Transporte en Plantas – Sesión 2

Las plantas necesitan agua y nutrientes para crecer y prosperar. Estos recursos vitales están en el suelo que rodea sus raíces. Pero ¿cómo llegan estos nutrientes y agua a otras partes de las plantas? El movimiento del agua y los solutos a través de los tejidos vegetales se produce a través de dos vías principales. Estas son la vía del apoplasto y la vía del simplasto. Entendamos estos caminos.

La vía del apoplasto es un sistema complejo de espacios intercelulares, matriz extracelular y paredes celulares que permite el movimiento de agua, nutrientes y moléculas de señalización en toda la planta. La absorción de agua a través de las raíces es una de las funciones principales de la vía del apoplasto. El agua entra en los pelos radicales y se mueve a través de las paredes celulares de las células de la raíz. Luego pasa de una célula a otra a través de los espacios intercelulares. La vía del apoplasto no implica el cruce de ninguna membrana celular. Esto hace que sea una ruta más rápida para el transporte.

La vía simplasta implica el movimiento de sustancias a través de las células vivas de una planta. Se basa en hebras citoplasmáticas interconectadas llamadas simplasto. El simplasto es una red continua de citoplasma conectada a través de plasmodesmos. Los plasmodesmos son pequeños canales que conectan las células vegetales entre sí. Actúan como pequeños túneles que permiten que las sustancias se muevan entre las células. Estos canales se encuentran en las paredes celulares de las células vegetales.

La transpiración es un proceso natural en el que las plantas liberan vapor de agua al aire a través de pequeñas aberturas en sus hojas llamadas estomas. Estos estomas actúan como pequeños poros que permiten que los gases, incluido el vapor de agua, entren y salgan de la planta. Cuando las raíces de la planta absorben agua del suelo, ésta sube a través del tallo hasta llegar a las hojas de la planta. Una vez en las hojas de las plantas, las moléculas de agua se evaporan de la superficie de las células y escapan a través de los estomas. Esta liberación de vapor de agua ayuda a las plantas a mantenerse frescas, conservar su forma y transportar nutrientes a través de sus tejidos.

Durante la transpiración, la pérdida de agua de las hojas de las plantas crea un gradiente de presión negativo. Este gradiente de presión negativa también se conoce como tensión. Esta tensión atrae el agua hacia arriba desde las raíces hasta las hojas de la planta a través de los vasos del xilema. La columna continua de agua dentro del xilema ayuda a mantener este flujo. Este movimiento ascendente del agua se llama atracción transpiratoria. Permite el transporte de minerales y nutrientes esenciales desde las raíces al resto de las células de la planta. Además, a medida que el agua se evapora de las hojas de las plantas, ayuda a regular la temperatura de la planta haciéndola más fresca. Es similar a cómo el sudor enfría nuestros cuerpos.

La teoría de la tensión de cohesión explica el transporte de agua a través de los vasos del xilema. Se basa en las propiedades del agua y las fuerzas de cohesión entre las moléculas de agua. Según la teoría, las moléculas de agua son cohesivas. Cohesivo significa que tienden a permanecer unidos. Esta cohesión se debe a la formación de enlaces de hidrógeno entre las moléculas de agua. Esta fuerza cohesiva crea una columna continua de agua dentro de los vasos del xilema. Las moléculas de agua también se adhieren a las paredes del xilema a través de enlaces de hidrógeno. Este proceso se llama adhesión.

Sabemos que las plantas sufren pérdida de agua a través de la transpiración. La transpiración crea una presión o tensión negativa en el xilema. Esta tensión, combinada con las fuerzas cohesivas, atrae el agua hacia arriba desde las raíces hasta las hojas de las plantas. La teoría de la tensión de cohesión explica que cuando las moléculas de agua se evaporan de la superficie de las células de las hojas, se crea una atracción en la columna de agua en el xilema. Esta atracción se transmite a través de las fuerzas cohesivas desde las células de las hojas hacia abajo, en dirección a las células de la raíz. A medida que se pierden moléculas de agua de las hojas de las plantas, se extraen más moléculas de agua de las raíces para reemplazarlas.

En las plantas, la relación fuente-sumidero se refiere al movimiento de azúcares desde áreas de producción a áreas de utilización o almacenamiento. El azúcar se conoce como asimilado. La zona de producción de asimilado se llama fuente. La zona de utilización o almacenamiento del asimilado se denomina sumidero. La relación fuente-sumidero juega un papel vital en la distribución de nutrientes y energía en toda la planta.

Los tejidos fuente son regiones donde se producen azúcares a través de la fotosíntesis. Estos tejidos fuente tienen una alta concentración de azúcares. A través del proceso de fotosíntesis, las plantas convierten la luz solar, el dióxido de carbono y el agua en azúcares. Estos azúcares son principalmente glucosa. Estos azúcares luego se transportan desde los tejidos de origen a otras partes de la planta.

Los tejidos sumideros, por otro lado, son regiones donde los azúcares se consumen o almacenan activamente, como las flores, las frutas o las raíces en desarrollo. Estos tejidos del sumidero tienen una gran necesidad de energía y nutrientes para apoyar su crecimiento, desarrollo y procesos reproductivos.

El movimiento de azúcares desde la fuente hasta el sumidero ocurre a través de un proceso llamado translocación. El transporte de azúcares se realiza principalmente a través del floema. El floema es un tejido vascular especializado en las plantas. El floema está formado por tubos cribosos, células acompañantes y otras células de soporte.

El movimiento de azúcares en el floema se facilita mediante el mecanismo de flujo de presión. Los azúcares se producen en los tejidos originales, como las hojas maduras de las plantas, donde se produce la fotosíntesis. Dentro de los tejidos de origen, los azúcares se transportan activamente a las células compañeras. Las celdas acompañantes se ubican junto a los elementos del tubo tamiz. Este transporte activo de azúcares crea una alta concentración de azúcares en las células compañeras.

La alta concentración de azúcares en las células compañeras crea un gradiente osmótico. Sabemos que la ósmosis es el proceso por el cual las moléculas de agua se mueven desde un área de baja concentración de soluto a un área de alta concentración de soluto. En este caso, el agua se mueve desde las células adyacentes o el xilema hacia las células compañeras. La entrada de agua a las células compañeras aumenta su presión de turgencia. Esta mayor presión se transmite a los elementos del tubo tamiz. Esto se debe a que el citoplasma de las células compañeras está conectado a los tubos cribosos a través de plasmodesmos.

La alta presión de turgencia en los tubos cribosos en los tejidos de origen crea un gradiente de presión a lo largo del tubo del floema, desde la fuente hasta el sumidero. Este gradiente de presión impulsa el flujo de masa de azúcares y agua en el floema. Ahora sabemos que los tejidos fuente tienen alta presión y los tejidos receptores tienen baja presión. Los azúcares se mueven desde zonas de alta presión a zonas de menor presión.

En los tejidos del fregadero se descargan los azúcares del floema. Los azúcares se descargan primero en las células compañeras a través de ósmosis y difusión. Después de eso se mueve hacia las células del hundimiento. Los azúcares se utilizan luego para el crecimiento, el almacenamiento o la producción de energía.