Presión de la raíz: definición y teoría

Presión de la raíz: definición

Mira fuera de tu ventana. ¡Toda esa vida vegetal, incluso los árboles más altos, tiene propiedades que desafían la gravedad que permiten que los nutrientes sean ‘succionados’ desde las profundidades más profundas del suelo y trasladados a las ramas más altas! Esta lección analiza cómo las plantas tienen la asombrosa capacidad de transportar agua y nutrientes hacia arriba mediante una compleja variedad de procesos biológicos.

Las plantas son organismos complicados y uno de los muchos procesos intrigantes de una planta es la presión de las raíces . La presión de la raíz es básicamente la idea de que las raíces de una planta pueden mantener una presión mayor o menor en función de su entorno. Hace esto para promover o desalentar la absorción de nutrientes. En otras palabras, el sistema de raíces de una planta puede alterar su presión para: a) ayudar a que el agua y / o los nutrientes aumenten en toda la planta, ob) empujar el agua y / o los nutrientes fuera de la planta. Los biólogos suelen preocuparse por lo primero y por cómo afecta el aumento de agua y nutrientes en una planta.

Conceptos básicos

Para comprender la presión de la raíz, debemos echar un vistazo a los conceptos clave en biología. Comenzaremos con la ósmosis , que es el movimiento pasivo del agua a través de una membrana debido a una diferencia de concentración. La ósmosis es clave para la presión de las raíces porque cuando la concentración de agua fuera del sistema de raíces de una planta es mayor que dentro del sistema de raíces, se mueve a través de las membranas de las raíces y hacia el sistema de transporte de agua y nutrientes de la planta.

Aquí hay un ejemplo que podría ayudarlo a formar una imagen mejor. Imagínese una autopista de cinco carriles abierta de par en par. Cuando hay tráfico en la autopista, a menudo verá parpadear los semáforos de la rampa. Si no hay semáforos parpadeando, todos los automóviles que se acercan a la autopista pueden ingresar rápida y fácilmente. Cuando el tráfico en las rampas de entrada, las calles laterales y la autopista alcanza un volumen de tráfico similar, se encienden los semáforos de la rampa de entrada. Estas luces luego comienzan a medir el tráfico que ingresa a la autopista.

Ahora imagina la rampa de entrada, junto con las calles laterales que conducen a ella, llenas de autos. En nuestro ejemplo, la autopista abierta representa el sistema de transporte de agua de raíz, mientras que la rampa de entrada y las calles laterales representan la humedad del suelo. Los semáforos representan la membrana de la raíz. Cuando hay más humedad del suelo (la rampa y las calles laterales llenas de automóviles) que en el sistema de raíces (la autopista), la membrana (los semáforos) comienza a medir o permitir que el agua ingrese a las células de la raíz. Esto es ósmosis en acción, y ahí es donde realmente comienza la presión de la raíz.

Hablando del sistema de transporte de la planta, debemos echar un vistazo rápido al xilema y al floema . Puede pensar en estos dos como el sistema circulatorio de las plantas, y cada uno tiene una función especializada. El xilema se ocupa del transporte de agua (necesaria para la fotosíntesis, entre otras cosas) y el floema se ocupa del transporte de nutrientes como azúcares y otros compuestos orgánicos. Al observar la presión de la raíz, lo que más nos preocupa es el xilema.

El último concepto que debemos entender antes de ver la presión de la raíz en acción es la atracción transpiracional . El consenso general entre los biólogos es que la atracción transpiratoria es el proceso más responsable de transportar agua por los vasos del xilema de una planta. La idea es que la transpiración , la evaporación del agua de las células superficiales de las hojas, provoca un diferencial de presión que favorece el movimiento ascendente del agua a través del xilema de una planta. O, en términos más simples, tanta agua se evapora a través de las hojas de las plantas que provoca una acción de ‘succión’ de agua a través de la planta. Se cree que la atracción transpiracional causa la mayor parte del movimiento ascendente del agua en las plantas, y los hipotetizadores afirman que la presión de la raíz ayuda.

Presión de la raíz en acción

A medida que el agua ingresa a las raíces a través de la ósmosis, las células del xilema se llenan y se hinchan, ejerciendo presión sobre las células externas más rígidas de la raíz. Esta presión, especialmente cuando los niveles son bajos fuera de la planta, hace que el agua suba por la planta, a pesar de la fuerza de la gravedad. Pero puede preguntarse, si la presión es baja fuera de la planta, ¿por qué el agua no fluye hacia las raíces con la fuerza de la gravedad? Bueno, el proceso se vuelve más complejo a medida que observa el papel de otros nutrientes e iones. Por ahora, basta con decir que la carga eléctrica de esas células radiculares externas crea una especie de «camino de un solo sentido» que no permite que el agua regrese y salga de las raíces. Después de todo, permitir que el agua drene libremente de las plantas y vuelva al suelo sería terriblemente contraproducente para el crecimiento de las plantas.

Al final, esperaríamos ver que la presión de la raíz proporcione un ‘impulso’ a la tracción transpiratoria, transportando la savia del xilema a través de la planta. Es más probable que la presión de la raíz como fuerza afecte el transporte de agua y nutrientes cuando la tasa de transpiración es baja, lo que hace necesario ese impulso adicional, o cuando el nivel de agua en el suelo es muy alto, lo que fomenta la ósmosis a través de las membranas de las células de la raíz.

Teoría y controversia de la presión de la raíz

En un nivel básico, la presión de la raíz a menudo se considera una hipótesis o una teoría científica. Creemos que el concepto de presión de la raíz cumple con nuestras expectativas científicas porque sabemos cómo funcionan los diferenciales de presión y sabemos cómo se comporta el agua al cruzar las membranas. Con estos dos principios físicos básicos, tanto los biólogos como los botánicos han teorizado que existe presión de raíz. El problema con esta hipótesis es realizar una prueba controlada y repetible para ver si la presión de la raíz resiste los pasos del método científico para ser aceptada por la comunidad científica.

Una cosa es cierta en todos los ámbitos, la presión de la raíz por sí sola no puede ser la única fuerza ascendente que actúa sobre el agua y los nutrientes de las plantas. No hay forma de que esta cantidad relativamente pequeña de presión pueda transportar agua a cientos de pies sobre el suelo, incluso con la ayuda de la adherencia y la tensión superficial (propiedades del agua). La cantidad de presión para hacer esto fácilmente haría estallar las células del xilema. Por lo tanto, si desea estar seguro al responder la pregunta sobre el movimiento ascendente del agua y los nutrientes en las plantas, sería más seguro atribuir este fenómeno a la atracción transpiratoria. Sin embargo, la presión de las raíces es una fuerza que probablemente contribuya al movimiento de agua y nutrientes.

Resumen de la lección

Como ha visto, la presión de las raíces es técnicamente una fuerza teórica que creemos ayuda en el transporte de agua y nutrientes en las plantas. La mayor parte del movimiento ascendente del agua en las plantas se puede atribuir a la atracción transpiratoria , aunque ambos requieren ósmosis en las células del xilema . La carga eléctrica de ciertas células en las raíces provoca un camino unidireccional que solo permite que el agua se mueva hacia arriba. Todavía hay trabajo por hacer en la comunidad científica para resolver la cuestión de cómo se mueven los nutrientes contra la gravedad en las plantas, pero la presión de las raíces puede ayudarnos a comprender los procesos y las fuerzas involucradas.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador