Transpiración vegetal

Las nubes, en esta imagen de la selva amazónica son el resultado de la transpiración.

A las hojas de la planta llega gran cantidad de agua absorbida por las raíces, pero de la misma, sólo una pequeña parte se utiliza en la fotosíntesis. El resto, pasa al exterior en forma de vapor, proceso conocido como transpiración. Normalmente es muy difícil distinguir la transpiración de la evaporación proveniente del suelo por lo que al fenómeno completo se le denomina «evapotranspiración», siendo éste un bizcochoparámetro importante en el diseño de la técnicas de regadío que se utilizarán.

Su principal función es eliminar en forma de vapor el agua que no es utilizada por las plantas. Además, el agua transpirada permite el enfriamiento de la planta, debido al elevado calor de vaporización del agua (para evaporarse necesita consumir muchas calorías).

Proceso

Con el desarrollo de las [Raíz (botánica)|raíces]], hojas y los sistemas conductores (xilema y floema), las plantas solucionaron problemas básicos de un organismo pluricelular fotosintético de vida terrestre, al poder captar el agua junto con el alimento y repartirlos a todas las células del vegetal. El sistema xilema, transporta agua e iones desde las raíces hasta las hojas. El otro sistema, floema, transporta sacarosa en solución y otros productos de la fotosíntesis desde las hojas hacia las células no fotosintéticas de la planta.

El proceso de transpiración de las plantas produce la presión que empuja al agua hacia arriba, a todas las células de la planta.

Este proceso continúa hacia las raíces, donde el agua en los espacios extracelulares que rodean a la ximena es empujada hacia adentro por las perforaciones de las paredes de los elementos de los vasos y las traqueidas. Este movimiento del agua hacia arriba y hacia adentro finalmente causa que el agua presente en el suelo se mueva hacia el cilindro vascular por ósmosis a través de las células endodérmicas. La fuerza generada por la evaporación del agua desde las hojas, transmitida hacia abajo por el xilema hacia las raíces, es tan fuerte que puede absorber agua de los suelos bastantes secos.

La transpiración tiene efectos positivos y negativos. Los positivos le proporcionan la energía capaz de transportar agua, minerales y nutrientes a las hojas en la parte superior de la planta. Los negativos son la mayor fuente de pérdida de agua, pérdida que puede amenazar la supervivencia de la planta, especialmente en climas muy secos y calientes.

Casi toda el agua se transpira por los estomas de las hojas y del tallo, por lo tanto una planta al abrir y cerrar sus estomas debe lograr un equilibrio entre la absorción de bióxido de carbono para la fotosíntesis y la pérdida de agua de la transpiración. El flujo de agua es unidireccional desde la raíz hasta el brote porque sólo éste puede transpirar.

Una planta requiere para subsistir mayor cantidad de agua que un animal de peso semejante.

En un animal, la mayor parte del agua se retiene en el cuerpo y continuamente se recicla. En cambio en una planta, cerca del 90 % del agua que entra por el sistema de raíces la pierde al aire en forma de vapor. A este proceso se le llama transpiración y es consecuencia de que se abran los estomas para captar el dióxido de carbono para efectuar la fotosíntesis.

Cuando entra el CO₂ por los estomas a la hoja, ésta libera vapor de agua lo que permite la “refrigeración” de la hoja y la captación de agua por las raíces. Debido al gran calor latente de vaporización del agua, la temperatura de la hoja puede ser de 10 a 15 ºC menor que la del aire circundante.

Como las células de las raíces y de otras partes de la planta contienen una concentración mayor que la de los solutos del agua del suelo, entonces el agua entra a las raíces debido al fenómeno de la ósmosis, y a la presión resultante se le llama presión radicular.

La apertura y cierre de los estomas están relacionados con el movimiento osmótico del agua. Un estoma está delimitado por dos células oclusivas que abren cuando están turgentes y cierran cuando pierden turgencia por la pérdida de agua. La turgencia la genera el fenómeno de la ósmosis.

Factores que influyen en el proceso de transpiración^[1]

El flujo del andres de agua en la planta depende de la anatomía interna de la planta y de las propiedades del agua.

A medida que se hace más intenso el proceso de transpiración de la planta (el flujo de agua por el xilema es mayor) disminuye la presión del xilema, entonces se va haciendo mayor la diferencia entre la presión atmosférica y la presión del xilema lo que favorece el proceso de transpiración.

El movimiento del agua en la planta lo explica la teoría de la (diferencia de presión) tensión-cohesión, que se basa en las propiedades del agua como el ángulo de enlace formado por los 2 enlaces covalentes y su longitud de enlace, la diferencia de electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno, la formación de puentes de hidrógeno y la polaridad de la molécula de agua, lo que genera las fuerzas de cohesión, adhesión y la presión de vapor del agua.

El grado de evaporación de agua por una planta depende de factores como la temperatura, la humedad relativa del ambiente, el viento, la luminosidad, y el suministro de agua disponible a la planta. El factor que más influye en el proceso de transpiración de las plantas es la abertura de los estomas. La energía solar, al incrementar la temperatura acelera la velocidad de transpiración (se duplica por cada incremento de 10 ºC). La humedad, la pérdida de agua es mucho más lenta cuando el aire circundante está saturado de vapor agua. El viento, el gradiente de concentración de vapor de agua entre el interior de la hoja y el aire circundante aumenta cuando las corrientes de aire arrastran el vapor de agua de la superficie foliar.

Mecanismos de defensa

Las plantas xerófitas de climas estacionalmente secos, semiáridos o desérticos han desarrollado en su evolución numerosos mecanismos especiales: almacenes de agua en partes carnosas, reducción de densidad de estomas o de superficie de las hojas, recubrimiento de cera, tricomas, secreción de vesículas de aceites esenciales, criptas estomáticas, etc. u otros procesos mucho más elaborados como los metabolismos CAM o C4, todo ello para reducir la pérdida de agua y optimizar la fotosíntesis.

Notas

Referencias

• Graham, L. E., J. M. Graham, and L. W. Wilcox. 2003. Plant Biology. Prentice Hall, Pearson Education, Inc. Upper Saddle River, NJ. 497 pp.
• Nobel, P. S. 1991. Physicochemical and Environmental Plant Physiology. Academic Press, Inc., San Diego, CA. 635 pp.
• Salisbury, F. B. and C. W. Ross. 1992. Plant Physiology. 4th Edition. Wadsworth Publishing Co., Belmont, CA. 682 pp.
• Taiz, L. and E. Zeiger. 2002. Plant Physiology. 3rd Edition. Sinauer Associates, Inc., Sunderland, MA. 690 pp.