El calcio (Ca) es un nutriente esencial para el desarrollo de las plantas, desempeñando un papel estructural y funcional en diversos procesos fisiológicos. Su absorción y transporte dentro de la planta están determinados por mecanismos específicos que involucran tanto la raíz como el sistema vascular.
La absorción del calcio ocurre principalmente a través de los pelos radiculares, donde se encuentra en forma de cationes Ca²⁺ en la solución del suelo. La disponibilidad del calcio depende de factores como el pH, la concentración de otros nutrientes y la textura del suelo. El Ca²⁺ se absorbe pasivamente, siguiendo un gradiente electroquímico generado por la bomba de protones (H⁺-ATPasa) en la membrana plasmática de las células de la raíz. Este transporte pasivo implica canales de calcio ubicados en las membranas celulares, que permiten su ingreso al citosol de las células radiculares.
Una vez absorbido, el calcio se transporta hacia el interior de la planta a través del xilema, siguiendo el flujo de agua impulsado por la transpiración. El transporte en el xilema es un proceso pasivo y depende de la corriente transpiratoria, por lo que su movimiento está condicionado por la tasa de transpiración de la planta. Esto implica que órganos con baja actividad transpiratoria, como los frutos en desarrollo, pueden tener deficiencias de calcio, ya que el flujo de este elemento hacia estas partes es limitado.
A nivel celular, el calcio tiene funciones críticas en la señalización y la estabilidad estructural. Sin embargo, el Ca²⁺ en el citosol debe mantenerse en concentraciones muy bajas debido a su potencial toxicidad. Por ello, las plantas emplean sistemas de regulación que incluyen bombas de calcio (Ca²⁺-ATPasa) y transportadores antiporte calcio/protones (Ca²⁺/H⁺) en las membranas de los orgánulos, como el retículo endoplasmático, la vacuola y las mitocondrias. Estos mecanismos permiten almacenar el calcio en compartimentos subcelulares y liberarlo según sea necesario para funciones específicas, como la respuesta a señales ambientales o el crecimiento celular.
En el apoplasto, el calcio contribuye a la formación de pectatos de calcio en las paredes celulares, lo que refuerza la estructura celular y promueve la adhesión entre células. Esta función es clave en tejidos en crecimiento, como la zona de elongación de las raíces y los brotes jóvenes. Además, el calcio actúa como un segundo mensajero en la señalización celular, regulando procesos como la apertura y cierre de estomas, la respuesta al estrés y el desarrollo de tejidos.
Por último, es importante mencionar que la movilidad del calcio dentro de la planta es limitada, ya que una vez depositado en los tejidos estructurales o almacenado en la vacuola, no puede ser redistribuido fácilmente. Esto subraya la importancia de un suministro continuo de calcio a través de la solución del suelo para garantizar un desarrollo adecuado de la planta.