La respiración vegetal

Al igual que los animales, las plantas también respiran. La respiración vegetal es el proceso a través del cual se produce el intercambio gaseoso entre las plantas y la atmósfera, que se traduce en el consumo de O₂ y la expulsión de CO₂.

La ecuación química de la respiración se puede simplificar de la siguiente manera: los carbohidratos producidos por la fotosíntesis se oxidan en presencia del oxígeno obtenido por la planta a través de los estomas, y con la ayuda de ciertas enzimas produce dióxido de carbono, agua y energía bioquímica que como comenté en un post anterior se conoce como ATP. Gracias a esta energía, se llevan a cabo todos los procesos energéticos de la planta, como el crecimiento de ramas, hojas y raíces.

Es muy importante no confundirla con la emisión de oxígeno que se produce durante la fotosíntesis. En la fotosíntesis el gas principal es el CO₂ y en la respiración vegetal el O₂.

En las plantas, el intercambio gaseoso se realiza principalmente a través de los estomas. Para ello, poseen un orificio denominado ostiolo que se cierra automáticamente en los caso de exceso de CO₂ o de falta de agua. Además, los estomas suelen localizarse en la parte inferior de la hoja, en la que no reciben la luz solar directa.

El laboratorio en casa

Para reforzar los conocimientos adquiridos sobre las plantas, nada mejor que pasar de la teoría a la práctica. Para ello, te propongo dos experimentos para realizar en casa:

• La nutrición de las plantas para obtener flores de colores

Materiales

– Flores frescas; preferentemente blancas.

– Colorantes alimentarios.

– Agua caliente.

Procedimiento

1. Realiza un corte inclinado en la base del tallo.

2. Añade colorante a un vaso que contenga agua caliente.

3. Introduce el tallo de la flor en el agua coloreada.

Explicación

Se trata de un proceso biológico muy sencillo que ocurre en todas las plantas: el transporte ví­a xilema.

Las plantas absorben el agua por las raíces y la conducen a través del tallo hacia las partes superiores (hojas y flores) para realizar la fotosíntesis. Por ello, como la solución que va a ser absorbida contiene un colorante, las partes superiores de las plantas de color blanco se tintarán al absorber agua tintada.

•      Las plantas en la búsqueda de la luz

Materiales

-Una caja con divisiones y tapa (por ejemplo una caja de zapatos)

-Un vasito para sembrar con algodón y agua.

-Garbanzos o cualquier otro tipo de legumbre

Procedimiento

1. Fabrica tu caja con divisiones haciendo huecos en las paredes que habrás construido hasta llegar a la pared externa de la caja donde realizarás un hueco por donde entrará la luz del sol.

2. Planta tres o cuatro garbanzos en el vasito con algodón y agua, y ponlos en el extremo interno de la caja, lo más alejados posible del hueco exterior de la misma.

3. Tapa la caja, para evitar que la luz entre por todos lados.

4. Coloca la caja en una ventana soleada, con el hueco hacia la luz.

5. Abre la caja cada dos días para regar la planta.

Explicación

Los tallos de las plantas siempre crecen hacia la luz, ya que ésta resulta imprescindible para que puedan realizar la fotosíntesis y así seguir obteniendo energía para sintetizar los azúcares que necesitan para seguir creciendo. Por eso, podrás ver el crecimiento de tus garbanzos a través de los agujeros hasta conseguir llegar a la ventana exterior y con luz. 

La fotosíntesis

Uno de los procesos más importantes que ocurren en la Tierra y cuyo resultado es la liberación del oxígeno que respiramos es la fotosíntesis. Pero, ¿cómo ocurre este proceso?

A diferencia de los animales que digieren alimentos ya elaborados, las plantas tienen la capacidad de sintetizarlos por ellas mismas a través de un proceso químico conocido como fotosíntesis. Con este proceso, transforman la energía de la luz del sol en energía química, obteniendo azúcares a partir de agua, dióxido de carbono y luz, y liberando a su vez oxígeno:

LUZ

                        CO₂ + H₂O ------------------> C₆H₁₂O₆ + O₂ 

Para ello, las plantas tienen un pigmento, responsable del color verde de las plantas, llamado clorofila encargado  de absorber la luz. Aunque, si bien la fotosíntesis precisa de luz, es importante saber que ésta se lleva a cabo en dos fases, siendo necesaria la luz solo en una de ellas. Estas fases son:

-       -   Fase lumínica

La fase lumínica es la etapa en la que se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz solar y la clorofila. En ella,  la clorofila capta la luz solar y con la energía obtenida rompe la molécula de agua (H₂O).

El proceso genera oxígeno gaseoso que se libera al ambiente, y la energía no utilizada es almacenada en moléculas de energía llamadas ATP.

-       -   Fase oscura

La fase oscura es la etapa en la que no se necesita la luz, aunque también se realiza en su presencia. Ocurre en los cloroplastos y depende directamente de los productos obtenidos en la fase lumínica.

En esta fase, el hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO₂) presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos orgánicos, principalmente carbohidratos; es decir, compuestos cuyas moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno. 

  

El experimento de Francesco Redi

En 1640, el científico Van Helmont propuso una receta que permitía crear ratones. Pensaba que si se colocaba ropa interior llena de sudor junto con trigo en un cubo, al cabo de varios días el fermento penetraba a través de las cáscaras de trigo  transformando el trigo en ratones.

Años más tarde, en 1668, Francesco Redi no estaba de acuerdo con esa explicación y realizó experimentos para demostrar que no era verdad. Para ello, colocó trozos de carne en varios tarros; unos lo cerró con la tapa, otros los dejó destapados y otros los tapó con una gasa.

Varios días después, observó que en los tarros tapados bien con la tapa rígida como por la gasa no había gusanos.  Sin embargo, en los tarros destapados había gran cantidad de larvas y moscas. Redi demostró por tanto, que los gusanos que aparecían en la carne eran larvas que provenían de huevecillos depositados por las moscas.

¿Qué demostró Francesco Redi con su experimento? Redi demostró que los insectos no nacen por generación espontánea como anteriormente se consideraba al demostrar  que la vida de los organismos tiene un origen; refutando así la ‘Teoría de la generación espontánea’.

Autor: Anthoni Imperial. Licencia: CC BY

El descubrimiento de la célula

Hoy día, todos sabemos que estamos formados por células. Todo aquel que ha acudido a una clase de Ciencias de la Naturaleza, sabe que es la unidad estructural mínima en la que se organiza la vida. Sin embargo, esto no siempre ha sido así. ¿Quién fue la persona que la descubrió? ¿Cómo lo hizo? ¿Siempre ha sido conocida como célula?

El científico que la descubrió fue Robert Hooke, si bien ya existían nociones anteriores en esta materia. Para ello, fue fundamental la invención del microscopio. Así pues, Hooke construyó un microscopio de 50 aumentos con el cual comenzó a realizar observaciones de tejidos vegetales.

No fue hasta el análisis de un pequeñísimo trozo de corcho, cuando Hooke descubrió la célula en 1665. De esta manera, pudo observar una serie de figuras en forma de pequeños cuadrados a los que llamó celdas, nombre que luego derivó en el término “célula”.

Sin embargo, lo que el señor Hooke estaba presenciando eran células vegetales muertas, con su característica forma poligonal, por lo que fue incapaz de desarrollar más detalles que el simple descubrimiento de estas estructuras.

Unos años más tarde, en la década de los años 1670, el holandés Anton Van Leeuwenhoek, construyó  un microscopio de 200 aumentos, siendo el primero en observar, dibujar y también describir una célula viva.

Robert Hooke, Micrographia. Licencia Creative Commons: CC BY