Los coeficientes de cultivo son propiedades de las plantas utilizadas para predecir la evapotranspiración (ET). El coeficiente de cultivo más básico, K c , es simplemente la proporción de ET observada para el cultivo estudiado con respecto al observado para el cultivo de referencia bien calibrado en las mismas condiciones.
La evapotranspiración potencial (PET) es la evaporación y transpiración que potencialmente podría ocurrir si un campo del cultivo tuviera un suministro de agua ilimitado ideal . RET es la referencia ET que a menudo se denota como ET 0 .
Incluso en cultivos agrícolas , donde las condiciones ideales se aproximan tanto como es práctico, las plantas no siempre están creciendo (y por lo tanto transpirando) a su potencial teórico. Las plantas tienen etapas de crecimiento y estados de salud inducidos por una variedad de condiciones ambientales.
El RET suele representar el PET del crecimiento más activo del cultivo de referencia. K c se convierte entonces en una función o serie de valores propios del cultivo de interés a través de su temporada de crecimiento. Estas pueden ser muy elaboradas en el caso de ciertas variedades de maíz, pero tienden a usar una curva de índice de área foliar (LAP, trapezoidal) o trapezoidal para cultivos comunes o toldos de vegetación.
Los coeficientes de estrés , K s , explican la disminución de ET debido a factores de estrés específicos . A menudo se supone que estos se combinan por multiplicación.
El estrés hídrico es el factor de estrés más ubicuo, a menudo denotado como K w . Los coeficientes de tensión tienden a ser funciones que oscilan entre 0 y 1. Los más simples son lineales, pero los umbrales son apropiados para algunas respuestas de toxicidad. Los coeficientes de cultivo pueden exceder de 1 cuando la evapotranspiración del cultivo excede la de RET.
La brotación de la corona es la capacidad de una planta para regenerar su sistema de brotes después de la destrucción (generalmente mediante el fuego) mediante la activación de estructuras vegetativas latentes para producir un nuevo crecimiento desde la corona de la raíz (la unión entre la raíz y las porciones de brotes de una planta). [1] Estas estructuras inactivas toman la forma de lignotubers o brotes epicormicos basales . Las especies de plantas que pueden lograr la brotación de la corona se denominan arrastradores de la corona (que los distinguen de los que brotan del tronco o tronco ) y, como ellos, son características de hábitats propensos al fuego como el chaparral . [2]
En contraste con las estrategias de supervivencia de incendios de plantas que disminuyen la inflamabilidad de la planta, o al requerir calor para germinar , el brote de la corona permite la destrucción total del crecimiento sobre el suelo. Las plantas que brotan de la corona generalmente tienen sistemas radiculares extensos en los que almacenan nutrientes, lo que les permite sobrevivir durante los incendios y luego brotar. Los primeros investigadores sugirieron que las especies que brotan de la corona pueden carecer de diversidad genética de especies; sin embargo, la investigación sobre los matorrales de Gondwanan [ aclaración necesaria ] sugiere que las especies de brotes de la corona tienen una diversidad genética similar a la de los brotes de semillas. [3] Algunos géneros , tales como Arctostaphylosy Ceanothus , tienen especies que son a la vez réplicas y no, ambas adaptadas al fuego.
El Buckeye de California , Aesculus californica , es un ejemplo de un árbol del oeste de los Estados Unidos que puede regenerarse de su corona de raíz después de un evento de incendio, pero también puede regenerarse por semilla.
Cutan es uno de los dos biopolímeros que aparecen en la cutícula de algunas plantas. El otro polímero mejor conocido es la cutina . Se cree que Cutan es un polímero de hidrocarburo , mientras que la cutina es un poliéster, pero la estructura y la síntesis de cutan aún no se conocen completamente. Cutan no está presente en tantas plantas como alguna vez se pensó; por ejemplo está ausente en Ginkgo . [1]
Cutan fue detectado por primera vez como un componente no saponificable , resistente a la desesterificación por hidrólisis alcalina , que aumenta en cantidad en las cutículas de algunas especies como Clivia miniata a medida que alcanzan la madurez, aparentemente reemplazando la cutina secretada en las primeras etapas del desarrollo (Schmidt y Schönherr, 1982). La evidencia de que cutan es un polímero de hidrocarburo proviene del hecho de que sus productos de pirólisis ultrarrápida son una serie homóloga característica de alcanos y alquenos pareados (Nip et al. 1986)
Su potencial de conservación es mucho mayor que el de la cutina.
La cutina es uno de los dos polímeros cerosos que son los componentes principales de la cutícula de la planta , que cubre todas las superficies aéreas de las plantas . El otro polímero importante para la cutícula es el cutan , que se conserva mucho más fácilmente en el registro fósil. [1] La cutina consiste en omega hidroxiácidos y sus derivados, que están interconectados mediante enlaces éster , formando un polímero de poliéster de tamaño indeterminado.
Hay dos familias monoméricas principales de cutin, las familias C16 y C18. La familia C16 consiste principalmente en ácido 16-hidroxi palmitico y ácido 9,16 o 10,16-dihidroxipalmitico. La familia C18 consiste principalmente en ácido 18-hidroxi oleico , ácido 9,10-epoxi-18-hidroxi esteárico y 9,10,18-trihidroxiestearato.
La citorrisis es el daño permanente e irreparable a la pared celular después del colapso completo de una célula vegetal debido a la pérdida de presión positiva interna (presión de la turgencia hidráulica ). [1] Se requiere presión positiva dentro de una célula vegetal para mantener la estructura vertical de la pared celular . [1] Desecación(el contenido de agua relativo menor o igual al 10%) que resulta en un colapso celular ocurre cuando la capacidad de la célula de la planta para regular la presión de la turgencia se ve comprometida por el estrés ambiental. El agua continúa difundiéndose fuera de la celda después del punto de presión cero de turgencia, donde la presión celular interna es igual a la presión atmosférica externa, se ha alcanzado, generando una presión negativa dentro de la celda. [2] Esa presión negativa empuja el centro de la celda hacia adentro hasta que la pared celular ya no puede soportar la tensión. [1] La presión hacia adentro hace que la mayoría del colapso ocurra en la región central de la célula, empujando los orgánulos dentro del citoplasma restante contra las paredes celulares. [1] A diferencia de en plasmolisis(un fenómeno que no ocurre en la naturaleza), la membrana plasmática mantiene sus conexiones con la pared celular durante y después del colapso celular. [1]
La citorrisis de las células vegetales puede inducirse en entornos de laboratorio si se colocan en una solución hipertónica donde el tamaño de los solutos en la solución inhibe el flujo a través de los poros en la matriz de la pared celular. [1] [3] El polietilenglicol es un ejemplo de un soluto con un alto peso molecular que se utiliza para inducir la citorrisis en condiciones experimentales. [3] Los factores estresantes ambientales que pueden provocar la aparición de citorrisis en un entorno natural incluyen sequía intensa, temperaturas de congelación y patógenos como el hongo de la explosión del arroz ( Magnaporthe grisea ) . [3] [4] [5]
Mecanismos de evitación [ editar ]
La tolerancia a la desecación se refiere a la capacidad de una célula para rehidratarse con éxito sin daños irreparables en la pared celular después de una deshidratación severa. [6] Evitar el daño celular debido al estrés metabólico, mecánico y oxidativo asociado con la desecación son obstáculos que deben superarse para mantener la tolerancia a la desecación. [6] [7] Muchos de los mecanismos utilizados para la tolerancia a la sequía también se utilizan para la tolerancia a la desecación, sin embargo, los términos tolerancia a la desecación y tolerancia a la sequía no deben intercambiarse, ya que la posesión de uno no se relaciona necesariamente con la posesión del otro. [7] La alta tolerancia a la desecación es un rasgo típicamente observado en los briófitos, que incluye los grupos de plantas de hornwort, hepática y musgo, pero también se ha observado en angiospermas en menor medida. [7] En conjunto, estas plantas se conocen como plantas de resurrección . [8]
Plantas de resurrección [ editar ]
Muchas plantas de resurrección usan mecanismos constitutivos e inducibles para enfrentar la sequía y luego el estrés de desecación. [7] Las proteínas protectoras, como las ciclofilinas, las deshidrinas y las proteínas LEA, se mantienen a niveles dentro de una especie resistente a la desecación que solo se ve normalmente durante el estrés por sequía para las especies sensibles a la desecación, lo que proporciona un mayor tampón protector cuando se activan los mecanismos inducibles. [6] [7] Algunas especies también producen continuamente antocianinas y otros polifenoles. [7] Un aumento en la hormona ABA se asocia típicamente con la activación de vías metabólicas inducibles. [7] Producción de azúcares (predominantemente sacarosa).), las aldehído deshidrogenasas, los factores de choque térmico y otras proteínas LEA se regulan al alza después de la activación para estabilizar aún más las estructuras celulares y la función. [6] [7] La composición de la estructura de la pared celular se altera para aumentar la flexibilidad, por lo que el plegado puede tener lugar sin dañar irreparablemente la estructura de la pared celular. [7] Los azúcares se utilizan como sustitutos del agua manteniendo los enlaces de hidrógeno dentro de la membrana celular. [8] La fotosíntesis se detiene para limitar la producción de especies reactivas de oxígeno y, finalmente, todo el metabolismo se reduce drásticamente y la célula se vuelve latente hasta la rehidratación.
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