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El fósforo desempeña un papel fundamental en la vida de todos los organismos vivos, debido a su participación en numerosos procesos bioquímicos. Junto con los elementos más importantes para las plantas —carbono, nitrógeno y potasio—, el fósforo es uno de los elementos para los que las plantas tienen requerimientos nutricionales particularmente altos. El fósforo cumple funciones importantes e insustituibles en procesos vitales de las plantas como la respiración, la fotosíntesis, el metabolismo de las grasas, el metabolismo del nitrógeno y muchos otros. Sin embargo, desde una perspectiva bioquímica, el papel más importante del fósforo radica en su capacidad para formar enlaces ricos en energía, dando lugar a compuestos que actúan como "reservas de energía".
Ciclo del fósforo en la naturaleza.
El intercambio constante de minerales o elementos entre los organismos y su entorno se denomina ciclo biogeoquímico. Uno de los más importantes es el ciclo del fósforo. Este ciclo abarca el movimiento de este elemento a través de las partes vivas y no vivas de la biosfera. Muchos elementos químicos presentes en la Tierra son esenciales para los procesos y los organismos vivos. A diferencia del oxígeno y el carbono, el fósforo sigue rutas complejas. Circula en el suelo, las rocas, el agua y la atmósfera terrestre, así como en los organismos que habitan todos estos ecosistemas.
El fósforo y las plantas.
Los compuestos de fósforo se encuentran principalmente en las rocas. El fósforo no pasa a través de la atmósfera, pero las rocas que lo contienen liberan fosfatos (PO₄³⁻ ) al ecosistema mediante la meteorización y la erosión. Para las plantas, el fósforo es un nutriente esencial (solo superado por el nitrógeno). Las plantas absorben fosfatos (H₂PO₄⁻ , HPO₄²⁻ ) a través de los pelos radiculares, que son pequeñas proyecciones en la epidermis de la raíz, también conocida como rizodermis. Las plantas también pueden absorber fósforo a través de las hojas, siendo los tejidos jóvenes y las hojas los que lo absorben con mayor eficiencia. Una vez dentro de la planta, se convierte en formas orgánicas. El fósforo es un componente de los fosfatos de azúcar, nucleótidos, ácidos nucleicos, fosfolípidos y coenzimas. Las plantas emplean diversas estrategias para aumentar la disponibilidad y la absorción de ortofosfatos inorgánicos del sustrato. La disponibilidad de fósforo puede incrementarse mediante la secreción de ácidos orgánicos, en particular ácido cítrico y ácido fórmico, desde las raíces hacia el sustrato, y la conversión de fosfatos de hierro, aluminio y calcio en citratos, que son absorbidos por las plantas. La menor disponibilidad de fósforo también provoca un aumento de la actividad y secreción de fosfatasas extracelulares en las raíces, las cuales hidrolizan los compuestos orgánicos de fósforo. Una disminución del contenido de fósforo en los tejidos incrementa la absorción de iones fosfato tras la transferencia de las plantas a un medio completo. El aumento de la capacidad de absorción de PO₄³⁻ se explica por un incremento en el número de transportadores de fósforo en las membranas celulares y su afinidad por los iones fosfato. Se sabe que existen transportadores de fosfato en las membranas de los cloroplastos y las mitocondrias.
Deficiencia de fósforo y crecimiento de las plantas
El crecimiento de las plantas con deficiencia de este elemento se ve afectado. A diferencia de las plantas que crecen con niveles deficientes de nitrógeno, estas plantas son de color verde oscuro. La deficiencia de fósforo suele producir una acumulación excesiva de pigmentos de antocianina en los tejidos vegetales, que es el primer síntoma de dicha deficiencia. En casos de deficiencia grave de fósforo, las hojas jóvenes "extraen" iones de fosfato de las hojas más viejas, provocando su muerte. Una disminución en el contenido de fósforo o su ausencia en el ambiente determina la morfología de la raíz: la masa y la longitud de la raíz aumentan, mientras que el diámetro disminuye, se desarrollan más raíces laterales y estas se alargan. Estos cambios aumentan la superficie para la absorción de iones. Los estudios ultraestructurales de las células en la zona de crecimiento de la raíz también revelaron un mayor número de vacuolas y la presencia de vacuolas secundarias en la corteza. Los niveles de fósforo en los tejidos influyen significativamente en el curso e intensidad de la fotosíntesis, al alterar el contenido de clorofila y la estructura de los cloroplastos, así como en las reacciones de las fases luminosa y oscura de la fotosíntesis, y en la separación y el metabolismo de los productos fotosintéticos. Una ligera deficiencia de fósforo en los tejidos vegetales provoca un aumento del contenido de clorofila en las hojas.
El papel del fósforo en el almacenamiento y la transferencia de energía en los tejidos vegetales.
Una de las propiedades del fósforo es su capacidad para formar enlaces ricos en energía, gracias a los cuales la energía liberada durante diversos procesos puede almacenarse temporalmente y utilizarse posteriormente en procesos que requieren aporte energético. Las reacciones biológicas se pueden dividir en exoérgicas y endoérgicas. En el primer tipo de reacciones, se libera una cierta cantidad de energía, mientras que en el segundo tipo, se absorbe energía del entorno; en otras palabras, estas reacciones deben recibir energía. Todos los procesos sintéticos principales en la célula son endoérgicos. Las reacciones sintéticas en los sistemas biológicos suelen ser endoérgicas; por lo tanto, para que se produzcan, deben estar acopladas a otra reacción, concretamente una que pueda proporcionar dicha energía. Los enlaces fosfato que proporcionan cantidades significativas de energía se denominan de alta energía.
Autor: Marcin Kołodziejczyk
-Iwona Ciereszko "Crecimiento y metabolismo de las plantas en condiciones de deficiencia de fósforo." Kosmos Volumen 49 Número 1-2 2000.
-Gerhard Richter "Procesos metabólicos en las plantas" PWN 1975. Franck B. Salibury, Cleon Ross "Fisiología vegetal" PWRiL 1975.
-Zurzycki J. Michniewicz M. "Fisiología vegetal" PWRiL 1979.
-Otis F. Daniel G. Curtis Clark "Introducción a la fisiología vegetal" PWRiL 1958.
-Anna Nowotna-Mieczyńska "Fisiología de la nutrición mineral de las plantas." PWRiL 1965