Curiosidades del comportamiento vegetal | Ciencia Fácil - Blogs hoy.es

Blogs

Adolfo Marroquín

Ciencia Fácil

Curiosidades del comportamiento vegetal

No es ningún secreto que todos los miembros del mundo vegetal, son seres vivos, y como tales tienen una serie de características que los diferencian de los seres inanimados; por supuesto, los seres vivos no son estáticos, sino que se adaptan y responden ante las modificaciones que se dan en su entorno, reaccionando ante cualquier cambio físico o químico, lo que les permite adaptarse a los cambios ambientales de temperatura, humedad, presión, intensidad de luz, o cualquier otro tipo de alteración en su entorno.na característica esencial es la homeostasis, que es el conjunto de fenómenos de autorregulación, que conducen a mantener la constancia en la composición y propiedades del medio interno de un organismo vivo; es decir es el proceso por el cual un organismo mantiene reguladas sus propias funciones vitales, de tal manera que si llegara a fallar alguna, el organismo pone en marcha todos sus recursos para reparar el fallo y mantener así a salvo su funcionamiento.

Un ejemplo de ello es la estrategia que adoptan los vegetales a la hora de capturar la radiación solar, que es su fuente esencial de vida; tengamos en cuenta que las plantas son en realidad colectores solares, y más aún “colectores solares inteligentes”, capaces de plantearse y adoptar estrategias de respuesta ante los problemas que puedan encontrar en su camino hacia la obtención de la radiación solar que necesitan para su desarrollo.

Entre las varias respuestas de la estrategia de las plantas ante la insolación, existen dos que resultan de gran interés, una es el fototropismo, es decir el crecimiento de las plantas dirigido hacia la luz, y otra el seguimiento diario que es capaz de desarrollar alguna de ellas, como el girasol, a lo largo del fotoperiodo, manteniendo orientada su cabeza hacia el disco solar, de orto a ocaso, consiguiendo así la máxima captación posible de energía.

La explicación de estos dos fenómenos, absolutamente naturales, se basa en una serie de procesos bioquímicos y biofísicos cuya comprensión resulta algo laboriosa, y cuya reproducción a escala industrial resulta muy compleja, lo que demuestra la extraordinaria capacidad de la naturaleza para resolver inteligentemente los problemas que se le presentan a sus criaturas, las plantas en este caso.

A medida que las plantas crecen en altura se desencadena la competencia por la radiación solar, que en casos extremos, como el de las selvas tropicales húmedas, obliga a las plantas a crecer con enormes troncos, rectos como columnas, en la cima de los cuales concentran las ramas y hojas, que son las que capturan la radiación, en una estrategia que es consecuencia del fototropismo, tendencia de la planta a buscar la luz, y de la competencia del entorno.

01-en-busca-de-luz

En cuanto a la influencia que la fuerza de la gravedad tiene en el comportamiento de los vegetales, se han publicado recientemente algunos artículos, en los que se afirma que los botánicos descubrieron hace un siglo que las raíces que habían perdido su verticalidad se curvaban hacia abajo en respuesta a la gravedad. Sin embargo, en el espacio exterior, libre de la fuerza de la gravedad, no existe arriba ni abajo, por lo que, cuando una planta es colocada en cualquier posición, el tallo y la raíz siguen creciendo allí en línea recta, sin que importe su posición inicial; por el contrario, en la superficie de la Tierra, los vegetales se comportan de modo distinto.

Aquí, sobre el suelo del planeta Tierra, las partes de la planta modifican su posición en respuesta a estímulos gravitatorios, es decir, adoptan nuevas posiciones en relación a la dirección y sentido en que actúa la fuerza de la gravedad. Si se cambia la orientación de una planta que está creciendo en la posición vertical clásica, las ramas se curvarán hacia arriba, avanzando en sentido contrario al de la fuerza de gravedad, que se dirige hacia el centro de la Tierra, mientras que la raíz se curvará hacia abajo, en el sentido de la gravedad.

Podría pensarse que esa curvatura de la raíz hacia abajo responde simplemente a la búsqueda de agua, pero no es así. Si se inclina la planta, ésta corregirá su línea de crecimiento para volver a hacerlo verticalmente; pero ¿cómo detecta la planta su propia inclinación?

Pues bien, se detecta mediante unas células llenas de gránulos microscópicos, algunos de los cuales se acumulan en el fondo de esas células y proporcionan la referencia para guiar el crecimiento; orientando a la planta para volver al crecimiento vertical, respecto al suelo, fuente de la gravedad.

02-respuestas-y-ante-la-luz

Un ejemplo de plantas que se han especializado en moverse para optimizar la captación, hora a hora y día a día, de la energía solar, son los girasoles, que con su largo tallo, que puede alcanzar los 3 metros de altura, han atraído la atención de biólogos, físicos y matemáticos. Sus semillas se disponen en círculo, formando un ángulo con las que le rodean, de forma que la peculiar formación resultante reduce las sombras entre esas semillas. Es como si esta planta estuviera “diseñada” para aprovechar al máximo la luz solar.

Pero no es esa la única peculiaridad de los girasoles. A los científicos les ha intrigado siempre su capacidad para seguir el movimiento del Sol, al que hace referencia su nombre de girasol. Gracias a ese movimiento denominado heliotropismo, la cabeza floral se orienta siempre mirando al Sol, si bien esto ocurre sólo cuando la planta es joven. Sin embargo, cuando alcanza la madurez, ya no gira y se queda en una posición fija orientada siempre hacia el este, como si estuviera esperando el amanecer para reemprender su diaria tarea, de cuando era joven. Y éste es otro curioso misterio ¿por qué cambian el patrón de movimiento con la edad y, sobre todo, tiene alguna ventaja para la planta el hacerlo?

En la Universidad de California acaban de contestar a algunos de estos interrogantes, al descubrir que estas plantas se sirven de su reloj circadiano interno, que es el que controla los ciclos día-noche, y que actúa sobre las hormonas de crecimiento, para seguir al Sol durante el día. Con este movimiento, como ya se estaba preparando con la disposición de las semillas, el girasol busca aumentar su eficiencia energética.

Lo que ha sido probado experimentalmente por los investigadores, con algo tan simple como atar al girasol, para impedir su movimiento; con lo que se encontró que, en efecto cuando, siendo aún joven la planta, ésta no puede moverse siguiendo al Sol, resulta que su eficiencia fotosintética disminuye apreciablemente.

El otro interrogante era ¿por qué los girasoles dejan de moverse, siguiendo al Sol, cuando maduran? Y parecen haber encontrado la respuesta en el hecho de que, a medida que estas plantas maduran y dejan de crecer, con lo que la eficiencia fotosintética deja de ser esencial para ellas. Y lo que entonces se vuelve prioritario es conseguir una buena polinización, para lo cual, al dejar de seguir al Sol, lo que hacen es orientarse de forma permanente hacia el este, por donde sale el Sol, con lo que se calientan antes por la mañana, lo que supone una ventaja porque atraen más insectos polinizadores, cuya visión infrarroja les permite distinguir las temperaturas, eligiendo así a los girasoles frente a otras plantas, que están más frías a esas horas.

03-girasoles

Volviendo al caso particular del seguimiento por parte del girasol joven, del movimiento aparente del disco solar a través del cielo, parece que todo girasol conoce perfectamente la Ley física de Lambert, que establece que la máxima intensidad de la irradiación, sobre una superficie, se obtiene cuando el haz de radiación incide perpendicularmente sobre esta.

Por esa razón, la planta toma las medidas necesarias para maximizar la incidencia de energía. Sin embargo, para nosotros, los técnicos “humanos”, el conseguir ese mismo resultado para los heliostatos de una central solar de concentración, o para un concentrador parabólico, requiere la puesta en operación de complicados sistemas de programación, detección y seguimiento en base a servomecanismos, con cantidad de fallos en la práctica, lo que nos deberían hacer pensar en lo mucho que nos queda por aprender de la naturaleza.

Adolfo Marroquín Santoña

Noticias y comentarios sobre temas científicos

Sobre el autor

Adolfo Marroquín, Doctor en Física, Geofísico, Ingeniero Técnico Industrial, Meteorólogo, Climatólogo, y desde 1965 huésped de Extremadura, una tierra magnífica, cuna y hogar de gente fantástica, donde he enseñado y he aprendido muchas cosas, he publicado numerosos artículos, impartido conferencias y dado clases a alumnos de todo tipo y nivel, desde el bachillerato hasta el doctorado. Desde este blog, trataré de contar curiosidades científicas, sobre el clima y sus cambios, la naturaleza, el medio ambiente, etc., de la forma más fácil y clara que me sea posible.


diciembre 2018
MTWTFSS
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31