EL AGUA EN LAS PLANTAS

2. 1 FUNCIONES DEL AGUA EN LA PLANTA

La importancia del agua en muchas actividades fisiológicas puede resumirse en cuatro

funciones principales.

1. CONSTITUYENTE.

El agua es importante cuantitativamente ella constituye el 80-90 % del peso fresco de

muchas plantas herbáceas y más del 50% del peso fresco de las plantas leñosas. El agua

es parte importante del protoplasma, como también de las proteínas y moléculas de

lípidos; una reducción en el contenido de agua en estos componentes de la célula, por

debajo de un nivel crítico causa cambios en la estructura celular y finalmente la muerte.

Unas pocas plantas y órganos de plantas pueden ser deshidratadas en condiciones de

temperatura ambiental o aún en estufa, como es el caso de algunas semillas, sin perder

su viabilidad, pero tienen una marcada reducción en su actividad fisiológica, siempre

acompañada por una disminución en el contenido en los tejidos.

2. SOLVENTE

El agua es un solvente en el cual gases, minerales y otros solutos entran a la s células de

las plantas y se mueven de célula a célula y de órgano a órgano. La relativa alta

permeabilidad de la pared celular y las membranas del protoplasma permiten la

formación de una fase líquida, que se extiende a través de la planta, sirviendo de medio

para que ocurra la translocación de los elementos disueltos.

3. REACTANTE

El agua es un reactante o sustrato para muchos procesos importantes, como la

fotosíntesis y otros hídricos como la hidrólisis del almidón a azúcar en la germinación

de semillas

4. MANTENIMIENTO DE LA TURGENCIA

La turgencia es esencial para el crecimiento y alargamiento de la célula, para el

crecimiento y mantenimiento de la forma en las plantas herbáceas. La turgencia también

es importante para la apertura de los estomas, el, movimiento de las hojas, de los pétalos

y otras estructuras especializadas. La incapacidad para mantener la turgencia resulta en

una inmediata reducción en el crecimiento.

2. 1. 1 PROPIEDADES DEL AGUA

La importancia del agua en los organismos vivos resulta de sus exclusivas propiedades

físicas y químicas. Una sustancia con el peso molecular del agua debería existir a

temperatura de salón en forma de gas y tener un punto de congelación a -100°C. Sin

embargo el agua a temperatura de salón es líquida y su punto de congelación es O °C.

Tiene el más alto calor específico de cualquier sustancia conocida, excepto el amonio

líquido, el cua l es un 13% más alto. (La cantidad de energía necesaria para elevar en

1°C la temperatura de una sustancia equivalente a 1 gramo es su calor específico). Para

el agua es casi 1 caloría, equivalente a 4. 184 joules. El alto calor específico del agua

sirve para estabilizar la temperatura, esto se aprecia en la temperatura relativamente

uniforme de islas y tierras cercanas a grandes cuerpos de agua. Esto es importante para

las plantas.

El calor latente de vapor es el más alto conocido, 540 cal /g a 100°C. el calor de fusión,

80 cal/g, es también inusualmente alto. Debido a esto, la evaporación del agua tiene un

pronunciado efecto refrigerante y la condensación un efecto calentador. También tiene

un alto calor de fusión, para fundir un gramo de hielo a 0°C, deben aplicarse 335 j (80

cal/g).

El agua es extremadamente buen conductor de calor comparado con otros líquidos y

sólidos no metálicos, aunque es pobre comparado con los metales.

El agua es transparente a la radiación visible (390-760 nm). Esto le permite a la luz

penetrar cuerpos de agua y hace posible que las algas hagan fotosíntesis y crezcan a

profundidades considerables.

El agua tiene una más alta tensión superficial que otros líquidos, debido a las altas

fuerzas cohesivas entre las moléculas. (Cohesión, es la atracción entre moléculas

semejantes - Adhesión, atracción entre moléculas distintas). Esto hace que pueda

soportar hasta 1000 atmósferas de tensión, sin que las moléculas se rompan. Propiedad

que sirve para respaldar la teoría de la cohesión que explica el ascenso del agua en los

árboles de gran altura.

El agua también es de alta densidad y es destacable que su máxima densidad es a 4°C en

vez de ser a 0°C. Pero es más sobresaliente el hecho de que el agua se expanda al

congelarse, de manera que el hielo tiene un volumen 9% mayor que la forma líquida de

donde se formó. Las moléculas se empacan mejor sólidas. Esto explica por que el hielo

flota y las latas de cerveza estallan cuando se dejan en el congelador.

El agua tiene una de las constantes dieléctricas más altas que se conocen (78.54). Una

sustancia no polar tiene una constante dieléctrica de 1.84. Este parámetro es una medida

de la capacidad de neutralizar la atracción entre cargas eléctricas. Debido a esto el agua

se comporta como casi un solvente universal, especialmente para electrolitos y

moléculas polares, como los azucares. La porción (+) de la molécula es atraída hacia la

superficie (-) y viceversa, lo cual resulta en que cada ión es rodeado por un escudo de

moléculas de agua, que mantienen los iones de carga opuesta separados.

También es un buen solvente para muchos no electrolitos, por que puede formar

uniones de H con el N en grupos amino y O en grupos de carbono. Esto le permite ser

absorbida o unida fuertemente a la superficie de las micelas de arcilla, celulosa,

proteínas y muchas otras sustancias. Esta característica es de mucha importancia para la

relación entre agua suelo y planta.

Posee además un coeficiente de viscosidad (resistencia a fluir) muy bajo, a 20°C es de

1.002 centipoises, mientras que a 19°C en el aceite industrial es de 120 centipoises. La

viscosidad del agua decrece de manera notable al aumentar la temperatura, pero esto no

tiene mucha importancia en la fisiología de la planta.

2. 1. 3 El potencial hídrico hace referencia a la energía potencial del agua, o sea, la energía libre que poseen las moléculas de agua para realizar trabajo. Cuantifica la tendencia del agua de fluir desde un área hacia otra debido a ósmosis, gravedad, presión mecánica, o efectos mátricos como la tensión superficial. Es un concepto generalmente utilizado en fisiología vegetal que permite explicar la circulación del agua en las plantas; como así también en los animales y el suelo. Se representa comúnmente con la letra griega (Psi).

El potencial hídrico está constituido por varios potenciales que influyen sobre el movimiento del agua, que pueden actuar en las mismas o diferentes direcciones. Dentro de complejos sistemas biológicos, éstos factores de potencial juegan un rol de importancia. Por ejemplo, la adición de solutos al agua disminuye su potencial hídrico, haciéndolo más negativo, como también un incremento en la presión aumenta su potencial, haciéndolo más positivo. Si es posible, el agua fluirá desde un área de alto potencial hídrico hacia un lugar con potencial menor. Un ejemplo muy común es el agua que contiene sal disuelta, como el agua de mar o la solución dentro de células vivas. Estas soluciones generalmente tienen potenciales hídricos negativos, en relación al agua pura de referencia (con potencial igual a cero). Si no hay ninguna restricción en el movimiento, las moléculas de agua fluirán desde el agua pura hacia el menor potencial hídrico de la solución. Este flujo continúa hasta que la diferencia en el potencial soluto se equilibre con otra fuerza, como puede ser, el potencial presión.

Métodos de medición del potencial hídrico

• Se puede realizar mediante métodos volumétricos o gravimétricos: normalmente con tiras finas de papa, se observa el cambio en su peso o volumen.

• Método de Chardakov: se basa en el cambio de densidad de una solución a la cual se expone el tejido vegetal en estudio. (¿aumenta o disminuye la densidad de la solución problema donde sumergimos el tejido vegetal?)

• Método de medición mediante bomba de Scholander.

2.1. 4

2. 2 Transpiración

La diferencia en concentraciones entre la savia de las células de las raíces de una planta y el agua del suelo, causan una presión que se denomina “osmótica”. Esta presión hace que el agua del suelo se mueva a través de las membranas semipermeables de las raíces, hasta llegar a las células (nutrientes).

Una salinidad alta en el disolvente del agua del suelo y/o una alta tensión debido a la humedad del suelo pueden reducir o prevenir la transferencia osmótica.

Al paso recíproco de líquidos de distinta densidad, a través de una membrana semipermeable que los separa se denomina “ósmosis”.

Una vez dentro de las raíces, el agua es transferida por toda la planta. En las hojas, el aire entra a su epidermis a través de ciertas aberturas llamadas estomas, los cloroplastos dentro de la hoja usan el bióxido de carbono del aire y una parte del agua disponible para generar los carbohidratos

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