Enciclopedia de la vida

Estudio de las Ciencias Naturales: Ecosistemas de la Tierra, funciones de las plantas y de los animales

Enciclopedia de la Vida en la Tierra: Las Plantas y los Animales

¿Por qué la Tierra es como es? ¿Por qué hay plantas con flores hermosas, como las margaritas, y otras plantas tienen flores muy discretas, como los pinos? ¿Sabrían decir alguna planta sin flor? ¿Cómo pueden los cactus sobrevivir en el desierto? ¿Cuáles fueron las primeras plantas en aparecer? ¿Cómo se creó la vida en el planeta?

Las plantas y los animales viven en harmonía con el medio natural. Todos ellos tienen unas funciones determinadas en el planeta, y a la vez, presentan ciertas características que indican cómo se han ido adaptado a su medio a lo largo de miles de años de evolución para mejorar su supervivencia. A continuación nos acercamos al apasionante mundo de los ecosistemas, el motivo de ser de las plantas y el equilibrio vegetal y animal de nuestro mundo.

agua rio naturaleza
El agua es un componente esencial para la vida de las plantas.

¿Qué son las plantas y qué características tienen?

Las plantas son organismos vivientes autosuficientes pertenecientes al mundo vegetal que pueden habitar en la tierra (como las hierbas) o en el agua (como las algas).

Las plantas son seres autótrofos, es decir, autosuficientes. Presentan un organismo constituido por células vegetales de paredes rígidas, en cuyo interior se encuentran los cloroplastos, con un pigmento llamado clorofila que les permite obtener su propia comida a partir de substancias inorgánicas, mediante el proceso de la fotosíntesis. Las plantas tienen raíces a través de las cuales absorben nutrientes del suelo.

¿Qué es el proceso de la fotosíntesis?

A diferencia de los animales, que necesitan digerir alimentos ya elaborados, las plantas son organismos autótrofos, capaces de producir sus propios alimentos a través de un proceso químico llamado fotosíntesis y que, básicamente, consiste en la elaboración de azúcar a partir del dióxido de carbono, minerales y agua con la ayuda de la luz solar. Resultante de este proceso es el oxígeno, un producto de deshecho de las plantas, que proviene de la descomposición que realizan del agua.

¿Cómo se realiza la fotosíntesis?

Durante el proceso de la fotosíntesis, las plantas transforman la materia inorgánica (dióxido de carbono - CO2 del aire, el agua H2O y los minerales del suelo), en materia orgánica (como son sus glúcidos, proteínas y lípidos; constituidos básicamente por carbono) que conforman la propia planta.

Como resultado, las plantas liberan el oxígeno, que se forma por la reacción entre el CO2 y el agua, es expulsado de la planta a través de los estomas de las hojas.

cactus silvestres tipos formas clima
Foto de cactus y otras plantas suculentas en el desierto de Oaxaca, México.

¿Por qué los cactus pueden sobrevivir en el desierto?

Para poder hacer la fotosíntesis, las plantas necesitan agua y la energía lumínica que toman del sol. Sin embargo, sabemos que no hay la misma disponibilidad de agua en la selva, que en el desierto, como ejemplos. Por este motivo, para sobrevivir al medio, las plantas se han tenido que adaptar. Cuanto más adaptada está una planta, mayor capacidad o éxito de supervivencia.

Un ejemplo muy extraordinario es el de los cactus (Cactaceae) y otras plantas suculentas, que son capaces de vivir en desiertos, sitios áridos, lugares muy secos y calurosos, con pocas precipitaciones y con temperaturas superiores a 45ºC. Para poder sobrevivir a estos lugares tan extremos, han tenido que adaptarse. Esta adaptación es lo que les otorga sus principales características.

*Más información: Adaptaciones de los cactus

Cómo se reproducen las plantas

Existen más de 300.000 especies de plantas, de las cuales más de 250.000 producen flores. Las flores que conocemos porque son hermosas son, en realidad, son así por adaptaciones que han hecho las plantas para atraer animales polinizadores (polinización zoófila).

abeja polinizando flor
Foto de abeja polinizando una flor. Parece que la flor está "naturalmente diseñada" para esta abeja.

¿Cómo son las hojas de los pinos?

Menos conocidas son las flores de las plantas que dispersan su polen por el viento (polinización anemófila), porque estas plantas, al no necesitar atraer animales polinizadores, han desarrollado flores muy discretas. Es el caso de las Coníferas y otros árboles sin frutos, como los pinos, el enebro o el tejo).

En cualquier caso, las flores de las plantas, cuando son polinizadas o fecundadas, producen frutos y semillas, que servirán para reproducir la especie.

También hay plantas, como los helechos y los musgos, que no producen flores. Las plantas sin flores no producen semillas y frutos, ya que se reproducen mediante esporas.

Tipos de plantas

Las plantas presentan formas muy diversas. De acuerdo a su altura, a la mayor o menor presencia de madera en sus tejidos, al uso que hacemos de las mismas, etc., las llamamos a las plantas con nombres diferentes. Algunas las llamamos árboles; otras las conocemos como hierbas; otras presentan una forma arbustiva; algunas se conocen como lianas, otras como plantas suculentas o crasas, los cactus, otras simplemente las conocemos por las flores.

Importancia de las plantas en la Tierra

Las plantas han jugado y juegan un papel primordial en la Historia de la Vida sobre la Tierra. Ellas son las responsables de la presencia del oxígeno, un gas necesario para la mayoría de seres que pueblan actualmente nuestro planeta y que lo necesitan para poder respirar. Pero esto no fue siempre así...

Origen de la Tierra

En un principio, la atmósfera de la Tierra no tenía prácticamente oxígeno y era especialmente muy rica en dióxido de carbono (CO2), agua en forma de vapor y nitrógeno. Este ambiente hubiera sido irrespirable para la mayoría de las especies actuales, que son aeróbicas, es decir, que necesitan oxígeno para poder vivir.

Los primeros seres vivos eran anaeróbicos, puesto que no necesitaban oxígeno para poder respirar. Al contrario, este gas constituía un veneno para ellos. Fueron ciertas bacterias, junto con las plantas, las que, hace más de 2000 millones de años empezaron a iniciar el proceso de la fotosíntesis, transformando la atmósfera y posibilitando la vida tal como se conoce en la actualidad.

Se cree que la atmósfera hubiera sido respirable hace unos 600 o 1.000 millones de años. El oxígeno actual representa cerca de un 21 % respecto a la composición total de la atmósfera. Este proceso se inició con las cianobacterias, un tipo de bacterias capaces de realizar la fotosíntesis, Ellas fueron las principales responsables de producir oxígeno hace 3.500 millones de años.

¿Cuáles fueron las primeras plantas? Plantas sin semillas

equiseto
Foto de equiseto o cola de caballo, una planta que no produce semillas, sino que se reproduce por esporas.

Posteriormente, las plantas continuaron con el proceso. Primero fueron las algas verdes, que poblaban las inmensas praderas oceánicas las responsables del cambio; posteriormente los musgos, unos seres vegetales que consiguieron escaparse del agua y vivir en tierra aunque condenados a permanecer en ambientes húmedos. Los musgos, junto con las hepáticas y antocerotas constituyen el grupo de los Briofitos, es decir, de plantas carentes de vasos conductores.

A los musgos les siguieron los helechos, licopodios y equisetos, llamados Pteridofitos, que son las primeras plantas vasculares (Tracheophyta), es decir que disponen de un conjunto de vasos internos capaces de transportar los minerales, los nutrientes y el agua. Sin embargo, tanto briofitos como pteridofitos carecen de semillas.

Plantas evolucionadas: Plantas con semillas, sin flores

Las plantas siguieron evolucionando y aportando su dosis de oxígeno a la atmósfera. Fueron capaces de desarrollar las semillas. Las plantas con semillas las llamamos Espermatofitos. Las más primitivas, como los ginkgos, (El único Ginkgoópsido viviente) los pinos los tejos (y otras coníferas o taxáceas) o las cicas.

Estas plantas todavía no encerraban las semillas dentro de un fruto y se conocen como Gimnospermas - Gymnospermae (También llamadas Pinofitos - Pinophyta) o "plantas sin flores" o con demilla desnuda.

Plantas más evolucionadas: Plantas con semillas y flores

macrofotografia crisantemo flores
Macrofotografía de una flor de crisantemo. Es una planta de la familia de las Compuestas porque, si se fijan, se aprecia que el capítulo floral está "compuesto" por numerosas y diminutas flores.

Las plantas más evolucionadas son las Angiospermas o Magnoliofitos (Magnoliophyta o Angiospermae) o "plantas con flores" que son aquellas que producen semillas y flores.

Son ejemplos de plantas con flores y semillas la mayoría de las que se conocen hoy en día, como los árboles frutales (almendro, cerezo,...), las flores de primavera, el diente de león, la manzanilla,... ¿Qué otras plantas con flores conocen?

Beneficios de las plantas para la atmósfera terrestre

Hemos visto que hay plantas sin semillas, plantas con semillas pero sin flores, y plantas con flores... Todos estos organismos han contribuido y siguen contribuyendo a crear las condiciones adecuadas para que la vida sea posible en la Tierra.

Gracias a los seres vivos que producen oxígeno, como las plantas, no solamente nos resulta posible respirar. También, de una forma indirecta, estos mismos seres han contribuido a la formación de la capa de ozono que se produce por la acción de la luz solar sobre el oxígeno. Esta capa nos protege de los perniciosos rayos ultravioleta. Otra consecuencia de la fotosíntesis es la disminución del dióxido de carbono, un gas que, al acumularse, eleva la temperatura de la atmósfera porque retiene el calor de los rayos solares produciendo el famoso y fatal efecto invernadero.

Las plantas nos han protegido durante muchos milenios del calentamiento global al absorber el exceso de dióxido de carbono. Lamentablemente, la quema de combustibles fósiles como el petróleo ha aumentado los niveles de este gas tan espectacularmente, que las propias plantas, cada vez menos importantes en número y variedad, ya no son capaces de solucionar el problema de un planeta cada vez más caliente y con menos oxígeno.

Las plantas y la producción de alimentos

La vida en la tierra depende de las plantas. Los humanos, al igual que el resto de los animales, sin las plantas no podríamos alimentarnos. Directa o indirectamente, todo lo que comemos procede de los vegetales.

Las plantas son importantes por haber cambiado la composición de la atmósfera terrestre. Las plantas son también importantes porque son productores primarios, es decir son capaces de elaborar su propia materia orgánica a partir de principios inorgánicos simples, lo cual solamente pueden lograrlo ellas y otros organismos inferiores (las algas y algunas bacterias).

Las algas son los productores primarios en el agua, pero las plantas lo constituyen en la tierra.

vaca vacuno pastando ternera
Todo lo que comemos procede directa o indirectamente de los vegetales.

La cadena trófica o cadena alimenticia

Los productores primarios como las plantas se consideran autótrofos, es decir, que pueden fabricar su propio alimento por ellos mismos. Solo ellos son capaces de elaborar aquellas substancias que les permitirán crear su propio organismo. Las plantas son autótrofas. Se diferencian del resto de seres, llamados heterótrofos, que son aquellos que necesitan alimentarse de otros para poder vivir. Por ejemplo, los mamíferos son heterótrofos porque se alimentan de plantas, frutos, y a veces, de otros animales.

A partir de la materia orgánica elaborada por las plantas y otros productores primarios se van alimentando el resto de organismos de la tierra, llamados consumidores.

Consumidores primarios de la cadena trófica

En primer lugar, lo hacen los herbívoros o consumidores primarios, que incorporan en sus cuerpos el alimento elaborado por los productores primarios. Por ejemplo, el conejo se come la hierba, o las larvas del cangrejo consumen el fitoplancton formado por minúsculos organismos vegetales que flotan en el agua.

buitres carroñeros comiendo caballo muerto
Foto inédita, donde se captó un grupo de unos 20 buitres devorando un caballo enfermo que murió en la montaña. Los buitres son animales salvajes carroñeros, y dentro de la cadena trófica se clasifican como consumidores secundarios y carnívoros secundarios.

Consumidores secundarios de la cadena trófica

Los carnívoros primarios son depredadores porque se alimentan de los animales herbívoros, y otros carnívoros secundarios cazan a los carnívoros primarios. Al conejo se lo come el zorro, y a éste lo devora el lobo. En el mar, la larvas de los cangrejos son devoradas por la sardinas, y los atunes se alimentan de sardinas.

Los carnívoros secundarios o superdepredadores son animales que se alimentan de otros animales carnívoros, como las águilas, los osos polares, los pájaros (que comen gusanos),...

Organismos descomponedores de la cadena trófica

Finalmente, cuando alguno de los productores primarios o secundarios muere, sus deshechos son aprovechados por otros organismos llamados descomponedores (bacterias y hongos) para transformar la materia orgánica otra vez en inorgánica e incorporarla de nuevo en la Tierra.

Después, las plantas u otros productores primarios, a través de la fotosíntesis, volverán a aprovechar la materia inorgánica del suelo para producir alimentos asimilables por el resto de seres heterótrofos, iniciando de nuevo todo el ciclo.

cadena trofica animales
Lámina ilustrativa con un ejemplo de la cadena trófica.

La alimentación del Hombre

Los humanos dependemos, directa o indirectamente, de las plantas para poder alimentarnos. Incluso si comemos carne animal, ésta procede de un animal que se ha alimentado de hierba. Cuando comemos alimentos vegetales, éstos están producidos directamente por las plantas. Como curiosidad, y contrastando con uno de los mitos más populares sobre la dieta vegetariana, tal como nos dice la lógica de la cadena trófica, al final todas las proteínas proceden de los vegetales.

hombre en su huerto jardin
El huerto familiar permite obtener una gran provisión de verduras y hortalizas en un espacio reducido.

¿Qué alimentos obtenemos los humanos de las plantas?

De las plantas obtenemos los cereales, tan necesarios para poder sustentar a millones de personas en todo el mundo, como el trigo, utilizado por doquier y alimento básico del mundo occidental, el maíz, base de la alimentación en muchos lugares de América, o el el arroz, primera especie alimenticia de Asia.

Otros alimentos son básicos en la alimentación humana. Algunos tubérculos son de importancia capital, como las patatas, que se comen prácticamente en cualquier sitio del mundo, o la mandioca, que constituye un alimento básico para los habitantes de los trópicos de tierras bajas. Los tubérculos aportan muchos almidones, fuente de energía de excelente calidad.

No menos importantes resultan las legumbres, fuente de proteínas vegetales. La soja es una legumbre ampliamente aprovechada dentro de la cocina oriental, pero las lentejas, los garbanzos, los guisantes o las alubias también son ingredientes básicos de muchos platos.

De las plantas obtenemos frutas, ricas en hidratos de carbono, vitaminas y fibra: La importancia de la fruta en la alimentación humana ha sido reconocida desde la antigüedad, hasta el punto que los antiguos la denominaban como "la comida de los dioses" y le otorgaban propiedades mágicas o divinas. Los plátanos son el cuarto alimento más importante en la alimentación de los países en vías de desarrollo después del arroz, el trigo y el maíz. Las naranjas constituyen el fruto más consumido.

Importancia de los vegetales en la alimentación

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Foto de mercado. Los alimentos vegetales son la base de la alimentación humana.

Las plantas nos proporcionan verduras y hortalizas, ricas en vitaminas y minerales, necesarios para el mantenimiento de la salud. Lechugas, tomates, cebollas, zanahorias, etc. forman parte habitual de nuestras ensaladas. Espinacas, coles, alcachofas son también presentes en la dieta habitual de muchas personas y constituyen alimentos esenciales de la dieta mediterránea.

Los frutos secos son fuente de grasas vegetales. Proporcionan calorías sanas y minerales abundantes. Nueces, avellanas o almendras son ejemplos de alimentos muy utilizados. Otras plantas también proporcionan grasas, como la margarina obtenida del maíz, o aceites comestibles, como el aceite de oliva, el de girasol o el de soja.

De las plantas también obtenemos bebidas tan conocidas como el vino, producido a partir de las uvas; cerveza, que obtenemos de la cebada con la adición de lúpulo, y otras infusiones tan conocidas como el mate, el café o el .

Además de alimentos naturales, también comemos otros productos derivados de las plantas. El pan constituye la base de la alimentación mundial, entendiendo este alimento en su sentido amplio como un producto que puede ser obtenido de diversos cereales (trigo, maíz, centeno, etc.)

Además de estos alimentos derivados, hemos de tener en cuenta toda una serie de productos que forman parte de la industria alimentaria y que son obtenidos de las plantas, como almidones, pectinas, resinas, y otros aditivos.

Plantas para la industria

Muchos son los productos de uso industrial que las plantas proporcionan. Entre los innumerables usos industriales de las plantas, podemos mencionar los siguientes:

  • Madera para la fabricación de muebles, vigas, puertas, etc

  • Celulosa para la obtención de pasta de papel, fibras, como el cáñamo, el algodón, el lino, etc

  • Combustibles como la leña o el carbón; componentes que utiliza la industria, como los taninos para curtir las pieles

  • Pigmentos y barnices, como los utilizados en pinturas

  • Jabones, perfumes, champús, aceites esenciales para la industria de la cosmética

  • Gomas, lubricantes, plásticos para la industria del automóvil.

Plantas medicinales y su aprovechamiento

ajo
El ajo es considerado un alimento medicina
.

Las propiedades de las plantas medicinales se han utilizado desde tiempos remotos en la curación de enfermedades. En la actualidad, en países tecnológicamente avanzados como los Estados Unidos, se estima que un 60 % de la población utilizan habitualmente plantas medicinales para combatir ciertas dolencias.

Igualmente es cada vez más reconocida la importancia que tienen las plantas en el mantenimiento de la salud, hasta el punto que la línea entre alimento y medicina natural es a veces muy delgada, hasta el punto de hablar, en muchas ocasiones, de alimentos medicina. Por ejemplo, el ajo es un especia mundialmente reconocida, pero, al mismo tiempo, constituye uno de los mejores antibióticos naturales.

La relación entre dietas saludables y bienestar personal se hace cada vez más evidente y, en este tipo de dietas, las plantas juegan un papel primordial en la prevención de enfermedades.

Plantas venenosas y tóxicas para los humanos

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Foto de mercado. Los alimentos vegetales son la base de la alimentación humana.

Las plantas constituyen nuestro alimento y pueden constituir igualmente nuestra medicina natural, pero también muchas plantas pueden resultar potencialmente mortales. El hombre siempre ha sentido una gran atracción hacia las plantas venenosas o tóxicas, no solo por lo que representan de prohibido sino porque, de su conocimiento, podría extraer aquellos principios para usarlos en beneficio propio.

Las plantas venenosas no solo han interesado e interesan como productoras de componentes mortales, mágicos, narcóticos, y misteriosos. Estos mismos elementos, utilizados prudente y sabiamente, se convierten en drogas con propiedades medicinales.

Tanto en la más tradicional guía de fitoterapia como en la más ilustrada y controlada farmacopea aparecen multitud de remedios que tienen como base en muchas de sus formulas el uso de las plantas, la mayoría de ellas, utilizadas en dosis adecuadas poseen propiedades curativas, pero en cantidades más grandes se convierten en potentes venenos.

El cultivo de las plantas

El descubrimiento de la agricultura o cultivo de las plantas, hace más de 9.000 años en los valles del Éufrates y Tigris y su posterior implantación en el valle del Nilo, unos 7.000 años antes A C, supuso un paso gigantesco para la Historia de la Humanidad.

El hombre consiguió liberarse del yugo que le suponía la búsqueda continua de alimentos o la necesidad diaria de cazar. La agricultura permitió el cambio de las sociedades nómadas a las sociedades sedentarias, lo que posibilito la aparición de grandes civilizaciones.

jardin de verduras y hortaliza
Las técnicas y conocimientos agrarios actuales permiten obtener gran cantidad de alimento de los cultivos
.

La agricultura permitió la producción masiva de alimentos y, al disponer de excedentes, hizo posible la distribución del trabajo. Mientras unos trabajadores podían trabajar la tierra, otros podían dedicarse a otros menesteres. Todo ello permitió el nacimiento de la Cultura y de la Civilización.

En la actualidad, casi el 50 % de los trabajadores del mundo se dedican a realizar faenas agrícolas. A pesar de las transformaciones que el cultivo de las plantas ha experimentado en los dos últimos siglos (agricultura intensiva, industrialización agrícola, agricultura química, cultivos hidropónicos, ingeniería genética, cultivos biológicos, etc) la agricultura sigue alimentando a la Humanidad y constituye prácticamente la única fuente directa o indirecta de la producción de alimentos. Solamente pequeñas poblaciones escondidas en la profundidad de los bosques siguen manteniendo primitivos métodos de recolección y caza como método de subsistencia.

Plantas de jardinería con fines ornamentales

El hombre no solamente cultiva las plantas para la producción de alimentos. Las plantas ornamentales son producidas para la producción de vegetales con una finalidad diferente a la producción masiva de alimentos. De este tipo de plantas obtenemos ejemplares destinadas a despertar nuestros sentidos con sensaciones visuales u olfativas, tanto en nuestro jardín, en el invernadero, como dentro de casa.

jardin
Foto de jardín.

Todo ello incluye tanto a las plantas destinadas principalmente a la producción de vistosas flores, como aquellas que presentan hojas destacadas, tal como suele ser habitual en las plantas de interior, y muchas otras que destacan por otras virtudes como por poseer semillas, frutos o tallos destacados. Dentro de este grupo se encuentran especímenes con formas y portes diferentes: plantas herbáceas, árboles, arbustos, lianas, etc.

En un sentido más amplio el cultivo de plantas de jardín o jardinería incluye a otro tipo de plantas que también pueden cultivarse con una finalidad más allá del sentido estético, sin que ello prive a estos cultivos de un uso como tal.

¿Qué podemos cultivar en el jardín?

El concepto moderno de jardinería va más allá del desempeño de la floricultura e incluye otras variedades como la horticultura (producción de verduras y hortalizas) y la fruticultura (el cultivo de árboles frutales).

Cuando estas disciplinas se realizan en el ámbito del hogar, aunque se pueda obtener beneficios económicos, sin grandes inversiones en maquinaria y con unos métodos más sencillos a los de la agricultura u horticultura extensiva.

Producir flores, verduras, hortalizas o frutos en nuestro jardín puede realizarse independientemente con finalidades estéticas, alimentarias o como suplemento económico.

Además, se ha comprobado que la práctica de estas actividades influye en el comportamiento y estabilidad de las personas que las realizan. El uso de estas actividades como terapia personal es la razón que justifica el creciente interés por la jardinería decorativa así como el aumento de los pequeños minihuertos en las ciudades o las nuevas tendencias del huerto en casa.

En definitiva, todo ello parece demostrar la existencia de unos nexos mayores entre las plantas y los animales, como una especie de relación emocional entre los dos mundos, fruto de un origen común y un destino compartido.

punto rojo Más información sobre las plantas.

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