Mecanismo de Apertura y Cierre de Estomas en Plantas

Mecanismo de Apertura y Cierre de Estomas

Factores que Influyen en la Apertura y Cierre de Estomas

2. La Concentración de CO₂

Las células oclusivas tienen anhidrasa carbónica que cataliza la siguiente reacción:

H₂O + CO₂ ↔ H₂CO₃ ↔ H⁺ + HCO₃^-

De día, las células oclusivas realizan la fotosíntesis y el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, disminuyendo los H⁺ y aumentando el pH. Esta subida del pH activa una amilasa, que cataliza la conversión del almidón en glucosas solubles. El agua entra por ósmosis, procedente de las células acompañantes, produciéndose el hinchamiento y turgencia de las células oclusivas y la apertura del estoma.

De noche, no se realiza la fase luminosa de la fotosíntesis, y el equilibrio se desplaza hacia la derecha, no activándose ningún enzima y acumulándose el CO₂.

3. La Temperatura

A altas temperaturas, los estomas se cierran para evitar la pérdida de agua por evapotranspiración.

4. La Luz

Está relacionada con la concentración de CO₂. Durante la fase luminosa se utiliza la luz para activar el proceso fotosintético, lo que provoca un descenso de la concentración de CO₂ que causa la apertura del estoma.

Transpiración

La transpiración es la pérdida de agua en la planta en forma de vapor. Es imprescindible para que ascienda la savia bruta y para la refrigeración de la planta. Se produce, en la mayoría de los casos, por las hojas, mediante difusión de vapor de agua a través de los estomas.

El calor favorece la cesión de vapor al calentar la superficie foliar y crear un gradiente de vapor desde el interior (cámara subestomática) al exterior.

Intensa deshidratación en plantas de climas áridos.

Mecanismos de Adaptación a la Sequía

El mecanismo más evolucionado es el C₄. Las plantas C₄ (maíz, caña de azúcar, etc.) aumentan la eficacia de la fotosíntesis aunque los estomas se abran poco. Toman CO₂ y lo convierten en ácidos orgánicos en las células del mesófilo. Posteriormente, el CO₂ es liberado de los ácidos orgánicos en las células de la vaina donde se realiza la fotosíntesis, creando el microambiente adecuado para que la RuBisCO fije el CO₂.

Otro tipo de plantas, las CAM (cactáceas, crasuláceas y algunas euforbias), realizan la fijación del CO₂ por la noche, lo que les permite tener cerrados los estomas durante el día, con el consiguiente ahorro de agua. Por la noche, cuando los estomas están abiertos, las plantas CAM toman CO₂ y lo convierten en ácidos orgánicos. Durante el día, con los estomas cerrados, el CO₂ es liberado de los ácidos orgánicos para ser utilizado en la fotosíntesis.

Gutación

Es la liberación de auténticas gotas de agua líquida a través de estomas modificados, que se sitúan en el ápice o a lo largo del margen foliar. Si la entrada de agua no se compensa con la transpiración, se produce el fenómeno de gutación. Este puede ser además un mecanismo excretor al eliminar sustancias disueltas en el agua.

5. Fotosíntesis

Proceso anabólico en el que, a partir de materia inorgánica, se obtiene materia orgánica, utilizando como fuente de energía la luz solar. La reacción global es:

6 CO₂ + 6 H₂O + luz → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

• Es un proceso de oxidación-reducción donde hay un dador de H⁺ y e^- (suele ser el H₂O) y un aceptor (suele ser el CO₂).
• Lo realizan las plantas, algunas bacterias y algunos protoctistas.
• Los seres autótrofos realizan la fotosíntesis y la respiración. Los seres heterótrofos sólo realizan la respiración y toman la materia orgánica fabricada por los autótrofos, por ello, sin la fotosíntesis, la vida no podría desarrollarse sobre la Tierra.
• En las células vegetales se realiza en los cloroplastos y en las bacterias en los mesosomas.
• En los cloroplastos se encuentran los pigmentos fotosintéticos, que absorben la luz de diferentes longitudes de onda. Pueden ser: clorofilas y carotenoides.

Etapas de la Fotosíntesis

Fase Luminosa (en los Tilacoides)

Requiere luz y pigmentos fotosintéticos para realizar la fotólisis del agua, de manera que se obtiene oxígeno, que se desprende. Se obtiene ATP y coenzimas reducidos (NADPH), que se utilizarán en la siguiente etapa.

Fase Oscura o Ciclo de Calvin-Benson (en el Estroma)

El ATP y el NADPH producidos en la fase luminosa se utilizan como fuente de energía y de poder reductor, respectivamente, para convertir el CO₂ en azúcares y otras biomoléculas orgánicas. Es independiente de la luz.

6. Transporte de Savia Elaborada

Los nutrientes fabricados en la fotosíntesis (sacarosa y aminoácidos) constituyen la savia elaborada.

• La savia elaborada se transporta desde las zonas fotosintéticas hacia las no fotosintéticas a través del floema o vasos liberianos.
• Los vasos liberianos o tubos cribosos son conductos finos formados por células vivas (células cribosas), sin núcleo y con paredes de separación oblicuas, perforadas y no lignificadas, llamadas placas cribosas. Junto a las células del vaso hay otras células con núcleo, llamadas células acompañantes.
• En invierno, los tabiques cribosos están taponados con calosa y la circulación es casi nula.