Recursos: El Árbol – Química del árbol

¿De dónde obtienen su alimento y energía los árboles?

Las plantas son los únicos seres vivos capaces de crear su alimento a partir de sustancias inorgánicas (como el agua y los nutrientes en el suelo) en presencia de luz solar, gracias al proceso llamado fotosíntesis, que permite al árbol generar grandes cantidades de energía en sus células, que luego usa para crecer y desarrollarse. Esta es la energía que se libera cuando usamos la madera como combustible y es la base de toda la cadena alimenticia del planeta, desde las especies que se alimentan de las plantas hasta los animales carnívoros y, por supuesto, los seres humanos. La fotosíntesis es un proceso que consiste en absorber agua del suelo, luz solar y dióxido de carbono (CO₂) del aire, para convertirlos en glucosa o hidratos de carbono, que las plantas utilizan para alimentarse. Ocurre tanto durante el día como en la noche, sólo que por la noche, sin la presencia de luz, la planta se ocupa de captar nutrientes y agua del suelo y realizar intercambio de gases como dióxido de carbono y oxígeno. En el día, gracias a la luz solar y a un pigmento llamado clorofila, las plantas captan el dióxido de carbono del aire y lo transforman, junto con otros elementos, en alimento y oxígeno que respiramos los seres vivos. Todos los tejidos verdes de las plantas pueden fotosintetizar pero, en la mayoría de las plantas, la mayor parte de la fotosíntesis ocurre en las hojas. Las células de una capa intermedia de tejido en las hojas llamada mesófilo son el principal lugar donde ocurre la fotosíntesis. En casi todas las plantas hay unos pequeños poros llamados estomas en la superficie de las hojas, los cuales permiten que el dióxido de carbono se difunda hacia el mesófilo y el oxígeno salga hacia el exterior. Diagrama que muestra una hoja en aumentos cada vez mayores: Aumento 1: Toda la hoja. Aumento 2: Tejido mesófilo dentro de la hoja. Aumento 3: Una sola célula mesófila. Aumento 4: Un cloroplasto dentro de la célula mesófila. Aumento 5: Pilas de tilacoides —grana— y el estoma dentro de un cloroplasto. Cada célula mesófila contiene organelos llamados cloroplastos, que se especializan en llevar a cabo las reacciones de la fotosíntesis. Dentro de cada cloroplasto, existen unas estructuras similares a discos llamadas tilacoides que están dispuestas en pilas denominadas granas. Las membranas de los tilacoides contienen un pigmento de color verde llamado clorofila, que es el responsable de absorber la luz. Las células de las hojas activan a los cloroplastos, para convertir la luz solar en energía. Con esta energía, los estomas absorben el dióxido de carbono (CO₂) que se encuentra en el aire y luego, el árbol extrae el carbono y lo combina con la savia, con el fin de elaborar los componentes orgánicos que necesita para crear nuevas células y tejidos, en especial la celulosa. Esta sustancia, llamada savia elaborada (glucosa), se distribuye a cada rincón y célula del árbol por medio de un tejido conductor llamado floema. Uno de los sub-productos de este proceso es el oxígeno (O₂), que formaba parte del dióxido de carbono, y que las plantas liberan de regreso al aire también a través de los estomas. Este proceso permite al resto de las especies animales, como los seres humanos, respirar un aire limpio que se renueva constantemente.

¿Cuál es la importancia de la fotosíntesis para el medio ambiente?

Una de las consecuencias más importantes del proceso de fotosíntesis es que el árbol rompe las moléculas de dióxido de carbono, absorbe los átomos de carbono y libera átomos de oxígeno al exterior. Este proceso ha sido clave para el desarrollo de la vida en el planeta y la mantención de un medio ambiente saludable, pues las especies animales dependemos del oxígeno para sobrevivir. En promedio, un árbol puede llegar a producir cerca de 100 kilos de oxígeno al año, y si bien no son los únicos productores de oxígeno en el mundo (comparten esta característica con otras especies vegetales terrestres y submarinas, como las algas y las cianobacterias), constituyen una pieza clave en la mantención del ecosistema del mundo, por lo que siempre es necesario proteger y reforestar las zonas forestales.

¿Qué es la celulosa?

La celulosa es la molécula natural más abundante en el mundo, presente en la mayoría de la biomasa terrestre, pero en especial en las algas y las plantas. Debido a que es un producto tan común o importante en el mundo actual, parece sorprendente que fuese descubierta recién en 1838 por el químico francés Anselme Payen, quien la aisló a partir de materia vegetal y descubrió su fórmula química. En forma natural, las plantas producen moléculas de glucosa por medio de la fotosíntesis, que luego conectan en una larga cadena de moléculas (conocida como polímero) que llamamos celulosa. Estas cadenas forman las paredes de sus células, lo que las hace resistentes y de una vida más larga que una célula animal. Aunque por sí sola es una fibra altamente resistente, en la madera de los árboles la celulosa se combina con otra molécula llamada lignina, lo que le da al árbol su gran rigidez y resistencia característica.