EL AGUA EN LAS PLANTAS

Las plantas están fijadas a un lugar y sujetas a la disponibilidad de agua en el mismo. Aún variaciones muy pequeñas en la disponibilidad de agua pueden tener consecuencias importantes en la distribución de la cobertura vegetal.

El agua que absorben las plantas proviene de las precipitaciones (lluvia, nieve, granizo, garúa). Sin embargo, existen plantas que sobreviven del rocío y de la neblina. La absorción, el transporte y la pérdida de¡ agua por evaporación y transpiración dan como resultado el balance hídrico, que puede ser negativo por corto tiempo (marchitez), pero debe ser restablecido en un determinado periodo, pues de otra manera la planta muere.

La captación de agua se realiza generalmente a través de¡ sistema radicular con gran superficie de absorción. Por ejemplo, todas las raíces de una planta de trigo llegan a unos 100 km de longitud. Las raíces también se ramifican más al llegar a zonas más húmedas del suelo. La absorción del agua, por lo demás, sólo es posible si existe una diferencia de nivel entre la planta y el suelo, siendo decisiva la presión osmótica.

Las plantas aéreas, como las epífitas, son capaces de absorber agua a través de pelos absorbentes y células especiales en las hojas, como las achupallas o bromeliáceas (Tillandsia spp.) del desierto costero, que absorben agua atmosférica a través de pilosidades en las hojas. Otras achupallas o bromeliáceas almacenan el agua en "cisternas" formadas por la disposición de las hojas. Tal es el caso de las bromeliáceas epifitas de los árboles de la selva amazónica, algunas de las cuales son capaces de almacenar varios litros de agua entre las hojas. También los líquenes, musgos y ciertas algas absorben el vapor de agua del aire.

La transpiración o pérdida del agua es regulada a través de muchas formas o adaptaciones:

· Epidermis coriácea o muy dura, muy característica de las plantas del desierto.

· Pilosidad, serosidad, estomas profundos, hojas enrolladas, y otras formas que mitigan el impacto del calor.

· Reducción o desaparición de las hojas, como en los cactos, en los que las hojas se han transformado en espinas.

· Pérdida temporal de las hojas (caducifolias), que es muy común en regiones de sequías prolongadas.

En algunas plantas se presenta una eliminación activa del agua a través de ranuras especiales en el borde de las hojas.

Según la adaptación de las plantas a zonas con determinadas condiciones de agua se distinguen:

· Higrófitos: plantas de zonas siempre húmedas, como las de los bosques amazónicos. Un ejemplo muy claro es la palmera aguaje, que crece en las zonas pantanosas amazónicas.

· Tropófitos: plantas de zonas con climas de humedad cambiante, o sea, alternancia entre épocas húmedas y épocas secas. Es el caso de los musgos, de los líquenes, y de las bromelias o achupallas, entre muchas otras. Estas plantas logran soportar largos periodos de sequía reduciendo su actividad al mínimo. Uno de los ejemplos es el alga de los desiertos costeros (Nostoc commune), que en verano parece un polvo negro sobre la arena y en invierno absorbe agua y tiene consistencia gelatinosa.

· Xerófitos: plantas de zonas áridas y cálidas. Por ejemplo, los cactos, que han desarrollado defensas especiales para evitar la pérdida de agua (hojas en espinas, una cutícula gruesa).

· Hidrófitos: plantas que necesitan estar en constante contacto con el agua, como las algas, y que mueren fuera de ella. Todas las plantas acuáticas pertenecen a este grupo.

Procesos de transporte en las plantas

Una planta necesita mucha más agua que un animal de peso comparable. Esto se debe a que la casi totalidad del agua que entra en las raíces de una planta en crecimiento es liberada al aire como vapor de agua y sólo una pequeña proporción es realmente utilizada por las células vegetales. La pérdida de vapor de agua por las plantas se denomina transpiración. Como consecuencia de la transpiración, las plantas requieren de grandes cantidades de agua. Junto con la corriente de transpiración son incorporados elementos esenciales de origen mineral desde el suelo al interior de las células de las raíces.
Además de agua y minerales, las células de una planta también necesitan esqueletos carbonados, los cuales constituyen su fuente de energía. El movimiento de los compuestos orgánicos desde las partes fotosintéticas de las plantas es conocido como translocación.

Los elementos minerales que necesitan las plantas son absorbidos por las raíces de la solución que las rodea y son transportados desde éstas hacia el vástago en la corriente transpiratoria. Aunque la disponibilidad de minerales depende principalmente de la naturaleza del suelo circundante, las actividades de los hongos y bacterias simbióticos desempeñan también un papel fundamental.

Movimiento de agua y minerales


La pérdida de agua por parte de las plantas en forma de vapor se conoce como transpiración y es una consecuencia de la apertura de los estomas. Esta apertura es necesaria pues a través de los estomas ingresa el dióxido de carbono que se utiliza en la fotosíntesis.

A medida que el dióxido de carbono, esencial para la fotosíntesis, penetra en las hojas por los estomas se pierde vapor de agua a través de éstos. Aunque esta pérdida de agua plantea problemas serios para las plantas, suministra la fuerza motriz mediante la que se absorbe agua por las raíces. Además provee un mecanismo que enfría las hojas. La temperatura de una hoja puede ser hasta 10 ó 15 º C inferior a la del aire circundante. Esto ocurre porque el agua, al evaporarse, lleva consigo calor

El agua entra en la planta desde el suelo por las raíces. El movimiento del agua hacia las células de la raíz sólo es posible cuando el potencial hídrico en el suelo es mayor al potencial hídrico en las raíces.

Mediciones efectuadas en árboles de fresno muestran que un aumento en la transpiración es seguido por un aumento en la absorción de agua.

Los datos del gráfico anterior sugieren que la pérdida de agua genera fuerzas que permiten su absorción.

Los procesos que conducen a la entrada de agua a las células de la raíz son capaces por sí solos -y bajo ciertas condiciones- de generar una presión positiva que crea una columna de agua. Tal presión, conocida como presión de raíz es, sin embargo, sólo suficiente para que el agua ascienda un corto trecho en el tallo. El agua viaja a través del cuerpo vegetal en las células conductoras del xilema (vasos y traqueidas).

De acuerdo con la teoría de cohesión-tensión, el agua se mueve en las traqueidas y vasos bajo presión negativa (presión menor a la atmosférica, también denominada tensión). Dado que las molé-culas de agua se mantienen juntas (cohesión), hay una columna continua de moléculas de agua que es arrastrada por tracción, desde la solución que se encuentra en el suelo al interior de la raíz, molécula por molécula, debido a la evaporación del agua en la parte superior.

La difusión de los gases, incluyendo al vapor de agua, hacia el interior y exterior de la hoja es regulada por los estomas. Los estomas se abren y se cierran por la acción de las células oclusivas, debido a cambios en la turgencia. La turgencia de estas células aumenta o disminuye por el movimiento del agua, que sigue al movimiento de iones potasio hacia adentro o hacia afuera de las células oclusivas. Diversos factores concurren a regular la apertura y cierre de estomas, los cuales incluyen el estrés hídrico, la concentración de dióxido de carbono, la temperatura y la luz.

Mecanismo de movimiento estomático.

Un estoma está bordeado por dos células oclusivas que:

a. abren el estoma cuando están turgentes y
b. lo cierran cuando pierden turgencia. La clave de la apertura de los estomas reside en las microfibrillas de celulosa dispuestas alrededor de las células oclusivas.
c. Cuando el agua entra a las células oclusivas, las células sólo pueden expandirse en dirección longitudinal.
d. Como las dos células están unidas por los extremos, esta expansión longitudinal las obliga a arquearse y al estoma a abrirse.

Los elementos esenciales de origen mineral son incorporados desde el suelo al interior de las células de las raíces a través de la actividad de transportadores específicos, y son transportados al vástago -tras ser volcados al xilema- junto con la corriente de transpiración. Cumplen una variedad de funciones en las plantas, algunas de las cuales no son específicas, como, por ejemplo, los efectos que ejercen sobre el potencial osmótico. Otras funciones son específicas, como la presencia de magnesio en la molécula de clorofila. Algunos minerales son componentes esenciales de los sistemas enzimáticos.