domingo, 17 de mayo de 2009

Tercera Idea: "Transpiración en las plantas"

Antes de explicar el fenómeno de transpiración, se definirá el potencial hídrico, que corresponde a la energía potencial que posee una masa de agua. Se le designa por la letra Ψ y depende de una serie de factores:

*Concentración (ΨS, potencial osmótico): El agua fluirá desde una solución poco concentrada hasta una solución más concentrada.
*Presión (Ψρ, turgencia): El agua fluirá desde un sistema con presión alta hasta un sistema con baja presión.
*Altura (Ψg, potencial gravitacional): El agua fluirá hacia abajo.
*Capilaridad (Ψm, potencial matricial): Mezcla de ΨS y Ψρ. Este potencial se origina por las fuerzas de capilaridad y tensión superficial en espacios pequeños.
*Humedad (Ψv, presión de vapor): Es el mismo término que la turgencia, pero es más correcto emplear éste para la medición de potenciales en el vapor de agua.
*Carga (Ψc, potencial eléctrico): El agua no tiene carga (en general), por lo cual en el caso de la transpiracion de la plantas este se desprecia (sin considerar los iones que esta acarrea de la tierra, etc).
*Potencial de referencia (Ψ0): Es el potencial hídrico que posee el agua pura en condiciones estándar de temperatura y presión. Es muy difícil establecer un valor concreto, por convención se le ha asignado el valor 0.

Por lo tanto el potencial hidrico esta dado por:

Ψ = Ψ0 + ΨS + Ψρ + Ψg + Ψm + Ψv

(Hay que considerar que no todos estos factores del potencial hidrico influyen en la transpiración).

Ahora definiremos el concepto de transipiración, que es el proceso por el cual las plantas pierden agua en forma de vapor, principalmente por las hojas (esto ocurre a traves de los estomas, que son los poros de las plantas).



Una de las teorias para explicar este proceso es el mecanismo de tensión-cohesión.
Esta teoría dice que para que el agua ascienda por la planta a través del xilema (especie de cañerias o tuberias presente en la planta), lo que debe ocurrir es que a medida que el agua se evapora, perdiéndose por los estomas (transpiración), el Ψ se debe volver más negativo (recordar que el agua se mueve de una region de mayor Ψ a una de menor Ψ, y el flujo de agua ocurrirá hasta que los Ψ sean iguales o 0 ) . Este descenso de Ψ se transmite del estoma al mesófilo (el mesófilo es el tejido fundamental de la hoja, constituye el tejido fotosintético) y de ahí a las terminaciones del xilema foliar. El descenso del Ψ se transmite a lo largo del xilema hasta la raíz, generándose un Ψ menor que el del suelo, lo que origina que el agua fluya espontáneamente del suelo a la raíz.
El agua asciende por el xilema formando una columna continua gracias a las fuerzas que tienden a unir las moléculas de agua (cohesión) y tiende a ascender y adherirse a las paredes del tubo, siendo estas fuerzas también importantes. El flujo de agua puede interrumpirse (cavitación), ya que los gases disueltos en el agua pueden formar burbujas e interrumpir la conducción (lo que se conoce como embolia).
A este modelo se le denomina modelo de Tensión-Adhesión-Cohesión, que es la teoria mas aceptada para explicar el proceso de transpiración de las plantas.

Mecanismo de transpiración:

Ψsuelo > Ψxilema raíz > Ψxilema tallo > Ψhoja > Ψatmósfera

Donde los valores respectivos para cada Ψ (que se mide en unidades de presión) son:

0,5 MPa -0,6 MPa -0,8 MPa -0.8 MPa -95 MPa.

Cabe mencionar que de forma ideal, el flujo de agua a través de los capilares del xilema viene determinado en la ecuación de Poiseuille. Pero no basta un sistema de capilares para lograr ascensos de agua de más de 100 m. y flujos tan elevados, es por esta razon que para explicar el transporte de agua en arboles, se emplea el modelo descrito anteriormente.

Si alguien quiere ahondar mas en el tema y averiguar más acerca de la ecuación de Poiseuille siga los siguientes links:

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Poiseuille
http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/bolarios/FisioVegetal/TeoriaFisioVegetal/Resumenes/tema4.htm
http://biocity.iespana.es/fisveg/fv5.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_hidrico

Esta idea nos parecio novedosa e interesante, ya que consiste en un fenómeno cotidiano que esconde una complejidad jamás pensada. Falta encontar un proyecto a escala que ilustre este proceso, para poder ser exibido en el MIM.

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