Entre las ramas del bosque de fruta en forma de estrella, se cultivarán tierras. En La Evidencia sabemos que donde crecen abundantemente plantas sanas y silvestres, hay varias especies de plantas que se asocian para crear una comunidad unida por sus raÃces y las simbiosis micorrizas. [Si desea más información sobre los micorrizas, por favor, haga clic acquì]
Cada especie aporta sus propiedades beneficiosas al ecosistema, permitiendo asà una supervivencia, una convivencia y una productividad maximizadas. Por ello, en La Evidencia queremos utilizar una técnica de cultivo utilizada por los amerindios consistente en cultivar tres plantas simultáneamente en una parcela de tierra.
La tradicional «milpa» es una asociación entre el maÃz, los frijoles y la calabaza;
Las semillas de maÃz se siembran a una distancia de 50 centÃmetros entre ellas. Cuando los planos de maÃz alcanzan unos 15 centÃmetros de altura, los frijoles se siembran a sus pies, por lo que se siembran semillas de calabaza entre cada tallo de maÃz. Las ventajas percibidas por cada miembro de esta asociación son:
1. El maÃz asume el rol de tutor de los frijoles trepadores. Al mismo tiempo, la planta de maÃz produce mucha materia orgánica. La planta de maÃz fija mucho CO2 durante la fotosÃntesis, lo que añade una gran cantidad de carbono al ecosistema cuando es consumido por los depredadores y descompuesto por los microorganismos. En efecto, la fotosÃntesis es un conjunto de reacciones bioquÃmicas que conducirá a la transformación de 6 moléculas de CO2, asociadas a agua (H2O), en una molécula de azúcar (C6H12O6). Gracias a la fotosÃntesis, las células verdes de las plantas transforman el CO2 y H2O en moléculas de hidratos de carbono (C6H12O6) gracias a la energÃa de la luz solar en orgánicos llamados cloroplastos. Los siguientes párrafos en rojo serán una pequeña explicación sobre la fotosÃntesis y la respiración de las células vegetales. El resto del texto sobre la milpa continúa en negro después de estos párrafos rojos.
FotosÃntesis
La fotosÃntesis se realiza en el interior de los cloroplastos. En primer lugar, dentro de la membrana de los tilakoides, la luz golpea un primer sistema fotoeléctrico (PSII en la foto) que es un complejo que contiene varios transmisores de electrones. Excitados por los fotones de la luz solar, los electrones de los transmisores llegarán eventualmente a las moléculas de clorofila (P680).
Una vez en P680, los electrones suministrarán la energÃa necesaria para transformar el agua (H2O) en ½ O2 y H+. A continuación, los electrones del P680 se transfieren a un segundo fotomontaje (PSI) a través de una cadena de transporte de electrones para que más H+ se transfieran desde el exterior del tilakoide (estroma) hacia el interior. La diferencia de concentración en H+ entre el espacio interior y exterior de los tilakoides permite la generación de ATP por ATP sintasa cuando H+ difunde naturalmente de su concentración más alta a la más baja. La ATP (adenosina Tri-fosfato) es la molécula de almacenamiento de energÃa en todos los seres vivos. El ATP libera energÃa cuando se rompe el enlace atómico entre los dos últimos átomos de fosfato.
En el segundo fotostato, los electrones se transfieren a otra forma de clorofila (P700) que proporciona la energÃa necesaria para generar NADPH, la segunda fuente de energÃa biológica (después de la ATP). La segunda etapa de la fotosÃntesis: una vez que la ATP y el NADPH hayan sido generados gracias a la energÃa transmitida a los cloroplastos por la luz, estas energÃas biológicas se utilizarán en cloroplastos para la fijación de CO2 por rubisco. La rubisco es una enzima que unirá el CO2 presente en un espacio situado en la superficie de las hojas conectado al aire exterior cuando los estomas están abiertos (ver foto). Durante múltiples reacciones quÃmicas, llamadas ciclo Calvin-Benson, el CO2 se incorpora al gliceroladehÃdo-3-fosfato (G3P), que luego se combina para formar moléculas de glucosa (C6H12O6).
Respiración
Las plantas no sólo producen fotosÃntesis, también respiran, al igual que las células animales. La respiración se produce dÃa y noche en todas las células vivas. -) En primer lugar, la glucosa (derivada de la fotosÃntesis) se divide en el citoplasma en ácido pirulvioso mediante un proceso denominado glicolisis, que no requiere oxÃgeno y produce una pequeña cantidad de ATP, NADH y pyruvate.
-) Segundo: El piruvato es el primer producto de una serie de reacciones quÃmicas, el ciclo de Krebs, que se desarrollan dentro de las mitocondrias (los demás orgánicos presentes en todas las células); libera moléculas de NADPH y dióxido de carbono.
Por último, el NAPH liberado durante el ciclo de Krebs alimenta una cadena de transporte de electrones (con oxÃgeno, O2, como aceptación final de electrones que forman H2O) dentro de la membrana de las mitocondrias. Al igual que en la fotosÃntesis, se crea una diferencia de concentración en H+ entre el espacio interno y externo de las mitocondrias que alimenta la generación de ATP por difusión pasiva.
Los niveles relativos de la fotosÃntesis, que produce las moléculas alimentarias (C6H12O6), y de la respiración, que quema estas moléculas alimentarias para producir energÃa (ATP), influyen en la productividad global de las plantas. Cuando la actividad de la fotosÃntesis supera la de la respiración (es decir, durante el dÃa), la planta produce C6H12O6 y crece.
Cuando la respiración supera la fotosÃntesis (es decir, la noche), el crecimiento disminuye.
La fotosÃntesis y la respiración aumentan con el aumento de la temperatura, pero por encima de un cierto paliar, el rendimiento de la fotosÃntesis se estabiliza mientras que la tasa de respiración sigue aumentando.
Esto puede provocar el agotamiento de la energÃa almacenada. En efecto, se ha comprobado que la temperatura óptima de las hojas para la fotosÃntesis se sitúa entre 15 y 25 ° C. Esto se debe a que cuando aumenta la temperatura, el agua se evapora más rápidamente. AsÃ, con el fin de no perder todo su abastecimiento de agua, las plantas cierran sus estomas. Pero al cerrar los estomas, el CO2 no penetra en los espacios aéreos de la superficie de las hojas. La rubisco fijará entonces el oxÃgeno en lugar de CO2, ya que la concentración de oxÃgeno en los espacios aéreos aumenta debido a la respiración que sigue produciéndose. Este proceso se llama respiración fotográfica y conduce a la pérdida de carbono, nitrógeno, NADPH y ATP. Por ello, puede ser preferible proteger las plantas del sol cuando la temperatura es demasiado intensa (superior a 25°C). Tanto más cuanto que la tasa de fotosÃntesis ya no aumenta con la intensidad luminosa a parte de un determinado umbral de luz.
Pero las plantas de los paÃses cálidos, debido a la pérdida inducida de nutrientes y energÃa relacionada con las altas temperaturas, se han adaptado para reducir la respiración fotovoltaica cuando la temperatura es alta. Existen dos adaptaciones:
- ) FotosÃntesis en C4 (3% de todas las plantas terrestriales; Ex: en las gramÃneas comunes, maÃz, caña de azúcar, mijo, sorgo) En contraste con la fotosÃntesis clásica, donde la molécula resultante de la fijación del CO2 está compuesta por 3 átomos de carbono (C3), en la fotosÃntesis C4, las moléculas formadas por la adición de CO2 están compuestas por 4 átomos de carbono. El CO2 se fija y luego se almacena en el oxaloacetato en células mesopolÃlicas que están en contacto con el espacio aéreo y que no contienen cloroplasto y luego se transfiere a células fotosintéticas en forma de asparata.
Cuando hay necesidad, la asparata se transfiere a células de envoltura de haz (bundle shealth cell) donde el CO2 se extrae de nuevo de la asparata y se produce el ciclo de Benson-Calvin. Al separar fÃsicamente la fijación del CO2 del aire del ciclo de Benson-Calvin, las plantas C4 aseguran (i) que la concentración de CO2 es siempre suficientemente elevada alrededor del rubisco; (ii) impide que la rubisco fije el O2, evitando asà la respiración fotográfica incluso cuando los estomas están cerrados. Esta adaptación permite mejorar el rendimiento de la fotosÃntesis cuando la temperatura es elevada. El maÃz es una planta que realiza su fotosÃntesis en C4.
-) FotosÃntesis CAM (por ejemplo, Crassulaceae, agave, piña, cactus, epifitos, orquÃdeas y bromeliáceas) En lugar de una separación fÃsica entre la fijación del CO2 del aire y el ciclo de Benson-Calvin, la fotosÃntesis CAM separa estos dos fenómenos en el tiempo. Los estomas se abren de noche cuando la temperatura es más baja, lo que permite fijar y almacenar el CO2 en forma de ácidos (ácido málico).
Durante los dÃas los estomas están cerrados y la luz proporciona energÃa a los cloroplastos, el CO2 se extrae de nuevo de los ácidos de almacenamiento y se produce el ciclo de Benson-Calvin. Esta adaptación permite limitar la pérdida de agua por altas temperaturas.
2. Los frijoles trepadores pertenecen a la familia Fabaceae. Las plantas de la familia Fabaceae son muy importantes para el ciclo del nitrógeno en un ecosistema.
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3. Las calabazas son plantas rampantes cuyas grandes hojas cubren toda la superficie del espacio cultivado bajo milpa. Esto juega el papel muy importante de cubrir constantemente el suelo, las tres razones principales de esta importancia son: - Impedir el crecimiento de plantas no deseadas. - Mantener la humedad impidiendo la evaporación. - Dar un refugio a los microorganismos del suelo contra el sol. Los microorganismos del suelo son cruciales para la fertilidad de un suelo.
En La Evidencia copiaremos la idea de algunas tribus norteamericanas que han añadido una planta cuyas flores atraen a las abejas y que favorecerán la polinización de los frijoles y calabazas (el maÃz es anémogamo). Los próximos párrafos en rojo son una pequeña explicación sobre la polinización. El resto del texto continúa en negro después de estos párrafos en rojo.
Dado que las plantas terrestres están fijadas al suelo, para que la reproducción sexuada tenga lugar, los gametos machos (es decir, el polen que se encuentra en los estambres de la flor) deberán transportarse hasta las gametas hembras (es decir, los óvulos que se encuentran dentro del pistilo compuesto por el estilo y el estigma).
El transporte de los granos de polen desde las estambres hasta los pistilos se denomina polinización que dará lugar a la fecundación si hay compatibilidad entre los gametos. La polinización puede ser asegurada por el viento (anegamia) o los animales (zoogamia), pero también, en casos raros, por el agua (hidrografÃa).
En el caso de la zoogamia, (i) las plantas señalan la localización de sus gametos por colores vivos y/o el aroma de su flor; (ii) los polinizadores se alimentarán del néctar muy energético producido por las plantas por los nectarios. Para alimentarse asà de néctar, los polinizadores empujan los estambres, cubriendo sus cuerpos con granos de polen; (iii) Al ir a alimentarse del néctar de la siguiente flor con sus cuerpos se cobró de néctar, los polinizadores depositan el polen en su pistilo. Si el polen depositado y el pistilo son compatibles, migrará hacia abajo hasta los óvulos para fertilizarlos. Los óvulos fecundados maduros entonces en semilla o embrión. En segundo lugar, debido a su inmovilidad, las plantas deben recurrir a estrategias que permitan el transporte de las semillas a lugares favorables para su germinación o desarrollo del embrión. Una de las estrategias es atraer a los animales que van a transportar las semillas más o menos lejos. Esta estrategia se denomina zoofilia y, en este caso, ciertas partes de la flor (dependiendo de la especie), después de la fecundación, se convierten en frutos nutritivos que envuelven las semillas que atraen a los animales a venir a comerlas. Al mismo tiempo, los animales transportarán las semillas en su sistema digestivo, dispersándolas. Ejemplo de la transformación del pistilo de la flor del cerezo en fruto:
Por lo tanto, con el fin de obtener altos rendimientos en frutos, es importante maximizar las posibilidades de polinización. Mientras que el viento está presente en todos los lugares abiertos en la Tierra para la polinización de las especies anémógamas, la presencia animal para la polinización de las especies zoogámicas es menos previsible. Por ello, en La Evidencia trataremos de atraer, en la medida de lo posible, polinizadores plantando especies autóctonas de plantas y árboles que producen una gran cantidad de néctar. Las plantas y árboles productores de néctar como Stachytarphera frantzii y Acnistus arborescens se plantarán con el objetivo de atraer aves polinizadoras como colibrÃes, guit-guit y otras avellanas. Permitirán garantizar un cierto nivel de ornitophilia que es necesario para la polinización de árboles como el papayer, el plátano y el almizcle. Cerca de árboles que necesitan murciélagos para polinizarlos (chiropterofilia), como el mango, el guayabo y el fruto del dragón, plantaremos árboles y palmeras como Ipomoea alba y Astrocaryum mexicanum que proporcionan alimento y refugio a los murciélagos nectarivore. Otros polinizadores son importantes para el desarrollo de los ecosistemas, son los insectos. Además de atraer aves y murciélagos con las diferentes formas, colores y fragancias, las plantas atraen principalmente a los insectos recompensando con su néctar por el servicio prestado (polinización). Los insectos de todo tipo se sentirán atraÃdos por la diversidad de plantas en La Evidencia; vamos a animarlos a permanecer repartiendo conjuntos naturales invitándolos a entrar en su hogar y anidar. En adición a estos insectos salvajes, sabiendo que La Evidencia será un lugar muy densamente repleto de flores que requieren polinización por insectos, vamos a añadir dos colmenas de abejas domésticas en el campo. Queremos añadir sólo dos colmenas para garantizar un alto Ãndice de polinización, permitiendo a las poblaciones de insectos silvestres prosperar gracias a la gran cantidad de néctar y polen disponible. Dos ventajas importantes de tener colmenas de abejas domésticas para nosotros son el rendimiento en miel y el aporte de cera de abejas, que es utilizable para muchas aplicaciones pequeñas, asà como la realización de productos cosméticos. Asà que vamos a seguir el ejemplo de nuestros antepasados e incluso tratar de adaptarlo y diversificarlo teniendo 4 zonas diferentes con 4 culturas diferentes similares a la milpa: (i) MaÃz (tutor)+ calabaza (cubrecama) + frijoles trepadores (fijador de nitrógeno) + remolacha (atractivo de polinizador) (ii) Turnesol (tutor) + Hormigón (fijador de nitrógeno) + Butternut (cubresuelo) + manà (atractivo polinizador) (iii) mandioca (tutor) + guisantes (fijador de nitrógeno) + zanahoria (atractivo de polinizador) + fresas (cubresuelo) (iv) Caña de azúcar (tutor) + Chile + Patata dulce