Fisiología Vegetal: Mecanismos de Transporte de Savia, Transpiración y Fotosíntesis

Transporte de Savia Bruta

La savia bruta es una mezcla de agua y sales minerales. Esta mezcla es transportada por la raíz, el tallo y las hojas. Una parte del agua se elimina por transpiración y otra se utiliza en la fotosíntesis. El transporte se realiza a través del tejido leñoso o xilema, cuyos vasos están formados por células muertas y lignificadas (lignina).

Mecanismos de Transporte de Savia Bruta

• Cohesión-Tensión: Se basa en la estructura de las moléculas de agua unidas entre sí por una elevada cohesión. Esta cohesión permite que la savia ascienda y crea tensión debido a dos fenómenos:
  • Transpiración: A medida que el agua se evapora por transpiración en las hojas, se genera una tensión negativa. El agua asciende hasta las hojas por el xilema, moviéndose por succión desde el tallo hasta las raíces.
  • Capilaridad: La fina estructura de las traqueidas y las propiedades de cohesión y adhesión hacen que la savia se adhiera a las paredes del xilema y ascienda por capilaridad.
• Presión Radicular: Es la presión ejercida por mecanismos osmóticos generados por la continua entrada de agua en los pelos radicales, lo que impulsa el ascenso de las moléculas de agua.

Transpiración e Intercambio de Gases

Transpiración

La transpiración es la pérdida de agua por evaporación que se produce en las hojas mediante difusión simple. Los estomas son las estructuras clave, formados por dos células oclusivas y el ostíolo, que conecta con la cámara subestomática.

Factores Ambientales que Afectan la Transpiración

• Luz: La luz produce un incremento de azúcares (provenientes de la fotosíntesis) en las células oclusivas (que contienen cloroplastos). La alta concentración de azúcar provoca la entrada de agua en las células por ósmosis, abriendo los estomas. Por las noches, los estomas se cierran.
• Viento: Elimina el vapor de agua de la superficie foliar, lo que incrementa la transpiración.
• Humedad Relativa del Aire: Si la humedad atmosférica es alta, el gradiente de vapor de agua disminuye, reduciendo la transpiración.
• Temperatura: Las altas temperaturas aumentan la evaporación del agua, lo que resulta en una mayor transpiración.

Intercambio de Gases

Las plantas intercambian CO₂ y O₂ principalmente a través de los estomas:

• Noche: Las plantas no realizan fotosíntesis, consumen O₂ y desprenden CO₂ (respiración celular).
• Día: Las plantas realizan fotosíntesis, desprenden O₂ y consumen CO₂.

Gutación

La gutación es la pérdida de agua en forma líquida (gotas de agua) a lo largo del borde de las hojas. Se debe a la absorción continua de agua, la cual es expulsada por estructuras especializadas llamadas hidátodos.

Fotosíntesis

La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas convierten la energía luminosa en energía química, la cual es utilizada para la síntesis de sustancias orgánicas.

Fase Luminosa (Dependiente de la Luz)

Tiene lugar en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos, donde se absorbe la energía luminosa proveniente del Sol. Pigmentos como la clorofila, las xantofilas y los carotenoides utilizan esta energía para descomponer moléculas de H₂O (fotólisis), obteniendo O₂, electrones y protones.

Procesos de Óxido-Reducción

Los electrones pasan por una cadena de óxido-reducción:

• Oxidación: Pérdida de electrones y de H.
• Reducción: Ganancia de electrones (lo que implica mayor energía) y ganancia de H.

Fase Oscura (Ciclo de Calvin)

Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos. Utiliza CO₂, compuestos ricos en nitrógeno (N), azufre y fósforo (provenientes de sales), y la energía química almacenada en forma de ATP y NADPH (productos de la fase luminosa) para sintetizar materia orgánica.

Ciclo de Calvin

El CO₂ se fija y, junto con los productos de la cadena de óxido-reducción y la energía del ATP, se elaboran productos orgánicos complejos (glúcidos, aminoácidos (AA), lípidos y bases nitrogenadas) mediante otras reacciones anabólicas. Este proceso es independiente de la luz.

Factores que Afectan a la Fotosíntesis

• Concentración de CO₂: El aumento de CO₂ incrementa el rendimiento de la fotosíntesis hasta alcanzar un valor límite, donde el rendimiento es máximo y se regula.
• Concentración de O₂: Si la concentración de O₂ es elevada, el rendimiento fotosintético disminuye (debido a la fotorrespiración).
• Intensidad Luminosa: Incrementa la actividad fotosintética hasta un valor límite.
  • Plantas Heliófilas: (Plantas adaptadas a vivir a pleno sol) Tienen un rendimiento óptimo en radiaciones altas.
  • Plantas Umbrófilas: (Plantas adaptadas a vivir en ambientes sombreados) Tienen un rendimiento óptimo con intensidades de luz bajas.
• Temperatura: Al aumentar la temperatura, se incrementa el rendimiento fotosintético hasta alcanzar la temperatura óptima. Un aumento excesivo provoca un descenso de la actividad fotosintética debido a la desnaturalización enzimática.