Absorción y Transporte de Nutrientes en Plantas: Procesos Clave

Entrada de sales minerales

Las sales minerales entran a través de las raíces y son absorbidas en forma iónica disueltas en agua. Las necesidades de sales varían entre especies, pero todas precisan de K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, NO₃^-, SO₄^2- y PO₄^3-. La incorporación de las sales se realiza mediante dos mecanismos:

Vía simplástica

• Solo entran de forma selectiva los iones necesarios, mediante transporte activo a través de los pelos radicales.
• Dicho transporte se realiza en contra de gradiente (entran iones desde el suelo que se encuentran en mayor concentración en el interior de las células) y con gasto de energía. Esto permite a las raíces alcanzar concentraciones muy altas de ciertos iones (sales minerales disueltas).
• Las sales van pasando junto con el agua de célula a célula a través de los plasmodesmos.
• Al final, las sales pasan a las células de la endodermis y de estas al xilema (zumo bruto).

Vía apoplástica

• Las sales entran disueltas junto con el agua y siguen la ruta de esta a través de los espacios intercelulares y las paredes de celulosa.
• Para controlar el tipo y la cantidad de iones absorbidos hacia el xilema, en la pared de las células de la endodermis existe un engrosamiento de suberina, la banda de Caspary, que obliga a las sales a pasar de la vía apoplástica al interior de las células de la endodermis, que hacen una selección precisa.
• Desde las células de la endodermis, las sales pasan al xilema (zumo bruto).

Por la vía simplástica va parte del agua y la mayoría de las sales minerales. Por la vía apoplástica va la mayoría del agua y parte de las sales. En muchas árboles forestales (encinas, robles, abedules, pinos...) y en otras plantas comunes (cereales, cítricos...), las raíces están asociadas con hongos, estableciéndose entre ambos organismos una relación simbiótica. Son las llamadas micorrizas, que favorecen la absorción de nutrientes en raíces con pocos pelos radicales. Además, hay algunos elementos como el P, Zn, Mn y Cu, que se absorben mejor de este modo que a través de los pelos radicales normales. Las sales minerales que penetraron por una u otra vía, junto con el agua incorporada, forman el zumo bruto, que ascenderá hasta las hojas y constituirá la materia prima para realizar la fotosíntesis.

El transporte del zumo bruto

El zumo bruto, formado por el agua y las sales minerales disueltas en ella, asciende desde las raíces hasta las hojas, pasando por el tallo, por el interior de un sistema de vasos conductores denominado xilema. La distancia que debe recorrer varía según la especie, en algunos casos (como las Secuoyas) más de 90 metros, por lo que para permitir este recorrido ascendente son necesarias presiones de pulo muy altas. Las plantas no presentan ningún órgano propulsor equivalente al corazón animal, por lo que el ascenso del zumo bruto se debe a varios fenómenos físicos relacionados entre sí.

Los fenómenos físicos que intervienen en el ascenso son:

• La presión radicular. Es la presión ejercida desde abajo por la continua absorción de agua. De esta forma, las raíces actúan como una bomba impelente, suficiente para desplazar agua a distancias cortas.
• La capilaridad. Es la propiedad física por la cual un líquido asciende por tubos de diámetro capilar. Teniendo en cuenta que los vasos del xilema son muy finos, la capilaridad es un factor que interviene en la ascensión del zumo bruto.
• Los fenómenos de tensión-cohesión. Las moléculas de agua dentro de los vasos del xilema se unen entre sí y se adhieren a las paredes de estos, formándose así una columna continua de agua, de forma que al movilizarse una de sus moléculas arrastra tras de sí a las siguientes. Estas columnas de agua son muy resistentes siempre que sean continuas (son más resistentes que cables de acero de grosor semejante). La agua que se elimina por transpiración en las partes altas de la planta origina una presión negativa en el interior de los vasos del xilema que tira hacia arriba de las moléculas de agua, de forma que las hojas, al transpirar, actúan como una bomba aspirante.

La transpiración

La transpiración es la salida de agua de la planta en forma de vapor. Se realiza principalmente a través de los estomas de las hojas. Aproximadamente un 98% del total de agua que llega a las hojas se pierde por transpiración. Esta pérdida de agua refrigera las hojas, permite la concentración del zumo bruto, y sobre todo, contribuye, como vimos, a la subida del zumo bruto al crearse una presión negativa de agua respecto a la raíz. Ahora bien, la transpiración puede tener un efecto perjudicial fundamental: la pérdida de agua puede ser tan acusada que la planta se seque y muera. Esto sucede en los climas muy áridos, donde la humedad del aire es muy baja, por lo que las plantas evitan abrir los estomas durante el día, tienen pocos estomas en las hojas o incluso estas se reducen a espinas (como los cactus). Los factores que favorecen el aumento de transpiración son el aumento de temperatura, el descenso de la humedad atmosférica, el viento y, sobre todo, la abertura de los estomas.