Plantas acuáticas
Imagínese un área en la que ha estado con muchas plantas. Lo más probable es que se esté imaginando un bosque o una pradera. Sin embargo, muchos lagos, ríos y arroyos contienen la misma cantidad de plantas debajo de la superficie. Las plantas que crecen dentro o debajo del agua se denominan plantas acuáticas . Flotando suavemente en la corriente, o ancladas al fondo, las plantas acuáticas cumplen una función importante para todos los seres vivos: proporcionar alimento y oxígeno a los ecosistemas acuáticos. Aunque flotar en un cuerpo de agua nos parezca fácil, es una vida difícil para una planta. Las plantas necesitan adaptaciones especiales para intercambiar gases, reproducirse y mantener un equilibrio de sal y agua. Hoy, veremos las estructuras y los cambios bioquímicos que las plantas acuáticas han evolucionado para ayudarlas a sobrevivir en su estilo de vida sumergido.
El intercambio de gases
Todos los seres vivos necesitan intercambiar gases con su entorno. Como seres humanos, inhalamos y exhalamos para hacer esto. Las plantas permiten que los gases, como el oxígeno y el dióxido de carbono, se difundan directamente de sus hojas. Sin embargo, esto se vuelve más complicado bajo el agua. Veamos cómo las plantas manejan esta tarea. Al igual que los humanos, las plantas necesitan oxígeno para producir energía. Las plantas terrestres están rodeadas de oxígeno en la atmósfera. Las plantas acuáticas, sin embargo, no lo son. Los niveles de oxígeno son naturalmente más bajos en el agua y, aunque las plantas producen su propio oxígeno a través de la fotosíntesis, las aguas turbias, la turbidez y los días nublados pueden reducir la actividad fotosintética. Las plantas acuáticas han desarrollado algunas estrategias para solucionar este problema. Primero, muchas plantas acuáticas tienen tejido de aerénquima , una red esponjosa de células que crea espacios de aire en la planta. Los espacios de aire actúan como túneles, lo que permite a las plantas transportar oxígeno desde la superficie a otras partes de la planta. Por lo tanto, incluso si hay un bajo contenido de oxígeno bajo el agua, las plantas acuáticas pueden transportar oxígeno desde la atmósfera.
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El aerénquima también permite una mayor flotabilidad en el agua. La cantidad de gas en los tallos y hojas de una planta actúa como un dispositivo de flotación, dándoles estructura y soporte sin la corteza dura o la madera de las plantas terrestres. Para realizar la fotosíntesis, las plantas necesitan dióxido de carbono y luz solar. Las plantas terrestres obtienen dióxido de carbono del aire, pero en el agua, el dióxido de carbono se difunde 10,000 veces más lento, creando un desafío para las plantas acuáticas. Las plantas acuáticas completamente sumergidas han desarrollado una adaptación única para solucionar este problema utilizando bicarbonato en lugar de dióxido de carbono. El bicarbonato es una molécula común en el agua que se descompone para liberar dióxido de carbono mediante enzimas en la superficie o en el interior de las hojas de las plantas, lo que proporciona una fuente de dióxido de carbono cuando el gas en sí es escaso. Algunas plantas también reciclan el dióxido de carbono producido por la respiración celular en las raíces. El dióxido de carbono suele ser un producto de desecho para las células y los humanos lo exhalan, pero las plantas acuáticas pueden transportar el dióxido de carbono de regreso a las hojas fotosintéticas a través de su aerénquima para usarlo en la fotosíntesis.
Luz de sol
Además del dióxido de carbono, las plantas también necesitan luz solar para realizar la fotosíntesis. En la vida terrestre, la luz solar es abundante y, a menos que haya nubes, el aire rara vez bloquea la luz solar. Sin embargo, bajo el agua es una historia diferente. El agua ralentiza la velocidad de la luz y la bloquea para que no llegue a las plantas acuáticas. Cuanto más profundamente crecen las plantas, más problemático es recibir la luz del sol. Las plantas comienzan produciendo más de la molécula que captura la luz solar, la clorofila . La clorofila se concentra dentro de las células vegetales en los cloroplastos. Las plantas acuáticas se aseguran de que los cloroplastos cargados de clorofila estén cerca de la superficie de las hojas, donde puedan acceder fácilmente a la luz del sol. Las plantas terrestres tienen cloroplastos concentrados más profundamente en sus hojas. Con luz solar limitada, las plantas acuáticas deben aprovechar al máximo sus hojas. Muchas plantas acuáticas crecen hojas delgadas en forma de cinta para crear una alta proporción de área de superficie a volumen. Eso asegura que la mayor cantidad de células en las hojas puedan realizar la fotosíntesis.
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Balance de sal
Todo necesita el equilibrio adecuado de sal y agua. Si las plantas se sumergen en agua con concentraciones de sal demasiado altas, la sal puede ingresar a la planta y dañar las estructuras internas. Esto produce un problema para las plantas acuáticas marinas. Los océanos y los humedales pueden tener una salinidad extremadamente alta. ¿Cómo evitan estas plantas el daño interno de la sal? La respuesta es la osmorregulación o estrategias para mantener un equilibrio de sal y agua. Algunas plantas permiten que el agua salada entre en sus raíces, pero luego la bombean hacia afuera. Estas plantas se llaman secretadoras de sal, como los manglares Api-api. Algunas plantas filtran el agua antes de que entre. Estas plantas se llaman ultrafiltradores. En lugar de dejar entrar toda el agua salada, sus tejidos solo dejan entrar agua y ciertos iones, evitando una afluencia de sal que podría dañar la planta. Los manglares orientales de Australia, el sudeste de Asia y África utilizan esta estrategia.
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Reproducción
En la tierra, las aves, las abejas y las mariposas toman el polen, o el esperma de las plantas, de flor en flor, polinizándolos y permitiéndoles reproducirse. La reproducción sexual plantea un desafío en el agua, ya que no existen polinizadores que propaguen el polen. Afortunadamente, las plantas acuáticas son muy hábiles en la reproducción asexual , donde una planta puede simplemente dividirse en una nueva planta sin combinar esperma y óvulos. Por ejemplo, las plantas de elodea fragmentadas por la actividad humana no mueren, sino que se separan y crecen plantas completamente nuevas. Algunas plantas intentan usar la reproducción sexual donde las plantas masculinas liberan sus gametos en el agua, con la esperanza de que se hundan en una planta femenina receptiva.
Resumen de la lección
Revisemos.
- Las plantas acuáticas han desarrollado tejido aerénquima para transportar oxígeno desde la superficie a las raíces, reciclar el dióxido de carbono de la respiración celular para realizar la fotosíntesis y mantener la planta flotante en el agua.
- Las plantas acuáticas también utilizan bicarbonato , que es más abundante bajo el agua, como fuente de carbono.
- Aumentan la cantidad de clorofila , concentran los cloroplastos cerca de la superficie y tienen hojas en forma de cinta para aumentar la cantidad de luz solar recogida.
- Usando la osmorregulación como la ultrafiltración o la secreción de sal, las plantas que viven en alta salinidad regulan su equilibrio agua / sal.
- Muchas plantas acuáticas utilizan la reproducción asexual , ya que hay pocos polinizadores bajo el agua.
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