Unidad de Cultura Científica y de la Innovación

1. Las plantas no necesitan alimentos complejos

Las plantas no necesitan alimentos complejos, como proteínas, grasas o carbohidratos, para nutrirse. Les basta el CO₂, que toman del aire, el agua y varios elementos minerales, considerados esenciales, que toman del suelo (o del medio nutritivo en el que se cultiven, como puede ser una solución nutritiva).

Hay elementos minerales que necesitan en mayor cantidad, como el nitrógeno, el fósforo, el potasio y el calcio, que se denominan macroelementos o macronutrientes. Además de estos, hay otros que necesitan en muy pequeñas cantidades y que se denominan microelementos o micronutrientes, como el hierro, el cobre y el zinc.

Los elementos se suelen absorber por las plantas en distintas formas químicas, como nitrato, fosfato, iones…

2. Todos los elementos esenciales son importantes

La Ley del Mínimo, desarrollada por Carl Sprengel y popularizada por Justus von Liebig, nos dice que el desarrollo de una planta se ve limitado por el mineral esencial relativamente más escaso en cada momento.

Normalmente, la deficiencia más frecuente en las plantas es la de nitrógeno, puesto que es el elemento que requieren en mayor cantidad. Sin embargo, cualquier deficiencia, incluso de elementos que se necesitan en muy pequeña cantidad, como hierro o zinc, puede limitar el desarrollo de la planta y provocar su muerte, si ésta no consigue solventar esa deficiencia.

3. No todos los nutrientes están igual de disponibles

La concentración total de los elementos esenciales para las plantas varía de unos suelos a otros. A veces, hay elementos cuya concentración total es elevada pero que, sin embargo, están poco disponibles para las plantas, al encontrarse en formas químicas muy insolubles. Es el caso, por ejemplo, del hierro y del fósforo, que son abundantes en la mayoría de los suelos, pero que pueden ser bastante inaccesibles para las plantas en determinados suelos, caso del hierro en los suelos calcáreos.

El caso contrario es el de elementos (o formas químicas que los contienen) que son muy solubles en el suelo, como el nitrato. Estos pueden perderse con el agua e ir a parar a acuíferos y contaminar ríos, lagunas y mares cercanos, como ha ocurrido en el Mar Menor.

4. Las respuestas a la escasez de alimento

Cuando algún elemento es limitante para el crecimiento de las plantas, bien por ser escaso o estar poco disponible, estas suelen hacer varias cosas, no excluyentes entre sí:

• Redirigir el nutriente desde las hojas viejas hacia los brotes y hojas jóvenes, que son las partes que más lo necesitan para crecer. Hay elementos que se removilizan bien, como el nitrógeno y el potasio, con lo cual los síntomas de su deficiencia aparecen en las hojas viejas. Y otros que se retranslocan mal, como hierro y calcio, por lo que sus síntomas de deficiencia aparecen en los brotes y hojas jóvenes (estas deficiencias suelen ser las que tienen un efecto más inmediato sobre el crecimiento de la planta).
• Activar respuestas morfológicas en la raíz, con cambios que afectan a la arquitectura de la raíz y al desarrollo de pelillos (figura 2), para aumentar la superficie de contacto con el suelo y así poder adquirir mayor cantidad del nutriente deficitario.
• Ralentizar o paralizar el crecimiento, sobre todo el de la parte aérea, para disminuir la demanda de nutrientes. Esta estrategia suele ser muy utilizada por las plantas silvestres que crecen en suelos pobres.
• Activar respuestas fisiológicas en la raíz para facilitar la solubilización y adquisición del nutriente limitante. Pueden incrementar el número de transportadores (“bocas” a través de las cuales se “come” ese nutriente), acidificar el medio (sería como echar “agua fuerte” para disolver los nutrientes insolubles) o liberar al medio compuestos que atrapen y solubilicen los nutrientes, entre otras.

 5. La “saciedad” en las plantas

Al igual que nosotros, una vez saciados, dejamos de comer, las plantas, una vez que adquieren los nutrientes que les son limitantes, desactivan las respuestas que facilitan su adquisición. Si no lo hicieran, podrían adquirir esos elementos en cantidades excesivas e intoxicarse. Eso le ocurre a algunas plantas mutantes, como el guisante bronze, que se intoxica cuando crece en un medio con una concentración normal de hierro (figura 3 izquierda).

En la regulación de las respuestas intervienen señales relacionadas con el contenido del nutriente en raíz pero también con su contenido en hojas. Una de las señales activadoras de algunas respuestas es la hormona etileno, de manera que, si se inhibe, se pueden bloquear esas respuestas (figura 3 derecha).