MECANISMO DE ABSORCION DE IONES Y AGUA EN LAS RAÍCES
En términos de gasto energético, el absorber moléculas de agua o iones que estén adheridos a las moléculas del suelo, implica un gasto elevadísimo, ya las plantas gastan mucha energía en construir los sistemas de raíces, adaptándose incluso a los cambios del suelo y construyendo nuevos sistemas radiculares en función de eso. No podemos decir que las raíces exploren buscando el agua y los nutrientes, sino que la presencia de éstos nutrientes, estimulan el crecimiento hacia ellos.
RUTAS DE ABSORCIÓN
Las moléculas de agua, se unen débilmente a las moléculas de arcilla del suelo, por lo que atraviesan fácilmente la epidermis de la raíz y entran al cilindro vascular (que representa la columna vascular del sistema. Allí encuentran la capa celular, que rodea a la columna que es la endodermis, la banda de Caspari, que son células con depósitos grasos, se encuentra embebida en la pared celular de la endodermis. En este caso el agua no puede atravesarla, sólo lo puede hacer por aquellas partes que no están embebidas en cera, ingresando así a las células, de ésta forma cruzan las regiones celulares sin cera hacia el lado opuesto. La única vía de ingreso del agua es por éste mecanismo. Las células endodérmicas tienen muchas proteínas inmersas en la membrana plasmática, estas proteínas permiten el cruce de algunos solutos y no de otros, por lo que estas proteínas actúan como puntos de control, donde se pueden ajustar los solutos y agua que ingresa.
ESTRUCTURAS DE ABSORCION ESPECIALIZADAS
PELOS ABSORBENTES: son delgadas extensiones de las células epidérmicas especializadas, que aumenta mucho la superficie de absorción.
NODULOS RADICALES: ciertas bacterias y hongos ayudan a muchas plantas a absorber nutrientes disueltos y obtienen algo a cambio. Este flujo bidireccional de beneficios, es un ejemplo de mutualismo. El nitrógeno atmosférico debe ser incorporado al protoplasma celular, para ello grupos enzimáticos contribuyen a la fijación del nitrógeno. Las bacterias fijadoras de nitrógeno son simbiontes de las raíces de algunos vegetales como las leguminosas.
MICORRIZAS: es una interacción simbiótica entre una raíz juvenil y un hongo. Las hifas del hongo forman una cubierta aterciopelada en torno a las raíces, o penetra en las células de la raíz. De éste modo, se aumenta la superficie de contacto para absorber iones minerales, y el hongo absorbe compuestos azucarados de las células de la raíz.
MECANISMO DE TRANSPORTE DE AGUA
Las plantas utilizan sólo una pequeña parte del agua que absorben para el crecimiento y el metabolismo. La mayor parte del agua, se pierde por medio de los estomas de las hojas.
La evaporación del agua desde los tallos y hojas es un fenómeno conocido como transpiración.
En la planta el agua se mueve por medio de un sistema vascular que es el xilema, sus células conductoras son las traqueidas y los elementos del vaso. Estas células mueren en su madurez, al impregnarse de lignina, sólo esta parte permanece, por lo que no pueden bombear agua en forma activa. Podemos justificar el transporte por medio de la teoría tensión – cohesión. El principio sugiere que las moléculas de agua son traccionadas en el interior del xilema hacia arriba, por el potencial desecante del aire, ya que provoca la transpiración y la evaporación del agua de todas las partes de la planta expuesta al aire, pero con mayor efecto en los estomas. La transpiración pone al agua encerrada en el xilema en un estado de tensión. Esta tensión es por puentes de hidrogeno entre las moléculas de agua, dentro del tubo genera la cohesión molecular.
Por último en tanto las moléculas de agua sigan escapando de la planta, la tensión que continua dentro del xilema, permite que las moléculas sean jaladas hacia arriba desde las raíces y por tanto remplazadas.
Los mecanismos que permiten la conservación del agua en tallos y hojas son variados:
- Presencia de una cutícula impermeable, a veces reforzada por la presencia de ceras en la cubierta.
- Presencia de estomas que pueden regular su apertura o cierre, en función del estado fisiológico.
MECANISMO DE TRANSPORTE DE PRODUCTOS ORGANICOS EN LAS PLANTAS
Mientras que el xilema distribuye agua y minerales por la planta, el floema se encarga de la distribución de los productos orgánicos de la fotosíntesis. El floema consta de muchos tubos fibras y hebras de células conductoras. El floema cuenta con tubos cribosos, por los cuales los productos orgánicos fluyen con facilidad. Estos tubos cuentan con células vivas que son llamadas elementos del vaso. Las células se disponen una al lado de la otra y los puntos de contacto entre una y otra es una placa perforada llamada placa cribosa.
Las células de la hoja utilizan los productos elaborados para su propia energía, el resto de los productos viaja por la planta, sin embargo el almidón es una molécula muy grande para ser transportada y es insoluble en agua, en el caso de las proteínas o las grasas también son demasiado grandes para transportarse; el mecanismo es que las celular conviertan a esas macromoléculas en monómeros fácilmente transportables, por ejemplo cuando un monómero de glucosa se combina con la fructosa, pasa a ser sacarosa que es fácil de transportan ya que es soluble en el agua. Diversos trabajos han demostrado que es la sacarosa, el glúcido que se transporta por los vasos.
TRASLOCACIÓN: así designamos el transporte de sacarosa y demás compuestos orgánicos por el floema de una planta vascular. La presión elevada mantiene este proceso. El floema trasloca los productos orgánicos a favor de gradientes decrecientes de presión y concentración de solutos. La fuente de presión es cualquier parte de la planta donde los productos estén entrando a los vasos cribosos, y el flujo termina en un vertedero, que es cualquier parte de la planta donde los productos se estén descargando, así las flores y frutos son vertederos mientras estén en desarrollo.
Según la teoría del flujo por presión, la presión interna aumenta en el extremo de la fuente del tubo criboso y empuja la solución rica en solutos hacia cualquier vertedero, donde los solutos están siendo tomados
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