Cómo los solutos y la presión afectan el potencial hídrico en las plantas

Potencial hídrico en plantas

Necesitas agua. Necesito agua. Todos necesitamos agua. El agua es importante. Construimos reservorios para recolectarlo, dispersarlo a través de complejas redes de riego en todo el país, e incluso utilizarlo para generar energía. Pero, incluso con todo esto, no somos los usuarios de agua más eficaces del planeta. Ese título es para las plantas, los árboles, las flores y los pastos que cubren este mundo.

Las plantas saben cómo utilizar el agua y hay algunos procesos increíblemente complejos que funcionan constantemente dentro de las células de las plantas. ¿Cómo llegan las secuoyas gigantes el agua hasta las ramas superiores? ¿Cómo sobreviven las plantas en el desierto? ¿Cómo se mantienen erguidas las flores delgadas? Una forma en que podemos ver esta pregunta es a través del factor del potencial hídrico , la cantidad potencial de energía contenida en el agua. Básicamente, las diferencias en el potencial hídrico en todo el agua contenida dentro de una planta ayudan a controlar el movimiento del agua a través de la planta. Es un sistema complejo que requiere la hidroingeniería más sofisticada. ¿Qué puedo decir? Las plantas conocen su agua.

Ecuación de potencial hídrico

Entonces, ¿cómo funciona exactamente el potencial hídrico? El agua de pozo, como la mayoría de las cosas, se mueve naturalmente a lo largo de un gradiente o de áreas de alta a baja concentración de energía. Eso significa que el agua siempre se moverá de áreas de alto potencial hídrico a áreas de bajo potencial hídrico, de mucha energía a poca energía, tratando de equilibrar la energía total dentro de un sistema de agua. Así es como las plantas se transportan del agua del suelo a sus raíces y a través de sus células. El transporte de agua a través de una membrana, como las membranas que rodean a las células, se denomina ósmosis.. Si el potencial hídrico total en una célula es menor que el potencial del agua en el suelo, esa agua se moverá naturalmente hacia la planta a través de la ósmosis, filtrándose a través de las membranas de las células de la raíz. Una vez que el agua está dentro de la planta, el control del potencial hídrico a través de varias hojas y ramas determina la distribución de esa agua.

El potencial hídrico total en un sistema es una combinación de una serie de factores, que podemos calcular mediante la ecuación del potencial hídrico . Se parece a esto:

potencial de agua = potencial capilar + potencial osmótico + presión + potencial gravitacional

Genial, ¿ahora qué significa esto?

Comencemos con el potencial capilar . Indica la cantidad de agua que se adhiere a la matriz de las células sólidas dentro de la planta. Siempre es un número negativo, cero, por lo que siempre elimina el potencial de un sistema. Luego está el potencial osmótico , el impacto de los solutos en la capacidad del agua para moverse por un sistema. Los solutos son cosas disueltas en el agua. Después de eso tenemos la presión , o la cantidad de fuerza generada por el agua. La presión del agua crea una fuerza hacia afuera, que es la forma en que las plantas mantienen su rigidez y forma. Finalmente, tenemos el potencial gravitacional o la fuerza de la gravedad sobre el agua de la planta. Esto también tiene un impacto negativo en el potencial, ya que las plantas deben superar esta gravedad para transportar agua por el tallo.

Impacto de los solutos

Ahora, al calcular el potencial hídrico, dos factores tienen el impacto más dramático. Primero son los solutos, los componentes disueltos del agua. El agua pura no tiene solutos, por lo que el potencial osmótico es cero, sin efectos negativos sobre el potencial hídrico total. Sin embargo, cuantos más solutos agregue, más cambia esto. Agregar solutos al agua disminuye el potencial total al disminuir el potencial osmótico. No importa qué tipo de soluto sea, esto siempre es cierto. Pero esto no siempre es malo. Las células están llenas de una mezcla líquida de sustancias llamada citoplasma. Hay muchos solutos en esta mezcla, desde varias moléculas y enzimas hasta nutrientes, por lo que el potencial osmótico es bajo y el potencial hídrico general es bajo. Dado que el potencial hídrico en la célula es menor que el potencial del agua dulce absorbida por la planta, esta agua dulce fluye continuamente hacia la célula, proporcionando la hidratación necesaria para que la célula sobreviva.

Impacto de la presión

El otro factor importante sobre el potencial hídrico es la presión , la fuerza hacia afuera sobre la pared celular . Si hay demasiada presión, la celda explota, pero si hay muy poca, colapsa. Por lo tanto, es importante mantener estable este número. La presión constante necesaria para mantener la forma y la fuerza de las células se denomina presión de turgencia.. Es básicamente esta presión lo que permite que las plantas se mantengan erguidas y rígidas. Esta es también otra forma en que las plantas utilizan los efectos naturales del potencial hídrico para mantenerse hidratadas. Verá, cuando el agua se pierde de las hojas a través de la evaporación, lo que siempre ocurre ya que las hojas deben mantener los poros abiertos para absorber oxígeno, la presión en esas células disminuye y el potencial hídrico general disminuye. Dado que el potencial hídrico es menor en las hojas que en las raíces, el agua se mueve a lo largo del gradiente en un intento de igualar todo el sistema, reponiendo el área con bajo potencial. Por lo tanto, la planta mantiene el agua fluyendo donde sea que necesite ir.

Resumen de la lección

Las plantas son maestras en el uso de las propiedades naturales del agua. Un lugar donde vemos esto es con el potencial hídrico , la cantidad potencial de energía contenida en el agua. Dado que el agua siempre se mueve a lo largo de un gradiente de alto potencial a bajo potencial, las plantas pueden crear áreas de bajo potencial hídrico para absorber y distribuir agua dulce. Podemos calcular el potencial hídrico total en un sistema con la ecuación del potencial hídrico , que es:

potencial de agua = potencial capilar + potencial osmótico + presión + potencial gravitacional

Los dos mayores impactos en esto son los solutos (componentes disueltos dentro del agua) y la presión (fuerza hacia afuera del agua). Cuando aumenta la cantidad de solutos, el potencial osmótico disminuye y el potencial hídrico total disminuye. Cuando aumenta la presión, aumenta el potencial hídrico. Ambos pueden usarse para disminuir el potencial hídrico en áreas específicas, forzando el movimiento de agua de alto potencial hacia varias células de las plantas. Las plantas son excelentes para mover el agua. Supongo que simplemente comprenden su potencial.

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Rodrigo Ricardo Editor y fundador