TEMA 12: ASPECTOS ECOFISIOLÓGICOS DE LA CAPTACIÓN Y MOVIMIENTO
DEL AGUA
El agua es el factor que más limita la productividad de los ecosistemas a nivel global, de tal forma que los
ambientes tropicales son más productivos que pastizales y zonas áridas y semiáridas. Las respuestas de la
planta para un eficiente manejo hídrico son:
• Ajuste osmótico
• Elasticidad de la pared celular y ajuste elástico
• Características relacionadas con raíz
• Características relacionadas con tallo
• Características relacionadas con hojas
• Estrategias en zonas de sequía
• Tolerancia a temperaturas de congelación
Dos características corrientes en las plantas a la hora del ajuste de las plantas tienen que ver con la
fisiología de la planta: el ajuste osmótico y el elástico. Ambas permiten mantener la turgencia celular a
bajos potenciales hídricos, que es importante para el crecimiento de las células y es básica a nivel de
fotosíntesis ya que si no hay turgencia los estomas tienden a
cerrarse. Comparación entre respuestas de
1.Ajuste osmótico ajuste osmótico y de cierre de estomas
El ajuste osmótico consiste en la síntesis de osmolitos: sustancias
osmóticamente activas (que generan presión osmótica) pero que no
interfieren con el metabolismo celular. Estas sustancias se acumulan
en vacuolas, un espacio semi-inerte y se ajusta el potencial osmótico
del citoplasma. Así, se regula el potencial osmótico y por tanto el
hídrico de la célula, manteniendo su turgencia. Como consecuencia,
los estomas se mantienen más abiertos y puede crecer. GRÁFICA. Ej:
la remolacha tiene un fuerte ajuste osmótico en comparación con la
leguminosa y ésta en situaciones con déficit hídrico tiende a cerrar los
estomas para no perder agua. El principal osmolito de la remolacha
es la betaína. También se observa la acumulación de C y la perdida
de agua, de tal forma que la remolacha mantiene los estomas
abiertos (pierde agua) pero puede seguir fotosintetizando (acumula
C), al contrario que la leguminosa.
Hay un amplio rango de osmolitos pero los más corrientes son la
prolina y la betaína como aminoácidos y derivados, el sorbitol y el manitol como azúcares y derivados y los
fructanos, que son polímeros de fructosa que utilizan algunas familias formando polisacáridos
acumulándose como reserva. Cuando se usan como osmolitos son oligosacáridos que parecen efectivos
en épocas de sequías estacionales recurrentes (surgieron la mayoría de taxones que los utilizan).
3. Ajuste elástico
En plantas con paredes no muy elásticas para acumular Diferencias en elasticidad relacionadas con
agua, la diferencia en tenerla más o menos elástica permite la resistencia a sequía en dos leñosas
perder agua pero mantener la turgencia sin ser especializada,
mediterráneas.
lo que es importante para poder crecer y mantener los
estomas abiertos (fotosíntesis).
Esto se estudia mediante diagramas de Höfler (Ψ, Ψo y Ψp contra
CHR) en los que se observa la presión en función del potencial de
presión y su potencial hídrico. El potencial de presión disminuye
conforme disminuye el hídrico, a principio de forma rápida y
luego más lenta hasta llegar a la plasmólisis. Se pueden hacer
curvas midiendo el componente de presión frente al contenido
hídrico y la pendiente del principio es el módulo de elasticidad (ε)
, que nos dice la variación de presión para una determinada variación de contenido hídrico. Cuanto mayor
sea la pendiente, hay una mayor pérdida de presión, por lo que la presión será más rígida. Ej: el olivo
pierde un 30% de contenido hídrico para llegar al punto de pérdida de turgencia en comparación con el
laurel que solo necesita un 10%. El olivo por tanto, tiene paredes más elásticas que el laurel, permitiéndole
aguantar pérdidas de agua sin perder turgencia. A veces se correlaciona con una resistencia a la sequía.
A veces, las plantas pueden variar la elasticidad de sus paredes celulares según los momentos de año o
según las etapas del ciclo vital, como los Ficus estranguladores que germinan en las copas de otros árboles
y luego echan raíces hacia abajo asfixiando al hospedador. El epífito es el que tiene mayor elasticidad en
la pared celular mientras que el adulto realiza un ajuste osmótico.
Ajuste osmótico y ajuste elástico: estrategias alternativas.
Potencial osmótico en turgencia vs elasticidad máxima tanto
en primavera como en verano.
3.Características relacionadas con la raíz
Las características de las raíces suelen ser comunes pero varía el grado de
desarrollo en cada planta. Un ejemplo es el hidrotropismo positivo que es la
capacidad de percibir los gradientes de humedad y dirigir el crecimiento
diferencial orientado hacia las zonas más húmedas. La planta responde
frenando el crecimiento en la zona más húmeda y estimulando el crecimiento
de la zona más seca. Su utilidad es facilitar la exploración de las zonas
húmedas del suelo. Si el suelo está bien humedecido, las raíces crecen en
todas direcciones. Si se riegan al principio pero luego no, las raíces tienden a crecer hacia capas
profundas donde se sitúa la humedad del suelo. Las plantas varían en su grado de hidrotropismo y en
algunos casos la mayor capacidad de explotar ambientes con una cierta sequía, está relacionado con un
mayor hidrotropismo positivo en las raíces. Ej: el maíz es una plana tolerante a suelos secos mientras que el
guisante lo tolera poco. En cámaras que generan un gradiente de humedad mediante sales, se mide la
rapidez con la que se curva la raíz. Se
observa que el grado de curvatura es mucho
mayor que en el guisante, es decir, que tiene
mayor hidrotropismo positivo.
Las plantas tienen capacidad de
conductancia suelo-raíz de tal forma que
pueden aumentarla en situaciones en las
que se da una sequía moderada. La
conductancia es una medida de la facilidad
con que el agua se mueve desde el suelo
hasta e interior de la planta. Va a tener que
ver con la superficie de contacto: a medida
que el suelo se seca, la superficie es menor
ya que las raíces y las partículas del suelo
disminuyen y, aparte de que no hay agua, es
más difícil que entre en la planta. Por ello, una respuesta es aumentar la conductancia que se puede
realizar mediante el desarrollo de pelos radiculares, tricomas que se expanden desde las células
epidérmicas y al ser pequeños penetran entre los espacios del suelo. También pueden incrementar la
razón de masa radicular (RMR) que es la proporción de masa de raíz respecto a la masa de la planta.
DEL AGUA
El agua es el factor que más limita la productividad de los ecosistemas a nivel global, de tal forma que los
ambientes tropicales son más productivos que pastizales y zonas áridas y semiáridas. Las respuestas de la
planta para un eficiente manejo hídrico son:
• Ajuste osmótico
• Elasticidad de la pared celular y ajuste elástico
• Características relacionadas con raíz
• Características relacionadas con tallo
• Características relacionadas con hojas
• Estrategias en zonas de sequía
• Tolerancia a temperaturas de congelación
Dos características corrientes en las plantas a la hora del ajuste de las plantas tienen que ver con la
fisiología de la planta: el ajuste osmótico y el elástico. Ambas permiten mantener la turgencia celular a
bajos potenciales hídricos, que es importante para el crecimiento de las células y es básica a nivel de
fotosíntesis ya que si no hay turgencia los estomas tienden a
cerrarse. Comparación entre respuestas de
1.Ajuste osmótico ajuste osmótico y de cierre de estomas
El ajuste osmótico consiste en la síntesis de osmolitos: sustancias
osmóticamente activas (que generan presión osmótica) pero que no
interfieren con el metabolismo celular. Estas sustancias se acumulan
en vacuolas, un espacio semi-inerte y se ajusta el potencial osmótico
del citoplasma. Así, se regula el potencial osmótico y por tanto el
hídrico de la célula, manteniendo su turgencia. Como consecuencia,
los estomas se mantienen más abiertos y puede crecer. GRÁFICA. Ej:
la remolacha tiene un fuerte ajuste osmótico en comparación con la
leguminosa y ésta en situaciones con déficit hídrico tiende a cerrar los
estomas para no perder agua. El principal osmolito de la remolacha
es la betaína. También se observa la acumulación de C y la perdida
de agua, de tal forma que la remolacha mantiene los estomas
abiertos (pierde agua) pero puede seguir fotosintetizando (acumula
C), al contrario que la leguminosa.
Hay un amplio rango de osmolitos pero los más corrientes son la
prolina y la betaína como aminoácidos y derivados, el sorbitol y el manitol como azúcares y derivados y los
fructanos, que son polímeros de fructosa que utilizan algunas familias formando polisacáridos
acumulándose como reserva. Cuando se usan como osmolitos son oligosacáridos que parecen efectivos
en épocas de sequías estacionales recurrentes (surgieron la mayoría de taxones que los utilizan).
3. Ajuste elástico
En plantas con paredes no muy elásticas para acumular Diferencias en elasticidad relacionadas con
agua, la diferencia en tenerla más o menos elástica permite la resistencia a sequía en dos leñosas
perder agua pero mantener la turgencia sin ser especializada,
mediterráneas.
lo que es importante para poder crecer y mantener los
estomas abiertos (fotosíntesis).
Esto se estudia mediante diagramas de Höfler (Ψ, Ψo y Ψp contra
CHR) en los que se observa la presión en función del potencial de
presión y su potencial hídrico. El potencial de presión disminuye
conforme disminuye el hídrico, a principio de forma rápida y
luego más lenta hasta llegar a la plasmólisis. Se pueden hacer
curvas midiendo el componente de presión frente al contenido
hídrico y la pendiente del principio es el módulo de elasticidad (ε)
, que nos dice la variación de presión para una determinada variación de contenido hídrico. Cuanto mayor
sea la pendiente, hay una mayor pérdida de presión, por lo que la presión será más rígida. Ej: el olivo
pierde un 30% de contenido hídrico para llegar al punto de pérdida de turgencia en comparación con el
laurel que solo necesita un 10%. El olivo por tanto, tiene paredes más elásticas que el laurel, permitiéndole
aguantar pérdidas de agua sin perder turgencia. A veces se correlaciona con una resistencia a la sequía.
A veces, las plantas pueden variar la elasticidad de sus paredes celulares según los momentos de año o
según las etapas del ciclo vital, como los Ficus estranguladores que germinan en las copas de otros árboles
y luego echan raíces hacia abajo asfixiando al hospedador. El epífito es el que tiene mayor elasticidad en
la pared celular mientras que el adulto realiza un ajuste osmótico.
Ajuste osmótico y ajuste elástico: estrategias alternativas.
Potencial osmótico en turgencia vs elasticidad máxima tanto
en primavera como en verano.
3.Características relacionadas con la raíz
Las características de las raíces suelen ser comunes pero varía el grado de
desarrollo en cada planta. Un ejemplo es el hidrotropismo positivo que es la
capacidad de percibir los gradientes de humedad y dirigir el crecimiento
diferencial orientado hacia las zonas más húmedas. La planta responde
frenando el crecimiento en la zona más húmeda y estimulando el crecimiento
de la zona más seca. Su utilidad es facilitar la exploración de las zonas
húmedas del suelo. Si el suelo está bien humedecido, las raíces crecen en
todas direcciones. Si se riegan al principio pero luego no, las raíces tienden a crecer hacia capas
profundas donde se sitúa la humedad del suelo. Las plantas varían en su grado de hidrotropismo y en
algunos casos la mayor capacidad de explotar ambientes con una cierta sequía, está relacionado con un
mayor hidrotropismo positivo en las raíces. Ej: el maíz es una plana tolerante a suelos secos mientras que el
guisante lo tolera poco. En cámaras que generan un gradiente de humedad mediante sales, se mide la
rapidez con la que se curva la raíz. Se
observa que el grado de curvatura es mucho
mayor que en el guisante, es decir, que tiene
mayor hidrotropismo positivo.
Las plantas tienen capacidad de
conductancia suelo-raíz de tal forma que
pueden aumentarla en situaciones en las
que se da una sequía moderada. La
conductancia es una medida de la facilidad
con que el agua se mueve desde el suelo
hasta e interior de la planta. Va a tener que
ver con la superficie de contacto: a medida
que el suelo se seca, la superficie es menor
ya que las raíces y las partículas del suelo
disminuyen y, aparte de que no hay agua, es
más difícil que entre en la planta. Por ello, una respuesta es aumentar la conductancia que se puede
realizar mediante el desarrollo de pelos radiculares, tricomas que se expanden desde las células
epidérmicas y al ser pequeños penetran entre los espacios del suelo. También pueden incrementar la
razón de masa radicular (RMR) que es la proporción de masa de raíz respecto a la masa de la planta.
