El transporte de savias
El Árbol del Tule, un ahuehuete de Santa María del Tule, en Oaxaca, mide cerca de 40 metros. Sube agua desde sus raíces hasta la copa sin ningún corazón que bombee. Lo consigue con física pura: la cohesión de las moléculas de agua y la evaporación en las hojas. El transporte de los azúcares, en cambio, sí gasta energía. Dos sistemas, dos estrategias.
Xilema y floema: dos savias, dos sentidos
Si pelas solo una fina tira de corteza de una rama, rezuma una sustancia densa y azucarada. En cambio, el líquido que sube por la madera es casi agua pura. ¿Por qué viajan dos fluidos tan distintos por vías separadas?
Los dos tejidos están formados por células distintas, y la diferencia tiene que ver con su función:
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Xilema: traqueidas y miembros de vasos. Son células muertas y huecas, con paredes engrosadas y sin membrana ni citoplasma, así que el agua pasa como por una tubería.
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Floema: tubos cribosos y células acompañantes. Los tubos cribosos están vivos (sin núcleo) y se comunican por placas cribosas. Las células acompañantes los mantienen y les ayudan a cargar azúcares.
En un esquema del tallo, la clave para distinguir los vasos es el sentido de las flechas. El vaso con flecha hacia arriba (de la raíz a las hojas) es el xilema; el que lleva flecha hacia abajo, o de la hoja hacia un órgano que consume, es el floema.
Diferencia la savia bruta y la savia elaborada: qué transporta cada una, por qué vaso circula y en qué sentido lo hace.
Diferencia la savia bruta y la savia elaborada: qué transporta cada una, por qué vaso circula y en qué sentido lo hace.
Indica qué elementos celulares forman el xilema (traqueidas y miembros de vasos) y el floema (tubos cribosos y células acompañantes), y una diferencia estructural entre…
Indica qué elementos celulares forman el xilema (traqueidas y miembros de vasos) y el floema (tubos cribosos y células acompañantes), y una diferencia estructural entre unos y otros relacionada con su función.
El esquema muestra los dos tejidos conductores del tallo de una planta vascular. a) Indica qué número corresponde al xilema y cuál al floema, justificándolo por el…
El esquema muestra los dos tejidos conductores del tallo de una planta vascular. a) Indica qué número corresponde al xilema y cuál al floema, justificándolo por el sentido de las flechas. b) Nombra la savia que transporta cada vaso y su composición. c) Explica qué fuerza impulsa el ascenso por el vaso 1.
El ascenso de la savia bruta: cohesión y tensión
¿Qué tira del agua hacia arriba en un árbol de 40 metros, si no hay bomba? La respuesta está en las hojas.
Piensa en un popote: al chupar arriba, el líquido sube porque está unido. Aquí el «chupón» lo da la evaporación en las hojas. Los pasos son:
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El agua se evapora en las hojas y sale por los estomas.
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Esa pérdida jala agua del xilema de la hoja: se crea una tensión.
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Por la cohesión (puentes de hidrógeno), las moléculas vecinas siguen a las que suben.
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Por la adhesión a las paredes del xilema, la columna no se despega ni cae.
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La tensión se transmite hasta la raíz, que absorbe más agua del suelo.
Explica la teoría de la cohesión-tensión del ascenso de la savia bruta: qué papel juegan la transpiración foliar, la cohesión entre moléculas de agua y la adhesión a las…
Explica la teoría de la cohesión-tensión del ascenso de la savia bruta: qué papel juegan la transpiración foliar, la cohesión entre moléculas de agua y la adhesión a las paredes del xilema, y por qué el agua puede subir decenas de metros sin una bomba.
La transpiración y el papel de los estomas
Si atas una bolsa de plástico transparente alrededor de una rama de limonero con hojas al sol, en menos de una hora sus paredes interiores se cubren de agua condensada. ¿De dónde sale esa agua y para qué le sirve a la planta perderla?
Esto explica lo que pasa en un día muy caluroso y seco, como en el norte del país en verano. Si la planta pierde demasiada agua, cierra los estomas para ahorrarla. Eso frena la transpiración, pero también impide la entrada de CO₂, y la fotosíntesis baja aunque haya mucha luz.
¿Por dónde entra el agua del suelo a la planta y por qué estructuras sale la mayor parte de ella a la atmósfera? Nombra el proceso de pérdida de agua y su importancia.
¿Por dónde entra el agua del suelo a la planta y por qué estructuras sale la mayor parte de ella a la atmósfera? Nombra el proceso de pérdida de agua y su importancia.
Durante una jornada de verano muy calurosa y seca (temperatura máxima de $38\ \text{°C}$ a las $14{:}00\ \text{h}$), se monitorizan los siguientes parámetros en una…
Durante una jornada de verano muy calurosa y seca (temperatura máxima de $38\ \text{°C}$ a las $14{:}00\ \text{h}$), se monitorizan los siguientes parámetros en una planta de cultivo bien iluminada:
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De $08{:}00$ a $11{:}00\ \text{h}$: la transpiración y la asimilación neta de $\text{CO}_2$ aumentan de forma paralela.
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De $12{:}00$ a $16{:}00\ \text{h}$: la transpiración cae drásticamente un $70\ \%$ y la asimilación neta se reduce casi a cero, a pesar de que la intensidad lumínica es máxima.
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A partir de las $17{:}30\ \text{h}$: se observa una ligera recuperación de ambos parámetros antes del anochecer.
- a) Interpreta los datos explicando qué cambio osmótico e iónico experimentan las células oclusivas a mediodía y qué señal hormonal desencadena dicho proceso.
- b) Justifica por qué el cierre estomático, aunque vital para evitar la desecación, colapsa la síntesis de glucosa a pesar de la radiación solar abundante, y predice qué le ocurrirá a la temperatura de las hojas durante esas horas centrales del día al interrumpirse la transpiración.
El transporte de la savia elaborada: hipótesis de Münch
En un mango, si se retira un anillo completo de corteza, la zona inmediatamente arriba del corte se abulta con azúcares y las raíces, abajo, acaban muriendo de hambre. ¿Cómo impulsa la planta sus nutrientes desde las hojas hasta órganos lejanos?
Qué pasa si se anilla una rama
El anillado quita el floema (que está en la corteza) pero deja el xilema (que está en la madera). Se usa en frutales como el mango para obtener frutos más grandes. Si se hace en una rama, los azúcares de sus hojas no pueden bajar: se acumulan y los frutos de esa rama, que son sumideros, reciben más. En el tronco principal el resultado es otro, y se explica en cadena:
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Los azúcares de toda la copa quedan atrapados arriba del anillo.
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La raíz, sin azúcares, no puede respirar ni crecer, y se muere de hambre.
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Sin raíz viva no hay absorción de agua ni de sales, y el xilema deja de reponerse.
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Las hojas se secan y el árbol muere. Que el xilema esté intacto no basta: sin raíz viva no hay qué subir.
Describe el mecanismo de presión de flujo (hipótesis de Münch) del transporte de savia elaborada por el floema, explicando qué ocurre en la «fuente» (hoja) y en el…
Describe el mecanismo de presión de flujo (hipótesis de Münch) del transporte de savia elaborada por el floema, explicando qué ocurre en la «fuente» (hoja) y en el «sumidero» (raíz, fruto) y por qué este transporte sí consume energía.
En horticultura se practica a veces el anillado (extracción de un anillo de corteza) en una rama concreta para obtener frutos más grandes, pero si se realiza en la base…
En horticultura se practica a veces el anillado (extracción de un anillo de corteza) en una rama concreta para obtener frutos más grandes, pero si se realiza en la base del tronco principal el árbol termina muriendo.
- a) Explica, según el modelo de flujo de presión (fuente-sumidero), por qué los frutos de la rama anillada aumentan de tamaño y contenido en azúcares.
- b) Un operario afirma: «El árbol anillado en el tronco no debería morir, ya que el xilema sigue intacto y las hojas pueden recibir agua y seguir realizando la fotosíntesis con normalidad». Rebate este argumento prediciendo la secuencia temporal de fallos fisiológicos en raíces y copa que conducen a la muerte del árbol.
Del tallo al ecosistema: energía y materia
Los azúcares que viajan por el floema son el punto de partida de todo lo demás: de ahí sale la energía de los herbívoros, los carnívoros y los descomponedores. Los ecosistemas se sostienen con una entrada continua de energía solar y un reciclaje constante de materia.
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La energía fluye en un solo sentido. El Sol aporta la energía; las plantas la capturan en la fotosíntesis. En cada nivel trófico solo pasa al siguiente una fracción pequeña, del orden de 10% (un valor típico, no una ley exacta). El resto se disipa como calor en la respiración celular o queda en materia no consumida. Por eso hay menos organismos en los niveles altos.
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La materia circula. Los átomos de carbono pasan del CO₂ de la atmósfera a los azúcares, por las redes tróficas, y regresan a la atmósfera por la respiración y la descomposición. Los descomponedores devuelven al suelo las sales minerales que la raíz volverá a absorber, y el ciclo se cierra.
Con esto se predicen las consecuencias de una alteración. Por ejemplo, si se talan los árboles (los productores) de una zona, baja la energía que entra al sistema y se reduce todo lo que depende de ella. Y si se quema mucha vegetación, se libera de golpe el carbono que estaba almacenado.
Imagina que se produce una microburbuja de aire en el xilema de un árbol en verano y, al mismo tiempo, un microémbolo gaseoso en una arteria de un mamífero. a) Explica…
Imagina que se produce una microburbuja de aire en el xilema de un árbol en verano y, al mismo tiempo, un microémbolo gaseoso en una arteria de un mamífero.
- a) Explica por qué el mecanismo biofísico de transporte de savia bruta (teoría de la cohesión-tensión) hace que el xilema sea vulnerable a la cavitación, y predice las consecuencias hidráulicas inmediatas de la rotura de la columna de agua en ese vaso.
- b) Compara ambos sistemas de transporte contrastando: el origen de la energía impulsora (solar/gradiente de potencial hídrico vs. metabólica/ATP del miocardio), la naturaleza de los conductos (células muertas lignificadas vs. endotelio vivo) y por qué una planta no podría mantener su balance energético si tuviera que bombear activamente la savia bruta mediante transporte celular activo.
Resumen
Vuelve al principio: el ahuehuete de 40 metros sube el agua porque sus hojas transpiran y la columna de agua, unida por cohesión, es jalada sin gastar energía. Sus azúcares, en cambio, se reparten con energía y presión por el floema.