Parece que la palabra cactus fue usada 200 años antes de Cristo por el filósofo griego Teofrasto para referirse a una planta con espinas .

Los cactus llaman la atención por su capacidad para sobrevivir en ambientes muy secos. Esta asombrosa cualidad para una planta se debe entre otras cosas a su eficiente uso del agua en todas y cada una de sus partes: hojas, raíces, tallos, etc. Los cactus han evolucionado para captar agua del ambiente rápidamente y almacenarla. En este post te explicamos cómo.

Cactus bajo el cielo estrellado

Las plantas fijan carbono. Es decir, transforman el carbono inorgánico (CO2) en compuestos orgánicos que puedan utilizar. Para ello, existen diferentes procesos en función de la planta: C3, C4 y CAM.

Metabolismo C3

La ruta C3 es la más común dentro del reino vegetal. Es una ruta en la que los estomas, unas células que bloquean o permiten el paso del agua y gases a través de las hojas, se abren durante el día. El hecho de que estén abiertos de día facilita la salida de agua de la planta al aire durante las horas más calurosas. En otras palabras, la fotorespiración es elevada y no se optimiza el uso del agua. Pero estas plantas suelen tener suficiente disponibilidad de agua y no requieren de técnicas ahorrativas.

El nombre C3 se debe al primer producto resultante de la ruta, que es una molécula con 3 átomos de carbono. En las plantas C3, el dióxido de carbono se transforma en carbono orgánico en una sola etapa, el ciclo de Calvin.

Las plantas C3 transforman CO2 en moléculas orgánicas en una sola etapa. Este proceso ocurre durante el ciclo de Calvin en el tejido parenquimático de las hojas (encargadas de la fotosíntesis). – Khan Academy

Algunas plantas C3 son el pino, el algodón o la patata.

C4, un metabolismo diferente

Por otro lado, las plantas C4 optimizan mejor el uso del agua. No obstante, los estomas también permanecen abiertos durante el día. Estas plantas habitan regiones tropicales y la transformación de CO2 en compuestos orgánicos ocurre durante dos etapas en diferentes tipos celulares.

El nombre de esta ruta se debe a la molécula intermedia de cuatro carbonos que se forma en el proceso.

Las plantas C4 transforman CO2 en moléculas orgánicas en dos etapas, que ocurren en células diferentes. – Khan Academy

Las poáceas como la avena, el bambú o la caña de azúcar son plantas C4.

CAM, el metabolismo de los cactus

Finalmente tenemos las plantas CAM. Estas plantas habitan regiones muy secas y son muy eficientes a la hora de almacenar agua. El nombre proviene del inglés crassulaceanacid metabolism, metabolismo ácido de crasuláceas, pues son las crasuláceas las plantas que presentan esta ruta metabólica.

Las hojas de las plantas CAM son muy gruesas porque almacenan grandes cantidades de agua. Muchas veces, además, estas hojas contienen ceras para disminuir la evaporación. Asimismo, los estomas permanecen cerrados durante el día reduciendo también la cantidad de agua evaporada.

La ruta cuenta con dos etapas, como en las plantas C4. Sin embargo, ambas fases están separadas en el tiempo (noche-día) y no en espacio (células distintas).

Las plantas CAM realizan la transformación de CO2 en moléculas orgánicas en dos etapas separadas en el tiempo (día-noche). – Khan Academy

Siempre preparadas

Las espinas también realizan una función muy importante en las plantas CAM. No solo la protegen de herbívoros u otros seres vivos, sino que también reducen la pérdida de agua. Para entender esto es necesario saber que las espinas son hojas modificadas, y es principalmente a través de las hojas por donde la planta evapotranspira (perdiendo agua en el proceso). Las espinas son hojas tan modificadas, que han perdido dicha capacidad, reduciendo entonces la pérdida de agua.

Algunos cactus, además, presentan formas determinadas para darse sombra a sí mismos. Otra adaptación para reducir la pérdida de agua y la radiación recibida por el sol es la ratio superficie-volumen de los tallos, pues es muy pequeña.

Las espinas de los cactus son hojas modificadas que han pedido la capacidad de evapotranspirar, disminuyendo la pérdida de agua. Por otro lado, la propia morfología de algunos cactus proyecta sombra sobre sí mismo (como señala la flecha amarilla).

Los cactus están siempre listos para captar agua, y es por eso que sus raíces pueden crecer rápidamente en caso de que llueva. Normalmente en el desierto llueve poco y las lluvias son espaciadas en el tiempo, por lo que la planta debe estar siempre preparada para ese momento. Las raíces de los cactus contienen una alta cantidad de sales, facilitando la absorción de agua.