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La Transpiración - Movimiento del Agua a Través de las Plantas

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Transpiración - ¿Qué y Por qué?

¿Qué es la transpiración? En las plantas en crecimiento activo, la evaporación de agua de la superficie de las hojas es continua. El agua que se evapora es remplazada por la que es absorbida del suelo por las raíces. El agua en forma liquida dentro de la planta forma una columna que se extiende desde el suelo hasta la superficie de las hojas, donde es convertida al estado gaseoso por el proceso de evaporación. Las propiedades cohesivas del agua (los enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua adyacentes) permiten a la columna ser jalada hacia arriba conforme las moléculas de agua que alcanzan la superficie de las hojas se evaporan. A este proceso se le conoce como la Teoría de la Cohesión del Ascenso de la Savia en las plantas.

 
Esquema de las moléculas de agua saliendo del estoma - vista lateral
¿Por qué las plantas desperdician tanta agua? La transpiración provee a la planta de enfriamiento evaporativo, absorción de nutrimentos y entrada de bióxido de carbono.

¿Por qué transpiran las plantas?

Este intercambio desproporcionado de CO2 y H2O conlleva a una paradoja: entre mayor es la apertura del estoma, más fácil es la entrada de CO2 a las hojas; sin embargo, una gran apertura permitirá también la pérdida de grandes cantidades de agua, con los consecuentes riesgos de deshidratación o estrés hídrico para la planta. Como una forma de reducir estos riesgos, las plantas son capaces de mantener los estomas ligeramente abiertos para perder menos moléculas de agua por cada molécula de bióxido de carbono que entra, de manera que se incremente la eficiencia en el uso del agua (H2O perdida / CO2 ganado). Las plantas con mayor eficiencia en el uso del agua están más capacitadas para soportar periodos de baja humedad en el suelo.

Absorción de agua. Aunque menos del 5% del agua absorbida por las raíces es retenida, ésta es vital para la estructura y funcionamiento de la planta. Esta agua es importante para los procesos bioquímicos, así como para crear la turgencia que permite mantener a la planta erguida sin contar con huesos.

Enfriamiento por evaporación. Cuando el agua pasa del estado líquido al estado gaseoso durante la evaporación en la interfase entre las células de las hojas y la atmósfera, hay una liberación de energía. Este proceso es exotérmico; es decir, usa energía para romper los fuertes enlaces de hidrógeno que unen a las moléculas de agua; la energía usada es tomada de las hojas y transferida a las moléculas de agua para convertirlas en un gas altamente energético. Las moléculas de agua en estado gaseoso y su energía asociada son liberadas a la atmósfera, enfriando a la planta.

Obtención de nutrimentos del suelo. El agua que entra a la raíz contiene nutrimentos esenciales para el crecimiento de la planta. Se cree que la transpiración incrementa la absorción de nutrimentos por las plantas.

Entrada de bióxido de carbono. Cuando una planta transpira, los estomas se encuentran abiertos, permitiendo el intercambio de gases entre la hoja y la atmósfera. Así, a través de los estomas el agua sale pero al mismo tiempo se permite la entrada de CO2, a la planta; el bióxido de carbono es necesario para que ocurra la fotosíntesis. Desafortunadamente, la cantidad de agua que sale es mucho mayor que la cantidad de CO2 que entra, por tres razones:

  1. Las moléculas de H2O son más pequeñas que las de CO2, por lo que se mueven más rápido en su ruta de escape.
  2. El CO2 representa solo el 0.036% de la atmósfera (¡aunque se está incrementando!) por lo que su gradiente de entrada a la planta es mucho menor que el gradiente de salida de H2O, que se mueve de una hoja hidratada hacia una atmósfera seca.
  3. el CO2 tiene que viajar una mayor distancia desde la atmósfera para alcanzar su destino en los cloroplastos, mientras que el H2O solo tiene que moverse de la superficie de la hoja hacia la atmósfera circundante.

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