Las hojas acumulan exceso de sal

light green leaves with small salt crystals on them, appearing as snowflakes

Estrategia biológica

Manglares

Natalie Chen

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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Expulsar Sólidos

Los sistemas vivos a menudo deben descargar sólidos, como semillas, huevos, polen y sales minerales, para reproducción, protección u otras razones. Los sólidos se pueden mover fácilmente cuando un sistema vivo les aplica fuerza. Pero crear esa fuerza requiere energía, por lo que los sistemas vivos deben tener estrategias eficientes que valgan la pena invertir en energía o utilizar una fuerza externa (como la gravedad). Por ejemplo, un muérdago tropical coloca su polen de modo que el peso de un ave que aterriza cerca provoca la liberación del polen en la frente del ave. Luego, el pájaro fertiliza otros muérdagos que visita.

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Mantener la homeostasis

Cuando un sistema vivo está en homeostasis, significa que las condiciones internas son estables y relativamente constantes. Por ejemplo, la temperatura interna de un ser humano es de aproximadamente 37 grados Celsius (98.6 grados Fahrenheit) a menos que haya una enfermedad. El cuerpo humano mantiene esta temperatura a pesar de la temperatura ambiente externa. Sin embargo, como ocurre con todos los procesos fisiológicos, mantener la homeostasis requiere comunicación y coordinación. Entonces, los sistemas vivos tienen formas de detectar cambios de la norma, mecanismos para provocar un ajuste y conexiones de retroalimentación negativa entre los dos. Un lagarto del desierto llamado monstruo de Gila ofrece un buen ejemplo de mantenimiento de la homeostasis. El lagarto pasa de comer comidas copiosas a ayunar durante largos períodos de tiempo. Para mantener sus niveles de azúcar en la sangre a un nivel constante, cuando la comida escasea, su sistema endocrino libera una hormona que eleva sus niveles de azúcar en la sangre.

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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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Las hojas de algunos manglares regulan las concentraciones de sal acumulando el exceso de sal en compartimentos especiales dentro de sus células.

Los manglares son pequeños arbustos o árboles que crecen en presencia de agua salada a lo largo de las costas. La exposición constante al agua salada puede provocar un desequilibrio de iones dentro de las células de la planta, lo que puede tener efectos tóxicos sobre las enzimas o interferir con la absorción de agua. Para abordar esto, las células controlan su entorno interno manteniendo los iones de sodio, potasio y cloruro en una concentración estable. Los manglares pueden sobrevivir en condiciones ambientales especialmente saladas usando varias estrategias que regulan la cantidad de sal que termina en sus tejidos. Por ejemplo, ciertas especies excluir sal al evitar que la sal entre en las raíces, algunos excretar exceso de sal a través de glándulas en sus hojas, mientras que otros acumulan iones en compartimentos especiales en sus hojas.

El secuestro de iones es un mecanismo utilizado para aliviar los efectos negativos del estrés salino. Los manglares reducen la cantidad de iones de sodio, por ejemplo, en el compartimiento principal de la célula al mover el exceso de sodio a un compartimiento especial rodeado por una membrana llamado vacuola. Al secuestrar el exceso de iones en vacuolas, el compartimento principal de la célula mantiene una concentración equilibrada de iones.

Estos iones se transportan a la vacuola con proteínas especiales incrustadas en la membrana de la vacuola, como bombas de protones (iones de hidrógeno) y antiportadores de sodio-hidrógeno. Estas proteínas de membrana trabajan juntas para generar una alta concentración de iones de sodio en la vacuola. Debido a que los iones se mueven desde un área de baja concentración a una de alta concentración (en contra de su gradiente de concentración), esto requiere energía. Primero, las bombas de protones usan la molécula rica en energía, ATP, para mover protones hacia la vacuola y establecer un gradiente de protones. Este gradiente de protones funciona como energía almacenada. Con la ayuda de los antiportadores de sodio-hidrógeno, los protones fluyen a favor de su gradiente de concentración fuera de la vacuola y hacia el compartimento principal de la célula. Esto libera la energía almacenada, que luego se utiliza para transportar iones de sodio a la vacuola. La concentración de iones de sodio en la vacuola aumenta y los iones permanecen allí hasta que la hoja madura y se cae.

Esta estrategia fue aportada por Natalie Chen y editado por dimitri smirnoff.

Última actualización el 23 de enero de 2018

Referencias

“Una característica estructural distintiva de las células vegetales es la presencia de grandes compartimentos delimitados por membranas, las vacuolas. Los primeros análisis bioquímicos y de transporte de tonoplastos condujeron al modelo de que el secuestro de exceso de Na⁺ bajo estrés salino está mediado por Na⁺/ H⁺ antiportadores localizados en la membrana vacuolar (Blumwald y Poole, 1985, 1987). estos na⁺/H⁺ los antiportadores median Na⁺ captación en las vacuolas, que es impulsada por el gradiente de protones vacuolar establecido por la ATPasa de protones vacuolar (tipo V) que acidifica la luz vacuolar (Fig. 1). El Na vacuolar resultante⁺ el secuestro protege las reacciones enzimáticas esenciales en el citoplasma del exceso de Na⁺ niveles manteniendo la turgencia (Glenn et al., 1999).” (Horie y Schroeder 2004: 2457)

Artículos

Transportadores de sodio en plantas. Diversos genes y funciones fisiológicas.

Fisiología vegetal, 136: 2456-2462 | 01/09/2004 | Horie T; Schroeder J.I.

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Referencia

“Secuestro vacuolar de Na⁺ es una estrategia importante y rentable para el ajuste osmótico que también reduce el Na⁺ concentración en el citosol. N / A⁺ el secuestro en la vacuola depende de la expresión y actividad de Na⁺/H⁺ antiportadores así como tipo V H⁺– ATPasa y H⁺– PPasa. Estas fosfatasas generan el gradiente de protones necesario para la actividad de Na⁺/H⁺ antiportadores La acumulación de sal en los manglares ocurre con el secuestro de Na⁺ y Cl^–en las vacuolas del tejido de almacenamiento hipodérmico de las hojas (Werner y Stelzer 1990; Aziz y Khan 2001a; Kura-Hotta et al. 2001; Mimura et al. 2003).” (Parida 2010: 203)

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