TEMA 16: Transporte del Agua en la Planta

16. TRANSPORTE DEL AGUA EN LA PLANTA.
morfología del sistema conductor, mecanismos de
transporte por el xilema, presión radicular, teoría de la
tensión-cohesión, movimiento del agua a través de la
hoja.
OBJETIVOS:
Conocer el movimiento del agua a través de la planta,
así como de la morfología de los sistemas conductores
y sus elementos. Distinguir vía simplasto de vía
apoplasto. Saber interpretar las distintas presiones y
tensiones que se realizan sobre la planta.
La absorción de agua consiste en su desplazamiento desde el
suelo hasta la raíz, y es la primera etapa del flujo hídrico en sistema
continuo suelo-planta-atmósfera. Se producirá de modo espontáneo
si el potencial hídrico en la raíz es menor que el del suelo.
 MORFOLOGÍA DEL SISTEMA CONDUCTOR
El agua entra en la mayoría de las plantas por las raíces,
concretamente por los pelos radicales, que están localizados unos
milímetros por encima de la caliptra. Estos pelos poseen una
elevada relación superficie/volumen, así pueden introducirse en los
poros del suelo. Incrementan la superficie de contacto entre la raíz y
el suelo. Desde los pelos radicales, el agua se mueve a través de la
corteza, la endodermos(capa más interna de la corteza) y el
periciclo, hasta penetrar en el xilema primario. Este movimiento se
debe a la diferencia de potencial hídrico entre la corteza y el
xilema(a partir de aquí pueden seguir la vía apoplasto o la vía
simplasto). En el xilema se pueden reconocer:
1) Traqueas o elementos de los vasos: estos elementos se
disponen unos de otros formando los vasos. Tienen un diámetro
bastante grande(mayor flujo de agua) y forman una especie de
tuberías por donde pasará el agua en primer lugar.
2) Traqueidas: son elementos mas afilados y no forman un
verdadero conducto contínuo. Son de menor tamaño que los
vasos, puesto que estos pierden la división transversal. Poseen
punteaduras en sus paredes.
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3) Fibras: son elementos de soporte, que permiten soportar la
presión radical, y la tensión que se produce con la
evapotranspiración para que no se colapsen las estructuras
conductoras.
4) Células parenquimáticas: facilitan el intercambio de sustancias
con los tejidos adyacentes. Tendrán una presión osmótica mayor
que el medio que les rodea para que la cohesión osmótica sea
mayor y poder hacer una conducción horizontal.
Fig.1. elementos del xilema
Fig.2.recorrido por la
planta de los sistemas
conductores.
 MECANISMOS DE TRANSPORTE POR LA PLANTA
Una vez alcanzado el xilema, el agua con iones y moléculas
disueltas, asciende por las traqueas y traqueidas y se distribuye por
ramas y hojas hasta las ultimas terminaciones de xilema inmersas
en el tejido foliar. El agua circula como en una tubería de una casa.
El camino seguido estará determinado por las resistencias que los
caminos alternativos pongan a su paso. Hay que distinguir dos
caminos alternativos:
1) Vía simplasto: paso de agua a través de paredes celulares y el
citoplasma de las células. Formado por sustancias hidrófobas
que aumentan la viscosidad del medio.
2) Vía apoplasto: paso de agua a través de paredes celulares y
espacios intercelulares. Presenta menor resistencia al paso del
agua(sustancias hidrófilas), se piensa que este es el camino más
utilizado.
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Fig.3.vía apoplasto en rojo y vía simplasto en azul.
En condiciones de transpiración intensa el agua en el xilema
está bajo tensión, es decir, sometida a una tensión negativa. Esta
tensión tendería a colapsar los conductor, pero es soportada por las
paredes de traqueas y traqueidas.
Fig.4.A:
vía
simplasto(región
punteada);B: vía
apoplasto(región
rayada)
 PRESIÓN RADICULAR.
Se genera en el xilema de la raíz y empuja el agua
verticalmente hacia arriba. Cuando la transpiración es muy reducida
o nula, como ocurre durante la noche, las células de la raíz pueden
aún secretar iones dentro del xilema. En la raíz los tejidos
vasculares están rodeados por endodermis, así los iones no tienden
a salir del xilema, entonces la concentración en el xilema aumenta y
disminuye el potencial hídrico, el agua tiende a entrar por osmosis
desde las células circundantes. La presión que se crea se llama
presión radicular(presión de raíz) que fuerza al agua y los iones
disueltos a ascender por el xilema.
Ejemplo: las gotas que aparecen en las plantas de pequeño porte a
primeras horas de la mañana, no son rocío, sino que proceden del
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interior de la hoja, es consecuencia de la presión radicular, a este
fenómeno se le llama gutación.
Durante el día el moviendo de agua dentro de la planta es más
rápido por tanto la presión será menos efectiva. La presencia de
esta presión no esta generalizada y su intensidad es variable
aunque suele ser baja.
La endodermis cuanto más cercana a la superficie está, más
diferenciada y perfecta,
cuanto más cerca de la
caliptra
más
discontinua.
En
la
endodermis,
situada
sobre
el
periciclo, se aprecian
unas células con mayor
lignificación radial, es la
banda de Caspary. La
presencia de la banda de Caspary facilita la entrada de solutos y
agua al xilema y dificulta la salida de agua del cilindro al córtex,
incluso cuando el potencial hídrico sea favorable al reflujo del agua.
 TEORÍA DE LA TENSIÓN-COHESIÓN.
Es preciso saber que el agua, después de pasar por el xilema
sigue su camino hacia el exterior a través del parénquima hasta
alcanzar las paredes celulares para después evaporarse y entrar en
la fase de transpiración.
A medida que el agua se evapora, el potencial hídrico de las
paredes evaporantes disminuye, se establece una diferencia de
potencial entre estas paredes y las que se encuentran un poco por
detrás, así el agua se desplaza hacia las superficies evaporantes. El
agua saldrá del interior del xilema, generándose aquí una presión
negativa que hace que la columna de agua ascienda y provocando
una caída del potencial hídrico en el xilema de la raíz. La columna
de agua se mantiene unida gracias a las potentes fuerzas de
cohesión que atraen entre sí a las moléculas de agua. Las fuerzas
de adhesión del agua a las paredes de las traqueidas y de los
vasos, son tan importantes como la tensión y la cohesión para
permitir el ascenso del agua.
Mientras haya transpiración el potencial de la raíz será mas bajo
que el del suelo y la absorción de agua se producirá
espontáneamente.
A pesar de todo esto, las columnas de agua se pueden
romper o cavitar, debido a los gases disueltos en el agua, que bajo
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tensiones muy pronunciadas pueden
formar burbujas. Estas burbujas pueden
bloquear la conducción, a esto se le
llama embolia. El agua del vaso que se
bloqueo, podrá moverse lateralmente
hacia otro vaso y continuar así su
camino. Si aumenta la presión en el
xilema, los gases pueden redisolverse,
esto se debería a la presión radicular o
a una disminución de la tensión.
Fig.5. Las columnas de agua se
rompen, porque los gases pueden
formar burbujas= embolia.
 MOVIMIENTO DEL AGUA A TRAVÉS DE LA HOJA.
La presencia de estomas en las hojas permite que se
produzca el proceso de transpiración por el cual se evapora agua
que va creando unas diferencias de concentración entre las células
del mesófilo más cercanas a la maquinaria estomática y las menos
cercanas que permiten que pase el agua desde los vasos
conductores a través de las posibles vías de difusión, a favor de
gradiente. El xilema se distribuye por todo el mesófilo foliar
facilitando que llegue agua a todas las zonas de la hoja.
El agua se moverá en la hoja por la presencia de parénquima
esponjoso. A esto también contribuye la distribución de los haces
conductores: el sistema vascular se ramifica de tal manera, que un
elemento xilemático está separado como mucho 10 veces su
diámetro de otro elemento. Además los estomas están separados
10 veces el diámetro del ostiolo, esta es la disposición más efectiva
para provocar la máxima transpiración.
ANA MARÍA SÁNCHEZ SÁNCHEZ 3º C
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