Transporte de agua y nutrientes en las plantas

Transporte de agua y nutrientes en las plantas

El transporte en las plantas vasculares

Las plantas vasculares necesitan intercambiar materiales con el ambiente y movilizar sustancias a través de sus hojas, tallos, raíces, flores y frutos para crecer y desarrollarse. Por ejemplo, al realizar la fotosíntesis, es necesario que el agua y los minerales que están en el suelo entren por las raíces, asciendan por el tallo y lleguen  a las hojas. También, para respirar y obtener energía, las plantas necesitan tomar oxigeno del ambiente y llevarlo a todas sus células.

El movimiento de transporte, en el cual se incorporan y movilizan sustancias dentro de la planta , y en el que se liberan otras al ambiente, presenta las siguientes características:

• Moviliza por toda la planta minerales, agua sustancias orgánicas, como carbohidratos y hormonas vegetales, y gases como oxigeno, dióxido de carbono y vapor de agua.
• El transporte es ascendente y descendente a través de toda la planta.
• Las sustancias circulan por tubos o vasos conductores que se extienden por todas las estructuras de la planta.

Vasos conductores de las plantas

Internamente, la planta esta formada por una serie de vasos conductores que transportan las sustancias necesarias para que la planta realice sus funciones vitales. Estos son el xilema y el floema.

Xilema.

Tejido vegetal compuesto por los llamados vasos leñosos, constituidos por células llamadas traqueidas, y los vasos.
Se ubica en el interior del tallo, rodeado por el floema.
Transporta agua y minerales desde la raíz hasta las hojas.
Contienen también células de almacenamiento y fibras de sostén.      

  

Floema.

Tejido vegetal compuesto por los llamados  vasos liberianos, constituidos por los segmentos de los tubos cribosos y células acompañantes.

Se ubica rodeando externamente el xilema.

Transporta sabia, que esta compuesta por sustancias elaboradas por la planta, como azucares y hormonas vegetales.

Tiene también células de almacenamiento y fibras de sostén.

Transporte a través del xilema

El transporte de sustancias a través del xilema presenta las siguiente características:

• Moviliza agua mediante procesos de difusión mediante la ósmosis.
• Garantiza la fotosíntesis y la respiración.
• Permite la turgencia en la planta.
• Se realiza a través de fenómenos físicos denominados ósmosis, capilaridad y respiración.
• Sigue una dirección vertical desde el suelo hasta las hojas en contra de la gravedad.

La ósmosis

La ósmosis es un proceso físico en el que el agua pasa de un medio acuoso de menor concentración de solutos, a uno de mayor concentración de solutos, a través de una membrana semipermeable, para buscar el equilibrio. En las plantas terrestres la ósmosis ocurre por el aso de agua del medio externo (agua) al medio interno (raíz), a través de las membranas de dichas células. Este fenómeno físico se caracteriza porque:

• No gasta energía.
•  Moviliza gran cantidad de agua hacia el interior de la planta.
• Ocurre d manera continua, lo que contribuye al ascenso del agua por los vasos leñosos del tallo.

El movimiento del agua por ósmosis interviene en el estado de salud hidrica de las plantas: si las plantas pierden agua, se arrugan y marchitan. En cambio, si están hidratadas, estas se mantienen turgentes, haciendo que el tallo de plantas no leñosas, como las hierbas, pueda permanecer firme para sostener las hojas.

La capilaridad

La capilaridad es un fenómeno que ocurre gracias  la capacidad de los líquidos de ascender por tubos muy delgados venciendo la fuerza de gravedad. En las plantas la capilaridad permite que el agua y las sales disueltas asciendan por los vasos del xilema, desde las raíces hasta las hojas, debido a:

• La fuerza de cohesión que mantiene unidas las moléculas de agua, que forman una columna en los vasos leñosos del xilema.
• La fuerza de adhesión entre el agua y las paredes de los vasos leñosos del xilema, que mantiene la columna de agua.
• La estreches de los vasos del xilema, que provoca que la columna de agua  alcance gran altura sin gasto de energía.

Este proceso es importante porque permite que arboles de gran tamaño, como la secuoyas en Estrados Unidos que alcanza 115 m de altura, o el árbol llamado "niño" de 60 m de altura, ubicado en el Prque Nacional Henry Pitier, estado Aragua, puedan transportar el agua y los minerales hasta sus hojas.

La transpiración

La transpiración es la salida del agua, en forma de vapor, del interior de la hoja a través de los estomas. Este proceso es importante como medio de transporte, porque el agua se pierde por las hojas genera una especie de vacío en los vasos leñosos, que es ocupado por el agua que sube por la capilaridad. Ademas:

• Mantiene el nivel adecuado de agua en la planta.
• Mantiene el balance térmico y refresca la planta.

Las plantas varían su nivel de transpiración según factores ambientales o anatómicos como:

Factor ambiental	Mecanismo de respuesta del estoma	Nivel de transpiración
Una alta intensidad de luz y calor aumenta la evaporación ambiental.	Las células del estoma se llenan de agua por ósmosis y se abren.	Alta
La oscuridad y las temperaturas muy bajas, o vientos persistentes con velocidades altas, resecan la superficie de la hoja.	Las células del estoma pierden agua por ósmosis y se cierran.	Baja
El tamaño de las hojas influye en el número de estomas de la planta.	A mayor tamaño de la hoja, mayor cantidad de estomas.	Alta Baja

Transporte a través del floema

El transporte a través del floema presenta las siguientes características:

• Moviliza, en forma de sabia, azucares y otras sustancias vegetales.
• Garantiza la nutrición de la planta.
• Se presenta en dirección vertical y horizontal, desde las hojas al resto de la planta.

El transporte de sabia por los vasos del floema realiza por la acción de la fuerza de gravedad y por diferencia de presiones hidrostaticas, según los siguientes pasos:

1. Los azucares producidos en la hoja por fotosíntesis entran a los tubos cribosos del floema.
2. Al incrementar la concentración de azucares, los tubos cribosos se llenan de agua proveniente del xilema por ósmosis.
3. La sabia, en su descenso por los tubos cribosos del floema, ejerce una presión hidrostatica que hace que parte el azúcar entre a los tejidos de almacenamiento de las raíces, tallos y frutos de la planta.
4. Cuando el azúcar disminuye su concentración en los tubos cribosos, el agua sale de los tubos, la presión disminuye y el descenso se detiene.

Relaciones de las plantas con el ambiente

Las plantas hacen frente a las condiciones del ambiente, gracias a adaptaciones en su morfología, funciones y procesos virales. Entre esas adaptaciones tenemos, por ejemplo:

• A bajas temperaturas. Los frailejones y las orquídeas del páramo andino son plantas de poco tamaño y con muchos tricomas en las hojas que retienen la humedad.
• A altas temperaturas. Los cactus, cujies y bromelias de los medanos de Coro, adaptados a ambientes muy calurosos y poca agua, tienen hojas duras y espinas que evitan la perdida agua por transpiración.
• A condiciones de lluvias abundantes y poca luz. Las plantas de la selva nublada presentan hojas grandes que sirven para incrementar la transpiración y atrapar la luz en áreas donde hay arboles que limitan su paso.
• A sustratos con pocos nutrientes. Las bromelias que crecen en las ramas de los arboles tienen depósitos de agua entre sus hojas y trampas para insectos y sedimentos, de donde absorben agua y minerales.