Las plantas tienen la capacidad de realizar la fotosíntesis, proceso mediante el cual producen su propio alimento utilizando la energía solar. Durante este proceso, las plantas utilizan agua, dióxido de carbono (CO2) y la energía del sol para producir carbohidratos y oxígeno. Sin embargo, durante la respiración, que es el proceso inverso, las plantas absorben principalmente oxígeno.
Aunque las plantas pueden absorber oxígeno y dióxido de carbono durante la respiración, es crucial destacar que la cantidad de CO2que absorben es mínima en comparación a la cantidad que producen durante la fotosíntesis. Durante la respiración, las plantas utilizan los carbohidratos producidos durante la fotosíntesis para obtener energía y liberan dióxido de carbono como subproducto.
Es importante mencionar que la absorción de gases durante la respiración varía según las condiciones ambientales y fisiológicas de las plantas. Por ejemplo, las plantas pueden absorber hasta un 30% más de oxígeno durante la noche, ya que durante este periodo no están realizando la fotosíntesis y necesitan obtener energía a través de la respiración aeróbica.
Así las cosas, durante la respiración las plantas principalmente absorben oxígeno y, en menor medida, dióxido de carbono. Aunque las cantidades absorbidas varían según las condiciones, es clave destacar que la cantidad de CO2absorbida es mínima en comparación a la cantidad que producen durante la fotosíntesis.
¿Cómo funciona la respiración en las plantas?
La respiración es un proceso fundamental en la vida de las plantas, ya que les permite obtener la energía necesaria para realizar sus funciones vitales. Aunque no respiran como lo hacen los animales, las plantas sí toman oxígeno del aire y liberan dióxido de carbono. Pero, ¿cómo lo hacen?
A través del tejido epidérmico. El oxígeno que las plantas necesitan para respirar entra por los estomas, unos pequeños orificios en la epidermis de las hojas y tallos. A través del tejido epidérmico se posibilita la difusión del oxígeno al interior de la planta, para que ocurra la respiración celular.
Otra forma en la que los profesores de biología explican la respiración en las plantas es a través de comparaciones con los animales:
- La respiración celular en los animales. Los animales poseen órganos o estructuras, como la piel, espiráculos, tráqueas, branquias y pulmones, con una membrana delgada y húmeda que favorece la absorción de oxígeno, para que se lleve a cabo la respiración celular.
- La respiración aerobia. Es el proceso mediante el cual las células en presencia del oxígeno liberan la energía contenida en los alimentos en forma de ATP, liberando bióxido de carbono y agua.
- La respiración anaerobia. Es el proceso mediante el cual las células liberan la energía contenida en los alimentos, en ausencia de oxígeno, en forma de ATP, liberando bióxido de carbono y moléculas de dos y tres átomos de carbono, como los ácidos acético, láctico, pirúvico y alcohol etílico.
Estas son algunas de las explicaciones que se utilizan en la enseñanza de la biología en educación secundaria para abordar el tema de la respiración en las plantas.
Por qué es crucial la respiración en las plantas
La respiración en las plantas es un proceso vital para su supervivencia. A través de este proceso, las plantas consumen oxígeno y liberan dióxido de carbono, lo que les permite obtener energía a partir de los carbohidratos sintetizados. A diferencia de la fotosíntesis, que utiliza la energía solar para producir alimento, la respiración vegetal es similar a la respiración de otros organismos eucariotas.
Se estima que entre el 25% y el 70% de los carbohidratos sintetizados por las plantas se consumen a través de la respiración. Es decir, gran parte de la energía que obtienen las plantas se utiliza para llevar a cabo la respiración. Además, en condiciones de falta de oxígeno, las plantas pueden recurrir a la fermentación, produciendo etanol y lactato como productos finales.
En ciertas condiciones ambientales, como en condiciones calurosas, soleadas y secas, las plantas realizan otro tipo de respiración llamada fotorrespiración. En esta situación, la concentración de CO2 cae y el O2 aumenta, lo que lleva a que la enzima rubisco actúe de manera diferente, reduciendo la fijación de carbono.
El intercambio gaseoso en las plantas se realiza principalmente a través de los estomas y las lenticelas. Los estomas son orificios en las hojas y tallos herbáceos, y las lenticelas se encuentran en la corteza de los tallos y raíces. Estos permiten el intercambio de gases entre los tejidos internos de la planta y la atmósfera.
Diferencia entre fotosíntesis y respiración en las plantas
Las plantas son capaces de realizar dos procesos importantes para su supervivencia: la fotosíntesis y la respiración celular. A menudo se confunden o se piensa que son lo mismo, pero en realidad son procesos completamente diferentes con objetivos diferentes. Es significativo conocer la diferencia entre ambos procesos para comprender mejor cómo funcionan las plantas y su relación con el medio ambiente.
Fotosíntesis: Este proceso biológico es el responsable de la producción de carbohidratos y oxígeno en las plantas. Se lleva a cabo en las hojas, donde los cloroplastos capturan la energía solar y la utilizan para convertir dióxido de carbono y agua en glucosa y oxígeno. La fórmula química general de este proceso es 6CO2 + 6H2O + luz -> C6H12O6 + 6O2. La fotosíntesis se divide en dos fases: la fase dependiente de la luz y la fase independiente de la luz. Existen diferentes tipos de fotosíntesis dependiendo del mecanismo que se utilice para fijar el dióxido de carbono, como la fotosíntesis C3, la fotosíntesis C4 y la fotosíntesis CAM.
Respiración celular: La respiración es el proceso mediante el cual las plantas utilizan los carbohidratos y el oxígeno para obtener energía en forma de ATP, dióxido de carbono y agua. Este proceso se realiza en las mitocondrias y el citoplasma de las células de las plantas. La fórmula química general de la respiración celular es C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O. Se divide en tres fases: la glicólisis, el ciclo de Krebs y la fosforilación oxidativa. Existen dos tipos de respiración celular: la respiración aeróbica, que utiliza oxígeno como aceptor de electrones, y la respiración anaeróbica, que utiliza otras moléculas como aceptores de electrones en ausencia de oxígeno.
Factores que afectan la absorción de gases en las plantas
La absorción de gases en las plantas está influenciada por diversos factores externos, los cuales pueden afectar la disponibilidad de oxígeno en la rizósfera, en donde las raíces absorben los nutrientes necesarios para su desarrollo. Entre estos factores se encuentran:
- Factores bióticos: como la presencia de microrganismos en el suelo o en el agua en el caso de plantas acuáticas, los cuales pueden disminuir la concentración de oxígeno al consumirlo para su propio metabolismo.
- Factores abióticos: como la temperatura, la anegamiento, la salinidad, entre otros, los cuales pueden limitar la capacidad del suelo o sustrato para retener agua y aire, y disminuir la disponibilidad de oxígeno.
La falta de oxígeno en la rizósfera puede tener efectos negativos en el crecimiento y desarrollo de las plantas, ya que este elemento es esencial para diferentes procesos metabólicos prioritarios como la absorción de nutrientes y la renovación de proteínas.
Para contrarrestar estos efectos, existen técnicas de oxigenación en el medio radical, suelos y sustratos, que pueden ser favorables en situaciones donde existe un riesgo de hipoxia. Sin embargo, es clave realizar estudios específicos sobre el efecto de la aplicación de oxígeno en cada especie de planta, así como la medición de las respuestas para identificar los requerimientos de oxígeno que maximicen el rendimiento y la calidad de los cultivos.
Plantas que absorben más gases durante la respiración
Al respirar, emitimos CO2. Las plantas son seres vivos capaces de absorber este gas durante su respiración. Pero, ¿sabías que hay algunas plantas que son más eficientes que otras en este proceso? A continuación te presentamos una lista de plantas que se destacan por absorber más gases durante la respiración que otras:
- Árboles frutales: además de producir sombra y frutos deliciosos, los árboles frutales son excelentes para absorber grandes cantidades de dióxido de carbono. Manzanos, perales, naranjos, duraznos, limoneros, todos contribuyen a mejorar la calidad del aire.
- Bambú: esta planta no solo es apreciada por su belleza y versatilidad, sino que también es un gran aliado para absorber CO2. Cada caña de bambú es capaz de capturar el doble de CO2 que los árboles.
- Helechos: los helechos son una opción muy popular para decorar interiores. Además, son muy efectivos en la absorción de gases tóxicos del aire, como el formaldehído, que se encuentra en productos como pinturas, barnices y pegamentos.
Estas son solo algunas de las plantas que absorben más gases durante la respiración. Recuerda que cuidar de nuestro planeta es tarea de todos, y tener plantas es una manera sencilla de contribuir al bienestar del medio ambiente. Además de absorber gases dañinos, las plantas ayudan a purificar el aire, aportan humedad y frescura a los espacios y pueden mejorar nuestro ánimo y bienestar general. ¡No dudes en llenar tu hogar de plantas!
Aplicaciones de la absorción de gases en las plantas en la agricultura en México
La absorción de gases en las plantas es un conocimiento relevante en la agricultura en México, ya que puede utilizarse para reducir la contaminación del agua y del aire, así como para la conservación de la biodiversidad. La agricultura es la principal fuente de contaminación del agua por nitratos, fosfatos y plaguicidas, lo que hace necesario implementar medidas para reducir estos problemas.
Contaminación del agua:
La contaminación de las aguas subterráneas por productos y residuos agroquímicos es uno de los problemas más importantes en México, y uno de los más críticos es la contaminación por fertilizantes y plaguicidas. El exceso de fertilizantes puede infiltrarse en las aguas subterráneas y causar la eutrofización de lagos y embalses. La absorción de gases en las plantas puede ayudar a reducir la cantidad de fertilizantes necesarios, lo que se traduce en una menor contaminación del agua.
Contaminación del aire:
La agricultura es la principal fuente antropogénica de gases responsables del efecto invernadero, como el metano y el óxido nitroso, así como de amoníaco, que es un acidificante esencial en el aire. Se espera que las emisiones de amoníaco procedentes de la agricultura sigan aumentando en México, por lo que es vital implementar medidas para reducir estas emisiones. La absorción de gases en las plantas puede ayudar a reducir estas emisiones.
Conservación de la biodiversidad:
El uso de plaguicidas puede reducir la biodiversidad y contaminar el agua dulce. Sin embargo, se espera un aumento en el uso de plaguicidas “inteligentes”, variedades de cultivos resistentes y métodos ecológicos de control de plagas, lo que puede ayudar a reducir estos problemas y a conservar la biodiversidad.
Investigaciones recientes sobre la absorción de gases en las plantas
Las últimas investigaciones se han enfocado en el efecto del aumento de dióxido de carbono (CO2) atmosférico en la absorción de gases por las plantas. Se ha observado que este aumento tiene un efecto en el comportamiento fisiológico de las plantas, regulando procesos vitales como la fotosíntesis, la respiración, el metabolismo y el comportamiento estomático.
Las plantas C3 y las plantas C4
Las plantas se dividen en dos tipos en relación a la fijación de carbono durante la fotosíntesis: las plantas C3 y las plantas C4. Las plantas C3 utilizan un mecanismo estándar de fijación de CO2, mientras que las plantas C4 han desarrollado un sistema complementario que les permite ser más eficientes en ambientes cálidos y soleados. Los estudios sugieren que las plantas C4 responden menos al aumento de CO2 en comparación con las plantas C3, ya que tienen un mecanismo que aumenta la eficiencia fotosintética en la fijación de carbono.
Efectos del aumento de CO2 en las plantas
Es fundamental tener en cuenta que el aumento de CO2 puede tener efectos negativos en las plantas si va acompañado de un aumento de temperatura. Además, niveles excesivos de CO2 pueden tener una acción tóxica en las plantas, reduciendo la tasa fotosintética y alterando la demanda nutricional de las plantas. Las investigaciones también sugieren que el aumento en la concentración de CO2 puede llevar a la producción de plantas con un contenido de carbohidratos superior a la proporción de proteínas y nutrientes, lo cual puede tener implicaciones para la nutrición humana y animal.
