La
respiración de los árboles
Los árboles captan
el agua y los nutrientes a través de las raíces
y tienen que transportarla en contra de la gravedad hasta la parte aérea. Esto,
se logra ya que disponen de mecanismos de capilaridad y de evapotranspiración,
pero hay otros factores que contribuyen al potencial hídrico. Las hojas tienen estomas, que son unas células
modificadas de la epidermis que se abren o se cierran dependiendo de la
concentración de gases que la planta necesite expulsar o captar de la atmósfera
en cada momento.
Durante el día, las plantas
desarrollan dos de sus funciones fisiológicas más importantes, la fotosíntesis y la
respiración. En la respiración, igual que los animales, las plantas captan
oxígeno y desprenden CO₂. Y en la fotosíntesis se lleva a cabo un intercambio gaseoso inverso:
se fija CO₂ y se desprende oxígeno. Como los intercambios de la fotosíntesis
predominan sobre los de la respiración, en conjunto desprenden más oxígeno y captan más CO₂ durante el día. A través de los estomas se produce
un intercambio continuo de gases: de día
tienen lugar los dos procesos, y de
noche la fotosíntesis se detiene y solo continúa la respiración.
Además de esos dos
gases, hay otro gas que es muy importante porque les permite a las plantas
llevar el agua desde las raíces hasta la parte aérea y es el vapor de agua. Mientras fijan
CO₂ y expulsan oxígeno a través de sus estomas abiertos, también expulsan agua
en forma de vapor y ese mecanismo se llama evapotranspiración.
Gracias a este mecanismo transpirador, que funciona como un émbolo, se genera
una tensión que tira del agua líquida hacia arriba y esta sube a través de unos
vasos conductores impermeabilizados llamados xilema desde las raíces hasta las hojas.
En esos vasos
conductores se produce un efecto de capilaridad que permite que el agua
ascienda. Se crea una fuerza llamada potencial
hídrico, resultado del equilibrio entre los potenciales de ósmosis, capilaridad, evapotransporación y
gravedad, que mide la capacidad que tiene esa planta para transportar el
agua con los nutrientes desde el suelo hasta las hojas. A la vez que ocurre
esto, las plantas poseen otros vasos conductores que se llaman floema que llevan a cabo el transporte
opuesto.
Como las hojas
están fotosintetizando durante el día, los compuestos asimilados son
trasformados en sacarosa, que es
transportada desde las hojas hasta las raíces. Este transporte además de ir a
favor del gradiente de gravedad, tiene lugar gracias a un efecto fuente-sumidero, ya que las
células de la raíz, no fotosinterizadoras, consumen la sacarosa que les
llega de la parte aérea para poder obtener los hidratos de carbono necesarios y
acumulan el exceso en forma de polisacáridos.
Los animales disponemos de un sistema de
venas, arterias y capilares para transportar oxígeno y nutrientes a través del cuerpo
mediante la sangre, sistema que funciona gracias al corazón que comprime la
sangre para impulsarla a través del sistema circulatorio. Las plantas tienen
necesidades parecidas de transporte de sustancias, pero no hay ningún órgano
que empuje mecánicamente líquido a través del tallo. Para el transporte de sus recursos, las plantas dependen de, el xilema y el floema. La palabra floema proviene del griego y significa “corteza”. Su
función es distribuir la savia elaborada,
que contiene los productos de la fotosíntesis (azúcares) a través de las
distintas estructuras de la planta. Las partes fundamentales del
floema son las células
cribosas y los tubos cribosos,
estos últimos se encuentran en angiospermas y están formados por series
longitudinales de células cribosas, y la unión que
existe entre ellas facilita el paso de savia elaborada. Los poros que existen
entre estas células son de mayor tamaño que los que se encuentran en
otras células vegetales.
El floema se
sitúa en la parte exterior del tronco de los árboles, por fuera del xilema,
bajo la corteza. El transporte de sustancias a
través del floema es lento, se estima que la sacarosa se
desplaza 2,5 centímetros por minuto a través de los vasos conductores. El punto
final del transporte de la savia elaborada son órganos especializados con
diversas funciones, como frutos o semillas,
y órganos de reserva como bulbos o tubérculos.
El
nombre xilema proviene de una palabra griega que significa “madera”
y es madera o leña, la parte del tronco de las plantas correspondiente al xilema. Su función es el transporte de
agua y nutrientes minerales desde el suelo hasta las hojas y a la mezcla de
sustancias transportada por el xilema se la denomina savia bruta. El xilema de las angiospermas (plantas con flores) está compuesto
por células tubulares lignificadas, que forman conductos denominados traqueidas. Estas células están unidas por una serie de
láminas perforadas. En los helechos y gimnospermas (plantas
sin flores) donde el xilema está formado por tráqueas, compuestas
por células muertas que conservan su estructura gracias a la acumulación de lignina, que es la molécula que otorga
dureza a la madera. El xilema
se encuentra en la parte central del tronco de los árboles. El agua se desplaza
a través del xilema mediante ósmosis y
succión. La ósmosis provoca
el desplazamiento de agua desde las raíces hasta las hojas, donde la
concentración de sustancias disueltas es mayor.
A medida que el
árbol va creciendo, las células de xilema
mueren y sus paredes celulares impermeabilizadas se convierten en vasos
conductores. Estos vasos se extienden verticalmente en la planta y están comunicados
lateralmente unos con otros a través de unas puenteaduras que son sectores
de la pared celular vegetal primaria no
desarrollados, a través de los cuales se comunican las células entre
sí. Para que exista comunicación deben coincidir las punteaduras con las de las
células adyacentes, formando un par de punteaduras.de la pared, y por esas
puenteaduras circula también 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 el agua y los nutrientes en contra
de la gravedad sin problemas.
En especies leñosas
muy grandes, cualquiera de esos enormes árboles que conocemos, se alcanza un
límite al crecimiento. Llega un momento en el que el árbol ya no puede crecer
más, no porque no tenga nutrientes sino porque físicamente la diferencia de
potencial hídrico no es suficiente para bombear esa agua más arriba. Los
árboles más altos conocidos alcanzan poco más de 110 metros, que parece ser el
límite de su capacidad de bombeo del agua del suelo hasta esas alturas.
El agua viaja desde las zonas con mayor potencial hídrico hacia
las zonas con menores potenciales. Una planta en un suelo óptimo (potencial
hídrico cercano) absorbe agua por las raíces, esta viaja por el xilema (savia bruta) hasta
llegar a las hojas, donde se evapora y pasa a la atmósfera, la cual tiene un
potencial hídrico realmente bajo (del orden de decenas negativas). Este proceso
se llama transpiración. Así la mayoría del agua absorbida por la planta es
evaporada en las hojas
El embolismo aéreo es un fenómeno conocido en los humanos y
se caracteriza por la presencia de gas en el torrente circulatorio. Puede
producirse por la práctica del buceo y como complicación de distintos
procedimientos diagnósticos y/o terapeúticos. En algunos casos tiene graves
complicaciones médicas, incluida la muerte. Es interesante lo que nos informa
una doctora botánica que es catedrática de la Universidad de Zaragoza: los
árboles también pueden sufren de embolismos. Tienen embolias, como si fuera un
cuerpo humano, aunque son totalmente distintas no informará la Dra Pilar
Catalán Rodriguez.
En este caso, ese
transporte del agua desde las raíces hasta las hojas a través de los vasos de
xilema a veces se interrumpe, lo que se debe fundamentalmente a la aparición de
burbujas de aire. Todos conocemos lo que significa aire en el torrente
circulatorio de un ser humano; se denomina “embolia
gaseosa” y se produce cuando hay burbujas de aire en las arterias. Este
fenómeno se produce en los submarinistas, al ascender rápidamente a la
superficie, o en los buzos, y puede ser causa de muerte. Esas burbujas en la
circulación de las plantas evitan la fluidez, el agua no llega a determinados
tejidos o a determinadas partes del árbol y esas zonas quedan atrofiados. A
veces esto puede producir la muerte de todo el árbol. Las embolias se producen
muchas veces relacionadas con circunstancias adversas como por ejemplo el
estrés por sequía.
Maracaibo, domingo 1 de mayo del año 2022
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