Ensayo De Nutricion

RESPIRACIÓN VEGETAL Y FOTOSÍNTESIS EN LA ENSEÑANZA

DE LA AGRONOMÍA ESPAÑOLA DURANTE EL SIGLO XIX 1

Jordi Cartañà i Pinén

"Respiración vegetal y fotosíntesis en la enseñanza de la agronomía española durante el siglo XIX", Actas del V Congreso de la Sociedad española de Historia de las Ciencias y de las técnicas. Tomo II Ciencia y Técnica en la España Contemporánea, del 18 al 21 de diciembre de 1989, Múrcia, 1991, págs. 860-874.

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Una de las principales preocupaciones de la ilustración española era el estado en que se encontraba la agricultura. Entre las diversas medidas de fomento propuestas, había la necesidad de modernizar las técnicas agrarias, adaptando a nuestro suelo las variadas experiencias que se estaban desarrollando en Europa.

Para ello era imprescindible divulgar las numerosas aportaciones de la ciencia, y sobre todo aquellas factibles de aplicación en el campo agronómico. Para la transmisión de estos conocimientos, era fundamental establecer una enseñanza agrícola regulada, canal idóneo para alcanzar este cometido.

En el segundo tercio del siglo XIX, con el advenimiento del régimen liberal se da un impulso considerable a estas enseñanzas, extendiéndose por todo el territorio nacional e impartiéndose en todos los niveles educativos incluido el superior, a partir de la creación a partir de 1854 de la Escuela Central de Agricultura.

Las ideas que se presentan en esta comunicación, son parte de la tesis doctoral que se esta elaborando y que versará sobre el desarrollo de la enseñanza agronómica en la España decimonónica y los contenidos científicos que se trasmitían en la misma.

En particular, he estudiado el proceso de incorporación en los textos agronómicos españoles de las nuevas hipótesis que se van gestando sobre la respiración vegetal y la fotosíntesis, así como de la perduración de las ideas tradicionales en algunos textos.

Los conocimientos sobre la nutrición vegetal a finales del setecientos en Europa

A finales del siglo XVIII, la fisiología vegetal estaba aun en sus inicios. Si bien se habían formulado ya algunos postulados, los mecanismos básicos de la respiración y la nutrición de los vegetales, así como el papel que desempeñaba el suelo en la misma, empezaban justo a desvelarse y eran escasas las hipótesis enunciadas, que estuviesen apoyadas experimentalmente.

Hasta el siglo XVII siguiendo la tradición aristotélica, se creía que las plantas absorvían del suelo todo el alimento ya elaborado, sin ninguna participación de la atmósfera en su nutrición.

Aparte de algunas observaciones enunciadas anteriormente, no es hasta mediados del setecientos que aparece un cierto interés en el mundo científico por la dinámica vegetal, sobre todo a raíz de las investigaciones desarrolladas tras el descubrimiento de los gases.

Charles Bonnet, en 1749, es el primero en interesarse por los fenómenos gaseosos relacionados con los vegetales, llegando a algunas conclusiones erróneas al creer que el aire que rodeaba las hojas sumergidas en agua, provenía del exterior.

En 1772, Joseph Priestley en sus Recherches sur diverses especes d'air diferenció el aire de la respiración animal de aquel emitido por los vegetales en presencia de la luz. De este último, que denominó "aire desflogistizado", destacó su propiedad purificadora del ambiente indicando que:

"las plantas lejos de afectar el aire de la misma manera que la respiración animal, producen los efectos contrarios, y tienden a conservar la atmósfera dulce y salubre, cuando se vuelve perjudicial a consecuencia de la vida y de la respiración de los animales o de su muerte y de su putrefacción"2.

Igualmente detectó la emisión de dióxido de carbono por las plantas en la oscuridad aunque no supiera interpretar estos resultados.

En 1780, Jean Ingeshousz en sus Experiences sur les vegetaux, completó y reafirmó las observaciones de Joseph Priestley. A la vez, pudo desmentir las hipótesis de Charles Bonnet, al demostrar que el aire expulsado de las hojas proviene de su interior, y que el factor estimulador de la emisión gaseosa no era el calor producido por el sol, sino la intensidad de la luz3 .

Fue, finalmente, Jean Senebier que entre 1782 y 1784, constató que el "aire fijo" disuelto en el agua favorece la vegetación. A partir de estas observaciones emitió la hipótesis de que el "aire fijo" (dióxido de carbono) "es absorbido por las plantas, que lo toman de la atmósfera con la humedad que ella tiene y en la cual esta mezclado"4 . Una vez captado este gas, tanto de la atmósfera como del suelo, es descompuesto en presencia de la luz por las hojas, desprendiéndose el "aire vital" (oxígeno) y quedándose el carbono en el vegetal.

Así pues, a finales del siglo quedó ya sentada la participación de la atmósfera en la dinámica vegetal, aunque aun se desconocía el como y el porqué de esta participación y no se había formulado ninguna teoría que explicase el proceso nutritivo en su conjunto.

Las investigaciones fisiológicas en la Europa decimonónica

La nueva centuria se inicia con las aportaciones de Theodore de Saussure. Sus teorías serán fundamentales para esclarecer muchas de las dudas que existían con respecto a la nutrición vegetal. Asimismo es el primero en detectar el fenómeno respiratorio de las plantas.

En 1804, este fisiólogo, en sus Recherches chymiques sur la vegetation trata el tema de la nutrición y respiración vegetales en su totalidad, al contrario de sus predecesores que investigaron solo aspectos parciales, incorporando en sus estudios el método de análisis cuantitativo utilizado por Lavoisier en el campo de la química.

Sobre la respiración de las plantas, realiza minuciosos experimentos con semillas en las que observa que el oxígeno circundante desaparece durante la germinación, reemplazándose simultáneamente por un volumen semejante de dióxido de carbono. También demuestra la necesidad de oxígeno para la planta adulta, ya que esta perece en una atmósfera que contenga una alta concentración de anhídrido carbónico.

Respecto a la nutrición carbonada, certifica que todo el carbono asimilado procede del dióxido de carbono absorbido. En este sentido afirma erróneamente que el volumen de oxígeno liberado nunca es superior al volumen de CO2 desaparecido.

A partir de la publicación de las experiencias de dicho fisiólogo, la evolución científica de esta especialidad discurre hasta los años 50 en una etapa que podríamos considerar como de "ciencia normal", con unas ideas básicas aceptadas por la mayoría de investigadores y con logros menos espectaculares que los habidos en los últimos decenios.

No obstante, no por poco espectacular es menos importante para el desarrollo de esta materia. Se consolidan, clarifican, perfeccionan y completan las diversas hipótesis formuladas anteriormente en una dirección correcta. Así mismo, se abren nuevas líneas de investigación que hasta ahora no se habían previsto. Estas aportaciones prepararán el terreno para las grandes teorías de la fisiología vegetal que se formularán en las décadas de los años 50 y 60.

Hasta este momento, la fotosíntesis y la respiración vegetal son considerados como partes de un único fenómeno. En presencia de luz, actúa la primera absorbiéndose por las hojas el dióxido de carbono y desprendiéndose oxígeno. En la oscuridad el proceso se invierte tomando oxígeno y exhalando dióxido de carbono.

En este período, se avanza considerablemente en la asimilación de esta con la respiración animal. Las pruebas acumuladas en este sentido hacen postular a Henri Dutrochet en 1836, la similitud entre ambos tipos de respiración5 . Es no obstante Charles Lory quien en 1847 diferencia de forma explícita entre el proceso de fijación del carbono, bajo la influencia de la luz y el fenómeno respiratorio que solo lo detecta en la germinación y la floración. Si bien a este proceso le atribuye el mismo origen que la respiración animal aun no se atreve a aceptarlo para todas las partes del vegetal.

Habrá que llegar hasta 1851 para que Lazare Garreau y Hugo von Mohl de forma separada sienten definitivamente la autonomía de las dos funciones, aunque sus ideas no se impondrán en el mundo científico hasta algunos años mas tarde. Según Rene Tatón, no será hasta la publicación de los trabajos de Julius Sachs a principios de los años 70 que se aceptará de forma generalizada esta independencia6 .

Otra contribución notable de este período es el aislamiento e identificación de la "materia verde" de los vegetales, que en 1818 hicieron Joseph Pelletier y Joseph B. Caventou y que bautizan con el nombre de "clorofila". En 1845 Robert Mayer lanza la hipótesis sobre la transformación de la energía lumínica en energía química mediante el concurso de la clorofila.

A medida que avanzan estas investigaciones en la primera mitad del siglo, se va variando la creencia general de que es el suelo de donde proviene la mayor parte del carbono asimilado. Cada vez está mas claro que es la atmósfera el principal reservorio de este elemento para la nutrición vegetal. Respecto

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