Funciones vegetativas
En todos los organismos se realiza un intercambio constante de sustancias, energía e información con el medio ambiente en el que se desarrollan. Este intercambio hace posible que en los organismos ocurra un conjunto de reacciones de síntesis y de degradación nivel celular que se conoce con el nombre de metabolismo.
El metabolismo en los organismos está relacionado con todos los procesos fisiológicos que permiten la vida, como son: la nutrición, el transporte de sustancias, la respiración y la excreción. Las funciones vegetativas son el conjunto de funciones que permiten el mantenimiento del Metabolismo celular y, por tanto, de la vida de los organismos. De ello se deduce que el metabolismo celular es la base de las funciones vegetativas de los organismos.
Nutrición
Todos los organismos toman del medio ambiente nutrientes, estos pueden ser sustancias inorgánicas (agua y sales minerales) u orgánicas (proteínas, lípidos, carbohidratos y vitaminas) según el tipo de nutrición que posean.
La carencia de nutrientes puede causar trastornos de diversa complejidad, en dependencia de los tipos de nutrientes y de la cantidad que de estos falte. Por ejemplo las plantas necesitan para su desarrollo óptimo, además de agua (H20) y dióxido de carbono (CO2), determinadas cantidades de minerales que obtienen del suelo en forma de sales disueltas en el agua. El nitrógeno, el potasio y el fósforo son vitales en el crecimiento, la formación de las raíces, la germinación de las semillas, las reacciones metabólicas y otras funciones; pero también demandan de otros minerales en menor cantidad como el hierro, el zinc y el magnesio.
Los animales y el hombre requieren de los mismos nutrientes: proteínas, carbohidratos, lípidos, minerales, vitaminas y agua. La carencia de nutrientes causa desnutrición, que es hoy uno de los principales problemas de la humanidad. Aunque en el planeta hay capacidad para producir alimentos para todos sus habitantes, cada día el Tercer Mundo aporta nuevas víctimas por esta razón, sin que los ricos se conmuevan ante esta realidad. Como consecuencia del hambre, se reduce el tiempo de vida, las enfermedades proliferan y las capacidades intelectuales se afectan.
Cuba, un país subdesarrollado y bloqueado, ha puesto en práctica una política en la todos tienen derecho y acceso a la alimentación, para lo cual invierte enormes recursos y se hace un esfuerzo especial en la atención a los requerimientos alimenticios de los grupos más vulnerables, como niños, embarazadas, enfermos y ancianos. El bloqueo económico que los Estados Unidos ejercen sobre Cuba, implica una afectación en la satisfacción plena de la alimentación de nuestro pueblo.
Como parte de la cultura de cualquier sociedad, la nutrición se ve influida por hábitos y costumbres que se transmiten durante generaciones, pero debemos desarrollar correctos modos alimentarios que garanticen la ingestión de una ración alimentaria adecuada para el mantenimiento de la salud y que evite enfermedades. Dentro de la dieta debemos incluir todos los grupos de alimentos, independientemente de las preferencias o gustos.
Formas de nutrición: autótrofa y heterótrofa
Todos los organismos se nutren, pero ¿obtienen los nutrientes de la misma forma?. Se distinguen dos tipos o formas básicas de nutrición: la autótrofa y la heterótrofa. Los organismos autótrofos sintetizan moléculas orgánicas partir de sustancias inorgánicas.
Los organismos quimioautótrofos, como las bacterias sulfurosas y nitrificantes, obtienen la energía a partir de compuestos químicos. Los organismos fotoautótrofos la obtienen a partir de la energía lumínica. Los organismos heterótrofos obtienen del ambiente la materia orgánica elaborada, por los autótrofos, por lo que dependen de ellos, aunque también toman del ambiente agua y minerales.
Si por efecto de la contaminación ambiental o por el uso descontrolado de los recursos naturales se afecta la vida de los organismos autótrofos, entonces compromete la vida de los heterótrofos.
Los organismos heterótrofos presentan dos formas de nutrición:
Saprótrofa: La nutrición saprótrofa o absortiva es característica de algunas Bacterias y de los Hongos que se alimentan de las sustancia que absorben al degradar sustancias orgánicas producidas por otros organismos.
Holótrofa: La nutrición holótrofa es característica de la mayoría de los protistas como el paramecio, ameba, los animales y el hombre. Estos organismos se nutren a partir de compuestos orgánicos (proteínas, carbohidratos, lípidos y vitaminas) que no pueden incorporar directamente a sus células y deben ser transformados previamente a formas más simples, a través de diferentes procesos.
Nutrición autótrofa. Mecanismos de obtención de nutrientes
Los organismos autótrofos sintetizan moléculas orgánicas a partir de compuestos inorgánicos. Los Organismos quimioautótrofos, como las bacterias sulfurosas y nitrificantes, obtienen la energía de los compuestos químicos y los autótrofos, de la energía lumínica procedente del sol. Pero, ¿Puede sobrevivir una planta si solo incorpora dióxido de carbono, agua y energía luminosa?, ¿cuáles son las sustancias que entran disueltas en el agua absorbidas por las raíces?. ¿Qué función realizan los minerales obtenidos del suelo en la vida de la planta? ¿qué parte de la planta es la encargada de la obtención de los nutrientes?.
Las Plantas están constituidas por tres elementos químicos fundamentales: carbono, hidrógeno y oxígeno, que conforman las diferentes moléculas presentes en sus células.
El carbono procede del dióxido de carbono contenido en la atmósfera, el hidrógeno, se obtiene del agua absorbida y el oxígeno, del H2O, el CO2 y el O2 (g) atmosférico. Las plantas obtienen las sustancias minerales disueltas en el agua del suelo, que es la fuente natural de estos nutrientes. Los elementos incorporados a la planta, al llegar a las diferentes células, participan en el metabolismo celular y constituyen materias primas en el proceso de síntesis de moléculas que son utilizadas en el mantenimiento, construcción de estructuras y participan como activadores enzimáticos.
Las Raíces presentan ramificaciones y pelos radicales que tienen paredes finas, lo que posibilita la absorción del agua y las sales minerales. El agua entra por difusión, siempre, por transporte pasivo, y las sales minerales pueden entrar por transporte activo y pasivo. En el proceso de nutrición de las plantas están involucrados todos sus órganos, el agua y las sales minerales penetran al cuerpo de la planta por las raíces, que también incorporan 02. El CO2 y el O2, atmosférico que entran por las estomas presentes en hojas y tallos jóvenes.
Algunas plantas presentan heterotrofismo, como es el caso de la Dionaea sp. Una planta carnívora que utiliza los insectos en su nutrición, ya que el suelo en que se desarrolla es carente de nitrógeno.
En las plantas, al igual que en los animales, se observan los efectos de la desnutrición.
Cuando las plantas se cultivan en condiciones inadecuadas, con deficiencias de agua, iluminación, CO2, y sustancias minerales, se afecta severamente el crecimiento y el desarrollo, y son evidentes los síntomas de la carencia de los diferentes elementos según las manifestaciones que pueden presentar en la forma, el color, la consistencia de las hojas, el tallo con entrenudos más cortos o largos y el crecimiento pobre de las raíces, entre otros aspectos.
Por ejemplo, cuando falta el magnesio, no se sintetiza la clorofila y se presenta en hojas un color blanquecino, por lo cual se dice que las hojas están hojas cloróticas, además esas plantas crecen delgadas. Cuando el agua no es suficiente, se retarda el crecimiento y puede aparecer una coloración azulada en las hojas.
Cuando existen deficiencias de las diferentes sustancias minerales se presentan síntomas específicos que pueden indicar al hombre cuál es el nutriente que escasea y propiciar su incorporación al suelo, sobre todo en los cultivos de interés agrícola.
Nutrición heterótrofa. Holotrofismo
Las sustancias que los organismos heterótrofos holótrofos obtienen del medio ambiente deben ser transformadas antes de ser incorporadas a cada una de las células, donde participan en el metabolismo celular. En la mayoría de los organismos heterótrofos pluricelulares se han desarrollado estructuras especializadas como consecuencia de la pluricelularidad y de la diferenciación celular. Esto facilita la realización de las funciones nutritivas que permiten la degradación de los nutrientes a formas más simples y su transporte hasta las células mediante los procesos de la nutrición holótrofa que son: ingestión, digestión, absorción y asimilación.
La ingestión es el proceso mediante el cual los organismos toman el alimento. Posteriormente, este es sometido a distintos procesos de transformaciones mecánicas y químicas mediante la digestión. Las sustancias resultantes de la degradación durante el proceso de digestión, pasan a través de estructuras hacia el medio interno. Este movimiento se efectúa directamente a través de membranas o mediante mecanismos especializados de transporte y se conoce como absorción. Estas sustancias absorbidas pasan a formar parte de las células y pueden ser utilizadas en el metabolismo por el proceso de asimilación.
Cuando la digestión se realiza en el interior de una célula, esta recibe el nombre de digestión intracelular. Cuando se realiza fuera de las células, en el interior de una cavidad, entonces la digestión es extracelular.
Generalidades
La nutrición recurre a procesos de absorción de gas y de soluciones minerales ya directamente en el agua para los vegetales inferiores y las plantas acuáticas, ya en el caso de los vegetales vasculares en la solución nutritiva del suelo por las raíces o en el aire por las hojas.
Las raíces, el tronco y las hojas son los órganos de nutrición de los vegetales vascularizados: constituyen el aparato vegetativo. Por los pelos absorbentes de sus raíces (las raicillas), la planta absorbe la solución del suelo, es decir el agua y las sales minerales, que constituyen la savia bruta (ocurre que las raíces se asocian a hongos para absorber mejor la solución del suelo, se habla entonces de micorriza).
Por las hojas, allí donde se efectúa la fotosíntesis, la planta recibe aminoácidos y azúcares que constituyen la savia elaborada. Bajo las hojas, los estomas permiten la evaporación de una parte del agua absorbida (oxígeno: O2) y la absorción de dióxido de carbono (CO2).
Por el tallo, circulan los dos tipos de savia: la savia bruta por el floema y la savia elaborada por el xilema.
En este proceso entran a jugar un papel importante los elementos nutrientes. Los mismos se clasifican en macro y micronutrientes
Los macronutrientes se caracterizan por sus concentraciones superiores al 0.1% de la materia seca. Entre ellos se encuentran los principales elementos nutritivos necesarios para la nutrición de las plantas, que son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno y el nitrógeno. Estos cuatro elementos que constituyen la materia orgánica representan más de un 90% por término medio de la materia seca del vegetal. Al cual se añaden los elementos utilizados como abono y enmiendas que son: el potasio, el calcio, el magnesio, el fósforo, así como el azufre.
Los tres primeros macronutrientes se encuentran en el aire y en el agua. El nitrógeno, aunque representando un 78% del aire atmosférico, no puede ser utilizado directamente por las plantas que no pueden, a excepción de algunas bacterias y algas, asimilarlo más que bajo forma mineral, principalmente bajo la forma de ion nitrato (NO3). Eso explica la importancia de la "nutrición añadida de nitrógeno" en la nutrición vegetal y su adición como abono por los productores.
Los micronutrientes llamados también oligoelementos no sobrepasan el 0.01% de la materia seca. Son el cloro, el hierro, el boro, el manganeso, el zinc, el cobre, el níquel, el molibdeno, etc. El déficit de alguno de estos elementos puede determinar enfermedades de carencia.
Para construir, renovar sus estructuras y realizar todos los procesos vitales, los seres vivos necesitan materia y energía. En este sentido, la nutrición se reconoce como un proceso determinante. Se denomina nutrición al conjunto de procesos implicados precisamente en el intercambio de materia y energía de un ser vivo con el medio que le rodea.