Transpira

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BIOQUIMICA V FISIOLOGIA VEGETAL
PRACTICA # 5
TRANSPIRACION
INTRODUCCION
Continuamente se producen cambios en la concentración de substancias del jugo
vacuolar, en la concentración de la solución del suelo y en la permeabilidad de las
membranas de la célula viva.
La intensidad del movimiento hacia y desde la planta no sólo esta determinada por
los gradientes de potencial de agua sino que también por la resistencia al movimiento del
agua que oponen los distintos componentes del sistema.
La absorción pasiva de agua es un proceso dependiente de la transpiración. Al
evaporarse el agua de las células superficiales de la hoja hacia el medio circundante se
estimula a otras moléculas de agua a ocupar dichos espacios en la célula; de esta manera
se transmite de célula a célula, por toda la hoja, un déficit de presión que luego se extiende
por el xilema hasta las células vivas de la raíz, proceso basado en la alta fuerza de
cohesión que une a las moléculas de agua. Se provoca así en la superficie del pelo radical
una diferencia de potencial de agua que determine la absorción de la misma desde la
solución del suelo.
Si la velocidad de absorción de agua por las raíces es menor que la transpiración,
se produce el marchitamiento de la planta. Dicha velocidad de absorción esta
condicionada por factores como la intensidad transpiratoria, respiración de las células
radicales, presión osmótica de la solución del suelo, propiedades osmóticas de las células
y la resistencia de los tejidos al paso del agua.
El agua asciende desde las raíces a las hojas a través del xilema. Entre las
numerosas teorías que se han formulado para explicar dicho ascenso. Entre las aceptadas
se encuentra la de presión radical y la teoría de la cohesión del agua (teoría coheso-tensotranspiratoria, teoría de la cohesión, o teoría de la corriente transpiratoria). Dicha teoría
fue propuesta por primera vez por Dixon en 1894 y propone que la transpiración provoca
en la hoja una pérdida de agua, se crea un gradientes de presión y el agua se mueve por el
xilema debido a la tensión a la que esta sometida y a la cohesión de las moléculas de agua.
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Esta teoría es la única que explica cómo están ligados los procesos de absorción y
transpiración y cómo se establece un mecanismo negativo de retroalimentación en el cual
los cambios en la intensidad de transpiración o de absorción pueden afectarse uno al otro.
Muchos investigadores han analizado la importancia de la transpiración en el
crecimiento de la planta. Para algunos es esencial en el ascenso de la savia, absorción y
translocación de minerales, enfriamiento de las hojas, control de la absorción del agua y el
nivel hídrico de las plantas. para otros es un mal inevitable a consecuencia de la
arquitectura de la hoja; se produce déficit hídrico y reducción del crecimiento y
producción en caso de falta de agua en el suelo.
Las cantidades de agua perdidas por transpiración son a menudo muy grandes. En
la mayoría de las plantas, menos del 10% del total de agua absorbida por las raíces es
realmente utilizada en la fotosíntesis y en el mantenimiento de la turgencia, el resto se
pierde al medio.
La planta puede perder agua en forma liquida (como en el caso del fenómeno de
gutación, cuando la planta se encuentra saturada de agua en los lugares cálido-húmedos) o
como vapor de agua a través de la transpiración (estomática, cuticular y lenticelar).
La transpiración estomática es básicamente, un proceso de evaporación controlado
por los estomas. La energía solar es la que permite la evaporación del agua.
Los estomas conocidos también como aparato estomático son poros microscópicos
(ostiolos) limitados por dos células epidérmicas especializadas, llamadas células de guarda
(de cierre u oclusivas) que controlas la apertura y cierre del poro gracias a que una de las
paredes es más rígida e inelástica por su mayor grosor.
La forma de las células de guarda varia con la especie. A veces están acompañadas
por cédulas epidérmicas diferentes, llamadas células acompañantes (subsidiarias o
accesorias). A diferencia de las otras células epidérmicas, las células guarda tienen un
núcleo muy grande y pequeños cloroplastos, una mayor cantidad de fosforilasa, ATPasa y
peroxidasas y son capaces de acumular iones Ca++ y K+ contra un gradientes de
concentración cuando disponen de suficiente ATP.
El mecanismo de apertura y cierre estomático ha sido objeto de numerosas
investigaciones. Ahora se sabe que es una respuesta directa a un aumento o disminución
del turgor de las células guarda. Los cambios en el potencial de agua hacen que el agua se
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mueva hacia las células guarda, o bien fuera de ellas, haciendo que se expandan
(turgentes) o que estén fláccidas, con lo que determinan apertura y cierre respectivamente.
Los cambios de turgor de las células guarda son causados por la ganancia o pérdida de
iones, principalmente de potasio. También se ha sugerido que el cierre estomático en
plantas con déficit hídrico puede ser causado por una disminución de citocininas y un
aumento en Acido abscisico.
La transpiración procede más rápidamente durante el día que durante la noche. Los
factores externos principales que influyen sobre la velocidad de transpiración son: luz,
altas concentraciones de C02, temperatura, humedad, velocidad del viento, Los factores
del suelo influyen indirectamente al afectar la absorción del agua.
Las temperaturas elevadas favorecen una transpiración más rápida por influir en la
difusión y porque el aire caliente es capaz de retener más vapor de agua que el aire frío. La
velocidad de transpiración es proporcional a la humedad atmosférica. Así, cuanto más
seco está el aire, tanto más rápida es la velocidad de transpiración.
La intensidad del viento aumenta la transpiración al renovar rápidamente las capas
de aire en contacto con las hojas. Sin embargo, no es directamente proporcional al viento
porque el cierre de los estomas empieza con frecuencia cuando el viento excede de 50
Km./h.
Otros factores de importancia en el control de la transpiración son los internos.
Entre estos figura la respuesta estomática. Muchas especies xerófitas (habitantes de las
zonas áridas) presentan modificaciones estructurales como un número reducido de
estomas, los estomas están hundidos y la presencia de pelos que ayudan a reducir la
transpiración.
La cantidad de agua presente en el tejido vegetal en un momento determinado es el
resultado, por un lado, de la absorción de agua y por otro de la transpiración. El estado de
hidratación de una planta es pues un estado de equilibrio dinámico y el control del grado
de hidratación esta regulado por mecanismos fisiológicos. Estos mecanismos contribuyen
a que la planta sea un organismo integrado, que reacciona globalmente a las
modificaciones del medio exterior.
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OBJETIVOS:
El alumno aprenderá a hacer preparaciones de estomas con la epidermis de las
hojas para su observación en el microscopio.
El estudiante contrastará el efecto de los principales factores ambientales que
influyen sobre la apertura y cierre de estomas.
El alumno aprenderá a distinguir las formas de las células guarda de los estomas
según la especie bajo estudio.
El alumno observara el fenómeno de gutación en las plantas.
MATERIALES:
4 plantas de sombra (hojas verde oscuro con cutícula cerosa) en sus respectivas
macetas (proporcionadas por el alumno).
1 bolsa de polietileno negra (la cual deberá cubrir a una de las plantas en su
totalidad, proporcionada por el alumno).
1 bolsa de polietileno transparente (para cubrir otra de las macetas, proporcionada
por el alumno).
2 tabletas de Alka-Seltzer o Selz-Soda (proporcionadas por el alumno).
1 barniz de uñas de color claro o transparente (proporcionado por el alumno).
1 microscopio óptico.
Portaobjetos.
Cubreobjetos.
Solución de NaCl al 5%.
Hielo.
1 termómetro.
1 piseta o atomizador de riego para hojas (en caso de seleccionarse este último
debe ser proporcionado por el alumno).
Agua destilada.
Pinzas.
1 vaso de precipitados de 100 ó 250 mL.
Campana de extracción apagada y cerrada.
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METODO
I. OBSERVACION DE ESTOMAS
TRATAMIENTOS
1. Desde una noche antes o muy temprano el día de la sesión de laboratorio cubra
con una bolsa de polietileno negra una de las plantas en su maceta.
2. Exponga otra de las macetas a la luz del sol todo el día de la sesión de
laboratorio.
3. Coloque en un vaso de precipitados con agua (3/4 partes lleno) las 2 tabletas de
Alka-Seltzer o Selz-Soda, tome la tercera maceta y cubra a la planta + el vaso
de precipitados con las tabletas eferveciendo con una bolsa de polietileno
transparente durante una hora para proporcionar a la planta un medio ambiente
rico en C02
4. Coloque la cuarta maceta adentro de la incubadora a 25 -30'C durante una hora.
5. Haga preparaciones con la epidermis de cada tipo de hoja y obsérvelas al
microscopio. Pase el pincelillo del barniz sobre el haz de la hoja bajo estudio.
Espere unos 5 minutos, después de los cuales, y con mucho cuidado, separe la
película de barniz de la hoja. Colóquela sobre un portaobjetos, cúbrala con el
cubreobjetos y observe al microscopio. Determine el porcentaje de área de la
hoja con estomas abiertos y cerrados en cada tratamiento.
II. GUTACION
TRATAMIENTOS
1. Riegue abundantemente con agua, a temperatura ambiente, uno de las macetas.
2. Riegue otra de las macetas con la solución de NaCl al 5%.
3. Riegue la tercera maceta con agua fría (a 5 u 8oC).
4. Coloque las macetas en el interior de la campana de extracción, previamente
humedecida con la piseta o un atomizador de plantas. Observe a las 3 horas la
formación de gotitas de agua en la punta de las hojas. De ser posible cuente las gotitas
durante cierto periodo de tiempo como medida de la intensidad de gutación en los
diferentes tratamientos.
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SUGERENCIAS PARA LOS RESULTADOS Y DISCUSIONES
Determinar si la planta que ud. estudio es monocotiledónea o dicotiledónea según
la forma de las células guarda de los estomas. Con la ayuda de la literatura consultada
explique la razón por la cual encontró mayor número de estomas abiertos que cerrados o
bis. según el tratamiento proporcionado a la planta. En el caso de la observación del
fenómeno de gutación explique qué condiciones especiales debe haber en el medio
ambiente para que ocurra el fenómeno de la gutación. Determine si es lo mismo gutación
que presión radical.
LITERATURA SUGERIDA:
Bonner, J. y Varner, J.E. (eds.) 1965. Transpiration. In.: Plant Biochemistry.
Academic Press New York.
Devlin, R.M. y Barker, A.V. 197 1. Plant Physiology. Van Nostrand-Reinhold.
Essau, K. 1972. Anatomía Vegetal, Trad. por J. Ponds. 2'. Ed. Barcelona Omega.
779 p.
Richter, G. 1972. Fisiología del Metabolismo de las Plantas. Trad. por L. Muller
México, CECSA.
Salisbury and Ross (eds.) 1992. Plant Physiology. Academic Press, New York.