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 cómo algunos de ellos cambian
en concentración, estado y calidad en diferentes espacios y a través del tiempo
y la manera en que las plantas se ajustan a esos cambios. Seguiremos para ello
el orden establecido en el capítulo anterior.
Puede considerarse que su concentración es constante en todo el espacio ocupado por las plantas y en el tiempo del periodo histórico que más nos interesa en este libro. A veces, en comunidades vegetales muy densas y con poco movimiento de aire, al mediodía su concentración 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 mayoría 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 también grandes depósitos subterráneos, en muchas zonas emergidas de la Tierra suele escasear notablemente, ya sea en forma temporal o permanente, debido principalmente a la dirección y características de las corrientes de aire que mueven en vapor de agua del mar a la tierra y a los obstáculos que pueden oponerse a ese movimiento.
Existen lugares del planeta que tienen lluvias y humedad casi todos los días, en volúmenes 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 años. Así tenemos que en algunas selvas tropicales si pudiésemos recoger y conservar toda el agua que cae con la lluvia en un año tendríamos una capa de agua de más de 4 m de altura, en tanto que en un desierto muy árido ésta no sobrepasaría los 20 o 30 mm.
A pesar de la gran diversidad de condiciones de humedad que existen desde el extremo más húmedo al más 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 pérdida o evitar la extinción, cuando la desecación total es inevitable. En las plantas superiores este interesante tema es tan extenso que puede cubrir muchos volúmenes. Aquí sólo haremos un bosquejo general de él, tanto en este capítulo como en otro posterior.
En algunas regiones tropicales y ciertos ambientes permanentemente húmedos,
existe agua aprovechable por las plantas en forma continua. Las plantas de esos
sitios pueden permanecer verdes, con hojas, todo el año, 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 año. En esos lugares,
durante la época seca el suelo se deshidrata parcial o totalmente y las plantas
no pueden recuperar el agua que pierden por transpiración, así que irremediablemente
ésta tiene que disminuir y el proceso fotosintético también disminuye o llega
a interrumpirse. Para evitar la desecación excesiva, en la estación sin lluvias
se pierden las hojas, que son los órganos que transpiran más y no funcionan
sin agua. Como consecuencia de ello, la fotosíntesis y el crecimiento se interrumpen
y el resto de los tejidos vivos de las plantas entran en un estado de desecasión
parcial y reducción de la respiración, que les permite sobrevivir hasta la siguiente
estación húmeda, en la que se formarán nuevas hojas y el crecimiento se reanudará.
En el cuadro III hemos indicado el contenido en humedad de diferentes tejidos
y órganos 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 sequía que pueden ser más 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 pequeña escala y efectuando la fotosíntesis a través de la estación seca. En capítulos posteriores veremos algunas otras maneras de ahorrar agua y sobrevivir a la sequía. En la figura 13 hemos representado el efecto de la orografía sobre la cantidad de humedad que llega al terreno en forma de lluvia y su influencia sobre la fisonomía de la vegetación.
Figura 13. La orografía está estrechamente relacionada con la distribución
de la humedad en los continentes y, como consecuencia, con la fisonomía de la
vegetación. En este corte de un paisaje natural vemos cómo cambia la cantidad
de lluvia disponible por el efecto de una montaña. Un río o un lago de una zona
desértica también modifican la fisonomía de la vegetación que crece en sus orillas.
Este gas es mucho más abundante que el dióxido de carbono en la atmósfera y, como las plantas lo producen en la fotosíntesis, su concentración en el espacio y en el tiempo es más que suficiente; sin embargo, muchas plantas pueden sufrir daños 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 penetración del aire entre las partículas que lo forman, impidiéndose de este modo la oxigenación de las raíces. Muchas plantas que viven en suelos pantanosos o muy compactos, están adaptadas para tolerar una pobre oxigenación de las raíces.
Con respecto a la distribución de estos recursos podemos distinguir tres diferentes situaciones. La primera corresponde al nitrógeno, ya que por no ser un componente de las rocas sino de la atmósfera, su presencia en el suelo depende principalmente de la actividad de seres vivos y, por lo tanto, del estado de conservación y manejo de la comunidad (animal, vegetal y microorgánica) que habita en cada lugar.
La segunda situación corresponde al fósforo. Éste es un nutriente fundamental para plantas y animales, pero su concentración en las rocas por lo general es relativamente baja, de modo que su presencia en el suelo y conservación 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 ésta otra vez al suelo.
La tercera situación corresponde a todos los demás nutrientes minerales, ya que éstos suelen ser más abundantes, aunque varían 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 orgánica que se produce en las comunidades naturales (sean éstas 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 ésta por la descomposición y pueden ser tomados nuevamente por las plantas. Los nutrientes que pueden llegar por la lluvia, el polvo y sedimentos también contribuyen a mantener la fertilidad del suelo de manera indefinida, hablando naturalmente en términos de nuestra escala humana de tiempo. En la figura 14 hemos indicado el reciclamiento interno de materia y energía 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
cadáveres se descomponen en el mismo sitio, permitiendo así la reposición de
los nutrientes que son utilizados por las plantas en crecimiento.
En un campo de cultivo, buena parte de la materia orgánica producida es sacada del lugar con la cosecha. Las prácticas agrícolas impiden en gran medida la descomposición de la materia orgánica 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 crítico en el suelo comienzan a hacerse más escasos, tal como puede verse en la figura 15.
Figura 15. En un campo de cultivo los factores que contribuyen a la pérdida
de nutrientes del suelo son más intensos, como la lixiviación, el lavado y la
extracción 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 más diversas en plantas y animales y estructuralmente más complejas que los campos de cultivo, lo cual favorece el reciclamiento. Además, la mayoría de las plantas de las comunidades naturales son perennes, en tanto que las de la mayoría de los cultivos son de corta vida; el suelo permanece desnudo gran parte del año y esto facilita el lavado de los nutrientes por el agua de lluvia y la erosión realizada por el viento. El calor producido por la insolación directa del suelo también puede tener consecuencias importantes sobre la fertilidad.
Una comunidad natural no explotada (o correctamente explotada) generalmente es autosuficiente en nutrientes minerales; en cambio, la mayoría de los campos de cultivo requiere de la adición regular de abonos orgánicos y/o fertilizantes sintéticos para continuar siendo productiva. Las únicas excepciones pueden ser ciertos suelos extremadamente fértiles derivados de algunos materiales volcánicos y los suelos de los valles y vegas de ríos que mantienen su fertilidad debido a la llegada continua de nuevos sedimentos acarreados por sus aguas. En este último caso en realidad se trata de suelos fertilizados de manera involuntaria con nutrientes importados de otras regiones por las corrientes. Desgraciadamente estos suelos tan fértiles forman sólo una mínima parte de los suelos agrícolas del mundo.
Según el tipo de suelo, la roca que lo originó, la cantidad de lluvia, la temperatura, la composición de la comunidad que creció o crece en él, cada lugar de la corteza emergida de la tierra presenta uno o varios nutrientes minerales en concentración críticamente baja. Cualquier factor que rompa el equilibrio puede desencadenar la pérdida del o los nutrientes críticos y con ella la productividad baja.
Como ejemplo, podemos mencionar los muchos casos de zonas cubiertas de selvas semihúmedas o secas de México. En esas comunidades abundan los árboles que pertenecen al grupo de las leguminosas. La fijación del nitrógeno atmosférico por las bacterias asociadas a las raíces de esas plantas, así como la que realizan microorganismos de vida libre, aunada al reciclamiento natural, mantiene un nivel suficiente de nitrógeno para el crecimiento de las plantas de esas selvas. Sin embargo, muchas veces esas selvas son taladas para cultivar plantas, como el maíz, que no fijan nitrógeno. El suelo va perdiendo el nitrógeno que contenía y a la larga, los cultivos dejan de producir lo suficiente y son sustituidos por zacatales para el ganado, cuyos requerimientos de nitrógeno son muy bajos pero que, en comparación con los cultivos, son poco productivos y fomentan el desempleo. La adición 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 fósforo 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 crítico para las plantas. Una de las causas más comunes de escasez de fósforo es su conversión en una sustancia insoluble, que no puede ser tomada por las plantas. Éstas absorben el fósforo en forma de fosfato ácido, que es soluble. Cambios en la cantidad de materia orgánica del suelo y en la temperatura, ocasionados por la tala, pueden dar lugar a que el fosfato ácido se transforme en fosfato neutro insoluble, inaccesible para las plantas.
Una región de México en donde esto ocurre con frecuencia es la Península de Yucatán. Allá los suelos derivan de roca caliza alcalina y pobre en fósforo; cuando están cubiertos de selva, la abundante vegetación mantiene el suelo neutro o ligeramente ácido en la superficie y el poco fósforo disponible es soluble. Después de la tala, en muy pocos años las condiciones del suelo cambian y gran parte del fósforo se inmoviliza. Ésta es una de las causas por las cuales los campos de cultivo deben abandonarse después de cierto tiempo para permitir que la vegetación natural los invada, restaurándose así la fertilidad después de varios años.
Otros suelos pobres en algunos nutrientes son, por ejemplo, los derivados de antiguas rocas de origen volcánico que lo son en calcio y magnesio; los de lugares muy húmedos pueden carecer de cobre y los suelos de los pantanos de regiones frías, mal oxigenados y con gran cantidad de materia vegetal en proceso de muy lenta descomposición, suelen ser muy pobres en nitrógeno.
Los únicos 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 inclinación de la Tierra es tal que la cantidad de luz solar que llega durante casi medio año es mínima o nula, pero esas épocas del año son también demasiado frías para permitir el crecimiento de las plantas y por ello, la insolación mínima no tiene consecuencias directas en el desarrollo vegetal, a no ser que las plantas crezcan en invernaderos.
La luz también 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 más altas captan la mayor parte de la energía, de manera que las plantas de menor talla tienen que estar adaptadas a vivir en condiciones de luz escasa.
