El silicio y sus propiedades

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EL SiLiCio EN LoS oRGANiSMoS ViVoS

CéSAR AGuiRRE, TzTzqui ChÁVEz, PEDRo GARCíA y JuAN CARLoS RAyA
RESUMEN En los últimos años ha aumentado el interés por estudiar el papel del silicio (Si) en los organismos vivos en general. Dada su abundancia sobre la corteza terrestre y la suposición de que su concentración era aún mayor en el tiempo en que la vida hizo suaparición en la Tierra, es de esperarse que este elemento tenga algún papel en los organismos vivos. Esto se ha comprobado en algunos organismos unicelulares como las diatomeas, organismos marinos multicelulares como las esponjas, y en algunas plantas terrestres como las equisetáceas y otras de evidente interés para la humanidad como el arroz, caña de azúcar y calabaza. En ausencia de Si lasplantas vasculares son más vulnerables a patógenos, insectos fitófagos y herbívoros. El Si también les confiere resistencia al estrés biótico y abiótico. Aunque se han encontrado evidencias genéticas de los posibles mecanismos de absorción y acumulación de Si, aún queda mucho por explorar acerca del papel bioquímico y fisiológico de este elemento en las plantas. También, en animales se han reconocidolas funciones del Si, principalmente en la formación de huesos y la respuesta inmune. Por todo esto, sería conveniente incluir al Si entre los temas de investigación de los sistemas biológicos, para describir su participación en los procesos metabólicos.

introducción l silicio (Si) es el segundo elemento más abundante en la litosfera (27,7%), solo detrás del O 2 (47,4%). Los compuestos de Siconstituyen más del 60% de los compuestos del suelo y su concentración en forma soluble, como ácido silícico, está entre 35 y 40mg·l-1 o 0,1 a 0,6mM (Epstein, 1999; Ma et al., 2004; Fauteux et al., 2005).

El átomo de Si, como el C, tiene cuatro electrones de valencia. Debido a su radio atómico los enlaces Si-Si son más débiles que los enlaces C-C y son inestables en presencia de agua. Hasta ahora nose ha demostrado la existencia de enlaces Si-O-C o Si-C (Meunier, 2003). El Si se combina con el 0 2 para formar silicatos insolubles en agua o redes de polímeros de dióxido de Si (cuarzo), y tiende a salir de la circulación en un ambiente aeróbico. El ciclo biogeoquímico de cualquier

elemento asegura su recambio rápido, haciéndose asequible en diferentes formas o estados (sólido, líquido,gaseoso) y el ciclo del Si impide su abundancia en la biosfera. La fracción terrestre o de las aguas continentales del ciclo del Si alimentan la parte marina, pero la reposición solo puede proceder por vía del ciclo del sedimento marino. Esto último ocurre cuando hay elevación de montañas o subducción, lo cual puede retrasar decenas o centenares de millones de años el retorno del Si marino

PALABRASCLAVE / Aluminio / Arroz / Diatomeas / Esponjas / Estrés Abiótico / Estrés Biótico / Nutrición Mineral / Silicio /
Recibido: 14/08/2006. Modificado: 22/06/2007. Aceptado: 29/06/2007.

César Aguirre. Ingeniero Bioquímico, Instituto Tecnológico de Colima, México. M.C. y Doctor en Biotecnología de Plantas, CINVESTAV, Irapuato, México. Profesor Investigador, Instituto Tecnológico Superior de Uruapan(ITESU), México. Dirección: Carretera Uruapan-Carapan Nº 5555, Colonia La Basilia, C.P. 60015, Uruapan, Michoacán, México. e-mail: cmancilla@tecuruapan.com.mx Tztzqui Chávez. Bióloga, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (UMSNH), México. M.C. y Doctora en Biotecnología de Plantas, CINVESTAV, Irapuato, México. Profesor Investigadora, UMSNH, México. e-mail: tztzquichavez@yahoo.com.mx PedroGarcía. Biólogo, UMSNH, México. M.C. y Doctor en Biotecnología de Plantas, CINVESTAV, Irapuato, México. Profesor Investigador, UMSNH, México. e-mail: garsapan@hotmail.com Juan Carlos Raya. Biólogo, Universidad Nacional Autónoma de México. M.C., Colegio de Posgraduados, Montecillo, México. Doctor en Biotecnología de Plantas, CINVESTAV, Irapuato, México. Profesor Investigador, ITESU, México....