Y las plantas… ¿Cómo ahorran agua?

Y las plantas… ¿Cómo ahorran agua?
Baratas, de Bunes, Cabanillas
La incorporación de CO₂ para la fotosíntesis a través de los estomas tiene un coste importante: la transpiración. Dependiendo del
ambiente las plantas se han adaptado a un tipo de fotosíntesis diferente para mejorar su eficiencia del uso del agua.
Eficiencia del uso del agua (EUA)
𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵𝐵 𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓𝑓
El uso eficiente del agua es una medida de la relación que
compara la materia orgánica producida frente a la transpiración
de las plantas
EUA= 𝐴𝐴𝐴𝐴 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡
Metabolismo fotosintético C3
La enzima que fija el CO₂ es la RuBisCo, pero al actuar también como oxigenasa no
siempre se encuentra fijándolo, y por ello es poco eficiente respecto a las otras
rutas. El primer compuesto es de tres C (ac. fosfoglicérido). La ruta metabólica es el
ciclo de Calvin el cual se produce en el mesófilo(Fig.1 A). Es la vía más extendida y
de la que surgen las demás.
Figura 1.
Células de la
vaina del haz
Metabolismo fotosintético C4
El rendimiento de estas plantas en comparación con las C3 es superior ya que han
desarrollado un mecanismo que mejora la asimilación fotosintética denominado
fosfoenolpiruvato (PEP) que impide a la RuBisCo actuar como oxigenasa. La ruta
metabólica comienza con una fijación inicial del CO₂ en PEP en una reacción
catalizada por la PEPCarboxilasa para dar oxalacetato en las células de la vaina del
haz y en el mesófilo tendrá lugar la fijación del CO₂ por el ciclo de Calvin (Fig. 1 B)
A. Morfología de hojas en plantas C3
B. Morfología de hojas en plantas C4. Se
observan las células en empalizada. Anatomía
Kranz.
Metabolismo fotosintético CAM
El CO₂ captado por la noche es acumulado en forma de
ac. málico por la acción de la enzima PEPC que cataliza
la formación del acido uniendo el CO₂ y el PEP (Fig. 2).
Se produce una separación temporal de los procesos
fotosintéticos reduciendo la transpiración.
Estas plantas viven en ambientes áridos y calurosos
algunos
ejemplos
de
familias:
Crasuláceas,
Cucurbitáceas y Euforbiáceas.
Diferencias EUA en los distintos metabolismos.
Figura 2.
Ciclo fotosintético de las plantas CAM. Se puede observar la apertura de estomas
durante la noche y el cierre de ellos durante el día.
Las plantas C3 en ambientes húmedos y cálidos serian las mas eficientes en
cuanto al uso del agua, ya que su biomasa fijada es mucho mayor que en las
otras rutas debido a que están menos condicionadas por la cantidad de luz.
Las plantas C4 al acumular el CO₂ en las células de la vaina del haz pueden
mantener una menor apertura estomática con su consecuente ahorro de
agua. Si nos fijamos en la ecuación podemos ver como reduciendo la
perdida de agua aumentamos la eficiencia.
Las plantas CAM mantienen los estomas cerrados durante el día, evitando la
transpiración y mejorando de esa manera la EUA, a diferencia de C4, estas
disminuyen tanto la biomasa fijada y el agua transpirada por lo que la
eficacia del uso del agua es mas elevada que el de las otras rutas.
Ecología
Las plantas C4 dependen más que las plantas C3
en la ausencia de luz para realizar la
fotosíntesis, a la par que son mas sensibles a la
temperatura respecto de las plantas CAM, las
cuales presentan el inconveniente de fijar
menos CO₂, lo que implica un menor
crecimiento y por ello una producción menor en
comparación con las plantas C3 y C4 lo que las
hace menos competitivas en condiciones
idóneas de temperatura y luz.
Bibliografía: Ecologia. Thomas M. Smith & Robert Leo Smith 6ª Edicion, Madrid 2007 Editorial Pearson. Fisiologia vegetal. J. Barceló Coll et all. 5ª edición, Madrid 2009. Editorial Piramide.Fundamentos de fisiología vegetal
2ª edición Mc Graw Hill. Handbook of photosynthesis editaado por Mohammad Pessarakli Editorial Marcel Dekker. Tucson, Arizona 1997. Introduction to plant physiology. William Hopkins & Nomran P. A. Hüner 3ª edicion
Ed. Jhon Wiley, Phoenix 2004