Nutrición en plantas

Tema 2: NUTRICIÓN EN PLANTAS

" ÍNDICE TEMÁTICO: Nutrición en Plantas

• Concepto de nutrición autótrofa
• Elementos minerales y suelo como fuente de nutrientes
• Fotosíntesis y metabolismo energético
• Simbiosis y asociaciones nutricionales especiales
• Micorriza
• Líquenes
• Bacterias fijadoras de nitrógeno
• Parasitismo en plantas
• Hemiparásitas y holoparásitas
• Plantas carnívoras (insectívoras)
• Tipos de trampas: adhesivas, prensoras, deslizantes, suctoras

$ 1. CONCEPTO DE NUTRICIÓN AUTÓTROFA

# Autótrofos vs. Heterótrofos

• El término autótrofo (del griego autós = por sí mismo, trofos = alimentarse) se refiere a los
• rganismos capaces de fabricar su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas sencillas.
• Por el contrario, los heterótrofos obtienen materia orgánica a partir de otros organismos, vivos o muertos.

En el caso de las plantas, hablamos de fotoautótrofos, ya que:

• Usan luz solar como fuente de energía (fotosíntesis).
• Utilizan CO₂, agua y sales minerales (como nitratos, fosfatos, calcio…) para fabricar compuestos orgánicos (azúcares).

⚙ Componentes y procesos implicados Materias primas:

• CO₂ (dióxido de carbono)
• H₂O (agua)
• H₂PO₄⁻, NO₃⁻, Ca²⁺, etc. (iones minerales) Producto orgánico final:
• Azúcares (glucosa, sacarosa…) → Fuente de energía y base estructural Energía necesaria:
• Luz solar, captada mediante pigmentos fotosintéticos en los cloroplastos

* Nutrientes esenciales y su absorción En la tabla de la derecha abajo se presentan los elementos esenciales para las plantas, diferenciando entre:

TIPO ELEMENTOS FORMA DE PROPORCIÓN ABSORCIÓN EN PLANTA

Macronutrientes C, H, O, N, P, K, Ca, CO₂, H₂O, NO₃⁻, Mayor cantidad Mg, S etc.

Micronutrientes Fe, Mn, Cu, Zn, B, Cl, Iones diversos Cantidades muy Mo, Ni bajas

• Estos son los nombre de cada elemento Macronutriente:
• C: Carbono
• H: Hidrógeno
• O: Oxígeno
• N: Nitrógeno
• P: Fósforo
• K: Potasio
• Ca: Calcio
• Mg: Magnesio
• S: Azufre
• Estos son los nombre de cada elemento Micronutriente:
• Fe: Hierro
• Mn: Manganeso
• Cu: Cobre
• Zn: Zinc
• B: Boro
• Cl: Cloro
• Mo: Molibdeno
• Ni: Níquel Cada nutriente se absorbe en forma iónica específica. Por ejemplo:
• El nitrógeno se absorbe como NO₃⁻
• El fósforo como H₂PO₄⁻
• El calcio como Ca²⁺ Todos estos elementos se obtienen tanto del aire (CO₂, O₂) como del suelo.

+ 2. ELEMENTOS MINERALES Y EL SUELO COMO FUENTE DE NUTRIENTES

* 2.1. Macronutrientes y micronutrientes Ya hemos visto por la tabla anterior que las plantas absorben los nutrientes en forma inorgánica (iones disueltos en agua) a través de las raíces. Vamos a verlo un poco más en detalle:

• Macronutrientes (necesarios en grandes cantidades):
• C (CO₂ del aire): ~44% del peso seco
• O (H₂O y O₂): ~44%
• H (H₂O): ~6%
• N, K, Ca, Mg, S, P (del suelo): en cantidades variables
• Micronutrientes (necesarios en trazas):
• Fe, Mn, Zn, Cu, B, Cl, Mo, Ni
• Aunque están en muy baja concentración, son imprescindibles para enzimas y funciones metabólicas específicas.

" 2.2. El suelo como medio nutritivo El suelo es una mezcla compleja de:

• Partículas minerales (arena, limo, arcilla)
• Materia orgánica en descomposición (humus)
• Agua y aire
• Una rica comunidad biológica (bacterias, hongos, lombrices…) En esta imagen se muestran:
• Las capas u horizontes del suelo:
• Horizonte O (orgánico): rico en humus
• Horizonte A (superficial):

mezcla de materia orgánica y mineral

• Horizonte B: acumulación de minerales lixiviados
• Horizonte C: roca madre alterada
• Roca madre (no alterada) En esta otra imagen vemos en detalle:

El ecosistema subterráneo: raíces, micorrizas, lombrices, insectos, hongos, bacterias…

• La vida del suelo es clave en:
• Transformación de nutrientes
• Aireación y drenaje
• Retención de agua y minerales

☀ 3. FOTOSÍNTESIS Y METABOLISMO ENERGÉTICO

# 3.1. Resumen del proceso fotosintético La fotosíntesis en plantas es el proceso central de la nutrición autótrofa, llamado así al sistema capaz de elaborar su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas:

Materias primas:

• CO₂ (del aire)
• H₂O (del suelo)
• Luz solar Productos:
• Azúcares (glucosa, sacarosa)
• O₂ (como desecho útil para el ecosistema) Energía:
• Se almacena en los enlaces químicos de los azúcares generados.

Pigmentos fotosintéticos:

• Clorofilas (verdes): principales responsables de la captación de luz.
• Carotenoides (naranjas, amarillos): protegen del exceso de luz.
• Ficobilinas (en algas rojas y cianobacterias): captan luz en otras longitudes de onda.

6 No toda la energía lumínica es utilizada para la fotosíntesis, parte de esa energía se disipa como calor o fluorescencia. Esto corresponde al espectro electromagnético, el rango visible y la manera en cómo la luz interactúa con una hoja verde.

Veamos cómo es eso:

✅ Una parte se absorbe eficazmente por los pigmentos (como la clorofila)

• Especialmente en longitudes de onda azul y roja (eso lo vemos en la banda visible de la imagen).
• Esta energía absorbida se convierte en energía química (glucosa) mediante la fotosíntesis.

❌ Otra parte de la energía se pierde, y aquí viene se produce algo fantástico:

a) Como calor

• Parte de la energía absorbida no se convierte en glucosa, sino que se libera como calor para evitar daños por sobreexcitación.
• Esto ayuda a proteger a la planta frente al exceso de luz (como una válvula de seguridad).

b) Como fluorescencia

• Una pequeña fracción de energía es reemitida en forma de luz de menor energía (mayor longitud de onda, por ejemplo, rojo).

• Esta emisión se llama fluorescencia clorofílica, y aunque es débil, puede medirse y se usa en estudios para ver el estado de salud de las plantas.

9 ¿De qué manera lo vemos representado en la imagen?

• El espectro visible va del violeta (más energético) al rojo (menos energético).
• Las flechas de colores que van del sol a la hoja muestran que la luz llega en distintos colores (distintas energías).
• La flecha que va al ojo representa el color reflejado, normalmente el verde, porque la clorofila no lo absorbe y por eso lo vemos.

$ 3.2. Estructura implicada: el cloroplasto El cloroplasto es el orgánulo especializado en realizar la fotosíntesis.

• Está dentro de la célula vegetal.
• Contiene:
• Tilacoides: sacos membranosos apilados en grana.
• En ellos se encuentran los pigmentos.
• En la fase luminosa se genera energía en forma de moléculas ATP (adenosín trifosfato) y NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato).
• En la fase oscura (ciclo de Calvin), se fija el CO₂ y se produce glucosa.

' 3.3. Variaciones y casos especiales Además de los cloroplastos, hay otras estructuras fotosintéticas:

• Cianobacterias: son procariotas, pero también fotosintéticas.

No tienen cloroplastos, pero poseen lamelas fotosintéticas internas (estructuras membranosas que se encuentran dentro de los cloroplastos de las células vegetales).

• Cromoplastos: son los orgánulos presentes en células vegetales que almacenan pigmentos responsables de los colores amarillo, naranja y rojo en flores, raíces y frutos. Almacenan pigmentos no verdes (carotenos, xantofilas), que no realizan fotosíntesis pero participan en atraer polinizadores o dispersores.

: 4. SIMBIOSIS Y ASOCIACIONES NUTRICIONALES ESPECIALES ; 4.1. MICORRIZAS

¿Qué son?

Las micorrizas son asociaciones simbióticas entre las raíces de plantas y hongos del suelo.

A cambio de azúcares producidos por la planta, los hongos:

• Absorben agua y minerales (especialmente fósforo y micronutrientes como Mn, Zn, Cu).
• Mejoran la exploración del suelo gracias a su red de micelio.

Tipos de micorrizas

• Endomicorrizas (vesículo-arbusculares):
• Los hongos penetran las células corticales de la raíz.
• Forman arbúsculos (estructuras de intercambio).
• Muy comunes (~90% de las plantas).
• Ectomicorrizas:
• El hongo recubre la raíz externamente con un manto micelial.
• Penetra entre células formando una red de Hartig.
• Frecuentes en árboles (pinos, robles).

Ejemplos de hongos micorrícicos:

• Tuber melanospermum (trufa negra)
• Boletus aereus
• Amanita caesarea
• Lactarius deliciosus 6 Las micorrizas pueden usarse en agricultura ecológica para mejorar la nutrición sin fertilizantes.

$ 4.2. LÍQUENES

Los líquenes son una simbiosis entre un hongo y un alga (o cianobacteria):

• El hongo proporciona protección, soporte y retención de agua.
• El alga o cianobacteria realiza la fotosíntesis.

Los líquenes son bioindicadores de pureza del aire y pueden sobrevivir en ambientes extremos.

Aquí vemos la estructura interna de los líquenes: capas diferenciadas de hifas, algas y una corteza externa.

< 4.3. BACTERIAS FIJADORAS DE NITRÓGENO

Las plantas no pueden usar directamente el N₂ (nitrógeno) del aire. Algunas han desarrollado simbiosis con bacterias fijadoras de nitrógeno que convierten N₂ en formas asimilables (NH₄⁺, NO₃⁻).

Ejemplos:

• Leguminosas + Rhizobium
• Forman nódulos en las raíces, donde viven las bacterias.
• Fijan N₂ atmosférico en forma utilizable para la planta.
• Aliso + Frankia: árbol no leguminoso con asociación similar.
• Azolla (helecho acuático) + Anabaena (cianobacteria): se usa como fertilizante natural en arrozales.

6 Estas asociaciones son fundamentales para la fertilidad del suelo sin fertilizantes artificiales.

= 5. PARASITISMO EN PLANTAS

1 5.1. ¿Qué es el parasitismo vegetal?

El parasitismo consiste en que una planta (el parásito) extrae agua, sales minerales y en algunos casos productos orgánicos del hospedador, al que perjudica.

La estructura clave es el haustorio (del lat.

haurire = extraer, succionar): una raíz modificada que penetra en los tejidos del hospedador.

> 5.2. Hemiparásitas

• Son plantas verdes que realizan fotosíntesis, pero obtienen agua y minerales del hospedador.
• Pertenecen a la familia Scrophulariaceae y otras.

Ejemplos:

• Melampyrum, Euphrasia, Pedicularis, Rhinanthus
• Aparecen en praderas, y muchas veces sobre raíces de gramíneas.

Ejemplo destacado:

Viscum album (muérdago)

• Parasita ramas de árboles.
• Se fija mediante un haustorio al xilema del hospedador.
• Se considera una planta epífita hemiparásita.

? 5.3. Holoparásitas

• Son plantas totalmente dependientes del hospedador.
• No tienen clorofila → no hacen fotosíntesis.
• Obtienen todo su alimento por medio del haustorio.

Ejemplos:

• Orobanche sp. (jopos) y Cistanche sp.
• Parasitan raíces de habas, zanahorias, etc.
• En la imagen se ven sus flores llamativas.
• Neottia nidus-avis
• Orquídea sin clorofila, con vida subterránea.
• Cuscuta sp. (barba de capuchino)
• Lianas filamentosas anaranjadas.
• Enroscan el tallo del hospedador y lo penetran con haustorios.
• Rafflesia arnoldii
• Planta sin tallo, hojas ni raíces visibles.
• Produce la flor más grande del mundo (hasta 1 m de diámetro).
• Parásita de raíces de lianas del sudeste asiático.
• Cytinus hypocistis
• Parásita de arbustos mediterráneos (como Cistus).
• Sus flores emergen en primavera; tradicionalmente conocidas como “téticas de doncella”.

Estas estrategias muestran la adaptabilidad extrema de las plantas, que pueden sobrevivir incluso sin fotosíntesis si encuentran otro organismo del que alimentarse.

@ 6. PLANTAS CARNÍVORAS (INSECTÍVORAS)

$ ¿Por qué son carnívoras?

A estas plantas más bien habría que llamarlas insectívoras.

Viven en suelos muy pobres en nitrógeno (pantanos, turberas, suelos ácidos), y suplementan su nutrición mineral capturando insectos.

A través de enzimas digestivas

• bacterias simbióticas, descomponen a sus presas y absorben los nutrientes.

# 6.1. Tipos de trampas Según su funcionamiento, se clasifican en:

• Trampas adhesivas o viscosas
• Trampas prensoras o de resorte
• Trampas deslizantes o de caída
• Trampas suctoras o deglutoras A 6.2. Trampas adhesivas Principio:
• Las hojas tienen pelos glandulares que secretan mucílago pegajoso.
• El insecto queda atrapado y la planta lo digiere externamente.

Ejemplos:

• Pinguicula sp. (grasilla)
• Hojas planas con glándulas adhesivas y digestivas.
• Philcoxia minensis
• Planta del suelo con hojas subterráneas microscópicas, que atrapan nematodos.
• Drosera sp. (rosolí)
• Tentáculos móviles con gotas de mucílago que rodean a la presa.
• Drosophyllum sp., Byblis sp.
• Similar a Drosera, pero sin movimiento de tentáculos.

B 6.3. Trampas de resorte Ejemplo icónico:

• Dionaea muscipula (atrapamoscas)
• Hojas bilobuladas con pelos táctiles.
• Al tocar dos pelos en menos de 30 segundos, se cierra la trampa por movimiento rápido de las células.

6 Es una adaptación sorprendente, con movimiento activo.

C 6.4. Trampas deslizantes Principio:

• Estructura tubular con paredes resbaladizas y zonas de enzimas digestivas al fondo.

Ejemplos:

• Nepenthes sp.
• Con “tapa”, borde resbaladizo, cámara de digestión y glándulas.
• Otros géneros:
• Cephalotus, Darlingtonia, Heliamphora, Sarracenia
• Presentan morfologías variadas, pero todas con estructura tubular.

D 6.5. Trampas suctoras o deglutoras Ejemplo:

• Utricularia sp. (planta acuática)
• Presenta pequeños utrículos (vesículas) con una puerta trampa que succiona pequeños organismos cuando estos estimulan los pelos táctiles.

Estas estrategias de las plantas muestran una adaptación extrema a la pobreza del suelo, y cómo en esa situación pueden diversificar sus métodos de nutrición más allá de la fotosíntesis.