Respiración de mantenimiento
La respiración de mantenimiento (o energía de mantenimiento ) se refiere al metabolismo que ocurre en un organismo y que es necesario para mantenerlo en un estado de vida saludable. La respiración de mantenimiento contrasta con la respiración de crecimiento, que es responsable de la síntesis de nuevas estructuras en el crecimiento, la absorción de nutrientes, la reducción de nitrógeno (N) y la carga de floema, mientras que la respiración de mantenimiento está asociada con la renovación de proteínas y membranas y el mantenimiento de las concentraciones y gradientes de iones. [1]
En las plantas
La respiración de mantenimiento en las plantas se refiere a la cantidad de respiración celular , medida por el dióxido de carbono (CO 2 ) liberado o el oxígeno (O 2 ) consumido, durante la generación de energía utilizable (principalmente ATP , NADPH y NADH ) e intermediarios metabólicos utilizados para (i) la resíntesis de compuestos que experimentan renovación (recambio) en el proceso normal del metabolismo (los ejemplos son las proteínas enzimáticas , los ácidos ribonucleicos y los lípidos de membrana); (ii) el mantenimiento de gradientes químicos de iones y metabolitos a través de las membranas celulares que son necesarios para la integridad celular y la salud de la planta; y (iii) el funcionamiento de los procesos metabólicos involucrados en el ajuste fisiológico (es decir, la aclimatación ) a un cambio en el entorno de la planta. [2] [3] [4] Los costos metabólicos de la reparación de lesiones por estrés biótico o abiótico también pueden considerarse parte de la respiración de mantenimiento. [2]
La respiración de mantenimiento es esencial para la salud biológica y el crecimiento de las plantas. Se estima que aproximadamente la mitad de la respiración que realizan las plantas terrestres durante su vida es para apoyar los procesos de mantenimiento. [5] Debido a que, por lo general, más de la mitad de la fotosíntesis de las plantas terrestres a nivel mundial (o producción primaria bruta ) se utiliza para la respiración de las plantas, [4] se presume que más de una cuarta parte de la fotosíntesis de las plantas terrestres a nivel mundial se consume en la respiración de mantenimiento.
La respiración de mantenimiento es un componente clave de la mayoría de los modelos matemáticos de crecimiento de las plantas basados en la fisiología, incluidos los modelos de crecimiento y rendimiento de los cultivos y los modelos de producción primaria y balance de carbono del ecosistema. [6] [7] [8]
Referencias
- ^ Lötscher, Markus; Klumpp, Katja; Schnyder, Hans (2004). "Crecimiento y respiración de mantenimiento para plantas individuales en copas estructuradas jerárquicamente de Medicago sativa y Helianthus annuus: la contribución de asimilados actuales y antiguos". New Phytologist . 164 (2): 305–316. doi : 10.1111/j.1469-8137.2004.01170.x . ISSN 1469-8137. PMID 33873559.
- ^ ab Penning de Vries FWT (1975). "El costo de los procesos de mantenimiento en las células vegetales", Anales de Botánica , 39:77-92.
- ^ Lambers H, Szaniawski RK, de Visser R (1983). "Respiración para el crecimiento, el mantenimiento y la absorción de iones. Una evaluación de conceptos, métodos, valores y su importancia", Physiologia Plantarum , 58:556-563.
- ^ ab Amthor JS (2000). "Los paradigmas de respiración McCree--de Wit--Penning de Vries--Thornley: 30 años después", Anales de Botánica , 86:1-20.
- ^ Amthor JS (1989). Respiración y productividad de los cultivos , Springer-Verlag.
- ^ Canell MGR, Thornley JHM (2000) "Modelado de los componentes de la respiración de las plantas: algunos principios rectores". Anales de Botánica 85:45-54.
- ^ Amthor JS y otros 12 (2001). "Intercambio de CO2 y evapotranspiración en bosques boreales predichos por nueve modelos de procesos ecosistémicos: comparaciones entre modelos y relaciones con mediciones de campo". Journal of Geophysical Research 106:33,623-33,648.
- ^ Thornley JHM, France J (2007). Modelos matemáticos en agricultura , CABI, Wallingford, Reino Unido.
- Thornley JHM (1970). "Respiración, crecimiento y mantenimiento en plantas", Nature , 35:721-728.
- Pirt SJ (1965) "La energía de mantenimiento de las bacterias en cultivos en crecimiento". Actas de la Royal Society de Londres, Serie B 163:224-231.
