Saltar al contenido principal
LibreTexts Español

17.1.4: Absorción de agua

  1. Última actualización
  2. Guardar como PDF
  • Page ID
    58377

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)

    \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)

    \( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    ( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)

    \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)

    \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)

    \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)

    \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    \( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)

    \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)

    \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)

    \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)

    \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)

    \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)

    \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)

    \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)

    \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    \( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}}      % arrow\)

    \( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}}      % arrow\)

    \( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)

    \( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)

    \( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)

    \( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)

    \( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)

    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)

    \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)

    \(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)
    Objetivos de aprendizaje
    • Explicar la función de los pelos radiculares.
    • Definir la presión radicular y explicar su mecanismo.
    • Contraste las tres vías de movimiento del agua a través de las raíces e identifica cada tipo de célula o tejido involucrado.

    La mayoría de las plantas aseguran el agua y los minerales que necesitan de sus raíces. El agua se mueve del suelo a las raíces, tallos y finalmente a las hojas, donde ocurre la transpiración. Las raíces absorben suficiente agua para compensar el agua perdida por la transpiración. La rápida absorción es ayudada por los pelos radiculares, que se extienden desde las células epidérmicas, aumentando la superficie específica (Figura\(\PageIndex{1}\)). Como se discutió anteriormente en este capítulo, las raíces extraen agua del suelo porque tienen menor potencial hídrico que el suelo. Gran parte de esta diferencia en el potencial hídrico es un resultado indirecto de la transpiración, pero las raíces también pueden tener potencial hídrico al disminuir el potencial de soluto.

    Plántulas de rábano recientemente germinadas con capas de semillas marrones, cotiledones amarillo-verdosos y raíces blancas (radículas) con pelos radiculares.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Las raíces jóvenes (radículas) de estas plántulas de rábano están cubiertas con pelos de raíz blancos y borrosos, que ayudan con la absorción de agua. Imagen de Melissa Ha (CC-BY).

    Presión Raíz

    Cuando una planta de tomate se corta cuidadosamente cerca de la base del tallo, la savia rezuma del tocón (Figura\(\PageIndex{2}\)). El líquido sale porque las raíces están constantemente absorbiendo agua, arrastrándola hacia el cilindro vascular y empujándola hacia arriba del xilema. Esto se llama ro ot pressure, y es creado por la presión osmótica de solutos atrapados en el cilindro vascular por la franja de Casparia.

    Un tallo de planta en maceta preparado para un experimento de presión radicular
    Figura\(\PageIndex{2}\): Experimento que ilustra la presión radicular. El tallo de una planta se corta y se une a un tubo que contiene agua. Mercurio yace sobre el agua. La presión de la raíz empuja el agua fuera del tallo, moviendo el mercurio hacia arriba por el tubo.

    Aunque la presión radicular juega un pequeño papel en el transporte de agua en el xilema en algunas plantas y en algunas estaciones, no representa la mayor parte del transporte de agua. Como evidencia, pocas plantas desarrollan presiones radiculares mayores a ~0.2 kPa, y algunas no desarrollan ninguna presión radicular en absoluto. Adicionalmente, el volumen de fluido transportado por la presión radicular no es suficiente para dar cuenta del movimiento medido del agua en el xilema de la mayoría de árboles y vides. Además, las presiones radiculares más altas ocurren en la primavera, pero el agua se mueve a través del xilema más rápidamente en el verano (cuando la transpiración es alta).

    Como se discutió en la sección Teoría de Cohesión-Tensión, la transpiración, en lugar de la presión radicular, es típicamente la fuerza impulsora para el movimiento ascendente del agua en una planta. Sin embargo, cuando las tasas de transpiración son muy bajas, como en climas fríos y húmedos, la presión radicular empuja el agua hacia arriba del xilema más rápido que el agua se pierde a través de los estomas. Como resultado, las gotas de agua son obligadas a salir de las aberturas en el margen foliar, fenómeno llamado guttation (Figura\(\PageIndex{3}\)). Las gotitas resultantes de la guttación no deben confundirse con las gotitas de rocío, que resultan de la condensación del vapor de agua cuando el aire se vuelve más frío y tiene menos capacidad para retener el agua. En otras palabras, la guttación es el resultado del agua que estaba dentro de la planta, pero las gotas de rocío se forman a partir del vapor de agua que estaba en el aire circundante.

    Gotas de agua en el margen de una hoja de fresa. Las gotas están espaciadas uniformemente y son el resultado de la guttación.
    Figura\(\PageIndex{3}\): Guttación de una hoja de fresa. Imagen de Noah Elhardt (dominio público).

    Caminos del Movimiento del Agua

    El agua puede moverse a través de las raíces por tres vías separadas: apoplasto, simplasto y transmembrana (transcelular). En la vía del apoplasto (vía apoplásica), el agua se mueve a través de los espacios entre las células y en las propias paredes celulares. En la vía del simplasto (vía simplásica), el agua pasa de citoplasma a citoplasma a través de plasmodesmas (Figura\(\PageIndex{4}\)). En la vía transmembrana, el agua atraviesa las membranas plasmáticas, entrando y saliendo de cada célula. El agua que se mueve a través de la vía transmembrana se mueve tanto a través del simplasto (citoplasmas interconectados) como por el apoplasto (paredes celulares y espacios entre las células). El agua también puede atravesar el tonoplasto, entrando en la vacuola central como parte de la vía transmembrana.

    El agua del suelo es absorbida por los pelos radiculares de la epidermis y luego se mueve a través de la corteza a través de una de las tres vías. Sin embargo, el límite interno de la corteza, la endodermis, es impermeable al agua debido a la franja de Casparia. Independientemente de cómo se movió el agua hasta este punto (apoplasto, simplasto, transmembrana), debe ingresar a los citoplasmas de las células endodérmicas. De aquí puede pasar vía plasmodesmata a las células del cilindro vascular (estela). Una vez dentro, el agua vuelve a ser libre para moverse a través del apolast, el simplasto o ambos (transmembrana).

    Diagrama del movimiento simplásico y apoplásico del agua a través de la raíz, incluyendo la epidermis, la corteza, la endodermis, el periciclo y el xilema.
    Figura\(\PageIndex{4}\): Movimiento de agua y minerales a través de las raíces. El agua se mueve a través de los pelos radiculares de las células epidérmicas a través de la corteza, incluyendo la endodermis, antes de entrar en la capa más externa del cilindro vascular, el pericicle. el cilindro vascular (estela). El agua finalmente ingresa a las células conductoras del xilema. El agua puede moverse entre las células y a través de las paredes celulares y los espacios intercelulares en la vía del apoplasto (vía apoplásica) o entre citoplasmas adyacentes a través de plasmodesmas en la vía simplásica (vía simplásica). En ambas vías, toda el agua debe moverse a través del citoplasma de las células endodérmicas porque la tira Casparia bloquea el movimiento apoplásico a través de la franja Casparia. Los pasos de la vía apoplásica son los siguientes: (1) El agua y los minerales son absorbidos por las paredes hidrófilas de la epidermis de la raíz. Se difunden a lo largo de las paredes celulares permeables hacia la corteza radicular. (2) El agua y los minerales golpean la tira Casparia, una barrera cerosa en el apoplasto que obliga a cualquier cosa en el apoplasto a cruzar una membrana celular para filtrarse antes de entrar en la estela, o cilindro vascular. (3) La solución filtrada se libera de vuelta al apoplasto en el otro lado de la tira Casparia por células endodérmicas y células estelares vivas. (4) El agua y los minerales en el apoplasto estelar ingresan al xilema (que está muerto y parte del apoplasto), donde fluye por flujo masivo hacia arriba por las raíces. Los pasos de la vía simplásica son los siguientes: (1) El agua y los minerales se filtran inmediatamente a medida que cruzan la membrana celular de una célula pilosa radicular, entrando en el simplasto. (2) El agua y los minerales se mueven de célula a célula a través de plasmodesmas hacia el cilindro estelar. (3) Debido a que estos minerales y agua son ya en el symplast (y así ya filtrados por una membrana), llegan a pasar por alto la franja casparia. Las células endodérmicas y las células estelares vivas liberan el agua y los minerales hacia el apoplasto estelar (el xilema). No se muestra la vía transmembrana. Imagen de Kelvinsong (CC-BY-SA).

    Una vez en el xilema, el agua con los minerales que se han depositado en él (así como las moléculas orgánicas ocasionales suministradas por el tejido radicular) se mueven hacia arriba en los elementos del vaso y las traqueidas. En cualquier nivel, el agua puede salir del xilema y pasar lateralmente para suplir las necesidades de otros tejidos. En las hojas, el xilema pasa al pecíolo y luego a las venas de la hoja. El agua deja las venas más finas y entra en las células de las capas esponjosas y empalizadas. Aquí parte del agua puede ser utilizada en el metabolismo, pero la mayoría se pierde en la transpiración.

    La figura\(\PageIndex{4}\) ilustra minerales moviéndose a través del apoplasto o simplasto, pero los minerales normalmente se mueven a través del simplasto. Los minerales ingresan a la raíz por transporte activo en el simplasto de las células epidérmicas y se mueven hacia y hacia el cilindro vascular a través de los plasmodesmas que conectan las células. Entran en las células conductoras del xilema desde el periciclo y otras células del parénquima a través del transporte activo a través de canales transmembrana especializados.

    Atribuciones

    Comisariada y autoría de Melissa Ha utilizando las siguientes fuentes:

    This page titled 17.1.4: Absorción de agua is shared under a CC BY-SA 4.0 license and was authored, remixed, and/or curated by Melissa Ha, Maria Morrow, & Kammy Algiers (ASCCC Open Educational Resources Initiative) .