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Agricultura y Naturaleza La botánica de Rafael Escrig Series

La simbiosis en la Naturaleza

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La Botánica de Rafael Escrig

La lectura de este pequeño ensayo de Rafael Escrig es más provechosa si se hace con las ilustraciones. Una copia en PDF del artículo se encuentra a disposición del lector al final de esta página. La ilustración de presentación pertenece a la página web Meteored.

El término simbiosis hace referencia a la interacción biológica, de manera estrecha y permanente, entre organismos de distinta especie (interespecífica). De esta relación se deriva un beneficio mutuo para ambos organismos o, según los casos, para uno de ellos. Cada uno de estos organismos se denomina simbionte. La simbiosis se puede establecer entre animales, vegetales, microorganismos u hongos.

En biología se consideran varios tipos de simbiosis. Los más importantes son: Mutualismo, Parasitismo y Comensalismo.

SIMBIOSIS EN EL MUNDO VEGETAL: LAS ACACIAS

 Las acacias son un género de árboles y arbustos pertenecientes a la familia de las Fabáceas o Leguminosas. Son plantas cosmopolitas. Se encuentran principalmente en los bosques tropicales y subtropicales de América y África. La gran familia de las Fabáceas reúne cerca de 20.000 especies distintas. Esta riqueza y variedad de especies la coloca en el tercer puesto detrás de las compuestas y las orquídeas. La gran familia de las leguminosas reúne plantas comestibles, hierbas y forrajeras. Casi en cada región del mundo existe alguna leguminosa de importancia básica en la dieta por su valor proteínico: habas, lentejas, alubias, garbanzos, guisantes, etc. Los árboles más comunes en nuestra latitud, pertenecientes a esta familia son: robinias, acacias, algarrobos, ceibos, gleditsias, tamarindos, etc

La asociación entre hormigas y acacias es un caso bien conocido de mutualismo beneficioso para ambas partes; los insectos obtienen néctar como alimento y refugio entre las espinas, defendiendo al árbol de la voracidad de las jirafas y otros herbívoros por medio de sus picaduras.

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS LEGUMINOSAS

Para reconocer una leguminosa habremos de fijarnos en su fruto que, como su nombre indica, es una legumbre más o menos grande. Las hay muy pequeñas y también de hasta dos metros de larga.

Las hojas suelen ser normalmente alternas y compuestas. Son perennes o caducas. La subfamilia Mimosas contiene grandes espinas en sus tallos como las Acacias, o las Gleditsias.

Las flores están formadas por 5 pétalos de color amarillo o rosado. Se agrupan en inflorescencias de tipo racimo.

Las semillas suelen ser numerosas. Contienen un alto contenido en almidón y proteínas.

Las raíces son a menudo muy profundas, y suelen estar asociadas con bacterias del género Rhizobium las cuales asimilan el nitrógeno atmosférico.

Esta última es precisamente la característica más distintiva entre las leguminosas, su capacidad para captar el nitrógeno molecular gaseoso por medio de una simbiosis entre la planta y una bacteria. Desarrollemos este asunto de cómo fija la planta el nitrógeno.

EL NITRÓGENO

Casi la totalidad de los organismos vegetales se componen únicamente de tres elementos fundamentales, que son C, H y O. Las plantas obtienen tanto el carbono como el oxígeno directamente del aire por fotosíntesis mientras que el hidrógeno procede directa o indirectamente del agua del suelo. Las plantas, no obstante, son incapaces de vivir solamente a base de aire y agua, necesitando elementos químicos que, por lo general, les son proporcionados por medio de las sustancias minerales del suelo y otras aportadas de manera indirecta. Así las raíces de las plantas toman del suelo las sales y minerales necesarias para su alimento.

El nitrógeno es un nutriente esencial que todas las plantas requieren para un crecimiento adecuado. Es un constituyente importante de la molécula de la clorofila, así como de ácidos nucleicos y proteínas. El nitrógeno es abundante en la atmósfera, puesto que representa el 78%. También es un componente de la materia orgánica en el suelo. Sin embargo, el nitrógeno orgánico y atmosférico no puede ser utilizado directamente por las plantas. Para que las plantas absorban el nitrógeno, primero se debe convertir en amonio o nitrato, que son las formas disponibles para la absorción por las plantas.

LA FIJACIÓN DEL NITRÓGENO

Es aquí donde entran en juego las bacterias fijadoras de nitrógeno en el suelo (Rizobios). Éstas utilizan el nitrógeno atmosférico y lo transforman en amoníaco, utilizando una enzima llamada nitrogenasa. El amoníaco se convierte luego en amonio (NH4+) y en nitrato (NO3), formas que las plantas pueden utilizar.

Esta asociación se da gracias a la formación de nuevos órganos en la planta que son Los nódulos radiculares.

NÓDULOS RADICULARES

 El desarrollo de estas estructuras requiere de la activación de genes y señales químicas tanto por el lado de la planta, como por parte de la bacteria, para que haya un encuentro entre los dos organismos y se realice la posterior formación de dichos nódulos.

Los Rizobios son atraídos hacia las plantas que infectarán por los exudados radiculares (Quimiotaxis) y de Flavonoides liberados por las raíces (en este caso estaríamos hablando de las leguminosas en general). Dichos compuestos activan la secreción de moléculas como señales de respuesta por parte de las bacterias. Esto es percibido por receptores en la epidermis de la raíz, que por medio de los pelos radiculares rodea a los rizobios y entra en un primer contacto. Los rizobios penetran por la parte apical del pelo, en una estructura conocida como “hebra o hilo de infección” que llega hasta el cortex de la raíz, formando el nódulo. Inicialmente los rizobios se dividen rápidamente, y luego gracias a una señal de la planta, detienen su división y comienzan a diferenciarse en bacteroides fijadores de nitrógeno.

En esta forma concreta de mutualismo, la planta recibe una fuente de nitrógeno que puede utilizar, mientras que las bacterias reciben cantidades de carbono y otros nutrientes, así como el ambiente necesario para que funcione el complejo de la nitrogenasa.

Simbiosis como esta donde saca provecho tanto la planta como el huésped son comunes en el reino vegetal. Otro caso de simbiosis, quizás el más importante sea la relación de las plantas con los hongos micorriza por los que las raíces están comunicadas entre los diferentes individuos y permite alcanzar más extensión a la planta lo que se traduce en mayor aporte de agua y de nutrientes. Pero esto será materia para el próximo capítulo.

1 Comentario

  1. Marta Hofmann 30 enero, 2021

    gracias,Fernando, aprendí mucho sobre las plantas en agroicultura..

    Responder

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