ser m�s abundantes, aunque var�an notablemente de un suelo a otro. La cantidad disponible en los minerales y el reciclamiento en general es suficiente para asegurar el crecimiento de las plantas.
En este punto es necesario distinguir claramente entre el movimiento de los nutrientes que caracteriza a una comunidad natural (no alterada por el hombre) y el que se da en un campo de cultivo ya que existen diferencias fundamentales entre ambas condiciones.
La materia org�nica que se produce en las comunidades naturales (sean �stas bosques, praderas, matorrales o pantanos), en forma de hojas, ramas, excrementos, plantas y animales muertos, etc., queda depositada en el propio lugar donde se produce. Los nutrientes terminan siendo liberados de �sta por la descomposici�n y pueden ser tomados nuevamente por las plantas. Los nutrientes que pueden llegar por la lluvia, el polvo y sedimentos tambi�n contribuyen a mantener la fertilidad del suelo de manera indefinida, hablando naturalmente en t�rminos de nuestra escala humana de tiempo. En la figura 14 hemos indicado el reciclamiento interno de materia y energ�a que ocurre en un bosque.
Figura 14. En un bosque natural el reciclamiento de los nutrientes se da
en el interior de la comunidad. La hojarasca, ramas, troncos, excrementos y
cad�veres se descomponen en el mismo sitio, permitiendo as� la reposici�n de
los nutrientes que son utilizados por las plantas en crecimiento.
En un campo de cultivo, buena parte de la materia org�nica producida es sacada del lugar con la cosecha. Las pr�cticas agr�colas impiden en gran medida la descomposici�n de la materia org�nica en el propio sitio donde se produce, de manera que, a la corta o a la larga, algunos nutrientes que originalmente estaban en un nivel cr�tico en el suelo comienzan a hacerse m�s escasos, tal como puede verse en la figura 15.
Figura 15. En un campo de cultivo los factores que contribuyen a la p�rdida
de nutrientes del suelo son m�s intensos, como la lixiviaci�n, el lavado y la
extracci�n de nutrientes con la cosecha, de manera que con frecuencia, se requiere
de fertilizantes para mantener un nivel adecuado en el suelo.
Existen otras diferencias igualmente importantes a las anteriores. Las comunidades naturales son generalmente m�s diversas en plantas y animales y estructuralmente m�s complejas que los campos de cultivo, lo cual favorece el reciclamiento. Adem�s, la mayor�a de las plantas de las comunidades naturales son perennes, en tanto que las de la mayor�a de los cultivos son de corta vida; el suelo permanece desnudo gran parte del a�o y esto facilita el lavado de los nutrientes por el agua de lluvia y la erosi�n realizada por el viento. El calor producido por la insolaci�n directa del suelo tambi�n puede tener consecuencias importantes sobre la fertilidad.
Una comunidad natural no explotada (o correctamente explotada) generalmente es autosuficiente en nutrientes minerales; en cambio, la mayor�a de los campos de cultivo requiere de la adici�n regular de abonos org�nicos y/o fertilizantes sint�ticos para continuar siendo productiva. Las �nicas excepciones pueden ser ciertos suelos extremadamente f�rtiles derivados de algunos materiales volc�nicos y los suelos de los valles y vegas de r�os que mantienen su fertilidad debido a la llegada continua de nuevos sedimentos acarreados por sus aguas. En este �ltimo caso en realidad se trata de suelos fertilizados de manera involuntaria con nutrientes importados de otras regiones por las corrientes. Desgraciadamente estos suelos tan f�rtiles forman s�lo una m�nima parte de los suelos agr�colas del mundo.
Seg�n el tipo de suelo, la roca que lo origin�, la cantidad de lluvia, la temperatura, la composici�n de la comunidad que creci� o crece en �l, cada lugar de la corteza emergida de la tierra presenta uno o varios nutrientes minerales en concentraci�n cr�ticamente baja. Cualquier factor que rompa el equilibrio puede desencadenar la p�rdida del o los nutrientes cr�ticos y con ella la productividad baja.
Como ejemplo, podemos mencionar los muchos casos de zonas cubiertas de selvas semih�medas o secas de M�xico. En esas comunidades abundan los �rboles que pertenecen al grupo de las leguminosas. La fijaci�n del nitr�geno atmosf�rico por las bacterias asociadas a las ra�ces de esas plantas, as� como la que realizan microorganismos de vida libre, aunada al reciclamiento natural, mantiene un nivel suficiente de nitr�geno para el crecimiento de las plantas de esas selvas. Sin embargo, muchas veces esas selvas son taladas para cultivar plantas, como el ma�z, que no fijan nitr�geno. El suelo va perdiendo el nitr�geno que conten�a y a la larga, los cultivos dejan de producir lo suficiente y son sustituidos por zacatales para el ganado, cuyos requerimientos de nitr�geno son muy bajos pero que, en comparaci�n con los cultivos, son poco productivos y fomentan el desempleo. La adici�n de abonos y fertilizantes puede, en muchos casos, permitir el mantenimiento de los cultivos, pero algunas de estas sustancias son caras y muchos campesinos no pueden adquirirlas.
A pesar de que el f�sforo es con frecuencia escaso en el suelo, el reciclamiento tiende a mantenerlo estable en las comunidades naturales; cuando el reciclamiento se interrumpe, puede bajar a un nivel cr�tico para las plantas. Una de las causas m�s comunes de escasez de f�sforo es su conversi�n en una sustancia insoluble, que no puede ser tomada por las plantas. �stas absorben el f�sforo en forma de fosfato �cido, que es soluble. Cambios en la cantidad de materia org�nica del suelo y en la temperatura, ocasionados por la tala, pueden dar lugar a que el fosfato �cido se transforme en fosfato neutro insoluble, inaccesible para las plantas.
Una regi�n de M�xico en donde esto ocurre con frecuencia es la Pen�nsula de Yucat�n. All� los suelos derivan de roca caliza alcalina y pobre en f�sforo; cuando est�n cubiertos de selva, la abundante vegetaci�n mantiene el suelo neutro o ligeramente �cido en la superficie y el poco f�sforo disponible es soluble. Despu�s de la tala, en muy pocos a�os las condiciones del suelo cambian y gran parte del f�sforo se inmoviliza. �sta es una de las causas por las cuales los campos de cultivo deben abandonarse despu�s de cierto tiempo para permitir que la vegetaci�n natural los invada, restaur�ndose as� la fertilidad despu�s de varios a�os.
Otros suelos pobres en algunos nutrientes son, por ejemplo, los derivados de antiguas rocas de origen volc�nico que lo son en calcio y magnesio; los de lugares muy h�medos pueden carecer de cobre y los suelos de los pantanos de regiones fr�as, mal oxigenados y con gran cantidad de materia vegetal en proceso de muy lenta descomposici�n, suelen ser muy pobres en nitr�geno.
Los �nicos lugares de la Tierra en donde la luz solar puede llegar a la superficie terrestre en cantidades menores a las requeridas por las plantas son las regiones boreal y austral, ya cerca de los polos. En ellas la inclinaci�n de la Tierra es tal que la cantidad de luz solar que llega durante casi medio a�o es m�nima o nula, pero esas �pocas del a�o son tambi�n demasiado fr�as para permitir el crecimiento de las plantas y por ello, la insolaci�n m�nima no tiene consecuencias directas en el desarrollo vegetal, a no ser que las plantas crezcan en invernaderos.
La luz tambi�n puede empobrecerse en las regiones que sufren una nubosidad frecuente y densa y/o nieblas frecuentes, lo que puede afectar en cierta medida la productividad, aunque esto se puede ver compensado por la abundante humedad.
Dentro de un bosque o una selva las plantas m�s altas captan la mayor parte de la energ�a, de manera que las plantas de menor talla tienen que estar adaptadas a vivir en condiciones de luz escasa.
