IV. CAPTACI�N Y UTILIZACI�N DE LOS RECURSOS
EN EL diagrama presentado en la figura 16, se ve la estructura m�s com�n de una hoja, indic�ndose tambi�n la forma y disposici�n de los estomas. A trav�s de los estomas el aire penetra al interior de los espacios que existen entre los tejidos de la hoja, de donde las c�lulas obtienen el di�xido de carbono y hacia donde el agua es evaporada. Debido a ello, los estomas son organitos sumamente importantes, pues tienen la posibilidad de cerrar o abrir el orificio que presentan en el centro, control�ndose as� el paso del aire entre el medio interno y el externo de la hoja. Los movimientos de los estomas son regulados en forma muy precisa, de acuerdo con las condiciones del medio externo y las necesidades fisiol�gicas de la planta; veremos ahora de qu� manera realizan esta funci�n.
Figura 16. El corte de una hoja t�pica muestra la disposici�n de las capas
de c�lulas fotosint�ticas. Lo importante aqu� es apreciar c�mo el aire que circula
a trav�s de los estomas (figura inferior) llena los espacios huecos de la hoja,
de manera que las c�lulas no est�n lejos de la fuente del di�xido de carbono.
En t�rminos generales, los estomas ejercen su funci�n reguladora del aire, actuando como v�lvulas de paso. Cuando hay luz para la fotos�ntesis y suficiente cantidad de agua disponible para la transpiraci�n de la planta los estomas se mantienen abiertos. Cuando oscurece y tambi�n cuando la disponibilidad de agua disminuye, los estomas pueden cerrarse, cesando as� la transpiraci�n y la captaci�n de di�xido de carbono. Los estomas regulan esencialmente la p�rdida de agua, disminuyendo el peligro de marchitamiento, pero para que las plantas puedan crecer los estomas deben abrirse permitiendo el paso del aire.
El di�xido de carbono que se pone en contacto con las c�lulas fotosint�ticas de las hojas se disuelve en la humedad que las cubre, y por complejos mecanismos fisiol�gicos llega hasta los cloroplastos, donde sufre las transformaciones que ya conocemos.
Las sustancias org�nicas alimenticias producidas en los cloroplastos circulan hacia otras de las c�lulas de las hojas, hasta pasar a los vasos que forman el sistema circulatorio de las plantas. Existen en las plantas dos tipos de vasos y v�as de circulaci�n. En el caso particular que estamos describiendo ahora, el sistema se llama floema y por �l circulan los alimentos org�nicos producidos por la fotos�ntesis, que se mueven desde las partes verdes de las plantas hacia los tejidos no fotosint�ticos. Las largas hileras de vasos formados por las c�lulas vivas del floema recorren hojas, ramas, tallo, ra�ces, flores y frutos de las plantas, llevando los az�cares y otros nutrientes a todos los �rganos no verdes, como ra�ces, partes del tallo y ramas y, tambi�n, a aquellos �rganos verdes que no son autosuficientes como las hojas j�venes, partes de las flores y frutos. Cuando las hojas son ya demasiado viejas para ser autosuficientes, generalmente caen, dando lugar a que se formen nuevas hojas.
El agua es absorbida por las ra�ces gracias a que �stas penetran en un gran volumen de suelo. Las raicillas m�s peque�as que se van formando tienen una epidermis delgada por la que el agua penetra con facilidad, circulando a trav�s de las c�lulas de cada ra�z hasta llegar al otro tipo de vasos que hab�amos mencionado, llamados xilema. Esta v�a de circulaci�n est� formada por c�lulas muertas que tienen m�s o menos forma de tubo, de manera que muchas c�lulas unidas forman largas tuber�as por las que el agua asciende de la ra�z, a trav�s del tallo, hasta las c�lulas de las hojas, en donde es requerida en la mayor cantidad. En el diagrama de la figura 17 se presentan las dos v�as de circulaci�n.
Figura 17. El sistema circulatorio doble de las plantas permite la llegada
del agua y sales minerales (savia bruta) de las ra�ces a las hojas y, a la vez,
del agua con compuestos org�nicos producidos en los tejidos verdes (savia elaborada)
a las partes no verdes o en crecimiento m�s activo.
A trav�s del tiempo, los bot�nicos se han preguntado muchas veces acerca de la naturaleza de la fuerza que hace ascender el agua de las ra�ces a las hojas a lo largo de tallos y troncos en ocasiones gigantescos. Se han propuesto varias explicaciones. Actualmente sabemos que este fen�meno tiene una explicaci�n relativamente sencilla: la transpiraci�n producida en las c�lulas de las hojas causa un cierto grado de presi�n negativa o tensi�n en las c�lulas, que se va transmitiendo hacia los vasos que surten el agua del xilema; esta tensi�n va provocando una succi�n en cada vaso; la suma de la succi�n generada en cada hoja termina siendo una fuerza muy poderosa que hace ascender el agua. Esto es posible gracias a que el agua tiene propiedades de cohesi�n extraordinarias y a que los vasos son de un di�metro muy peque�o, lo que a�ade el efecto reforzador de la capilaridad.
Las ra�ces de las plantas son �rganos con potencialidades extraordinarias; a pesar de ello, han sido menos estudiadas que las hojas, debido quiz� a que presentan mayores dificultades para su estudio por su crecimiento y funcionamiento subterr�neo.
Las ra�ces crecen y se ramifican continuamente durante las etapas activas de las plantas, de manera que se van formando nuevas ra�ces hacia las capas del suelo en las que existe m�s agua y tambi�n nutrientes que puedan ser absorbidos. Se ha visto que la forma y la disposici�n de las ra�ces de las plantas var�an de acuerdo con las especies y el ambiente en donde crecen. Algunos tipos de plantas concentran sus ra�ces en la superficie, otras en zonas intermedias o profundas del suelo y otras m�s exploran simult�neamente varias capas; de este modo se reduce la competencia entre plantas diferentes, ya que pueden tener las ra�ces en diversos niveles. En la figura 18 hemos representado diferentes tipos de ra�ces.
Figura 18. En cada especie de planta, las ra�ces pueden variar de forma
y posici�n. El tipo 1 crece cerca de la superficie, el tipo 2 se introduce a
capas m�s profundas, el tipo 3 explora diferentes niveles y el tipo 4 se dirige
a capas profundas del suelo.
El volumen, continuo crecimiento y renovaci�n de las ra�ces tambi�n facilita la absorci�n de nutrientes minerales. En este aspecto es importante destacar que, con mucha frecuencia, ellas no efect�an solas el trabajo de buscar, disolver y absorber nutrientes. En muchas plantas, las ra�ces est�n asociadas m�s o menos estrechamente con microorganismos como bacterias y hongos que, con su presencia y su actividad fisiol�gica, aumentan la disponibilidad de ciertos nutrientes minerales. En seguida hablaremos de algunos casos.
Las ra�ces liberan al medio circundante peque�as cantidades de compuestos org�nicos como az�cares o amino�cidos, que favorecen a ciertos microorganismos que viven a su alrededor en el suelo, cerca de las mismas. As� se genera una especie de esfera de influencia de la ra�z que se conoce con el nombre de rizosfera. Los microorganismos favorecidos por la rizosfera pueden a su vez favorecer a la planta, al acelerar la solubilizaci�n de nutrientes del suelo o de la materia org�nica descompuesta o, como sucede con ciertas bacterias, fijando el nitr�geno atmosf�rico. A veces la asociaci�n con microorganismos es m�s estrecha que la de una simple rizosfera. Como hemos visto, las bacterias fijadoras de nitr�geno pueden vivir dentro de las c�lulas de la ra�z de las leguminosas o de algunos otros pocos �rboles, como el aile.
En muchos casos, las ra�ces se asocian con hongos que viven formando apretados tejidos sobre su superficie o pueden tener ramificaciones que penetran en los tejidos de las c�lulas radicales. Estos hongos, lejos de causar da�o, son por lo general ben�ficos, ya que aumentan la superficie de absorci�n de la ra�z con sus propios filamentos (hifas) y tambi�n facilitan la adquisici�n de ciertos nutrientes como el f�sforo y el calcio. A cambio de ello, los hongos reciben parte de los nutrientes org�nicos que las plantas producen en la fotos�ntesis.
Las asociaciones con hongos son muy frecuentes en la naturaleza, principalmente en las comunidades silvestres. Se conocen con el nombre de micorrizas. Las presentan, por ejemplo, algunas plantas muy conocidas como los pinos y los encinos, que s�lo pueden crecer adecuadamente cuando sus ra�ces est�n asociadas con hongos. Tambi�n presentan micorrizas casi todos los �rboles de las selvas tropicales. Por otra parte, la mayor�a de los cultivos de plantas de vida corta carecen de micorrizas, o �stas se hallan poco desarrolladas.
La abundancia y densidad de las micorrizas aumenta en aquellas regiones que presentan escasez cr�nica de algunos nutrientes, como ciertas selvas de suelos muy pobres.
El estudio de las micorrizas, la rizosfera y de las asociaciones de ra�ces con bacterias es un campo de la bot�nica cuyo desarrollo indudablemente tendr� repercusiones muy importantes en la agricultura, la explotaci�n forestal y la conservaci�n de la naturaleza, pues se ha visto que la nutrici�n de muchas plantas, sobre todo en comunidades naturales, depende m�s de estas asociaciones de lo que antes se pensaba, sobre todo en comunidades naturales.
En la figura 19 se ilustra la manera en que los filamentos de los hongos y las c�lulas de la ra�z se ponen en contacto en un tipo particular de micorrizas.
Figura 19. Las micorrizas son asociaciones de las ra�ces con ciertos tipos de hongos que favorecen la absorci�n de determinados nutrientes cr�ticos por las plantas. Son muy frecuentes en bosques y selvas.
En general, los tallos no participan en la absorci�n de nutrientes y tampoco est�n relacionados con la captaci�n de luz y di�xido de carbono, si se except�an aquellas plantas que tienen tallos verdes; sin embargo, su funci�n tambi�n es muy importante en la captaci�n de recursos pues contienen los vasos que comunican en ambos sentidos, ra�z y follaje, permiten a las plantas desarrollar su copa a cierta altura mejorando as� sus posibilidades de captar recursos, y aseguran la existencia de tejidos j�venes para renovar hojas y ramas, como veremos m�s adelante.
Algunas plantas tienen relaciones nutricionales con microorganismos en otros �rganos distintos a la ra�z. Citaremos el caso de ciertas con�feras primitivas gigantescas, que tienen algas verdeazulosas (llamadas tambi�n cianobacterias), fijadoras de nitr�geno, viviendo en las c�lulas de las hojas y es en ellas en donde puede fijarse el nitr�geno molecular atmosf�rico.
Un caso particular de nutrici�n vegetal que quiz� ha venido a la mente del lector, es el de las plantas llamadas "carn�voras" que, a diferencia de lo que popularmente se cree, son plantas muy peque�as que s�lo pueden capturar insectos o animales a�n menores. Estas plantas pertenecen a unas cuantas especies bastante escasas en el mundo que viven principalmente en suelos pantanosos pobres en f�sforo y nitr�geno, poseen hojas modificadas en las que los insectos pueden quedar atrapados para ser digeridos y asimilados, complementando as� la nutrici�n en compuestos de f�sforo y nitr�geno.
Con respecto a los nutrientes minerales, las plantas tambi�n presentan mecanismos de conservaci�n y ahorro interno cuyo desarrollo es mayor en medios m�s pobres en estos nutrientes. Describiremos ahora algunos de ellos.
En vegetales que se encuentran en suelos f�rtiles y h�medos, el cambio de hojas se realiza principalmente en funci�n de su eficiencia fotosint�tica y de los cambios clim�ticos. Las hojas, al caer, llevan consigo cierta cantidad de nutrientes en su estructura, que tambi�n se pierden; por eso, las plantas que crecen en suelos muy pobres suelen conservar sus hojas por m�s tiempo y �stas son m�s duras y resistentes. Se sacrifica as� parte de la eficiencia en aras del ahorro de nutrientes.
Cuando las hojas van a caer, debido a que son ya viejas o se acerca la estaci�n desfavorable, una parte de los nutrientes minerales que contienen es transferida y almacenada en otras partes de la planta por medio de complejos mecanismos fisiol�gicos, pero algunos nutrientes no pueden ser movilizados y permanecen en las hojas desechadas.
Todas las plantas est�n expuestas a perder parte de su follaje por el ataque de herb�voros que se alimentan de ellas. Principalmente muchos insectos y en segundo t�rmino otros tipos de animales influyen de manera muy importante en el crecimiento vegetal. Esto ha tra�do como consecuencia el desarrollo de mecanismos de protecci�n internos que tienden a disminuir los da�os de la herbivoria sobre las plantas. Podemos citar, entre otros mecanismos, la presencia de espinas o ciertos tipos de pelos sobre la superficie de las plantas y la existencia de sustancias t�xicas, pegajosas o irritantes en los tejidos.
En plantas de suelos muy pobres, los da�os producidos por los herb�voros son m�s serios porque ocasionan tambi�n la p�rdida de valiosos nutrientes minerales contenidos en los tejidos removidos por los depredadores. Debido a lo anterior, es frecuente que las plantas de suelos pobres tengan hojas duras, dif�cilmente digeribles, con peque�os cristales minerales entre sus tejidos; a veces estas hojas son t�xicas. Estas defensas disminuyen el ataque de herb�voros, aunque siempre habr� algunos capaces de com�rselas; sin embargo, con estas protecciones su n�mero y el da�o que infringen ser� menor.
Los mecanismos de ahorro de nutrientes, las defensas contra herb�voros, las asociaciones nutricionales con microorganismos en las ra�ces y un crecimiento m�s lento que en otros lugares m�s f�rtiles, hacen posible que existan plantas silvestres creciendo aun en los suelos m�s pobres.
La gran mayor�a de las plantas utilizadas o cultivadas por nosostros no son especies adaptadas a suelos muy pobres; es poco el provecho que se obtiene de las comunidades que crecen en esas condiciones. Es importante aprender a manejar, conservar y, en peque�a escala, tambi�n utilizar esas plantas, pues los suelos pobres cubren grandes extensiones de la Tierra.
