/ sábado 7 de septiembre de 2024

¿Qué es el 'estrés oxidativo' en plantas y cómo prevenirlo?

Este efecto de la contaminación puede poner en peligro el suelo agrícola, el estudio de las 'plantas hiperacumuladoras' puede representar una solución

El desarrollo acelerado de la sociedad y su economía ha introducido al ambiente diversos elementos tóxicos como metales, entre los que se incluye al cadmio y al plomo; y metaloides como el arsénico. Se han identificado más de 5,000 sitios contaminados en al menos 50 países en el mundo. Las emisiones de estos contaminantes en los últimos 50 años han provocado la acumulación de los mismos en el suelo (FAO y UNEP, 2021).

Uno de los problemas más complicados que la humanidad deberá afrontar es la contaminación del suelo agrícola, donde la producción es ineficiente debido a los efectos negativos causados por los contaminantes presentes. El uso de plantas con la capacidad de acumular estos elementos en elevadas concentraciones, sin que esto represente un problema para el desarrollo de las mismas, es de suma importancia para restaurar los suelos de uso agrícola y, así, afrontar la inminente problemática de producción alimenticia para los próximos 20 años.

Efectos tóxicos en las plantas

El contacto de metales y metaloides tóxicos con las plantas puede desatar una serie de señales internas que llevan a este organismo a un estado conocido como estrés oxidativo. Durante este cuadro de estrés existe una acumulación, dentro de la planta, de sustancias llamadas “especies reactivas del oxígeno”, o ROS, por sus siglas en inglés. Cuando esta acumulación sobrepasa la capacidad inherente de la planta para combatirlas, estas moléculas empiezan a causar daños a nivel celular, lo que afecta o incluso inhibe procesos importantes para la planta, como el crecimiento.

Llegar o no a este estado de estrés, dependerá de la sustancia tóxica con la que la planta esté en contacto y de la concentración a la que dicha sustancia se encuentre.

Debido a la cantidad de variables que afectan la interacción entre las sustancias tóxicas y las plantas ha sido imposible establecer una concentración fija en la que las plantas muestren un efecto tóxico. Sin embargo, muchos experimentos concluyen que, en general, en el caso de metales o metaloides, esta concentración suele ser muy pequeña. Por ejemplo, los efectos tóxicos del cadmio en plantas pueden observarse cuando la concentración disponible de este elemento en suelo es mayor a 8 mg/kg.

¿Qué son las plantas hiperacumuladoras?

Algunas plantas tienen la capacidad de absorber altas concentraciones de metales y acumularlos en sus tejidos, una característica conocida como hiperacumulación. Las especies de plantas conocidas como hiperacumuladoras son aquellas capaces de retener metales tóxicos dentro de su sistema en una proporción de al menos 1 % de su masa seca, excluyendo las raíces, lo impresionante de estas especies es que la presencia de concentraciones tan altas de metales tóxicos no representa un peligro para ellas a pesar de que que su crecimiento y desarrollo puede ser lento en comparación con los de plantas no hiperacumuladoras.

Existen plantas con la capacidad de absorber altas concentraciones de metales y acumularlos en sus tejidos. Foto Ilustrativa: Daniel Camacho / El Sol de Toluca

En 2017, un grupo de investigadores de Australia reconoció la importancia de este tipo de plantas y propuso la recopilación de información sobre su taxonomía, distribución, ecología y datos obtenidos sobre plantas hiperacumuladoras para crear una base de datos estandarizada y accesible para el público en general.

Ejemplos de plantas hiperacumuladoras

Una de las familias de plantas más importantes en el campo de la hiperacumulación, debido a la gran cantidad de especies dentro de ella que poseen esta característica, es la Brassicaceae, familia a la que también pertenecen plantas mayormente conocidas por su interés alimenticio como la coliflor, el brócoli o el repollo. Especies como la col china o la mostaza de la India resaltan por su papel como acumuladoras de plomo.

Por otro lado, el berro oreja de ratón, el berro de la piedra de arena o el berro alpino destacan por su capacidad de acumular cadmio. Sin embargo, dentro de esta familia, se considera como uno de los mejores ejemplos del fenómeno de hiperacumulación.

Otra importante familia de plantas hiperacumuladoras es la Pteridaceae, formada por plantas que carecen de semilla y con hojas grandes y pinadas, también llamadas “helechos”, como el cuamaquiztle o cilandrillo. De esta familia, resaltan el helecho de Creta, el helecho de hoja delgada y el helecho chino como plantas capaces de acumular arsénico.

Importancia de las plantas hiperacumuladoras

El estudio de los mecanismos que estas plantas llevan a cabo, que les permiten hiperacumular elementos sumamente tóxicos, es la clave actual para el desarrollo de tecnologías de fitorremediación, con las cuales, mediante el uso de plantas, se busca disminuir las concentraciones o los efectos tóxicos de contaminantes en el ambiente. De esta forma, la restauración del suelo sucede de una manera más orgánica, menos agresiva y económicamente más eficiente, en comparación con otras técnicas convencionales basadas en ingeniería que pueden llegar a ser destructivas para el sitio y sumamente costosas.

Diversas plantas hiperacumuladoras ya han sido exitosamente probadas para la remediación de dichos elementos en suelos contaminados en lugares como China, India, Italia, Japón y México. Sin embargo, no es posible atender todas las áreas contaminadas existentes únicamente con estas especies.

Es importante aprender a integrar los efectos de las plantas hiperacumuladoras en los cultivos sin poner en riesgo el ecositema donde se aplican. Foto Ilustrativa: Daniel Camacho / El Sol de Toluca

En la fitorremediación, un paso crucial es la selección de la planta a utilizar. En general, no solo se busca que las plantas sean resistentes, con gran capacidad de absorción del elemento de interés y que este no cause efectos nocivos en ella, sino cuidar aspectos como el ambiental, en el que la distribución de la planta juega un papel muy importante. La introducción de especies externas puede representar un problema de invasión que conlleva a desequilibrios en el ecosistema. Por eso, es importante identificar los mecanismos de acción de estas plantas para así buscarlos en otras especies, aprovecharlos al máximo con la ayuda de otras sustancias, o intentar alterar otras plantas para que adquieran la misma característica sin afectar el equilibrio ambiental del sitio.

El desarrollo acelerado de la sociedad y su economía ha introducido al ambiente diversos elementos tóxicos como metales, entre los que se incluye al cadmio y al plomo; y metaloides como el arsénico. Se han identificado más de 5,000 sitios contaminados en al menos 50 países en el mundo. Las emisiones de estos contaminantes en los últimos 50 años han provocado la acumulación de los mismos en el suelo (FAO y UNEP, 2021).

Uno de los problemas más complicados que la humanidad deberá afrontar es la contaminación del suelo agrícola, donde la producción es ineficiente debido a los efectos negativos causados por los contaminantes presentes. El uso de plantas con la capacidad de acumular estos elementos en elevadas concentraciones, sin que esto represente un problema para el desarrollo de las mismas, es de suma importancia para restaurar los suelos de uso agrícola y, así, afrontar la inminente problemática de producción alimenticia para los próximos 20 años.

Efectos tóxicos en las plantas

El contacto de metales y metaloides tóxicos con las plantas puede desatar una serie de señales internas que llevan a este organismo a un estado conocido como estrés oxidativo. Durante este cuadro de estrés existe una acumulación, dentro de la planta, de sustancias llamadas “especies reactivas del oxígeno”, o ROS, por sus siglas en inglés. Cuando esta acumulación sobrepasa la capacidad inherente de la planta para combatirlas, estas moléculas empiezan a causar daños a nivel celular, lo que afecta o incluso inhibe procesos importantes para la planta, como el crecimiento.

Llegar o no a este estado de estrés, dependerá de la sustancia tóxica con la que la planta esté en contacto y de la concentración a la que dicha sustancia se encuentre.

Debido a la cantidad de variables que afectan la interacción entre las sustancias tóxicas y las plantas ha sido imposible establecer una concentración fija en la que las plantas muestren un efecto tóxico. Sin embargo, muchos experimentos concluyen que, en general, en el caso de metales o metaloides, esta concentración suele ser muy pequeña. Por ejemplo, los efectos tóxicos del cadmio en plantas pueden observarse cuando la concentración disponible de este elemento en suelo es mayor a 8 mg/kg.

¿Qué son las plantas hiperacumuladoras?

Algunas plantas tienen la capacidad de absorber altas concentraciones de metales y acumularlos en sus tejidos, una característica conocida como hiperacumulación. Las especies de plantas conocidas como hiperacumuladoras son aquellas capaces de retener metales tóxicos dentro de su sistema en una proporción de al menos 1 % de su masa seca, excluyendo las raíces, lo impresionante de estas especies es que la presencia de concentraciones tan altas de metales tóxicos no representa un peligro para ellas a pesar de que que su crecimiento y desarrollo puede ser lento en comparación con los de plantas no hiperacumuladoras.

Existen plantas con la capacidad de absorber altas concentraciones de metales y acumularlos en sus tejidos. Foto Ilustrativa: Daniel Camacho / El Sol de Toluca

En 2017, un grupo de investigadores de Australia reconoció la importancia de este tipo de plantas y propuso la recopilación de información sobre su taxonomía, distribución, ecología y datos obtenidos sobre plantas hiperacumuladoras para crear una base de datos estandarizada y accesible para el público en general.

Ejemplos de plantas hiperacumuladoras

Una de las familias de plantas más importantes en el campo de la hiperacumulación, debido a la gran cantidad de especies dentro de ella que poseen esta característica, es la Brassicaceae, familia a la que también pertenecen plantas mayormente conocidas por su interés alimenticio como la coliflor, el brócoli o el repollo. Especies como la col china o la mostaza de la India resaltan por su papel como acumuladoras de plomo.

Por otro lado, el berro oreja de ratón, el berro de la piedra de arena o el berro alpino destacan por su capacidad de acumular cadmio. Sin embargo, dentro de esta familia, se considera como uno de los mejores ejemplos del fenómeno de hiperacumulación.

Otra importante familia de plantas hiperacumuladoras es la Pteridaceae, formada por plantas que carecen de semilla y con hojas grandes y pinadas, también llamadas “helechos”, como el cuamaquiztle o cilandrillo. De esta familia, resaltan el helecho de Creta, el helecho de hoja delgada y el helecho chino como plantas capaces de acumular arsénico.

Importancia de las plantas hiperacumuladoras

El estudio de los mecanismos que estas plantas llevan a cabo, que les permiten hiperacumular elementos sumamente tóxicos, es la clave actual para el desarrollo de tecnologías de fitorremediación, con las cuales, mediante el uso de plantas, se busca disminuir las concentraciones o los efectos tóxicos de contaminantes en el ambiente. De esta forma, la restauración del suelo sucede de una manera más orgánica, menos agresiva y económicamente más eficiente, en comparación con otras técnicas convencionales basadas en ingeniería que pueden llegar a ser destructivas para el sitio y sumamente costosas.

Diversas plantas hiperacumuladoras ya han sido exitosamente probadas para la remediación de dichos elementos en suelos contaminados en lugares como China, India, Italia, Japón y México. Sin embargo, no es posible atender todas las áreas contaminadas existentes únicamente con estas especies.

Es importante aprender a integrar los efectos de las plantas hiperacumuladoras en los cultivos sin poner en riesgo el ecositema donde se aplican. Foto Ilustrativa: Daniel Camacho / El Sol de Toluca

En la fitorremediación, un paso crucial es la selección de la planta a utilizar. En general, no solo se busca que las plantas sean resistentes, con gran capacidad de absorción del elemento de interés y que este no cause efectos nocivos en ella, sino cuidar aspectos como el ambiental, en el que la distribución de la planta juega un papel muy importante. La introducción de especies externas puede representar un problema de invasión que conlleva a desequilibrios en el ecosistema. Por eso, es importante identificar los mecanismos de acción de estas plantas para así buscarlos en otras especies, aprovecharlos al máximo con la ayuda de otras sustancias, o intentar alterar otras plantas para que adquieran la misma característica sin afectar el equilibrio ambiental del sitio.

Local

Inicia registro para pensión de mujeres de 60 a 64 años; ubica tu módulo

La presidenta Claudia Sheinbaum informó que se priorizará a los sectores más vulnerables a fin de reducir las desigualdades económicas de la población

Local

A partir de este lunes, implementan carril reversible en Paseo Colón

El objetivo es agilizar el transporte, evitar la carga vehicular y garantizar la seguridad de automovilistas y peatones

Local

Vigilarán Circuito Exterior Mexiquense y Autopista Viaducto Bicentenario

Expertos en geotecnia, conservación, auditoría de aforo y logística revisarán eficiencia y operatividad de las carreteras de cuota en el Estado de México.

Local

Registran 45 puntos de deslave en Atizapán de Zaragoza

Es uno de los 14 municipios del Edomex que ya han cumplido con la entrega del Atlas de Riesgo

Local

Pronostican lunes lluvioso para el Estado de México

En los siguientes días la intensidad de la lluvia bajará: Sistema Meteorológico Nacional

Cultura

Se llevó a cabo el tradicional Paseo de las Momias en San Francisco Tlalcilalcalpan

Miles de personas se congregaron en la fiesta patronal de San Francisco de Asís