La formación de oxalato de calcio secuestra dióxido de carbono

multiple tall saguaro cactus plants seen flowering in an Arizona landscape

Estrategia biológica

Saguaro

Equipo de AskNature

Imagen: Phyllis / Pixabay / Uso gratuito no comercial

Capturar, absorber o filtrar entidades químicas

Los sistemas vivos a menudo requieren elementos químicos y compuestos químicos, incluidos azúcares complejos, proteínas olores, para realizar actividades críticas. Estos compuestos existen en varios estados (sólido, líquido y gas) y son ubicuos en el suelo, el agua y el aire. Esto requiere que los sistemas vivos no solo tengan formas de capturarlos, absorberlos o filtrarlos, sino también formas de diferenciarlos, seleccionando aquellos que son valiosos o dañinos. Por ejemplo, los árboles de mangle viven con sus raíces en agua salada y sedimentos. Varias especies de manglares tienen diferentes estrategias para eliminar la sal del agua que toman para que sus tejidos puedan utilizar el agua dulce.

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Distribuir gases

Los gases de particular importancia para los sistemas vivos son el oxígeno, el dióxido de carbono y el nitrógeno. El oxígeno y el dióxido de carbono están involucrados en la respiración, por lo que distribuir estos gases de manera eficiente y eficaz es importante para la supervivencia de un sistema vivo. Sin embargo, los gases son difíciles de contener porque se dispersan fácilmente. Para adaptarse a esto, los sistemas vivos tienen estrategias para confinar los gases y utilizar las propiedades de los gases en su beneficio. Por ejemplo, los perritos de las praderas y las termitas constructoras de montículos construyen sistemas de túneles y montículos que aprovechan el viento para ventilar sus hogares subterráneos.

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Ensamblar químicamente cristales minerales

La gran mayoría de los procesos bioquímicos de ensamblaje y descomposición, incluso en los organismos más complejos, ocurren dentro de las células. De hecho, las células pueden realizar cientos, incluso miles, de transformaciones químicas al mismo tiempo en condiciones favorables para la vida (temperatura ambiente y presión en un entorno acuoso). Dentro de las células, los organismos utilizan compuestos orgánicos para facilitar el ensamblaje de cristales minerales. Por ejemplo, las ostras utilizan proteínas ácidas y polisacáridos sulfatados para ensamblar capas de cristales de aragonito.

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Plantas floreciendo

Angiospermas del clado ("semilla receptáculo"): dientes de león, robles, pastos, cactus, manzanas

Con 416 familias que contienen unas 300,000 130 especies conocidas, las angiospermas son el grupo de plantas más diverso y se pueden encontrar en todo el mundo en una amplia variedad de hábitats. Se caracterizan por semillas que crecen encerradas en ovarios, los cuales están encerrados en flores. Los órganos florales luego se convierten en frutos de innumerables tipos y dimensiones, desde simples cubiertas de semillas en arces hasta elaborados crecimientos carnosos como las papayas. La flor más antigua conocida a partir de fósiles, Montsechia vidalii, apareció durante el Período Jurásico hace XNUMX millones de años. Son la principal fuente de alimento para los animales herbívoros, lo que a su vez los convierte también en fuente indirecta de alimento para los carnívoros.

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Los cactus secuestran el dióxido de carbono atmosférico convirtiéndolo en oxalato y combinándolo con iones de calcio derivados del suelo que finalmente conducen a la formación de carbonato de calcio sólido.

A través del proceso de , las plantas eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera y lo utilizan para construir todos los compuestos a base de carbono que necesita para su estructura y función. Cuando la mayoría de las plantas mueren, estos compuestos a base de carbono se descomponen en sus componentes constituyentes con una nueva liberación de dióxido de carbono a la atmósfera. El cacto saguaro utiliza parte del dióxido de carbono que elimina de la atmósfera para producir compuestos llamados oxalatos que se combinan con los iones de calcio que las raíces de las plantas extraen del suelo. El oxalato de calcio resultante toma un camino diferente tras la muerte del cactus. En lugar de degradarse a sus componentes constituyentes, el oxalato de calcio se transforma lentamente en carbonato de calcio sólido (calcita), lo que esencialmente secuestra el dióxido de carbono atmosférico en el suelo.

Última actualización 20 de julio de 2017

Referencias

“Los cactus contienen grandes cantidades de biominerales de oxalato de Ca, con C derivado del CO atmosférico₂. Su muerte libera estos biominerales en el medio ambiente, que posteriormente se transforma en calcita a través de un intermediario de monohidrocalcita... Los oxalatos de calcio se forman en las plantas a partir del Ca derivado del suelo y el oxalato sintetizado biológicamente. El C en los oxalatos se forma a partir del CO atmosférico₂ (C_{Cajero automático}) a través de una serie de vías bioquímicas complejas... Un gran [carnegiea] gigantea contiene del orden de 1×10⁵ g de weddellita de oxalato de Ca—CaC₂O₄· 2H₂O. En áreas con alto C. gigantea densidad, hay un estimado de 40 g C_{Cajero automático} m^-2 secuestrado en oxalatos de Ca. Tras la muerte de la planta, la weddellita se transforma en calcita en el orden de 10 a 20 años. En áreas con alta densidad de saguaro, hay una liberación estimada de hasta 2.4 g calcita m^-2 año^-1 sobre el suelo del desierto. Mecanismos de transformación similares ocurren con los oxalatos de Ca que abundan en la mayoría de los cactus. Por lo tanto, el C atmosférico total devuelto al suelo de áreas con una alta densidad de cactus es grande, lo que sugiere que puede haber una acumulación significativa a largo plazo de C atmosférico en estos suelos derivados de biominerales de oxalato de Ca. Estos hallazgos demuestran que la descomposición de las plantas en ambientes áridos puede tener impactos localmente significativos en los ciclos de Ca y C inorgánico”. (Garvie 2006: 114)

“La fuente del Ca en el saguaro proviene de la absorción de agua por las raíces de la rizosfera. El Ca entra en la solución del suelo como resultado de la disolución abiótica y biótica de minerales que contienen Ca como la calcita, los feldespatos y las micas. Si bien la calcita es sin duda una fuente importante de Ca para el saguaro, no se puede ignorar la importancia de otros minerales que contienen Ca... Los ácidos orgánicos producidos por los microorganismos del suelo y las raíces de las plantas mejoran en gran medida la disolución de los minerales del suelo, haciendo que los nutrientes esenciales de las plantas estén disponibles para el transporte por el xilema.” (Garvie 2006: 117)

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