¿Es la fotosíntesis la razón por la cual las plantas no pueden desarrollar sistemas nerviosos o locomoción?

Algo así … pero eso realmente simplificaría demasiado las cosas. Algunas personas mencionan la motilidad en las algas verdes, pero eso es para organismos unicelulares o multicelulares muy simples que usan flagelos y un grado limitado de movimiento de la célula. Eso es completamente diferente de cómo se mueven los animales complejos que involucra nervios y músculos.

Hay dos factores importantes por los que las plantas no tienen un sistema nervioso o locomoción (al menos en la forma en que lo hacen los animales). Primero es la pared celular. Esto es lo que le da a las plantas su rigidez. Se compone de celulosa y lignina. Si bien hay formas para que la pared celular se estire ligeramente, es demasiado rígida para movimientos repetitivos.

La segunda se relaciona con la primera parte de su pregunta. La fotosíntesis produce energía más que suficiente para que crezca una planta, pero no lo suficientemente cerca como para soportar un metabolismo de una gran criatura multicelular que se mueve mucho. Esto es más o menos por qué los herbívoros tienen que comer mucho más material vegetal en peso que los carnívoros de los animales.

Hay una tercera parte de esto que no quiero profundizar porque es un tema en sí mismo. La restricción evolutiva es casi seguramente una parte de esto. Los nervios y los músculos no evolucionaron en los primeros días de la evolución de la planta, y antes de que las plantas largas estuvieran en un camino evolutivo donde eso nunca podría desarrollarse de manera realista por una serie de razones relacionadas con la forma en que se construyen. La evolución realmente no puede revertir el plan básico del cuerpo de una planta.

Porque estoy seguro de que hay personas que piensan “¡pero algunas plantas pueden moverse!”, Permítanme explicar las principales formas en que puede suceder. Las plantas pueden doblarse hacia la luz. Puede ver esto con la mayoría de las plantas de interior si las tiene cerca de una ventana. Lo que está sucediendo allí es que las células en el lado “oscuro” del tallo se alargan mientras que las del lado claro no. La física simple obliga a la planta a doblarse en la dirección de las células más cortas.

Venus Flytraps se mueve muy rápido cuando un insecto se arrastra entre las hojas. Se está produciendo una reacción muy similar a la planta de flexión. Se envía una señal a través de la hoja cuando un insecto toca los pelos del gatillo que hace que las células en el exterior de la hoja se alarguen repentinamente, pero no las células internas. Esto obliga a cerrar la trampa. Luego, cuando la hoja termina de digerir, las células internas crecen, lo que obliga a que la hoja se abra nuevamente.

Finalmente, las plantas como la Mimosa sensible caerán y doblarán sus hojas repentinamente si se tocan. En este caso, la planta está cayendo repentinamente la presión de turgencia (es decir, libera algo de agua) en la hoja, lo que hace que se debilite. Es más o menos lo que sucede cuando una hoja se marchita, pero en avance rápido. Después de un tiempo, la hoja bombea agua nuevamente hacia la hoja y vuelve a la normalidad. Se cree que la razón por la que esto sucede es como una defensa contra los depredadores.

Las plantas terrestres perdieron su movilidad en el transcurso de su evolución (aunque el polen de los helechos y ginkos modernos conserva la capacidad de nadar). Como otros han señalado, las plantas no necesitaban moverse cuando colonizaban la tierra porque no había herbívoros terrestres en ese momento (después de todo, antes de que hubiera plantas, no había nada en la tierra para que un animal comiera). Además, los medios de locomoción que las algas verdes (los ancestros acuáticos de las plantas terrestres) y los animales tenían en ese momento eran solo varios tipos de natación, lo que no funciona en la tierra. Cuando los primeros artrópodos desarrollaron la capacidad de caminar en tierra firme, las plantas ya habían dominado el paisaje.

Tenga en cuenta que la mayoría de las plantas se mueven bastante, pero sus movimientos son demasiado lentos para la percepción humana. No necesitan un sistema nervioso central para hacer esto y las neuronas requieren una gran cantidad de energía para mantener su carga eléctrica, por lo que dudo que una planta pueda cosechar suficiente energía para convertir el dióxido de carbono en azúcar y mantener las neuronas al mismo tiempo.

Voy a agregar mi respuesta a esta pregunta aquí: ¿Por qué la Tierra carece de una forma móvil de autótrofos?

Hay ejemplos de autótrofos móviles. Muchos protistas tienen cloroplastos y flagelos ambos. Esto no es raro. Debajo hay una foto de una euglena.

Muchos euglenoides son mixotróficos, lo que significa que emplean tanto heterotrofia como autotrofia para obtener energía.

Sin embargo, parece que la motilidad se asocia más a menudo con la heterotrofia. Creo que la razón es esta:

El citoplasma tiene solutos concentrados que extraen agua del medio ambiente. Como resultado, las membranas celulares son susceptibles a la ruptura osmótica. Muchas células han desarrollado una pared celular para agregar fuerza. Sin embargo, con una pared celular, es menos conveniente pasar grandes partículas de comida a través de la membrana celular (fagocitosis). Si la célula es autotrófica, entonces la fagocitosis es menos necesaria. Además, la masa añadida debido a la pared celular hace que la motilidad sea mucho más costosa y, por lo tanto, menos beneficiosa.

Muchas células han abandonado la pared celular en beneficio de la fagocitosis, haciéndose vulnerables a la ruptura osmótica. Como resultado, deben bombear agua entrante a un costo de energía (vacuola contráctil). Sin embargo, la heterotrofia proporciona mucha más energía que la autotrofia, absorbiendo el costo de bombear agua.

Los heterótrofos, por lo tanto, que requieren alta energía, aumentan su capacidad de encontrar partículas de alimentos al ser móviles. La movilidad requiere más energía, pero sin una pared celular pesada, es mucho más rentable.

Por lo tanto, los heterótrofos tienen más probabilidades de ser móviles, y los autótrofos tienen más probabilidades de ser sésiles.

Con la multicelularidad, el problema se agrava. Por lo tanto, las plantas son sésiles y los animales generalmente móviles.

Los hongos son heterotróficos por absorción (osmotrofia). Generalmente no son fagocíticos. Entonces, habiendo desarrollado una pared celular, los hongos son generalmente sésiles.

Además, quizás deberíamos considerar la distribución del polen y la dispersión de semillas en las plantas como una forma de motilidad.

Los animales desarrollaron anatomía y fisiología para apoyar la motilidad de la heterotrofia. La competencia en este sentido ha producido cerebros más grandes y más alertas con el tiempo. Las plantas no han tenido tanta presión de selección de conducción porque se ganan la vida de manera más autónoma. Las plantas no tienen anatomía ni fisiología para apoyar la inteligencia.

La respuesta de William Halmeck a: ¿Son las plantas conscientes (sin tener cerebro)?

Gracias por el A2A Aditya. Esa fue una gran pregunta, ¡y disfruté mucho contestarla!

No puedo mejorar la sustancia de la respuesta del señor Goodman. Es justo lo que hubiera escrito. Agregaré algunas palabras sobre la sensación de que la evolución está orientada a objetivos.

No es, al menos no según lo establecido por Charles Darwin. Si hay una razón por la cual el órgano o la capacidad no han aparecido, es porque, en el nicho ambiental de la especie, es dañino o no es en absoluto beneficioso. Pueden aparecer características no beneficiosas, pero no persistirán si vienen con una etiqueta de precio. La pregunta tiene una ligera implicación de que las plantas desarrollarían sistemas nerviosos y locomoción si pudieran, lo que implica que esas características son intrínsecamente mejores que las que tienen. Simplemente no hay forma de decir que un rasgo o habilidad es mejor que otro; Siempre es dentro del contexto del entorno local que las cosas contribuyen más o menos a perpetuar una especie determinada. Incluso la palabra desarrollar connota el trabajo en un proyecto orientado a objetivos. No existe una dirección u objetivo que guíe la serie de diferencias que surgen en los milenios entre la presencia de especies ancestrales en la tierra y las especies actuales que rastrean su linaje hasta esa especie.

En lenguaje sencillo:

Según la naturaleza, lo que no es necesario para la supervivencia siempre se ha borrado a medida que la evolución progresaba, por ejemplo, perdimos la cola porque no es necesario para nosotros.

De la misma manera, las plantas pueden preparar su propia comida por fotosíntesis, por lo que no necesitan desplazarse como lo hacen los humanos.

No veo porque. Nada de lo que pueda decir sobre la fotosíntesis impide moverse o tener un sistema nervioso. Sin embargo, parece haber menos NECESIDAD de locomoción en un organismo fotosintético. Una de las principales razones por las que los animales se mueven es para obtener comida, y si puede arreglar su propio carbono fotosintéticamente, no necesita correr buscando esas calorías.

La pregunta realmente no tiene sentido porque está comparando una característica de un organismo en el reino vegetal con una característica de un organismo en el reino animal. La lógica de la pregunta es análoga a preguntar si la gravedad es la razón por la cual el amarillo y el azul no se vuelven rojos; es decir, suponiendo que las leyes de la física son intercambiables con las propiedades de la luz.