Por: BIóloga Gloria Delgado
El ser humano está íntimamente relacionado con las plantas, de ellas obtiene el oxígeno indispensable para la vida, alimento (tallos, hojas, flores, frutos, raíces, semillas tubérculos) vestido, techo, medicamentos. Además son la base de la cadena alimenticia (productoras). Las plantas son autótrofas, esto significa que pueden elaborar sus propios alimentos (glucosa) por medio de la fotosíntesis, para ello requieren de agua, dióxido de carbono y luz.
El ser humano está íntimamente relacionado con las plantas, de ellas obtiene el oxígeno indispensable para la vida, alimento (tallos, hojas, flores, frutos, raíces, semillas tubérculos) vestido, techo, medicamentos. Además son la base de la cadena alimenticia (productoras). Las plantas son autótrofas, esto significa que pueden elaborar sus propios alimentos (glucosa) por medio de la fotosíntesis, para ello requieren de agua, dióxido de carbono y luz.
La clorofila contenida en las plantas absorbe la energía del sol para extraer átomos de hidrógeno de las moléculas de agua, las cuales se unen a las moléculas de carbono tomadas del dióxido de carbono y de esta manera sintetizan moléculas de glucosa y oxigeno. Con la glucosa las plantas elaborar biomoléculas como proteínas, lípidos, y polisacáridos que componen los tallos, hojas raíces, flores y frutos, la glucosa también aporta energía a la planta la cual almacena en forma de almidón. (Velázquez, 2009; Camacho, 2009).
Las principales estructuras vegetales son las hojas, tallo y raíces. Las hojas son estructuras de forma laminar que salen del tallo de la planta y juegan un papel primordial en la fotosíntesis, también están implicadas en el proceso de intercambio de gases O2 yCO2 y transpiración, función que realizan por medio de los estomas. Existe una gran variedad de formas y tamaños de hojas, presentan una serie de adaptaciones, por ejemplo los cactus los cuales se localizan en zonas áridas y semiáridas, tienen hojas modificadas en forma de espinas para evitar perdida de agua, estas también les sirven como defensa contra sus depredadores, algunas hojas se modifican para almacenar agua, a estas se les llama hojas suculentas o crasas.
El tallo tiene varias funciones, sirve de sostén para estructuras como hojas, flores y frutos, participa en el transporte de agua y nutrientes, en ocasiones realizan la fotosíntesis e intercambio de gases y en algunas plantas son estructuras de reserva de alimentos. Tiene tejidos conductores el xilema (encargado de transporta el agua y sales minerales a toda la planta), y el floema (almacena y transporta sustancias nutritivas elaboradas por la planta).
La raíz es la estructura especializada en la absorción de agua y minerales, es el anclaje de la planta al suelo, también tiene adaptaciones como el caso del maíz y los manglares que tiene raíces aéreas, la zanahoria, rábano y betabel tiene raíces almacenadoras, y las orquídeas tienen raíces fotosintéticas. (Cunqueiro, 2009).
Las plantas se reproducen sexual y asexualmente. En la reproducción sexual participan dos gametos: el masculino y el femenino. En las plantas con flores (angiospermas) el gameto masculino se encuentra en el polen y el femenino en los óvulos. El órgano de reproducción sexual es la flor. La parte masculina de la flor es el androceo y está formado por estambres, que tienen filamento y antera. Las anteras contiene los sacos polínicos donde se ubican los granos de polen. La parte femenina de la flor es el gineceo, que contiene uno o varios pistilos. El pistilo a su vez está formado por el estigma, estilo y ovario, en este último se encuentra los óvulos. Si la flor sólo tiene androceo es una flor masculina, si sólo tiene gineceo es una flor femenina (dioicas), a las flores que contienen androceo y gineceo se les llama hermafroditas (monoicas).
Después de la fecundación se forma la semilla, las semillas están formadas por el endospermo que contiene el material nutritivo que alimentará al embrión en las primeras etapas de desarrollo, para realizar esta función el endospermo absorbe nutrientes de las hojas como almidones, azúcares, aminoácidos, proteínas y aceites (por esta razón son utilizadas para el consumo humano, por ejemplo trigo, arroz, maíz, frijol). La semilla tiene una cubierta que la protegerá durante el tiempo que tarde en germinar. Las semillas quedan dentro del ovario, el cual en ocasiones se convierte en fruto, la función del fruto es proteger a la semilla y participa en su dispersión. (Limón et al 2008; Velázquez, 2009; Gama, 2007).
Cuando las condiciones son apropiadas, la semilla germina. Al ocurrir la germinación la radícula (raíz del embrión) rompe la cubierta. Para que haya germinación debe haber agua, temperatura apropiada y oxígeno. La cantidad apropiada de cada uno de estos factores varía de una especie a otra. Además se necesita que la semilla sea viable. Los principales pasos de la germinación son:
1.- La semilla seca absorbe el agua y se hincha, la radícula crece y la cobertura seminal se rompe. El embrión se nutre de los cotiledones.
2.- la radícula continúa creciendo. Se forma la raíz primaria, las raíces secundarias y los pelos radicales que anclan la planta al suelo y absorben agua.
3.- El tallos crece y aparecen las primeras hojas (cotiledones) que se van reduciendo poco a poco, se cae la cobertura de la semilla.
4.- El tallo continúa creciendo; aparecen nuevas hojas y esta fase se denomina plántula, es decir una planta pequeña. (Torres y Costello, 1969).
Algunas plantas se propagan a partir de ciertas estructuras que crecen y forman una planta adulta, a este tipo de reproducción se le llama asexual. Los agricultores han aprovechado este fenómeno para reproducir plantas sin utilizar semillas. Existen diferentes modalidades de reproducción asexual estas son: tubérculos, estolones, bulbos, acodos o estacas, rizomas. Los tubérculos son tallos subterráneos a los que les brotan yemas en algunas zonas, estas crecen y forman una nueva planta, por ejemplo la papa.
La reproducción asexual por estolones consiste en la formación de tallos horizontales que crecen al ras del suelo y presentan una yema. Cada estolón puede originar una nueva planta, este es el caso de las fresas. Algunas plantas como el ajo y la cebolla forman estructuras llamadas bulbos, que son tallos cortos con muchas hojas modificadas y carnosas de estos bulbos surgen nuevas plantas. Los acodos o estacas son ramas que se entierran hasta que crece una nueva planta, la vid, hiedra y rosal se reproducen de esta manera. Los rizomas son tallos que crecen en sentido horizontal debajo del suelo, forman raíces y tallos independientes, originando una nueva planta, como en el bambú y el pasto. (Limón et al 2008; Velázquez, 2009; Gama, 2007).
Los seres humanos consumimos alimentos de origen vegetal de los cuales obtenemos nutrimentos que son esenciales para nuestro desarrollo. Como ya se ha mencionado, las plantas constituyen una fuente de alimentos muy importante, de ellas obtenemos carbohidratos, lípidos, proteínas, vitaminas y minerales.
Los cereales y tubérculos aportan la mayor parte de la energía indispensable para nuestras actividades diarias, además de vitaminas. También son una importante fuente de fibra, necesaria para una buena digestión. Dentro de los cereales que más se consumen tenemos: el maíz, trigo, arroz, avena, centeno, cebada y amaranto. Los tubérculos que forman parte importante de nuestra dieta son la papa, camote y yuca.
Las verduras y frutas son la única fuente de vitamina C, además aportan otras vitaminas como el ácido fólico, carotenos, vitamina K y minerales como el potasio y el hierro, también contienen fibra. En México por ser un país megadiverso podemos encontrar gran variedad de verduras tales como: acelga, lechuga, verdolagas, espinacas, nopales, huauzontles, brócoli, coliflor, calabaza, chayote, chícharo, tomate, jitomate, chile zanahoria, pepino entre otros. Las frutas que constituyen la dieta de los mexicanos son: guayaba, papaya, melón, toronja, lima, naranja, mango plátano, zapote, ciruela, pera, fresa, mango, mamey, chabacano, uva.
Las Leguminosas como el frijol, lentejas, habas, garbanzos, alubia y soya nos proporcionan proteínas, minerales (como hierro, calcio, y zinc), y varias vitaminas principalmente A y varias del complejo B. (Martínez, 2007; Vargas y Palacios, 2010). Existe un gran problema en cuanto a producción de alimentos puesto que la población humana crece de manera exponencial y los alimentos tienen un crecimiento lineal. Uno de los factores más importantes ha sido el crecimiento desmesurado de la población humana, la cual demanda cada vez más recursos de los ecosistemas el impacto que la población humana ejerce sobre la naturaleza depende de sus costumbres en cuanto a la producción y el consumo de alimentos y otros satisfactores.
Se tiene la necesidad de crear nuevas técnicas de producción de alimentos, esto conlleva problemas ecológicos por la tala inmoderada, pastoreo excesivo, cambio de uso de suelo (para que áreas de vegetación natural se conviertan en tierras agrícolas), que ocasionan deforestación, la deforestación llega a ser tan severa hasta llegar a la desertificación. También hay contaminación de los, suelos, mantos acuíferos y aire por el excesivo uso de herbicidas, pesticidas, fungicidas y fertilizantes en las actividades agrícolas. (Camacho, 2009, Carabias et al, 2009; Gutiérrez, 2008).
Se tiene la necesidad de crear nuevas técnicas de producción de alimentos, esto conlleva problemas ecológicos por la tala inmoderada, pastoreo excesivo, cambio de uso de suelo (para que áreas de vegetación natural se conviertan en tierras agrícolas), que ocasionan deforestación, la deforestación llega a ser tan severa hasta llegar a la desertificación. También hay contaminación de los, suelos, mantos acuíferos y aire por el excesivo uso de herbicidas, pesticidas, fungicidas y fertilizantes en las actividades agrícolas. (Camacho, 2009, Carabias et al, 2009; Gutiérrez, 2008).
La hidroponía es una técnica de cultivo sin tierra, en el cual se hace crecer plantas con o sin sustrato (el cual nunca es tierra, puede ser arena, concha de coco, concha de arroz, goma-espuma, técnica suspensión en el aire), el cual solo sirve de sostén para las raíces. El trabajo de hacer crecer la planta lo hace la solución de nutrientes con la cual se lava, se hace flotar o se irriga de forma continua la raíz de la planta. (Disponible en http://www.elmejorguia .com/hidroponia/).
El estudio de la hidroponía tiene una larga trayectoria de la que se tiene conocimiento, desde hace 382 a.C. pero la primera información escrita data de 1600, cuando el belga Jan van Helmont documento su experiencia acerca de que las plantas obtienen sustancias nutritivas a partir del agua, en 1699 el inglés John Woodward cultivo plantas en agua conteniendo diversos sustratos y encontró que el crecimiento de las plantas era el resultado de ciertas sustancias en el agua obtenidas del suelo continuaron las investigaciones y es en 1804 cuando, De Saussure expuso el principio de que las plantas están compuestas por elementos químicos obtenidos del agua suelo y aire.
Los científicos alemanes Sachs y Knop demostraron que las plantas podían cultivarse en un medio inerte humedecido con solución nutritiva y esto dio origen a la nuticultura, en los años siguientes se desarrollaron varias formulas básicas para el estudio de la nutrición vegetal en 1915 Hoagland, 1919 Trelease y es hasta 1925 cuando la industria de los invernaderos se interesa en la necesidad de cambiar la tierra con frecuencia para evitar problemas de estructura fertilidad y enfermedades.
A comienzos de los treinta W. F. Gericke catedrático de la universidad de California llamo a este sistema Hydroponic palabra derivada de los vocablos griegos Hidro agua y Ponos Labor y esta técnica puede ser definida como la ciencia del crecimiento de las plantas sin utilizar el suelo aunque usando un medio inerte como la grava, arena, vermiculita, piedra pómez, etc.
W.F. Gericke cultivó vegetales en hidroponía, demostrando su utilidad y proveyendo alimentos para las tropas norteamericanas estacionadas en las islas incultivables del Pacífico a comienzos de 1940. Después de la segunda guerra mundial los militares continuaron utilizando la técnica y establecieron un proyecto de 22 hectáreas en la isla de Chofu (Japón) al paso del tiempo se extendió la técnica en plan comercial, y en los años 50` los países como Italia, Francia, España, Alemania, Israel, Australia y Holanda, que la adoptaron también. (Urrestarazu, 2004)
Las ventajas de trabajar con esta técnica se mencionan a continuación:
- Reducción de costos de producción en forma considerable.
- No se depende de los fenómenos meteorológicos.
- Permite producir cosechas fuera de estación (temporada)
- Se requiere menor espacio y capital para una mayor producción.
- Ahorro de agua, pues se recicla.
- Ahorro de fertilizantes e insecticidas.
- No se usa maquinaria agrícola (tractores, rastras, etc.)
- Menor impacto ambiental
- Posibilidad de cultivar en zonas áridas o urbanas (azoteas verdes). (Disponible en http://www.hidroponia. org.mx/esp/presentacion.php; http://www.agroecologia.net/)
BIBLIOGRAFÍA
Camacho, I. 2009. Ecología y Medio Ambiente. ST Editorial.
Cunqueiro, C.2009. Biología 2. Fernández Editores. México.
Carabias, J., Meave, J., Valverde, T., Cano-Santana, Z. 2009. Pearson Educación. México.
Gama, A. 2007. Biología II. Un Enfoque Constructivista. Pearson Educación.México.
Gutiérrez, E., Rodríguez, P., Fernández, F. 2008. Ecología y Medio Ambiente. Bachillerato Santillana. México.
Limón, S., Mejía, J., Aguilera, J. 2008. Ciencias 1 Biología. Ediciones Castillo. México.
Martínez, A. 2007. Ciencias de la Salud Bachillerato. ST Editorial.
Torres, A. y Costello, R. 1969. Manual de laboratorio para botánica general. Edit. Uteha. México.
Urrestarazu , M. 2004. Manual de Cultivo sin Suelo. Ediciones Mundi Prensa .España.
Vargas, A. y Palacios, P. 2010. Educación para la Salud. Grupo Editorial Patria. México.
Velázquez, M. 2009. Biología 1. ST Editorial.
Velázquez, M. 2009. Biología 2. ST Editorial.
REFERENCIAS DE INTERNET
http://www.hidroponia. org.mx/esp/presentacion.php
es muy interesante, podrían publicar alguna técnica de cultivo?
ResponderEliminar