Las hojas : abril 2015


Experimentos de biología.

	Las plantas, fábricas de oxígeno.	Este es el capítulo más nuevo de la Página, que crecerá con el tiempo con el agregado de más experimentos de biología. Veremos así toda una serie de fenómenos que tiene que ver con esa maravilla de la Naturaleza que son los seres vivientes. Una maravilla de la que nosotros mismos formamos parte, por supuesto...
	Rompiendo las proteínas.
	Una transformación asombrosa.
	Los colores del otoño.
	Las levaduras.
	Vidas en pequeña escala.
	Huevo cocido ... sin calor.
	Leche "cortada".

Las plantas, fábricas de oxígeno.

El color verde de las plantas se debe a la clorofila, que es una sustancia que interviene en la fotosíntesis. En ese maravilloso proceso las plantas absorben anhidrido carbónico del aire y lo combinan, con la ayuda de la luz del Sol, con el agua tomada por las raíces. Se forman así almidones, aceites, azúcares, etc., y se libera oxígeno.
Para demostrar que efectivamente se libera oxígeno, podemos hacer el siguiente experimento. Necesitaremos una

planta que forme ramitas que en contacto con el suelo generen plantitas hijas. Son los llamados estolones. Un ejemplo de ese tipo de plantas es el llamado "Lazo de amor" (al menos en Argentina). Usaremos un recipiente de boca ancha (que puede ser la mitad de una botella grande de bebida gaseosa) y otro recipiente más angosto (un tubo de ensayo grande o algún recipiente angosto de vidrio). Llenamos con agua ambos recipientes. Ahora introducimos una de las plantitas hijas en el recipiente más chico y, sin cortar el estolón que la une a la planta madre ni permitir que se escape el agua, invertimos ese recipiente y lo sumergimos parcialmente en el recipiente ancho. Convendrá tapar temporariamente la boca del recipiente chico con un papel grueso o una lámina de goma (recortada de un guante de cocina) para que el agua no se escape al invertirlo y además habrá que fabricar un soporte con alambre para evitar que se sumerja totalmente en el recipiente grande. En la figura puede verse como queda todo armado.
Dejamos ahora nuestra instalación en un lugar soleado. Veremos que luego de algunas horas sobre las hojas sumergidas se han formado burbujas de oxígeno, y que ese gas se irá acumulando en la parte superior del recipiente chico, desalojando el agua.

Rompiendo las proteínas.

Las proteinas son componentes esenciales de los seres vivos. Existen miles de proteínas distintas, con estructuras muy variadas, desde las proteínas fibrosas, como las que forman el pelo, los músculos, etc., hasta las proteínas globulares que están en la clara de huevo, en la caseína de la leche, en la hemoglobina de la sangre, etc. En realidad son una forma muy particular de los polímeros que se mencionan en el capítulo de Química ("Complicando un polímero...") y están formadas por largas cadenas de moléculas que se llaman aminoácidos. Y tengamos en cuenta que en los seres vivos existen 20 aminoácidos distintos...
Pero muchas veces es necesario romper esas cadenas de proteína y en esos casos el organismo recurre a unas moléculas especializadas que se llaman proteasas, que están presentes en todas las células, sean animales o vegetales. Podemos comprobar fácilmente la existencia de esas proteasas en frutos como el ananá o piña o en la papaya, mediante el siguiente experimento:
Preparar medio vaso de gelatina sin sabor (aunque también servirá la gelatina coloreada y saborizada que se come como postre). Una vez que la gelatina esté bien firme (quizás deberá ponerse en la heladera), hacer caer jugo de ananá recién cortado sobre la mitad de su superficie. Se puede hundir la hoja de un cuchillo una o dos veces a través del jugo para que este penetre en la masa. Podrá observarse que luego de algunas horas la gelatina vuelve al estado líquido en los lugares que están en contacto con el jugo. Inclinando el vaso con cuidado es posible verter el líquido para ver claramente los huecos que han aparecido en la gelatina.
¿Qué ocurrió? La gelatina es una proteína soluble en agua. Cuando la preparamos, una infinidad de cadenas de moléculas forman una masa semi sólida (un gel). Pero cuando la ponemos en contacto con el jugo de ananá, las proteasas que contiene el jugo atacan a esas cadenas cortándolas y haciendo que la proteína vuelva al estado líquido.
Tengamos en cuenta que el experimento no puede hacerse con ananá enlatado, porque en ese caso la fruta ha sido calentada a altas temperaturas, lo que destruye a las proteasas.
Los tejidos animales también contienen proteasas. Una de estas sustancias es la pepsina, que suele usarse para ablandar la carne porque ataca y divide a sus proteínas. Y por esa misma razón se encuentra presente en el jugo gástrico del estómago.

Una transformación asombrosa.

En cualquier lugar donde haya plantas, sea un jardín, una plaza o un bosque, y sobre todo en los meses más cálidos, ocurre esa extraordinaria transformación de una oruga en una mariposa que se denomina metamorfosis. Es un proceso que generalmente no vemos, oculto entre las hojas. Pero vale la pena verlo de cerca y asombrarse de uno de los notables "inventos" de la Naturaleza. Hagamos entonces este experimento:
En primer lugar debemos conseguir una oruga o gusano (por ejemplo un gusano de seda, o una "gata peluda", o algún otro habitante de las plantas, de ese tipo). Colocamos luego al animalito en un frasco limpio de vidrio (ver figura) juntamente con una ramita para que se apoye y algunas hojas de la planta sobre la cual lo encontramos, ya que probablemente esas hojas sean su alimento. Tapamos luego el frasco con una gasa o una tela que permita pasar el aire, sujeta con una banda de goma. Todos los días habrá que poner hojas frescas en el recipiente, porque la oruga comerá muchísimo, juntando energía para su futura metamorfosis. Luego de varios días (hay que tener paciencia...) veremos que la oruga se transforma en algo inmóvil, en algunos casos formando un capullo, en otros casos rodeandose con una hoja, y en otros casos colgando de la ramita que hemos puesto. Se ha transformado en una pupa y ya no come más. Pero después de varios días veremos que el animal "renace" con otra forma: se ha transformado en una mariposa!...(que se ve en la otra figura). El cambio es realmente espectacular... Si dejamos la mariposa dentro del frasco, veremos que después de un tiempo comienza a poner huevos. De esos huevos nacerán pequeñas larvas u orugas, que son las que comen hojas...y el ciclo vuelve a comenzar.

Los colores del otoño.

Llega el otoño y los árboles, antes tan verdes, nos avisan con el cambio de color de sus hojas. Y así aparecen los amarillos, los rojos, los naranjas y los castaños... ¿Qué pasa en esas hojas?
En las hojas de los árboles y de todas las plantas funcionan esos fantásticos laboratorios de la Naturaleza donde se combina el anhidrido carbónico tomado de la atmósfera con el agua que sube desde las raíces juntamente con algunas sales minerales, y con la ayuda de la luz del Sol, se fabrican azúcares, grasas, proteínas y tantas otras sustancias. Esas sustancias que, lógicamente, en parte usa la planta para vivir y crecer pero que también permanecen en reserva y que comemos los humanos y otros animales para alimentarnos.

Algunos árboles usan sus hojas todo el año, como los pinos. Otros árboles dejan caer sus hojas durante el otoño, como los álamos, los robles, los sauces, etc. Pero antes de que las hojas caigan, pierden la clorofila, que es la "antena" que usa la planta para captar la luz solar. Y entonces el color verde desaparece para dar lugar a los colores de otras sustancias que tienen las hojas y que se ven tan hermosos.

Para comprobar como cambia el color de una hoja al perder la clorofila, hagamos el siguiente experimento: En un frasco de vidrio limpio y con tapa, pongamos una o dos hojas verdes y agreguemos alcohol fino hasta cubrirlas. Dejemos el frasco bien tapado durante algunos días. Veremos que poco a poco la hoja va cambiando de color, a medida que la clorofila se va disolviendo en el alcohol. En la figura vemos como cambia el color de una hoja (izquierda) cuando carece de clorofila (derecha).

Las levaduras.

Las levaduras son hongos muy pequeños, que solo pueden verse por medio de un microscopio. Les gusta mucho alimentarse de azúcares, que transforman en otras sustancias y en anhidrido carbónico o CO2 (se puede leer más sobre este gas en el capítulo de Química), en un proceso que se llama fermentación. Por esa razón se han utilizado desde hace miles de años las levaduras que existen en la Naturaleza en la elaboración del pan y de bebidas como el vino y la cerveza. Cuando se elabora el pan el CO2 forma burbujas en la masa, que entonces es más liviana y apetitosa. El vino y la cerveza, en cambio, contienen alcohol que se forma durante la fermentación. En la figura aparecen las pequeñas células de la levadura de cerveza tal como se las ve en el microscopio, aumentadas 600 veces (el color azul se debe a un colorante, ya que las células de por si son incoloras). Para ver a una levadura en acción, hagamos el siguiente experimento:

Consigamos en primer lugar un frasco limpio y con una tapa que cierre bien; en la tapa hagamos un orificio por el que pueda pasarse ajustadamente un tubo de goma o de plástico, poniendo además un poco de masilla u otro pegamento entre el tubo y la tapa para que no se escape el CO2 que se forme (ver figura). En el frasco ponemos media taza de agua tibia, una o dos cucharaditas de azúcar y una cucharada de levadura de cerveza, natural o desecada, que puede comprarse en una panadería u otros comercios.

Colocamos en su lugar la tapa con el tubo y luego de unos 10 o 15 minutos veremos que comienza un burbujeo en el líquido, al comenzar la fermentación. Sumergimos entonces el extremo del tubo en "agua de cal" contenida en otro frasco, como se ve en la figura. Veremos que el CO2 que se forma en la fermentación, conducido por el tubo, burbujea en el "agua de cal" causando una turbidez debida al carbonato de calcio que se forma. Después de un largo rato, destapando el frasco es posible sentir el olor del alcohol que se ha formado en el proceso.
Para preparar el "agua de cal", basta con poner una cucharada de cal (la que usan los albañiles) en un frasco, agregarle un vaso de agua, agitar y dejarlo algunos minutos en reposo. Luego filtrar a través de una tela fina o un filtro de papel para café.

Vidas en pequeña escala.

Las formas de la vida son siempre asombrosas. No solo porque esas formas son tan diversas sino también por los distintos tamaños, que van desde las moles descomunales de las ballenas o de los grandes árboles (los alerces en el Sur argentino o las sequoyas en Norteamérica), hasta los organismos que solo pueden verse con un microscopio.
Los biólogos utilizan microscopios ópticos (los más comunes), en los cuales las imágenes están formadas por la luz. Pero también suelen recurrir a los microscopios electrónicos, donde son los electrones los que forman las imágenes y que permiten alcanzar aumentos mucho mayores que los microscopios ópticos.
Una gran cantidad de imágenes obtenidas con microscopios ópticos pueden verse en el sitio de José A. Cortés, de España (www.joseacortes.com/galeriaimag/index.htm), en el cual también se encuentran vínculos a otros sitios interesantes (atlas de imágenes, etc.). En las figuras pueden apreciarse algunos ejemplos de este sitio.

En la primer figura se observa la epidermis (la "piel") de una planta de puerro, donde se ven los estomas por donde la planta intercambia gases (anhidrido carbónico, oxígeno, agua) con la atmósfera. En la figura 2 se ven bacterias con un aumento de 1500 veces. En la figura 3, con ese mismo aumento, aparecen hongos microscópicos.
También encontraremos una extensa colección de imágenes en el siguiente sitio que ofrece, entre muchas otras posibilidades, la oportunidad de utilizar un "microscopio virtual" donde se puede modificar el aumento, la iluminación o el lugar de la muestra que queremos observar: micro.magnet.fsu.edu/index.html

Huevo cocido ... sin calor.
La clara de huevo está formada en gran parte por proteínas globulares, llamadas así porque son largas cadenas enrolladas como ovillos. Cuando se fríe o se cocina un huevo, esas cadenas se extienden y se enlazan entre sí. La consecuencia es que la clara de huevo cambia de consistencia y toma un color blanquecino. Como la naturaleza original de la proteína se ha perdido, decimos que se ha desnaturalizado. Ese proceso se produce también al batir las claras "a nieve" (entra aire entre las cadenas de proteínas y se forma una espuma) o al tratarlas con alcohol, acetona u otras sustancias químicas. Probemos de hacer este experimento: ponemos en un vaso una o dos cucharadas de clara de huevo, le agregamos la misma cantidad de alcohol puro y agitamos ¿no da la impresión de que la clara se hubiera cocinado? (¡después de hacer el experimento, tirar todo por el desagüe de la cocina!).

Leche "cortada".
La leche contiene una proteína denominada caseína, que puede separarse por acidificación. Hagamos el siguiente experimento: agregamos una cucharada de vinagre o de jugo de limón a medio vaso de leche. Agitamos y dejamos reposar: veremos que se separa un sólido blanco formado por la caseína (leche "cortada"). Si calentamos un poco, el proceso se verá más claramente.
Aquí, otra vez, la acción del ácido que agregamos desnaturaliza a la proteína de la leche. Recordar que el vinagre tiene ácido acético y que el jugo de limón tiene ácido cítrico.