Las raíces poseen presión negativa (por
transpiración/osmolaridad)
·
Ψw raíz < Ψw rizospora: agua entra en la
raíz.
·
Ψw > Ψw suelo: agua se mueve desde el suelo a
la planta.
Como ya se ha dicho, el agua se mueve desde el suelo
hasta la atmósfera a través de las plantas por: apoplasto (paredes celulares),
simpoplasto (citoplasmas), membranas y espacios vacíos.
·
Intercelulares: apoplasto
·
Intracelulares: simplasto
Los
transportes apoplástico y simplástico, no cruzan membranas. El agua se mueve
por flujo de masa o arrastre empujada por diferencias de potencial hídrico.
Hay
dos formas del movimiento de agua: por la transpiración y por el bombeo.
·
Si hay baja transpiración, bombean los
minerales. En los minerales bombeados activamente a las células epidérmicas, el
agua les sigue. Ésta se mueve libremente por las paredes porosas hasta llegar a
la banda de caspary que le fuerza a cruzar las membranas.
·
Cuando la transpiración es alta, el agua entra
en las raíces principalmente por flujo de arrastre. Esto es un transporte
activo.
Banda de Caspary
La banda
de Caspary es impermeable y consiste en unas paredes celulares impregnadas de
suberina que interrumpen la vía apoplástica. Fuerza al agua y a los solutos a
travesar la edodermis pasando a través de las membranas plasmáticas. Actúa de
control, de filtro. La banda de Caspary divide la raíz en dos compartimentos
concéntricos y estancos:
·
Córtex (exterior)
·
Estela (interior)
·
Córtex: apoplasto y simplasto
·
Endodermis: obligatoriamente vía simplasto
·
Estela: simplasto y apoplasto.
El
agua y todos los nutrientes atraviesan obligadamente la membrana plasmática en
la endodermis para alcanzar el xilema desde la superficie de la raíz. Es un
proceso regulado y específico.
Gracias
a la impermeabilidad de la banda de Caspary y el obligado paso por el
simplasto, la raíz mantiene en su interior (estela) iones y moléculas a
concentraciones muy distintas de las de solución edáfica. Así concentra algunos y excluye
otros.
Las
células vegetales son capaces de mantener en su interior iones y moléculas
notablemente fuera del equilibrio o en contra de su gradiente electroquímico.
Con baja transpiración
Paredes celulares fuertes
El
xilema, que forma parte del apoplasto, sirve como sistema conductor del agua
desde la raíz hasta las células de la hoja. Está constituido por conductos
formados por células muertas, donde existe una presión negativa (tensión). El
movimiento se explica por las diferencias de potencial hídrico. Estas células
pueden ser traqueidas y vasos.
Solo
las células muertas pueden soportar presiones negativas (tensión o vacío),
producidas por la evaporación del H2O en las hojas. En una planta de 1 m, el
99,5% del agua se transporta por el xilema.
Los
conductos son muy finos y permiten la formación de una columna continua de agua
(cohesión) de pequeño diámetro (adhesión).
El
xilema sirve como sistema conductor de agua desde la raíz hasta las células de
la hoja por su estructura: está formado por células huecas de pared gruesa y
endurecida y pequeño diámetro que forman conductos continuos.
Teoría de cohesión-tensión
La
diferencia de potencial hídrico entre los dos polos del xilema es negativa
debido al componente de presión negativa generado en las hojas: Ψw = Ψp
En árboles de 100 m de alto también contribuye la altura al
potencial hídrico: Ψw = Ψp + Ψh
Las traqueidas y vasos son células muertas con pared
secundaria excepto en las punteaduras en donde solo presentan pared primaria
que es fina y porosa.
·
Para que el flujo se mantenga la columna de H2O
ha de mantenerse cohesionada.
·
Debido al vacío generado se puede producir una
embolia o cavitación: burbuja de gas
que rompe la columna de H2O.
El problema de la
cavitación
Soluciones:
Una solución es la propia estructura de las traqueidas, que
evita las cavitaciones gracias a la existencia de punteaduras, estructuras
especializadas que permiten transferencia lateral del agua. Las traqueidas:
·
Permiten el paso a través de otros elementos del
xilema
·
Por las punteaduras no pasan las burbujas de
aire
Se eliminan las burbujas por la noche cuando no hay presión
negativa debido a la evapotranspiración.
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