Planteo una hipótesis y una respuesta a partir de las siguientes preguntas.
¿Cómo podemos saber que las plantas utilizan los nutrientes del suelo para alimentarse?
- Hipótesis: si las plantas absorben nutrientes del suelo, entonces al cultivar dos grupos de plantales con el mismo agua y luz pero distinto aporte de minerales (suelo fértil vs. suelo desprovisto de nutrientes), el grupo con suelo fértil crecerá más.
- Diseño experimental: se usan sustratos iguales; a uno se le añade un suelo completo (con ext{N}, ext{P}, ext{K}) y al otro un sustrato pobre; se riega igual y se mide la altura, la masa verde y el color de las hojas tras 4 semanas.
- Evaluación de resultados: si las plantas del suelo fértil presentan mayor masa y hojas más verdes (más clorofila), la hipótesis se acepta; también se puede detectar la presencia de nitratos en el suelo antes y después del cultivo, o usar plantas con raíces teñidas para observar la absorción.
- Conclusión: las plantas absorben minerales en forma iónica ( ext{NO}_3^{-}, ext{K}^{+}, ext{PO}_4^{3-}) por las raíces, lo que permite afirmar que los nutrientes del suelo son esenciales para su alimentación.
Se sabe que las plantas usan los nutrientes del suelo mediante experimentos comparativos con sustratos fértiles y pobres, o analizando la absorción de iones por las raíces.
¿Depende de las plantas la supervivencia de los seres vivos?
- Hipótesis: si las plantas son los productores primarios de los ecosistemas, entonces la supervivencia de los demás seres vivos depende de ellas.
- Base teórica: las plantas realizan fotosíntesis (6 ext{CO}_2 + 6 ext{H}_2 ext{O} ightarrow ext{C}_6 ext{H}_{12} ext{O}_6 + 6 ext{O}_2) y son la base de las cadenas y redes tróficas; además liberan oxígeno y capturan energía lumínica.
- Verificación: al eliminar las plantas de un ecosistema, los herbívoros carecen de alimento y, por ende, los carnívoros; sin fotosíntesis habría menos ext{O}_2 atmosférico y la cadena trófica se rompería.
- Conclusión: sí, la dependencia es total: casi todos los seres vivos obtienen energía de manera directa o indirecta de las plantas.
Sí; las plantas son los productores primarios y generan el oxígeno y la materia orgánica de la que dependen, directa o indirectamente, casi todos los seres vivos.
¿La intensidad luminosa ayuda al rendimiento fotosintético de plantas de clima seco?
- Hipótesis: si la luz es factor limitante en plantas de clima seco, entonces un aumento moderado de la intensidad luminosa elevará la tasa fotosintética, hasta un punto óptimo.
- Consideración propia del clima seco: las plantas xerófitas presentan estomas abiertos en la noche y CAM/C4, de modo que el exceso de luz y calor puede aumentar la transpiración y provocar cierre estomático.
- Experimento: se expone el mismo tipo de planta a niveles crecientes de iluminación (por ejemplo, 100, 500 y 1000 ext{µmol·m}^{-2} ext{·s}^{-1}) midiendo la producción de ext{O}_2 o la fijación de ext{CO}_2.
- Resultado esperado: el rendimiento crece con la luz hasta alcanzar un punto de saturación; a intensidades muy altas disminuye por fotoinhibición o por estrés hídrico.
Sí, hasta cierto nivel: la mayor luminosidad incrementa el rendimiento fotosintético, pero por encima del punto de saturación deja de ayudar e incluso puede perjudicar a las plantas de clima seco.
¿La concentración de CO₂ ayuda en el crecimiento de las plantas?
- Hipótesis: si el ext{CO}_2 es sustrato de la fase oscura (ciclo de Calvin), entonces una mayor concentración de ext{CO}_2 incrementará la fotosíntesis y, por tanto, el crecimiento.
- Reacción clave: ext{CO}_2 + ext{C}_5 ightarrow 2 ext{C}_3 (fijación del carbono catalizada por la rubisco).
- Experimento: cultivar plantas idénticas en cámaras con 400 ppm (ambiente) y con 800 ppm de ext{CO}_2, midiendo la masa seca a los 30 días.
- Resultado esperado: las plantas con mayor ext{CO}_2 producen más biomasa, hasta que la luz, el agua o los nutrientes se vuelven factores limitantes; por eso se usan invernaderos enriquecidos con ext{CO}_2.
| HIPÓTESIS | RESPUESTA | |
|---|---|---|
| a) | Si las plantas absorben minerales del suelo, crecerán mejor en sustrato fértil que en sustrato pobre. | Se comprueba con experimentos de sustrato fértil vs. pobre y midiendo la absorción de iones por las raíces. |
| b) | Si las plantas son productores primarios, la supervivencia de los demás seres vivos depende de ellas. | Sí; aportan materia orgánica y oxígeno y son la base de las cadenas tróficas. |
| c) | Si la luz limita la fotosíntesis en xerófitas, mayor luminosidad aumentará el rendimiento hasta un óptimo. | Sí, hasta el punto de saturación; el exceso puede causar estrés hídrico y fotoinhibición. |
| d) | Si el ext{CO}_2 es sustrato del ciclo de Calvin, mayor concentración aumentará el crecimiento. | Sí; más ext{CO}_2 incrementa la fijación de carbono y la biomasa, si no hay otros factores limitantes. |
Sí; al ser reactivo de la fotosíntesis, un aumento de ext{CO}_2 eleva la tasa fotosintética y el crecimiento, siempre que luz, agua y nutrientes no sean limitantes.
