Transpiración: Laboratorio de biología

¿Qué es la transpiración?

Los seres humanos sudan mucho. Ya sea que subamos las escaleras, estemos atrapados en un ascensor abarrotado o simplemente tengamos demasiadas capas de ropa puesta, liberamos agua en un esfuerzo por mantener la temperatura corporal relativamente constante. Este conjunto relativamente estable de condiciones internas se llama homeostasis . Las plantas también liberan agua como parte de su necesidad de mantener la homeostasis. Sin embargo, en lugar de transpiración, se llama transpiración , técnicamente definida como la pérdida de agua de una planta a su entorno a través de la evaporación.

Comencemos por revisar algunos términos cruciales para comprender las propiedades del agua. Primero, recuerde que el agua se mueve de un área de alta concentración a un área de baja concentración a través de la ósmosis . Las moléculas de agua también exhiben las propiedades de cohesión , en las que las moléculas de agua se adhieren entre sí, y de adhesión , en las que las moléculas de agua se adhieren a las superficies. Una forma de recordar la diferencia entre estos dos términos es pensar que en la adhesión se ‘agrega’ una superficie, mientras que la cohesión funciona cuando las moléculas de agua ‘cooperan’ entre sí. Juntas, la cohesión y la adhesión provocan la acción capilar , el movimiento de un líquido debido a las fuerzas entre las moléculas de ese líquido. Acción capilar y tensión superficial, la presión sobre la superficie de un líquido debido a fuerzas intermoleculares, permite que el agua suba por un tubo estrecho, como el xilema de las plantas, contra la fuerza de la gravedad.

Pero, ¿cómo funciona realmente este proceso? Primero, piense en ‘ TACT ‘: transpiración, adhesión, cohesión y tensión. Todas estas cosas se combinan para sacar agua desde la raíz hasta el brote. ¿Cómo? Bueno, primero, recuerde que el intercambio de gases tiene lugar principalmente en las aberturas de las hojas llamadas estomas. Aunque las células de protección que rodean estos estomas tienen cierto control sobre la cantidad de agua que puede escapar a través de los estomas, una cantidad significativa de agua ingresa a la atmósfera por evaporación. Esta es la definición técnica de transpiración y la primera ‘T’ en ‘TACT’.

Mientras esto sucede, el agua que ya está en las hojas se apresura a llenar el espacio dejado por las moléculas de agua que se evaporan, que se adhieren entre sí y a las superficies internas de los vasos en las hojas y el tallo. Estos son la ‘A’ y la ‘C’ de ‘TACT’. Estas moléculas de agua en movimiento, a su vez, extraen el agua del xilema. La tensión, la ‘T’ final, entre las moléculas de agua empuja el agua hacia el xilema desde las raíces. No es diferente a tirar de una fila de personas tomadas de la mano.

¿Qué afecta la transpiración?

¿Cuáles son algunas de las variables que cree que pueden afectar la transpiración? Empecemos por arriba. Si haces un agujero en un balde de agua, saldrá del balde muy lentamente. Si haces 20 agujeros, por otro lado, vaciará el balde con bastante rapidez. Asimismo, es razonable esperar que la cantidad de estomas por hoja tenga un efecto en la tasa de transpiración. Crear portaobjetos de microscopio utilizando cuadrados de tejido dérmico de igual tamaño de la epidermis superior e inferior, contar el número de estomas que aparecen y estimar el número de estomas por planta por unidad de superficie le dará una estimación de la capacidad de esa planta para completar la transpiración. .

Una forma mejor y cuantitativa de medir la tasa de transpiración es crear un potómetro , una configuración diseñada para medir la tasa de transpiración. La pérdida de agua se mide con una pipeta y la tasa de transpiración se determina dividiendo la pérdida de agua medida por un período de tiempo específico. Luego, puede someter las plantas de igual superficie foliar a más de un potómetro con diferentes condiciones ambientales para ver qué variables afectan la tasa de transpiración.

¿Cuáles son algunas de estas variables? Consideremos cuatro configuraciones:

Piense en lo que predeciría para cada una de estas condiciones, considerando lo que está sucediendo en las hojas. ¿Cómo se compararía cada una de estas condiciones con la condición de control? Estos gráficos muestran algunos datos que podría obtener de un experimento de este tipo:

Datos del experimento

¿Qué relación ve entre la tasa de transpiración y la capacidad del agua para salir de los estomas? La mayor tasa de transpiración ocurrió en la condición tres porque la luz hace dos cosas: hace que las moléculas de agua se muevan más rápidamente y, por lo tanto, se evaporen más rápidamente debido a un aumento de temperatura, y también aumenta la tasa de fotosíntesis, que, como recordarás , requiere agua. El aumento del viento (a través del ventilador) aleja el agua de las hojas de la planta rápidamente, nuevamente, permitiendo que salga más agua de los estomas. Finalmente, el aumento de la humedad disminuye la tasa de transpiración porque un aumento en la concentración de agua alrededor de las hojas provoca una caída en la evaporación a través de los estomas.

Resumen de la lección

Concluyamos resumiendo este ejercicio de laboratorio. La transpiración se define como la pérdida de agua de una planta a su entorno a través de la evaporación. La transpiración es solo la primera ‘T’ en ‘ TACT ‘, en los mecanismos necesarios para mover el agua a través de las plantas. La adhesión , la propiedad de las moléculas de agua que hace que se adhieran a las superficies, como el interior del xilema, y ​​la cohesión , la ‘unión’ de las moléculas de agua por enlaces de hidrógeno son la ‘A’ y la ‘C’. La tensión , la presión sobre la superficie de un líquido debido a las fuerzas intermoleculares, es la ‘T’ final que ayuda a que el agua se mueva a través del xilema desde las raíces hasta los brotes, de donde sale por evaporación a través de los estomas de las hojas.

Se puede realizar un experimento simple para determinar la tasa de respiración en una planta usando un potómetro . Si conoce el área de superficie aproximada de las hojas en centímetros cuadrados y usa el potómetro para medir la cantidad de agua perdida en el aire durante un período de tiempo específico, puede calcular la tasa de transpiración en unidades de volumen, como mililitros por tiempo (horas o minutos). Las condiciones que aumentan la tasa de transpiración son las que favorecen la pérdida de agua de las hojas, como temperaturas más altas, más luz y más viento. Una condición que disminuye la tasa de transpiración es la alta humedad, porque disminuye la evaporación del agua de los estomas.

Los resultados del aprendizaje

La información de esta lección puede prepararlo para:

• Discutir la transpiración, la adhesión, la cohesión y la tensión en relación con la transpiración.
• Identificar variables que afectan la frecuencia respiratoria.
• Especificar las condiciones que aumentan o disminuyen la tasa de respiración en una planta.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador