Biotipo y adaptabilidad vegetal // Amaranthus spp. (Amaranthaceae)
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¡Saludos estimados amigos, seguidores e integrantes! de la plataforma Steem.
Sirva la oportunidad, para compartir con toda la comunidad académica de la red social Steemit, elementos relacionados a la adaptabilidad agromorfológica del género Amaranthus (Amaranthaceae), cuyo BIOTIPO de crecimiento herbáceo y mecanismo fotosintético C4, convierte a las especies de este género en las arvenses que causan los mayores problemas por competencia en cultivos como el plátano, básicamente por sus ascendentes tasas fotosintéticas y uso eficiente del agua).
El post se presenta, bajo la narración científica y audiovisual esperando sea de gran aporte académico, y del agrado de todos los miembros de nuestra comunidad #stem-espanol.
Introducción
De acuerdo a estudios anatómicos y fisiológicos, el género Amaranthus está compuesto por especies cuya ruta metabólica para la asimilación del dióxido de carbono (CO2) en la fotosíntesis, es mediada por ajustes morfohistológicos a nivel foliar que les permite aumentar la concentración de CO2 ambiental, mecanismo que ha sido interpretado como una adecuación biológica para incrementar la eficiencia fotosintética [3].
A estas adecuaciones morfohistológicas a nivel foliar, se le conoce como anatomía de Kranz, y a las especies que disponen de este sofisticado mecanismo se les designa como plantas C4, por otro lado, es importante destacar que el proceso bioquímico involucrado, se caracteriza por disminuir considerablemente las elevadas tasas fotorespiratorias propias de las especies con rutas metabólicas C3, de allí que, estos ajustes morfohistológicos estén asociados al uso eficiente del agua.
En consecuencia en el post, se estará describiendo lo relacionado esta ruta fotosintética, y los mecanismos de adaptabilidad agromorfológicas observadas en Amaranthus spp. (Amaranthaceae), a cuyas especies se les suele distinguir vulgarmente como; amaranto, bledo o pira.
Biotipo y adaptabilidad vegetal
Fotosíntesis y ajustes morfohistológicos
Desde el punto de vista fisiológico, la fotosíntesis es concebida de acuerdo a [2], como un proceso biológico de fotoabsorción de energía lumínica, dióxido de carbono y fotoasimilación de los elementos que constituyen la materia orgánica, dónde las especies vegetales, son capaces de transformar el dióxido de carbono y minerales inorgánicos edáficos a compuestos orgánicos, esta conversión de biomoléculas fundamentalmente es posible, gracias a la confección morfohistológica de aparatos fotosintéticos principalmente en los mésofilos de las láminas foliares.
Imagen 2. Láminas foliares de Amaranthus dubius. Autor:@lupafilotaxia.
Existen diferentes mecanismos o rutas metabólicas, para la asimilación del dióxido de carbono, sin embargo, la configuración estructural básica de los mésofilos foliares consiste en células del parénquima en empalizada, en cuyo interior se encuentran los pigmentos fotosintéticos que participan en el proceso, y dónde se localiza la biomolécula 3-PGA que funge como aceptor primario de carbono, mientras que, a las especies con esta disposición morfohistológica se les identifica como plantas C3.
Ahora bien, producto de las presiones evolutivas de índole edafoclimático, un reducido número de especies vegetales que crecen de forma silvestre en ecosistemas tropicales, han desarrollado cambios anatómicos en la configuración estructural de sus mésofilos foliares, esto con el objeto de reducir la fotorespiración y hacer más eficiente la fotosíntesis, aislando el mecanismo básico de fijación inicial del dióxido de carbono en las células parenquimáticas empalizadas, de allí que, la anatomía Kranz que ostentan múltiples plantas, sea interpretado como un ajuste morfohistológico para favorecer la fotoabsorción y fotoasimilación, por lo que, estos cambios de adaptabilidad morfológica obedecen específicamente, a la presencia de una vaina constituida esencialmente por células fotosintéticas, ubicadas al alrededor de los tejidos de conducción en las láminas foliares, a las especies con este arreglo morfohistológico se les conoce como plantas C4.
Imagen 3. Crecimiento vegetativo de Amaranthus dubius. Autor:
Características biológicas
Los amarantos Amaranthus spp., se encuentra categorizados como especies de duración fenológica anual, de consistencia herbácea y adaptabilidad organográficas de condición caméfita, lo que revela que sus yemas vegetativas y reproductivas se ubican todo el año entre los primeros 50 cm del suelo [1].
Imagen 4. Tallos y sistema de ramificación de Amaranthus spp. Autor:
Adaptaciones morfofisiológicas
Las características fisiológicas observadas en las especies del género Amaranthus, son considerablemente heterogéneas, al presentar además del sistema anatómico tipo Kranz, adaptabilidad a desarrollarse en condiciones hipertermófilas (desarrollo vegetativo y reproductivo a elevadas temperaturas), como también facilidad de crecimiento en ecosistemas perturbados o ruderales (ambientes fuertemente sobreexplotados por actividades de origen antropogénico), en lo que respecta, a los ajustes de adaptabilidad morfológica, algunos especímenes de Amaranthus, como por ejemplo; el A. spinosus en sus estructuras vegetativas dispone de apéndices en forma de espinas, aspecto biológico relacionado como mecanismo defensivo [4].
Imagen 5. Inflorescencia y arreglo filotaxico de Amaranthus spp. Autor:
Amplitud ecológica
En cuanto a las condiciones de amplitud ecológica, el crecimiento y reproducción de los amarantos Amaranthus spp., se optimiza en ambientes preponderantemente tropicales, que ostenten temperaturas superiores a los 32 °C, precipitaciones entre los 2.000 y 2.800 milímetros anuales, condiciones edáficas con alto contenido de materia orgánica, de textura limosa y con suficiente disponibilidad de nitrógeno [3].
Imagen 6. Plántulas de Amaranthus spp., creciendo pastizales del Sur del Lago de Maracaibo – Venezuela. Autor:
Potencial y utilidad pecuaria
Bio-concentración de macronutrientes
Producto de las ventajas morfohistológicas, que incrementan de forma directa la eficiencia fotosintética en los especímenes del género Amaranthus, especies como el A. dubius, exhiben bioconcentración de elementos minerales en sus estructuras organográficas tanto vegetativas como reproductivas, aspecto moderadamente utilizado como alternativa de alimentación en la producción pecuaria, esto porque, los tallos, láminas foliares, flores, frutos y semillas registran altos valores de macronutrientes, fibra y apreciada palatabilidad [5].
Imagen 7. Estructuras vegetativas y reproductivas de Amaranthus spp., utilizadas en la alimentación animal. Autor:
Estudio agro-morfológico de campo
Especie y área de estudio
Con el objeto de socializar algunas respuestas agro-morfológicas que muestran las especies vegetales de biotipo herbáceo y mecanismo fotosintético C4, socializaré con todos ustedes un estudio sobre el hábito de crecimiento y potencial fotosintético de Amaranthus spp., (Amaranthaceae), el área de estudio corresponde al área de cultivos del Jardín Botánico de la UNESUR, institución universitaria ubicada en Santa Bárbara de Zulia – Venezuela.
Abordaje metodológico
Para determinar las características de crecimiento, desarrollo y potencial fotosintético de Amaranthus spp., (Amaranthaceae), se procedió a realizar observaciones agro-morfológicas que consistieron determinar in situ: la capacidad fotosintética, carbono acumulado e índice de área foliar.
Resultados agro-morfológicos
Capacidad fotosintética
De acuerdo a los datos colectados en campo, los especímenes de Amaranthus spp., presentaron la mayor capacidad fotosintética registrada en 2,70 g/m2/día., respecto a los especímenes muestreados de la familia poaceae con 1,20 g/m2/día, ahora bien, aún cuando los pastos considerados en este estudio, también disponen de un mecanismo C4, el detrimento de su capacidad fotosintética, puede estar relacionado una mayor ocupación de espacio por los especímenes de Amaranthus spp.
Imagen 8. Gráfico de cajas y bigotes, que muestra el comportamiento estadístico de la variable capacidad fotosintética. Autor:
Carbono acumulado
En relación carbono acumulado, los resultados presentaron un comportamiento similar al registrado en la variable capacidad fotosintética, al presentar los especímenes de Amaranthus spp., el mayor valor 0,83 gr en contraste al máximo valor 0,41 gr que exhibieron los individuos muestreados de la familia poaceae.
Imagen 9. Gráfico de cajas y bigotes, que muestra el comportamiento estadístico de la variable carbono acumulado. Autor:
Índice de área foliar
Respecto al índice de área foliar, las medias poblacionales en Amaranthus spp., fueron de 0,62 cm2, respecto a los 0,49 cm2 registrados en los individuos muestreados de la familia poaceae, por lo que, estos resultados permiten inferir que este comportamiento homogéneo, es producto de las altas tasas fotosintéticas, que convierten al género Amaranthus, en un grupo altamente competitivo frente a las especies cultivadas.
Imagen 10. Gráfico de cajas y bigotes, que muestra el comportamiento estadístico de la variable índice de área foliar. Autor:
APORTES CIENTÍFICOS DE ESTA PUBLICACIÓN
- La información socializada en este post, es de importancia promisoria para los profesionales hispanohablantes en la red social Steemit, particularmente para quienes ejercen roles científico-técnicos en las áreas de agronomía y producción pecuaria, esto porque, en el contenido publicado se desarrollan elementos que permiten conocer las respuestas agro-morfológicas que muestran las especies vegetales de biotipo herbáceo y mecanismo fotosintético C4, además del Potencial y utilidad pecuaria de reportados en Amaranthus spp., particularmente lo relacionado a la bio-concentración de macronutrientes. Por otro lado, los aspectos considerados en el estudio agro-morfológico de campo, ofrecen información valiosa para futuras investigaciones dónde se puedan valorar otras variables fotosintéticas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS CONSULTADAS Y CITADAS:
[1] Anten N., and Werger M. Canopy structure and nitrogen distribution in dominant and subordinate plants in a dense stand of Amaranthus dubius L. with a size hierarchy of individuals. Oecologia. 1996;105:30-37.
[2] Azcón-Bieto J., y Talón M. Fundamentos de la fisiología vegetal. Mcgraw-Will, Internacional. 2da edición. 2008.
[3] Bavec F., and Mlakar S. Effects of soil and climatic conditions on emergence of grain Amaranths. Eur. J. Agron.2002;17: 93-103.
[4] Cheeke P., and Bronson J. Feeding trials with Amaranthus grain, forage and leaf protein concentrations. 1979;5–11.
[5] Kinzel H., and Lechner I. The specific mineral metabolism of selected plant species and its ecological implications. Bot. Acta. 1992;105: 355-361.
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