¿Sabías que la mayor parte del peso de un árbol procede del aire?
¿Te has preguntado alguna vez cómo puede un árbol crecer tanto y pesar tanto? La respuesta está en el aire y en el proceso de la fotosíntesis. Descubre cómo el aire contribuye al peso de un árbol y por qué la madera es un material estructural excepcional.
Estructura compleja a partir de unos pocos elementos
Pero a pesar de la compleja estructura y bioquímica de un árbol, los elementos químicos que predominan en su composición apenas son una veintena, y solo cinco de ellos tienen verdadera importancia, con una representación superior al 1 % en la masa del organismo.
El componente mayoritario de un árbol es, casi siempre, el agua, representa entre el 70 % y el 95 % del peso; aunque esta proporción varía según la especie y el momento del año. Un árbol caducifolio a finales de primavera contiene más agua en sus tejidos que en invierno; y una planta con hojas suculentas y carnosas tiene mucha más agua que una con hojas finas y lacias.
Debido a esa gran variación en la proporción de agua, en general, cuando se hacen cálculos relativos al peso de las plantas —la biomasa—, suele utilizarse el peso seco, es decir, el peso del árbol sin contar con el agua.
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Los elementos constituyentes del peso seco de un árbol
La mayor parte de la estructura de un árbol se compone de una molécula bien conocida: la celulosa. Este componente es el que más contribuye al peso seco del árbol. Desde el punto de vista bioquímico, la celulosa es un polímero íntegramente compuesto por moléculas de β-glucosa, enlazadas una tras otra, formando cadenas que pueden tener decenas de miles de unidades.
Una molécula de glucosa se formula como C6H12O6, es decir, 6 átomos de carbono, 6 de oxígeno y 12 de hidrógeno, pero cuando se enlaza con otra molécula de glucosa para formar una cadena, como la celulosa, en el proceso se libera una molécula de agua. De este modo, la fórmula química de la celulosa es (C6H10O5)n, donde “n” es el número de eslabones que conforman la cadena.
Estos son, por lo tanto, los tres elementos mayoritarios del peso seco de un árbol. Concretamente, se estima que el 45 % del peso es carbono, 45 % es oxígeno, y aproximadamente 6 % es hidrógeno —aunque es el elemento más numeroso, también es mucho más ligero—.
El 4 % de peso restante son elementos que forman parte de otros componentes de las plantas, como las proteínas o los pigmentos, y otras moléculas o iones que participan en el metabolismo. De ellos, destacan el nitrógeno —2 %— y el potasio —1 %—. Estos elementos cierran la lista de elementos mayoritarios. En el 1 % que queda se agrupan otros elementos como calcio, magnesio, fósforo, azufre, cloro, boro, hierro, manganeso, zinc, cobre o molibdeno.
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Todo viene de la fotosíntesis
La fotosíntesis es el proceso central en el metabolismo de las plantas, y es la que origina hasta el 96 % del peso seco de un árbol. Esta reacción sucede en dos fases, denominadas luminosa y oscura, que a pesar de su nombre, se dan de forma simultánea y no puede ocurrir una sin la otra. En contra de lo que suele decirse, ambas fases de la fotosíntesis ocurren de día.
Durante la fase luminosa, la clorofila del cloroplasto —orgánulo celular que se encarga de realizar este proceso— capta la luz solar, y con ella rompe una molécula de agua. El oxígeno es liberado a la atmósfera, y en el proceso se reduce una coenzima, que actúa como aceptor de electrones, conocida como nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (o NADP+), que pasa a su forma NADPH+H+.
Por otro lado, aunque simultáneamente, la fase oscura de la fotosíntesis se encarga de sintetizar moléculas estructurales. En ella, el cloroplasto obtiene dióxido de carbono del aire, y por cada seis moléculas adquiridas construye una molécula de glucosa. El hidrógeno que necesita para ello lo obtiene del NADPH+H+, previamente producido en la fase luminosa, que vuelve a su estado oxidado NADP+.
Recopilando esta reacción química, obtenemos como conclusión que el carbono y el oxígeno de la glucosa procede íntegramente del dióxido de carbono atmosférico. Ambos elementos suman, recordemos, en torno al 90 %, y la mayor parte se encuentra en la celulosa. Además, la parte que no está en la celulosa, se encuentra en los azúcares y otros componentes metabólicos que se sintetizan, también, a partir de la glucosa. Es decir, cerca del 90 % del peso seco de un árbol procede, sobre todo, del aire, gracias a la fotosíntesis.
Respecto al resto de los elementos, el hidrógeno procede sobre todo del agua, mientras que nitrógeno, potasio, calcio, magnesio, fósforo y demás componentes minoritarios proceden de las sales minerales disueltas en el agua. Todos estos se obtienen a través de las raíces.
Referencias:
- Boundless. 2023. The Chemical Composition of Plants. En General Biology. Lumen Learning.
- Smith, K. T. 2007. Plants’ Essential Chemical Elements. American Nurseryman, 206(10), 10-11.
- Solomon, E. P. et al. 2013. Biología (9a). Cengage Learning Editores.
