¿Cómo consiguen los árboles que el agua llegue a todas las hojas? | Las científicas responden

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Los árboles captan agua y nutrientes a través de sus raíces y tienen que transportarlos contra la gravedad en la parte aérea. Esto, por supuesto, es un problema, pero tienen mecanismos de capilaridad y evapotranspiración, y otros factores que contribuyen al potencial hídrico, para solucionarlo. Las hojas tienen estomas, que son células modificadas de la epidermis que se abren o cierran según la concentración de gas que la planta necesita para expulsar o capturar de la atmósfera en un momento dado. Por ejemplo, durante el día, las plantas realizan dos de sus funciones fisiológicas más importantes, la fotosíntesis y la respiración. Al respirar, como los animales, capturan oxígeno y liberan CO₂. En la fotosíntesis, se produce un intercambio de gases inverso: el CO₂ se fija y se libera oxígeno. Dado que los intercambios de fotosíntesis predominan sobre los de respiración, juntos liberan más oxígeno y capturan más CO₂ a lo largo del día. Se produce un intercambio de gases continuo a través de los estomas: durante el día tienen lugar ambos procesos, y por la noche se detiene la fotosíntesis y solo continúa la respiración.

Pero además de estos dos gases, existe otro gas muy importante porque permite que las plantas lleven agua desde las raíces hasta la parte aérea, el vapor de agua. Mientras fijan CO₂ y expulsan oxígeno a través de los estomas abiertos, también expulsan agua en forma de vapor. Y ese mecanismo se llama evapotranspiración. Gracias a este mecanismo de ventilación, que funciona como un émbolo, se genera una tensión que tira del agua líquida hacia arriba; se eleva a través de vasos conductores impermeables llamados xilema desde las raíces hasta las hojas. En estos vasos conductores hay un efecto de capilaridad que permite que el agua suba. Se crea una fuerza denominada potencial hídrico, resultado del equilibrio entre los potenciales de ósmosis, capilaridad, evapotransporación y gravedad, que mide la capacidad de esta planta para transportar agua con nutrientes desde el suelo hasta las hojas.

Al mismo tiempo que esto sucede, las plantas tienen otros vasos conductores llamados floemas que realizan el transporte contrario. Dado que las hojas durante el día realizan la fotosíntesis, el exceso de compuestos asimilados se transforma en sacarosa, que se transporta de las hojas a las raíces. Este transporte, además de ir a favor del gradiente gravitacional, se produce gracias a un efecto fuente-sumidero, ya que las células de la raíz, no fotointerferidas, consumen la sacarosa que llega de la parte aérea para obtener los carbohidratos necesarios. y acumula el exceso a continuación. forma de polisacáridos.

A medida que el árbol crece, las células del xilema mueren y sus paredes celulares impermeables se convierten en vasos conductores. Estas macetas se extienden verticalmente dentro de la planta y se comunican entre sí lateralmente a través de puentes en la pared, y a través de estos puentes también circula el agua. Cuando las condiciones son normales y hasta una determinada altura de la planta, el potencial hídrico, que es máximo en la raíz y mínimo en la superficie de evapotranspiración de las hojas, transporta agua y nutrientes contra la gravedad sin problemas. Pero en especies de madera muy grandes, cualquiera de esos árboles enormes que conocemos, se alcanza un límite de crecimiento. Llega un momento en que el árbol ya no puede crecer, no porque carezca de nutrientes, sino porque físicamente la diferencia en el potencial hídrico no es suficiente para bombear el agua más alto. Los árboles más altos que se conocen alcanzan poco más de 110 metros, lo que parece ser el límite de su capacidad para bombear agua desde el suelo a esas alturas.

Hay un aspecto muy interesante y es que los árboles también sufren embolia. Tienen embolias, como si fuera un cuerpo humano, aunque son totalmente diferentes. En este caso, este transporte de agua de las raíces a las hojas a través de los vasos del xilema a veces se interrumpe. Esto se debe principalmente a la aparición de burbujas de aire. Estas burbujas impiden la fluidez, el agua no llega a determinados tejidos o determinadas partes del árbol y esas zonas se atrofian. A veces, esto puede resultar en la muerte de todo el árbol. Los accidentes cerebrovasculares ocurren muchas veces en relación con circunstancias adversas como el estrés por sequía.

Pilar Catalán Rodríguez Es doctora en botánica, profesora de la Universidad de Zaragoza.

Pregunta enviada por correo electrónico desde Lucio Fernandez

Coordinación y redacción: Victoria Toro

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