Las plantas: ¿Cómo se las arreglan para establecerse...
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Las plantas: ¿Cómo se las arreglan para establecerse, crecer, y reproducirse? ¿Qué es lo que requieren para alimentarse, cómo lo obtienen? ¿Cómo las afecta el ser humano?
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Las plantas:
¿Cómo se las arreglan para establecerse,
crecer, y reproducirse?
¿Qué es lo que requieren para alimentarse,
cómo lo obtienen?
¿Cómo las afecta el ser humano?
germinación,
crecimiento,
diferenciación
AUTÓTROFOS
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
hoja
cloroplastos
Fotosistema (en membrana de tilacoides)
sol
sol
Plantas verdes
herbívoros microorganismos
omnívoros
carnívoros
• Alta superficie de contacto
• Ejemplo: planta adulta (maíz)superficie de contacto 10m2
Humano adulto 2m2
Bidens pilosa
CO2
Luz
MAÍZ
8 partes agua
2 partes materia seca
Hidrógeno 48.6%
Carbono 28.2%
Oxígeno 21.6%
Nitrógeno 0.84%
Silicio 0.32%
Potasio 0.18%
Magnesio 0.05%
Fósforo 0.05%
Calcio 0.04%
Azufre 0.04%
Hierro 0.01%
Otros elem. 0.07%
Funciones:
1. Absorber agua
2. Nutrientes inorgánicos
3.Anclar y mantener la planta en el suelo
CO2
• Depósitos de carbón
• Hidrocarburos
• Bi-carbonato de calcio (mar)
Fijación por plantas terrestres y acuáticas
Respiración
CO2
H2O
H2O
sólida, líquida, gaseosa
Plantas acuáticas
Disponibilidad estacional de agua
Agua
• Fuente de H y O para fotosíntesis
• Medio para reacciones químicas
• Vehículo de compuestos en los organismos
• Solvente de CO2
• Agente regulador de la temperatura
• Enfriador (evaporación)
• Generador de turgencia
• Los tejidos vegetales 60% a 90% agua
Oxígenofotosíntesis
Materia orgánica en descomposición
respiración
Nutrientes
• Macronutrientes: N, P, S, K, Ca, Mg
• Micronutrientes: Fe, Cu, Zn, B, Mn, Mo, Cl
• Especiales: Co, Na, Si
Rocas de la corteza terrestre No solubles
Suelo Solubles
bacterias
hongos
Microorganismos: modifican la
composición química de
la rizósfera, la comunidad
biológica y la asimilación de
nutrientes
Degradadores: descomposición
de materia orgánica y liberación
de elementos
Existen distintas formas de captura de presas, los
mecanismos pasivos y los activos.
Plantas carnívoras
Pasivos:
Trampas adhesivasDrosera, Pinguicula, Byblis
Trampas en forma
de jarroSarraceniaceae, Catopsis,
Nepenthes
Productividad: tasa de producción de materia
y energía por los autótrofos• Tipo de suelo
• Roca de origen
• Cantidad lluvia
• Temperatura
• Composición de la comunidad
Deforestación
LLUVIA ACUMULADA/ año:
1. Selvas 4m altura
2. Desierto 20mm altura
¿Cómo evitan las
plantas la
desecación?
Perdiendo hojas
Almacenando agua en sus tejidos
Espinas x hojas
SOLUCIÓN DEL SUELO (Agua, sales minerales)
RAÍCES
TALLOS Y HOJAS
ATMÓSFERA CO2 TRANSPIRACIÓN
PRESIÓN HÍDRICA TURGENCIA marchitez - muerte
• La presión osmótica es la presión hidrostática producida por una solución en un
volumen dividido por una membrana permeable debido a la diferencia en
concentraciones del soluto.
Movimiento del aguapelos radicales y raíces finas
XILEMATallos y hojas
1
RUTAS:
• Transmembranal
(atraviesa la
membrana celular)
• Apoplástica
(atraviesa pared
celular y apoplasto)
• Simplástica
(por conexiones
intercelulares
“plasmodesmos”)2
• Una membrana semipermeable separa dos compartimentos con concentraciones distintas de un soluto: con el paso del tiempo, el soluto difundirá hasta alcanzar el equilibrio a ambos lados.
Transpiración • Agua interna que se pierde por estomas, cutícula y lenticelas
AGUA
600litrosMAÍZ
1 kg
1%
biomasa
¿Porqué se pierde tanta agua?
CO2
(estomas)
agua
Factores
Ambientales:
Luz
Temperatura
Aire
Agua
Metabolismo CAM•Marismas
•Desiertos
•Plantas epífitas
Los organismos sólo pueden sobrevivir, crecer, reproducirse, y mantener una
población variable dentro de ciertos límites.
Ley del mínimo (Leibig 1840)
Límites de tolerancia (Shelford 1911)
• Condición: Factor ambiental que varía en el espacio
y tiempo. Limita la distribución de los organismos.
• Salinidad: Concentración de solutos en forma de
sales en el agua o suelo (cloruros y sulfatos de sodio,
de calcio, de magnesio).
Efectos: • Disminución del crecimiento
• Disminución de la producción
(frutos y semillas)
• Muerte
Inundación Salinidad
Pérdida de oxígeno
Inactividad de la raíz
Marchitez
No fotosíntesis
Acumulación etileno
(absición hojas)
Salida de calcio (mensajero
secundario)
Alteraciones en proteínas
Acumulación ácido
absícico
Disminuye toma de agua
Toxicidad por iones
Inhibición desarrollo hojas
Senescencia
Deformaciones en
crecimiento
Disminución de
transpiración y fotosíntesis
Acidificación citoplasma
Crecimiento de plantas en suelos
salinos
• Halófitas:1. Cloro-halófitas (acumuladoras de cloro) suculentas
2. Sulfato-halófitas (mayor concentración relativa de sulfato) coriáceas
3. Alcalino-halófitas (alta concentración de sodio)
4. Halófitas-excretoras de sales (glándulas)
• No halófitas
NOTA: Ninguna angiosperma es halófita obligada
Problema ecológico:
¿de qué modo el metabolismo de la planta
se desarrolla en altas concentraciones
salinas?
• Efecto osmótico¿?
• Interacción de iones en el plasma celular,
iones monovalentes: efecto hidratante
(cloruros)
iones divalentes: efecto deshidratante
(sulfatos)
Algas
• Monochrysis lutheri: sintetiza
ciclohexanetetrol como
respuesta a alta salinidad (4h),
al disminuir lo excreta (10min)
• Algas rojas y unicelulares
(glicerol galactosido)
• Flagelados verdes (glicerol y
manitol fotosintéticos)
Plantas cultivadasagua de riego y acumulación de sales
•No tolerantes:
Cebolla, chícharos
•Tolerantes:
remolacha, jitomate,
centeno
a) iones sodio compiten con la captación de potasio, fertilización con calcio
b) Azufre lixivia sodio
Suriana maritima
dunas costeras
HALÓFITA EXTREMA
No halófitas
AGUA DE LLUVIA
• Raíces de rápido crecimiento y
acumulación de agua en el tallo
Opuntia wentiana
No halófitas
AGUA DE LLUVIA
• Raíces no funcionales, acumulan agua
entre las hojas
Bromelia humilis
No halófitasAGUAS PROFUNDAS
• Raíces profundas que alcanzan estratos
acuíferos profundos
Prosopis juliflora
Manglar: comunidad arbórea, perennifolia
240 000 km2 de manglares en el mundo
6 600 km2 en México
(sexto país en el mundo con mayor extensión de
manglares)
Características:
• Expuestas a:
1. Inundaciones
2. Suelos anóxicos
3. Cambios drásticos de salinidad
4. Olas y fuertes vientos
Distribución de los manglares
En México 488,000 ha (FAO)
40 especies8 especies 6 especies
Migración de los
manglares
Corrientes marinas
Origen:
Eoceno (38 millones de años)
Sureste de Asia
Localización
• Estuarios
• Deltas de ríos
• Lagunas costeras
• Bahías tropicales
• Bahías subtropicales
Especies en la península de Yucatán
• Avicennia germinans
• Conocarpus erecta
• Laguncularia racemosa
• Rhizophora mangle
Importancia• Sistemas altamente productivos
• Áreas de desove
• Áreas de apareamiento
• Áreas de protección de organismos
juveniles
• Purificación de agua
1 ha manglar produce 88-150kg camarón anual
HERBIVORÍA
Consumen del 75 al 100% de semillas germinadas
Remueven de 9 al 79% de detritus
Son alimento de mas de 50 especies invertebrados y 60 de peces
Cangrejo violinista
Factores que los afectan
• Temperatura del aire (mes más frío 20º C, cambios de temperatura de 5 º C)
• Corrientes oceánicas (corrientes frías). Protección (en costas con protección de oleaje fuerte, las plántulas no son arrastradas). Litorales someros con poca pendiente
• Aguas salinas (menor competencia con otras especies)
• Ámbito de mareas (mayor ámbito de mareas más manglar)
• Sustrato lodoso (arena, lodo, turba, rocas coralinas)
• Tala
• Perturbaciones antropogénicas (carreteras, industrias)
NORMATIVIDAD
0‰35‰
70‰
15‰
Óptimo fisiológico
Mayor altura
Mayor riqueza
Mayor diversidad
Agua de mar membrana endotérmica Agua pura Xilema
y exotérmica?
Mecanismo de
ultrafiltración
ósmosis
RAÍCES: Eliminan el 100% de sal
• PROTEÍNAS DE ESTRÉS “osmotina”
Alta concentración de Na+ largas y estrechas células corticales
• MEMBRANA bombas de protones que captan solutos
Agua de mar membrana endotérmica Agua pura Xilema
y exotérmica?
Mecanismo de
ultrafiltración
ósmosis
Rhizophora mangle
mangle rojo
• Aumento de la superficie de absorción
• Mayor estabilidad (corrientes y vientos)
• Zancos con lenticelas
Tolerancia: alta frecuencia de inundación y nivel de agua
Localización: en bordes
Avicennia germinans
mangle negro
• Neumatóforos TRANSFIEREN OXÍGENO A LAS RAÍCES SUMERGIDAS (lenticelas, mayor superficie de absorción, intercambio de gases)
• Glándulas excretoras de sal 10,000 neumatóforos
(adulto 3m)
Localización:
menor inundación
y mayor salinidad
• Vivíparos
(germinación
cuando aún
está unida a
la madre
• Tejidos de
flotación
• Viabilidad 35
días a 1 año
Zonación
R. mangle
L. racemosa
A. germinans
C. erectus
< salinidad > inundación
