Importancia de los Factores Ambientales Luz, Agua y Temperatura en el Desarrollo de las Plantas PDF

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IMPORTANCIA DE LOS FACTORES AMBIENTALES LUZ, AGUA Y TEMPERATURA EN EL DESARROLLO DE LAS PLANTAS Universidad Central del Ecuador Facultad de Ciencias Biológicas Carrera de Biología Fisiología Vegetal

El componente principal que ha hecho posible la existencia de vida sobre la tierra ha sido el oxígeno, el cual es obtenido directamente de estos organismos fotosintéticos llamados plantas estas son descendientes directos de las algas verdes, las cuales mediante procesos evolutivos desarrollaron la habilidad de poder salir del agua y desarrollarse sobre la tierra, las plantas junto con los diferentes organismos presentes dentro de la tierra como hongos, bacterias, organismos bioquímicos y animales forman una interdependencia involucrando a los diversos ecosistemas con la finalidad de mantener un equilibrio y una existencia óptima entre estos organismos (Ramírez 2005). Las plantas presentan al no poseer locomoción han desarrollado la habilidad de obtener su alimento a través de la fotosíntesis, producida a través de la energía que emite el sol hacia la tierra la cual es detectada por los tilacoides, las cuales son células presentes dentro de la clorofila que le permite convertir sustancias orgánicas simples en materia orgánica más compleja y apta para la absorción de la planta, como resultado de la fotosíntesis se libera oxígeno hacia el exterior, el oxígeno al ser considerado esencial para cualquier proceso vital categoriza a las plantas como los organismos necesarios para la existencia de los demás organismo vivos (Domínguez et al. 2012). Las plantas mediante procesos fisiológicos actúan como purificadores de elementos contaminantes presentes tanto en el sustrato como en el aire, las funciones que estas cumplen en el suelo es evitar su erosión, fertilizando y regular la temperatura generando una estabilidad en el clima. Son consideradas la materia prima para la obtención de diversos recursos alimenticios, medicinal, combustible o textil, aparte de ser un recurso

también es utilizado por diversos organismos y microorganismos presentes en los distintos ecosistemas (Vitto & Petenatti 2009).

Todos los organismos necesitan satisfacer sus necesidades y las plantas no son la excepción, en ellas podemos observar cómo se han adaptado para poder subsistir en correlación con las condiciones que su entorno presenta, se consideran factores fundamentales para su desarrollo óptimo, como la presencia de nutrientes suficientes para sus diversas funciones fisiológicas, la cantidad de energía solar, la temperatura y humedad adecuada para su crecimiento (Ramírez 2005). La cantidad de energía solar óptima para realizar la función fotosintética la cual es de gran importancia ya que a partir de este proceso les permite obtener almidón, azúcar, desprendimiento de oxígeno y otras sustancias orgánicas, para poder desarrollar estos diversos procesos, además adquiere características que le permiten realizarlos, como la presencia de raíces con pelos absorbentes por la cual ingresan nutrientes y agua, necesarios para sus funciones vitales, las hojas realizan la transpiración del exceso de agua que se encuentra dentro de la planta con el fin de evitar turgencia de sus células, también presentan tilacoides, células la cuales se pueden encontrar presentes en los tallos de algunas especies, los cuales se encargan de receptar la energía solar y transformarla en materia siendo así beneficioso para la planta, otro factor el cual influye en el desarrollo de las plantas es la temperatura a la cual se encuentran constantemente sometidas, si se encuentra en un clima templado todas las sustancias elaboradas descienden a las raíces, en condiciones extremas de sequía libera su almacenamiento de reserva y en climas lluviosos realiza almacenamiento de reservas, demostrando así como influye en su proceso cada condición y cómo ésta actúa sobre el mismo (Ramírez 2005). La temperatura es un medio fundamental en el cultivo y crecimiento de las plantas. Asociado con los niveles de luz, CO2, humedad del aire, agua, nutrientes, los cuales influyen en el desarrollo de la planta y el incremento de las cosechas (Lemes et al. 1998).

Según (Morales et al. 2006). Todos estos factores deberían verse equilibrados, así como la temperatura la cual afecta a la planta a largo y corto plazo. La gran cantidad de los procesos biológicos se acelerarán con temperaturas altas, lo cual puede ser beneficioso así como nocivo (Lemes et al. 1998). Un súbito desarrollo o productividad de frutos en las plantas es un beneficio en la generalidad de los casos, sin embargo, la excesiva respiración que se produce al variar las temperaturas ya sean altas o bajas lo cual es perjudicial ya que, implica que quedará menos energía disponible para el desarrollo de la misma (Snyder & Melo, 2004). La temperatura de la planta y la del ambiente no son similares puesto que las plantas pueden ser capaces de enfriarse por evaporación y calentarse por medio de la luz solar (Lemes et al. 1998). Las plantas buscan conseguir su temple óptima, para lo que es de suma importancia que exista una proporción equitativa entre la temperatura ambiental, la humedad relativa y la luz (Morales et al. 2006). Si los niveles de radiación son altos la planta se calentará demasiado, produciéndose una diferencia entre la temperatura ambiental y la de la planta. Para enfriarse, el índice de transpiración de la planta deberá aumentar, al igual que ocurre con la temperatura, el índice de transpiración depende de condiciones medioambientales como la luz, el nivel de CO2 en la atmósfera y la humedad relativa, asimismo de la especie de la planta (Snyder & Melo, 2004). Las plantas poseen diferentes partes y cada una de ellas reaccionan de un forma distinta a la temperatura, en los frutos la temperatura es parecida a la del aire, cuando la temperatura del ambiente aumenta, lo hace también la de los frutos y al contrario (Lemes et al. 1998). Por otro lado, la temperatura de los frutos fluctuará menos que la del ambiente y tardará mucho más en hacerlo (Levitt, 1980). La temperatura de las flores, por el contrario, es superior que a la de las hojas o a la del aire, también los pétalos transpiran a menos prontitud que las hojas, en las hojas en la parte más alta del dosel experimentará mayores fluctuaciones de temperatura que la de las hojas situadas en la parte baja (Snyder & Melo, 2004). Igualmente el follaje de la zona superior se calentará fácilmente por luz solar, por lo

tanto alcanzará temperaturas más altas que las del ambiente cuando los niveles de irradiación sean altos (Lemes et al. 1998). Los procesos de transpiración y enfriamiento de las plantas son llevados a cabo por medio de unos órganos especializados llamados estomas (Morales et al. 2006). Los estomas son células de las hojas que pueden cerrarse o abrirse regulando la cantidad de vapor de agua que puede evaporarse. Cuanto más aumente la temperatura más evaporación tendrá lugar al abrirse los estomas, cuanto más grande sea la abertura del estoma más gases podrán salir e ingresar de las hojas (Levitt 1980). Los factores medioambientales afectan a la regularidad con la que ocurre este proceso denominado conductancia estomática en la cual una humedad relativa alta acelerará la conductancia, mientras que unos niveles altos de CO2 la ralentizarán (Lemes et al. 1998). No obstante la conductancia se ve influenciada por otros factores aparte de los medioambientales, como las hormonas de las plantas y el color de la luz que la planta recibe (Levitt 1980). Procesos diferentes tienen lugar en la planta por el día y noche, la temperatura perfecta para la planta variará consecuentemente (Morales et al. 2006). El transporte de azúcares se produce principalmente en la noche y sobre todo, hacia las partes de mayor temperatura de la planta. Las hojas se enfrían más que los frutos y las flores, por lo que la mayoría de la energía disponible se dirige a estos últimos para facilitar su crecimiento así como su desarrollo (Snyder & Melo 2004). La fusión de temperaturas idóneas para el día y la noche fue objeto de investigación en el primer invernadero equipado con aire acondicionado en el mundo, un fitotrón, en el Instituto de Tecnología de California en 1949. Los experimentos demostraron que las tomateras crecen más con la combinación de temperaturas altas durante el periodo de luz y más bajas durante el periodo de oscuridad que si la temperatura se mantuviera invariable durante ambos periodos (Lemes et al. 1998). El agua es de suma importancia para las plantas ya que representa un 85 a 90% del peso fresco de los tejidos en crecimiento activo, además al ser un solvente universal juega un papel supremo en todos los seres vivos dentro de sus células, pues son la unidad básica

de la vida en los organismos multicelulares y mueve minerales del suelo a través de la planta. Cuando el suelo se seca, el crecimiento de las raíces disminuye, por otro lado si el suelo está saturado con agua, las raíces podrían ahogarse es así que el agua participa directa e indirectamente en todas las reacciones metabólicas (Taiz & Zeiger 2010). Una planta mal regada que no satisface sus demandas evapotranspirativas atrofia su crecimiento, modificando su anatomía, morfología, fisiología y su bioquímica, afectando procesos fisiológicos internos. Un déficit o estrés por falta de agua ocurre cuando las cantidades de agua que se pierden por transpiración exceden a la velocidad de absorción, la gran mayoría del agua es absorbida desde el suelo, fluye por translocación a través de la planta y sale en forma de vapor a la atmósfera. Sin embargo existe una ineficiente economía del uso del agua por las plantas, aunque necesiten grandes cantidades del líquido debido a la estructura, sus hojas actúan como enfriadores cuando existen altas temperaturas, transpirando para enfriar la planta, este proceso se denomina transpiración mediante el cual el agua se pierde en forma de vapor (Pearcy 2005). La transpiración estomática se lleva más del 95% del agua en forma de vapor, entre un 2% a un 5% es usada apenas por las plantas. Se estima que una sola planta de maíz puede perder hasta 45 galones de agua en todo su ciclo y apenas 0.9 de galón lo utiliza. Todo lo expresado se refiere al agua que por un transporte pasivo ingresa a las plantas (Taiz & Zeiger 2010). La luz es otro factor abiótico esencial para la vida, sin ella, la fotosíntesis no podría realizarse, sin la fotosíntesis las plantas morirían y por tanto la cadena alimenticia se vería completamente afectada, llegando incluso a terminar con la vida de todos los seres vivos del planeta. Los procesos metabólicos se producen porque la luz interviene de una manera importante sobre cada instante de la vida del vegetal (Humphries & Falkowski 2002). Las partículas físico-químicas que tiene la luz del sol, la planta las utiliza para separar el agua en hidrógeno y oxígeno, el hidrógeno luego utiliza dióxido de carbono en el aire para formar azúcar, mientras que el oxígeno se desecha a la atmósfera y forma vapor de agua. Las plantas utilizan el oxígeno para quemar el azúcar y producir energía para los procesos

vitales. El único propósito de las hojas es recoger la luz y hacer azúcar. Las hojas sacan agua de las raíces y el aire entra en las hojas a través de pequeños orificios llamados estomas. Las estomas abiertas no solo dejan entrar el aire, sino también hacen que la planta pierda agua por evaporación. Sin estos agujeros para conservar el agua, la fotosíntesis y la producción de azúcar se detendrían. Mientras más rápida sea la velocidad de la fotosíntesis, más rápido crecerá la planta. Principalmente, la intensidad y la calidad de la luz impactan la velocidad de la fotosíntesis (Humphries & Falkowski 2002).

El desarrollo normal de una planta como ya fue mencionado anteriormente depende de la interacción de varios factores externos como lo son la luz, nutrientes, agua y temperatura, además de factores internos como los reguladores de crecimiento de la planta. Todos estos factores deberían estar equilibrados para lograr así un desarrollo vegetal favorable, debido a que el exceso o deficiencia de estos factores son perjudiciales para las plantas produciendo diferentes síntomas como ahilamiento, caída de hojas, flores o frutos en proceso de formación, hasta causas mayores como la interrupción del desarrollo vegetal lo cual no afectaría solo a las plantas sino también a otros organismos los cuales interactúan con las plantas (Alcaraz 2012). Las plantas brindan grandes a varios organismos incluidos los seres humanos, como lo es la producción de oxígeno, mantienen la calidad del suelo, regulan la humedad y contribuyen a la estabilidad del clima. Sin embargo a pesar de que se han adaptado a una gran cantidad de condiciones ya sea de clima, temperatura o suelo es un hecho muy relevante el equilibrio entre todos los factores a los cuales se han adaptado las plantas y es de gran importancia la contribución principalmente de los humanos el conservar los ambientes óptimos para el desarrollo de las plantas, debido a que son los únicos seres vivos capaces de captar la energía del sol para fabricar materia orgánica y liberar oxígeno, por lo cual son sumamente indispensables para el desarrollo de cualquier otra forma de vida (Alcaraz 2012).

Literatura Citada Alcaraz F. 2012. Temperatura, luz, atmósfera, viento. Geobotánica, 20:13-28. Domínguez T, Ramírez G, Castillo A, Scott M, González R & Alvarado M. 2012. Importancia nutrimental en plantas forrajeras del matorral espinoso tamaulipeco. Ciencia UANL 15(59):77-93. Humphries

S & Falkowski P. 2002. Photoinhibition of photosynthesis in nature. Annual

Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology 45:633-662. Lemes M, Rodríguez C, Reyes M & Echevarria I. 1998. Efecto de las condiciones de cultivo sobre el rendimiento de follaje y el porcentaje de aceite en hojas de Piper auritum Kunth (caisimón de anís). Rev Cubana Plant Med 3(1):37-41. Levitt J. 1980. Responses of Plants to Environmental Stress. Vol, I. ChiIling, and High Temperatute Stresses. Academic Press; New York. 282 p. Morales D, Rodríguez P, Dell'Amico J, Torrecillas A & Sánchez M. 2006. Efecto de altas temperaturas en algunas variables del crecimiento y el intercambio gaseoso en plantas de tomate (Lycopersicon esculentum Mill. CV.). Rev. Cultivos Tropicales 27(1):45-48. Pearcy A. 2005. Plant physiological ecology: field methods and instrumentation. Chapman and Hall, New York Radiation and light measurements. 359 p. Ramírez M. 2005. Plantas de importancia económica en zonas áridas y semiáridas de México. Anais do X Encontro de Geógrafos da América Latina 32(2):3388-3407. Snyder R & Melo A. 2004. Protección Contra las Heladas; Fundamentos, Práctica y Economía. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO). Roma, Italia. 257 p. Taiz L & Zeiger E .2010. Plant Physiology, 5th ed., Sinauer Associates Inc, Sunderland, MA. 275 p. Vitto L & Petenatti E. 2009. Asteráceas de importancia económica y ambiental. Primera parte. Sinopsis morfológica y taxonómica, importancia ecológica y plantas de interés industrial. Multequina 18(2):87-115....