Ciencia para todos desde el CEBAS

José A. Hernández Cortés. Investigador Científico del CSIC. Grupo de Biotecnología de Frutales, CEBAS-CSIC, Murcia

El agua cumple una función crucial en la vida de las plantas. La fotosíntesis requiere que las plantas obtengan el CO2 de la atmósfera, pero al mismo tiempo se exponen a una pérdida de agua y por tanto a una amenaza de deshidratación. Para prevenir la deshidratación, las plantas deben absorber agua por las raíces y transportarla a la parte aérea. Pequeños desequilibrios entre la absorción de agua y la pérdida de agua a la atmósfera puede causar un déficit hídrico que puede llevar a un malfuncionamiento de muchos procesos celulares. Por ello, el equilibrio entre la absorción, transporte y pérdida de agua representa un importante desafío para las plantas terrestres.

Las células vegetales, a diferencia de las animales, poseen una pared celular, que les permite desarrollar una presión hidrostática interna, denominada presión de turgencia. Este parámetro es importantísimo para muchos procesos fisiológicos, como por ejemplo, el alargamiento celular, la apertura de los estomas, el transporte por el floema, así como diferentes procesos de transporte a través de las membranas. La turgencia también contribuye a la rigidez de los tejidos no lignificados.

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El agua es uno de los elementos que más limita la producción vegetal tanto en la agricultura como en los ecosistemas naturales, lo que va a conducir a marcadas diferencias en el tipo de vegetación  dependiente de un gradiente de precipitaciones. La razón por la cual  el agua es una fuente  limitante es debido a que las plantas la usan en grandes cantidades. La mayor parte del agua absorbida por las raíces es transportada por la parte aérea y evaporada por la superficie de las hojas (aprox. 97%). Esta pérdida de agua se denomina transpiración. En contraste, una pequeña cantidad de agua absorbida por las raíces permanece en la planta para usarse en procesos de crecimiento (2%) o bien es usada en procesos bioquímicos (1%) como las reacciones de la fotosíntesis u otras reacciones metabólicas.

La pérdida de agua a la atmósfera es una consecuencia inevitable unida al proceso de  fotosíntesis en las plantas terrestres. La absorción de CO2 está acoplada a la pérdida de agua mediante un proceso de difusión. Cuando el CO2 difunde al interior de las hojas, el vapor de agua difunde hacia la atmósfera. Sin embargo,  por cada molécula de CO2  absorbida se pierden unas 400 moléculas de agua. Esto es debido a que el gradiente que conduce a la pérdida de agua es mucho mayor que el del CO2 absorbido. Este intercambio desfavorable ha tenido una importante influencia en la evolución de la forma y la función de las plantas y explica el porqué de la importancia del agua en la fisiología de las plantas.

Biliografía

  • Taiz L y Zeiger E (2010) Plant Physiology, 5th ed., Sinauer Associates Inc, Sunderland, MA.
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Comentarios en: "IMPORTANCIA DEL AGUA EN LAS PLANTAS (I)" (13)

  1. Porqué algunas plantas son más necesitadas de agua que otras? Tengo solo 3 tipos de plantas, y una de ellas necesita agua de día por medio, mientras las otras 2, una vez a la semana.

    Cual es la diferencia?

    • Depende principalmente del tipo de planta. Por ejemplo, las plantas herbáceas presentan una mayor transpiración debido a que en general presentan mayor número de estomas. Arbustos y plantas leñosas necesitan menos agua porque sus hojas presentan menos estomas y están mas endurecidas (lignificadas), lo que limita la pérdida de agua por transpiración. Hay que tener en cuenta también que plantas jóvenes y las que están produciendo frutos o flores tienen mayor requerimiento de agua porque están en una fase de desarrollo activo. Otro factor importante es la localización de las plantas, una alta exposición solar o incluso aires acondicionados o calefacción aumentan la pérdida de agua. El tipo de sustrato también influye, ya que hay sustratos que debido a su composición presentan una escasa capacidad de retención de agua.

  2. Muito bom artigo, realmente a importância da água é algo que as pessoas estão perdendo a consciência deste fato.

    Parabéns!
    Rafael Magalhaes (rafaelvpm)

    http://1000artigos.com.br/7-motivos-para-comecar-a-beber-agua-ja/

  3. adamaris yuleydi mendez cedeño dijo:

    graciaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaasssssssssssssssss

  4. buenos días, quisiera saber si el agua influye en la producción, es decir ¿si la planta recibe aguas residuales su producción es saludable ?

    • Hola Gabriela,
      Depende de la fuente de agua residual. Previo al uso del agua residual, ésta debe recibir una serie de tratamientos para reducir la carga bacteriana.
      Estas aguas pueden tener ,metales pesado, pueden tener sales, pero también suelen tener altas concentraciones de otros nutrientes importantes para la producción de las plantas (potasio, calcio, magnesio, hierro, cobre, etc…).
      Nosotros, hemos aplicado aguas regeneradas para el riego de plantas ornamentales. Hay también estudios con frutales donde también se usan estas aguas.
      Para verduras y frutas hay que hacer análisis de los mismos para no tener problemas. Por ejemplo, las hojas pueden acumular métales pesados (lechuga, espinaca etc..) pero los frutos no los acumulan.

      Muchas gracias por tu interés
      Para cualquier aclaración no dudes en escribirnos.

      Saludos

      José A Hernández y José R Acosta-Motos

  5. Hola! muy buenos dias, me podria ayudar con la respuesta a esta pregunta?
    Cuando usted se olvida de regar las plantas, ellas se marchitan y las hojas y tallos se vuelven flácidos.Pocas horas después de regarlas, ellas reasumen su aspecto normal y saludable. Que ha ocurrido dentro de las plantas que les permitió reponerse?
    Otras veces si se espera demasiado tiempo para regarlas, no viven. Que es lo que usted supone que biológicamente ha sucedido? Gracias!

    • Hola Dana
      En primer lugar, muchas gracias por tu interés en nuestro blog.
      Cuando una planta deja de recibir agua pone en marcha diferentes mecanismos para sobrevivir. El más inmediato es la regulación estomática para evitar perder agua. Esto le lleva a un compromiso: Si cierra mucho los estomas no entra CO2 y por lo tanto no puede hacer fotosíntesis. Por lo tanto debe regular los estomas muy finamente. Si este periodo de “sequia” no es muy prolongado (depende de la planta) las plantas recuperan su turgor en cuanto vuelven a recibir riego. Si el periodo de falta de agua se prolonga en el tiempo (días o semanas, dependiendo de la planta), como bien dices, la planta se marchita y puede morir. LA respuesta es diferente si hay o no luz: En presencia de luz, la planta sigue recibiendo electrones para hacer fotosíntesis, pero si los estomas están cerrados, no hay suficiente CO2 para fijar carbono (es decir: el Ciclo de Calvin no funciona). Cuando la planta fija C regenera aceptores electrónicos para la cadena de transporte (NADP+, ADP). Si no los tenemos, los electrones se van al Oxígeno (O2), que hay mucho en el cloroplasto. Esto da lugar a una sobregeneración de especies reactivas del oxígeno (ROS), como superoxido (O2.-), H2O2 y radicales hidroxilo (.OH) , que son muy dañinos si no se eliminan. El .OH es muy tóxico. Globalmente producen degradación de macromoléculas, inhibición de enzimas etc…en consecuencia: generan un estrés oxidativo que provoca la muerte de las células, que finalmente conduce a una necrosis de las hojas. Es una respuesta similar a la que ocurre cuando una planta es infectada por un patógeno. LA planta reacciona provocando una necrosis en las zonas de infección para evitar que el patógeno progrese. La planta puede incluso “matar” hojas enteras para evitar que el patógeno infecte la planta completa.
      Si no hay luz, la planta puede aguantar mejor los estreses, pero al final también morirá si no recibe agua, en cuanto gaste sus reservas.

      No se si esta explicación te despeja las dudas.

      Saludos
      José A. Hernández

  6. edson velazco dijo:

    Previos Saludos, me inquieta una pregunta de un libro que encontré por internet que dice: El agua que la planta utiliza para su crecimiento se llama….. y no encuentro una respuesta me podría ayudar por favor gracias

    • Estimado Edson
      El agua que la planta usa para hacer fotosíntesis y crecer se denomina agua eficiente. Piensa que la planta tiene que abrir los estomas y vive en un compromiso entre tomar CO2 para fotosíntesis y no perder agua para transpiración. De ahí viene el término “uso eficiente del agua”, que hace referencia al ratio entre el agua que se usa para el metabolismo y la que se pierde por transpiración. Cuanto más se abren los estomas más agua se pierde. PEro si la planta está bien regada no pasa nada. Cuando falta agua, la planta cierra los estomas para limitar la pérdida de agua por transpiración. Eso le hará tomar menos CO2 para la fotosíntesis.
      Además, la planta debe mantenerse turgente para poder crecer. Y ese turgor se lo da el agua. Una planta con déficit hídrico no va a poder crecer de forma adecuada.
      No se si te contento a tu duda

      Saludos
      José A. Hernández

  7. Luciana amaral dijo:

    Hola, buenas tardes, soy estudiante de agricultura y me gustaria ver si me pueden ayudar con esas preguntas, de ante mano muchas gracias
    Cuales son los factores que influyen en el transporte del agua en las plantas?
    Y existe un control fisiologico a la perdida de agua?

    • Hola Luciana, te enviamos una posible respuesta. Espero que te sea de utilidad

      ¿Cuáles son los factores que influyen en el transporte del agua en las plantas?

      La raíz tiene como función la absorción y el transporte de agua y sales minerales. En la raíz actúan fuerzas que originan una presión positiva en la unión de la raíz y el tallo. Esta presión se llama presión radicular. La savia en las raíces es hipertónica al agua del suelo circundante; esto puede explicar, al menos en parte, la generación de la presión radicular.

      Otra fuerza que podría elevar el agua en un tallo sería una tracción desde arriba, en vez de un empuje desde abajo. La transpiración o salida del agua al aire o a la atmósfera es el principal proceso de tracción de la parte superior de la columna con potenciales hídricos muy negativos ψ= -95.1MPa) que atraen al agua con una grandísima fuerza. La tendencia de las moléculas de agua a unirse transmite esta fuerza por toda la longitud del tallo y las raíces y eleva toda la columna de savia. Esta presión debe hacerse más negativa cuando hay exceso de sales en el suelo con el fín de favorecer el movimiento de agua hacia las raíces.

      ¿Existe un control fisiológico a la pérdida de agua?

      Sí principalmente a través de dos mecanismos:
      El más importante es el control de la pérdida de agua a la atmósfera (casi el 99% del agua que se transporta por la planta) en los procesos de evapotranspiración a través de las cutículas y sobre todo a través de los estomas de las hojas.
      La apertura o cierre de los estomas forma parte de la fisiología de la planta que comunica la planta con las condiciones ambientales y la adaptan a ella. La apertura o cierre de los estomas está muy finamente regulada en la planta por factores ambientales como la luz, la concentración de dióxido de carbono o la disponibilidad de agua.
      En casos de sequía (estrés hídrico) se cierran los estomas impidiendo pérdidas de agua en la planta, lo cual, sin embargo, también imposibilita el intercambio de gases y, en consecuencia, la entrada de dióxido de carbono (CO2) atmosférico necesaria para la nutrición de las plantas mediante el proceso de fotosíntesis. Es por ello que en regiones xerófilas, los estomas frecuentemente son pequeños o casi inexistentes, y además, contienen cantidades apreciables de ceras, pelos y tricomas, que dificultan la salida del vapor de agua.

      Saludos

      José A. Hernández y Pedro Díaz-Vivancos

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