Sustancias ergásticas: clasificación e importancia biológica
Las sustancias ergásticas son productos metabólicos secundarios de las células vegetales y de hongos. También reciben el nombre de sustancias no protoplasmáticas y pueden llegar a ser sustancias de reserva, secretoras o de desechos. Por lo general son poco activas en la célula pero en ocasiones presentan mayor actividad biológica.
Estas sustancias son bastante diversas y algunas son comunes en las células vegetales, pueden ser sustancias orgánicas o inorgánicas; las más conocidas son los cristales, gotas de aceites, resinas, taninos y otras. Se encuentran principalmente en las vacuolas, pared celular y el protoplasma.
La palabra ergástica es un adjetivo que proviene del griego ergon, que significa trabajo. Según algunos autores este término comenzó a ser usado en botánica cerca de 1869, sin embargo estudios con biolitos (cuerpos mineralizados producto de sustancias ergásticas) mencionan el término antes de la fecha indicada.
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No existe una clasificación científica definida o estandarizada, sin embargo, algunos botánicos coinciden en clasificar las sustancias ergásticas en tres grupos: de reserva, secretoras y de desecho.
Las sustancias de reservas o inclusiones, son aquellas sustancias osmóticamente inertes en la célula vegetal y que sirven como potencial fuente de alimento (de carbono y energía).
Las principales sustancias ergásticas de reserva se dividen en tres tipos:
Carbohidratos
Los carbohidratos son la principal sustancia de almacenamiento de la célula vegetal. Estos compuestos son muy variados entre las plantas, entre ellos destacan la fructosa, sacarosa y la glucosa.
Carbohidratos un poco más complejos son el almidón, formado en los cloroplastos y presentes en forma de granos; la inulina, que se encuentra en células de tubérculos radicales y está compuesta de cadenas moleculares de fructosas; y la hemicelulosa, que puede hallarse en las paredes de la célula recubriendo las fibras de celulosa.
Por otra parte, el glicógeno también actúa como una sustancia ergásticas de reserva. Este es un polisacárido ramificado compuesto por cadenas de glucosa, que si bien está presente en el cuerpo de los animales, por lo general también es empleado como sustancia ergástica de reserva en hongos.
Compuestos nitrogenados
Los compuestos nitrogenados de reserva son sustancias complejas desde el punto de vista bioquímico, por lo general son proteínas y aunque la mayoría son parte importante del protoplasma vivo, también pueden encontrase como sustancias inactivas o ergásticas.
Estas sustancias pueden aparecer en forma amorfa o en cristales. Algunos ejemplos de proteínas ergásticas son el gluten, la gliadina y la aleurona. La mayoría de estas sustancias se encuentran en las vacuolas de las semillas de las plantas.
Grasas y aceites
Las grasas son excelentes compuestos de reservas; estas están ampliamente distribuidos en los tejidos de las plantas y aparecen como capas protectoras en o sobre la pared celular. Cuando las grasas son líquidas a temperatura ordinaria o ambiente se les llama aceites.
Las grasas como fosfolípidos, ceras, suberina, cutina y gotas de aceite son sustancias ergásticas de reserva que se encuentran en forma de gotas líquidas en el citoplasma, principalmente en semillas y esporas.
Los metabolitos ergásticos secretores no son sustancias alimenticias de la célula, pero sí son muy útiles para la planta, incluso algunos de ellos son esenciales para la producción de alimento.
Los pigmentos fotosintéticos como la clorofila, xantofila (luteína) y la carotina, así como algunas enzimas, por ejemplo, son sustancias ergásticas secretoras.
Existe una increíble cantidad de sustancias de desecho que producen las plantas. Estos organismos, a diferencia de los animales, no tienen órganos especializados para la excreción, por lo cual principalmente depositan los desechos en los tejidos, pero también presentan mecanismos que les permiten deshacerse de ellos.
Algunas sustancias ergásticas de desechos son los alcaloides, los taninos, látex, aceites esenciales, cristales de oxalato de calcio, cristales de carbonato de calcio, cuerpos de sílice, ácido tartárico, ácido cítrico, entre otros.
Algunos autores expresan que estas sustancias no le brindan beneficio alguno a la planta. Sin embargo los taninos y alcaloides, entre otras sustancias, producen mal sabor en algunos frutos y otras estructuras de la planta para repeler a posibles consumidores.
Otras sustancias pueden ser tóxicas o tener propiedades antifúngicas que protegen a la planta contra ataques de estos y de otros microorganismos.
También vale la pena destacar que algunas especies de plantas reutilizan los cristales de calcio y cuando estos se encuentran en grandes cantidades en el tejido también terminan por ser desagradables para algunos herbívoros, sirviendo así como mecanismos de defensa para la planta.
Los sistemáticos y taxónomos botánicos emplean muchas de las sustancias ergásticas como herramienta para clasificar a las plantas.
En particular, la forma de los cristales, los cuerpos de proteínas, alcaloides grasas y del almidón, tienen alto valor en la clasificación de algunas plantas, como lo demuestran algunos trabajos realizados con plantas de la familia Poaceae.
Sustancias ergásticas como los alcaloides son extraídas como bioactivos de las plantas y son frecuentemente utilizados para la producción de medicamentos. La quinina es un ejemplo de una sustancia ergásticas de desecho que tiene propiedades antipalúdicas, antipiréticas y analgésicas. La morfina también es otro ejemplo de estas sustancias.
Las sustancias ergásticas tienen un alto valor en la industria. Son aprovechadas de forma directa mediante la extracción por métodos químicos, o de forma indirecta utilizando parte del tejido de la planta para consumo en forma de infusiones por ejemplo.
La cafeína y la nicotina son dos ejemplos bastantes conocidos de alcaloides que son sustancias ergásticas utilizadas en la industria del café y el tabaco. Ambas forman parte de las sustancias de origen vegetal más rentables industrialmente en el mundo actual.
Los taninos también son sustancias ergásticas aprovechadas industrialmente. A partir de estos metabolitos se producen tintes, se emplean además en el proceso de curado de pieles (cueros) y son muy importantes en la producción de vinos.
La industria alimentaria utiliza las sustancias de reserva de las plantas, como los azúcares, los cuales extraen de especies como la remolacha y la caña de azúcar, mientras que las grasas sirven para la producción de glicerina y jabones con fines comerciales.
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