El cobre (Cu) en las plantas

Introducción

Las plantas requieren de elementos químicos que le permiten sintetizar todas las moléculas que requieren para su metabolismo. La adquisición de estos elementos químicos por parte de las plantas es lo que se denomina nutrición vegetal, o nutrición mineral de plantas. Según la cantidad de elementos químicos que requieren las plantas, éstos se clasifican en macronutrientes y micronutrientes, los primeros son carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K), calcio (Ca), magnesio (Mg) y azufre (S); mientras que los micronutrientes son boro (B), cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn), molibdeno (Mo), níquel (Ni) y zinc (Zn). Todos estos elementos químicos son considerados nutrientes esenciales para la planta, puesto que su ausencia o deficiencia impide a la planta completar su ciclo vital, la función de cualquiera de los elementos mencionados no puede ser reemplazada por otro elemento y además cada uno de esos elementos debe ejercer un efecto directamente sobre el crecimiento o metabolismo de la planta.

Al manejar agronómicamente un cultivo, se debe tener especial cuidado en asegurar la suplencia necesaria de los nutrientes requeridos por las plantas. Carbono, oxígeno e hidrógeno no son considerados en el manejo porque la planta toma de forma natural el carbono y el oxígeno del aire, y el hidrógeno lo toma directa o indirectamente del agua del suelo. Es por esto que convencionalmente se indica que los macronutrientes son nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, magnesio y azufre, y los otros elementos químicos minerales son considerados microelementos: boro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, níquel y zinc.

Todos estos nutrientes en las plantas son imprescindibles, lo que varía en ellos son las cantidades requeridas. En los micronutrientes se da la particularidad que las cantidades requeridas por la planta son bajas, y no muy diferentes esas cantidades de las cantidades que puedan ocasionar toxicidad en las plantas. Es por esto que el manejo de micronutrientes en la agronomía es muy delicado, puesto que un ante una deficiencia no basta con agregar alguna cantidad del micronutriente deficitario, ya que esto puede acarrear efectos mas allá de una pérdida económica por utilizar mas fertilizante o abono del necesario, esto puede conllevar a pérdidas totales al propiciar la toxicidad y por tanto causar la muerte de la planta.

 

  1. ¿Cómo adquieren las células de las plantas el cobre que requieren?

En la solución del suelo, el cobre se presenta generalmente como ión divalente Cu+2 y en esa forma ingresa a la planta por flujo masal y por difusión.    Una vez ingresado a la planta, entra en la corriente xilemática y es así como es depositado en todas las células que conforman la planta, En cuanto a su removilización o translocación a otras células desde donde es depositado, a través del floema, este movimiento es muy poco reportado en la literatura, por tal razón el cobre es considerado un elemento inmóvil dentro de la planta, y por esto es que sus deficiencias con evidentes primeramente en las hojas jóvenes.

 

  1. ¿Por qué el cobre es importante en las plantas?

El cobre es parte esencial de las llamadas cuproproteínas, que son proteínas que tienen en su constitución iones de cobre. Debido a la naturaleza química del cobre, estas proteínas pueden tener la capacidad de participar en reacciones de óxido reducción. Entre las cuproproteínas se encuentra la plastocianina, la cual se ubica en los cloroplastos y su función en el proceso fotosintético es la de transferir electrones entre los citocromos del fotosistema II y P700 del fotosistema I.  Otros ejemplos de cuproproteínas son la citocromo c oxidasa y la cuprozinc superóxido dismutasa. La citocromo c oxidasa se localiza en la mitocondria y forma parte de la cadena de transporte de electrones en el proceso de respiración. La superóxido dismutasa cataliza la dismutación del superóxido de hidrógeno por tanto tienen una importante participación en la protección de la célula a la acción a la acción oxidante del oxígeno. Otras proteínas, donde el cobre cumple la función de cofactor son la polifenol oxidasa, amino oxidasa, lacasa y plantacianina. La polifenol oxidasa y la amino oxidasa están relacionadas con las respuestas de defensa de la planta ante el ataque de herbívoros y patógenos, mientras que la lacasa está asociada a la síntesis de lignina, y la plantacianina está involucrada en el desarrollo de las anteras y también en el proceso de la polinización.

 

  1. ¿Qué ocurre si las plantas no tienen suficiente cobre?

Cuando la planta no tiene suficientes cantidades de cobre, disminuye su tasa de crecimiento debido a las falla en la fotosíntesis y en la respiración, se presenta clorosis en las hojas jóvenes, muchas veces con puntos necróticos en el área clorótica, los márgenes de la hoja se curvan por problemas en la formación de la pared celular y se dan efectos sobre la reproducción, evidenciados en disminución del desarrollo del polen, desarrollo embrionario incorrecto y disminución de formación de frutos. Adicionalmente disminuye la actividad fotosintética. Otro problema que se genera al darse una cantidad deficiente de cobre en las células de la planta, es que si se mantienen cantidades adecuadas de otros metales, éstos tienden a reemplazar al cobre como cofactores o como grupo prostético en las cuproproteínas, y por tanto la funcionalidad de estas proteínas se ve comprometida. Debido a que el cobre participa en la constitución de proteínas asociadas con la defensa de la planta ante agentes bióticos, sus reacciones de resistencia ante herbívoros y patógenos también puede verse comprometida.

  1. ¿Qué ocurre si las plantas absorben cobre en exceso?

Como todos los micronutrientes, para un adecuado desarrollo de la planta se hace necesario que ésta cuente con las suficientes cantidades de cobre, pero estas cantidades no deben exceder a sus necesidades, pues de ser así se puede presentar toxicidad de este elemento. Cuando en las células de la planta se presenta mas cobre del necesario, se presentan algunos inconvenientes entre los que destacan disminución en la capacidad fososintética, pues muchas veces el magnesio que debe constituir a la clorofila es reemplazado por el cobre, alterando las propiedades de este pigmento y por tanto del proceso fotosintético. Como síntomas visuales más característicos de la toxicidad por cobre están retraso en el crecimiento (debido a que se afecta la fotosíntesis), retraso en el desarrollo de la raíz, ya que se observa un quemado en el ápice de esta, propiciándose un excesivo desarrollo de raíces laterales. Además de estos problemas directos, el cobre en exceso puede establecer interacciones antagónicas con otros nutrientes.

 

 

Ing. Agr. Hernán E. Laurentin T. (M. Sc., Ph. D.)

universidadagricola.com