La transpiración es un proceso fundamental en las plantas, implica la pérdida de agua en forma de vapor a través de estructuras especializadas en las hojas llamadas estomas. Este fenómeno no solo es crucial para la regulación hídrica de la planta, sino que también desempeña roles esenciales en su nutrición y en el transporte de nutrientes. A continuación, exploraremos cómo se lleva a cabo la transpiración, sus funciones dentro de la planta, y el mecanismo mediante el cual el agua sale de la planta a través de los estomas.
¿Cómo se Lleva a Cabo la Transpiración?
La transpiración en las plantas ocurre principalmente a través de los estomas, que son pequeñas aberturas en la epidermis de las hojas y otros órganos aéreos. Este proceso implica varias etapas:
- Absorción de Agua por las Raíces: El agua es absorbida del suelo por las raíces mediante ósmosis. Esta agua se mueve a través del sistema vascular de la planta (xilema) hacia las hojas.
- Movimiento del Agua a Través del Xilema: El agua se mueve hacia arriba a través del xilema debido a la transpiración en las hojas, creando una presión negativa que “tira” del agua desde las raíces hasta las hojas. Este fenómeno se conoce como la teoría de la cohesión-tensión del agua.
- Evaporación del Agua desde las Células Mesófilas: Dentro de las hojas, el agua se evapora desde las superficies húmedas de las células mesófilas hacia los espacios intercelulares llenos de aire.
- Difusión del Vapor de Agua a Través de los Estomas: Finalmente, el vapor de agua difunde desde los espacios intercelulares al aire exterior a través de los estomas.
Funciones de la Transpiración en las Plantas
La transpiración cumple múltiples funciones vitales para las plantas:
- Regulación Térmica: La evaporación del agua de las superficies foliares ayuda a enfriar la planta, evitando el sobrecalentamiento, especialmente en condiciones de alta radiación solar.
- Transporte de Nutrientes: El flujo continuo de agua a través del xilema facilita el transporte de minerales y nutrientes disueltos desde las raíces hasta todas las partes de la planta. Este transporte es esencial para el crecimiento y desarrollo de la planta.
- Mantenimiento de la Turgencia Celular: La transpiración contribuye al mantenimiento de la turgencia (presión de agua dentro de las células), lo que es crucial para la estabilidad estructural de la planta y para mantener las hojas en una posición óptima para la fotosíntesis.
- Intercambio Gaseoso: Aunque el principal propósito de los estomas es facilitar la transpiración, también son esenciales para el intercambio gaseoso, permitiendo la entrada de dióxido de carbono necesario para la fotosíntesis y la salida de oxígeno.
Mecanismo de los Estomas
Los estomas son regulados por células especializadas llamadas células guarda. Estas células controlan la apertura y cierre de los estomas en respuesta a varios factores ambientales y fisiológicos como la luz, que estimula la apertura de los estomas, permitiendo la entrada de dióxido de carbono para la fotosíntesis durante el día, el Estado Hídrico de la Planta: Cuando la planta experimenta estrés hídrico, los estomas se cierran para conservar agua. Concentración de CO₂: Una baja concentración de CO₂ dentro de la hoja puede inducir la apertura de los estomas, mientras que una alta concentración puede causar su cierre. El mecanismo de apertura y cierre de los estomas se basa en cambios en la turgencia de las células guarda. Cuando estas células acumulan potasio (K⁺) y otros solutos, el agua entra por ósmosis, aumentando su turgencia y abriendo los estomas. Por el contrario, cuando los solutos son expulsados, el agua sale de las células, reduciendo su turgencia y cerrando los estomas.
El ácido abscísico (ABA) es una molécula orgánica que pertenece a la clase de compuestos llamados sesquiterpenos. Este compuesto se encuentra naturalmente en las plantas y desempeña un papel fundamental en la regulación del crecimiento, desarrollo y respuesta a diferentes estímulos ambientales, incluyendo la respuesta a la sequía (Wang et al., 2020).
En condiciones de estrés, el ABA puede regular la expresión de genes involucrados en la síntesis de compuestos protectores, como osmolitos y proteínas de choque térmico, los cuales protegen las células de la deshidratación y el estrés oxidativo (Wei et al.,2015). Asimismo, el ABA promueve el incremento de tolerancia de las plantas a condiciones de sequía mediante diversos mecanismos, los cuales se inician con la regulación de la apertura estomática, lo que permite reducir la pérdida de agua por transpiración, ayudando a mantener el equilibrio hídrico de la planta (Li et al., 2000)
Durante situaciones de estrés hídrico, el ácido abscísico (ABA) se acumula en las hojas y tiene un efecto directo en las células “guarda”, las cuales controlan la apertura y cierre de los estomas. Estas células tienen la capacidad de bombear selectivamente iones, como el potasio (K+) y el calcio (Ca2+), desde y hacia el espacio extracelular. Esta acción conduce a una reducción en el potencial eléctrico de las células y en la absorción de agua. Como resultado, la turgencia celular disminuye, lo que a su vez provoca el cierre parcial o completo de los estomas (Sepúlveda et al, 2023).
El cierre de los estomas, inducido por el ABA, reduce la transpiración y conserva el agua dentro de la planta. Este mecanismo es vital para la supervivencia de la planta en condiciones de sequía, ya que minimiza la pérdida de agua a través de la superficie foliar.
¿Cómo hacer más eficiente el uso del agua en agricultura? Papel fundamental del ABA.
Como puede leerse el ABA, es una hormona importante y con un gran potencial para manejar cultivos que están en condiciones de estrés hídrico. Existen bioestimulantes a base de microalgas que contienen de manera natural concentraciones bajas de ABA biosintetizado por las mismas microalgas, sus aplicaciones representan un gran potencial para el manejo de cultivos estresados y promover el cierre de estomas, evitar mayor pérdida de agua en forma de vapor y hacer más eficiente el uso del agua.
Los productos de la Línea NERTHUS de Neptunus Biotech representan una innovación en el campo de la biotecnología agrícola, diseñados para mejorar la productividad de los cultivos de manera sostenible. Estos productos se basan en una avanzada tecnología de microalgas para promover el crecimiento vegetal, mejorar la resistencia a enfermedades y optimizar la absorción de nutrientes.
Por su origen, los productos Nerthus poseen dosis pequeñas de ABA, que ayuda a hacer a las plantas más eficientes para poder responder bajo condiciones de estrés hídrico y hacerse más eficientes.
Referencias
Assmann, S. M., & Jegla, T. (2016). Guard cell sensory systems: recent insights on stomatal responses to light, abscisic acid, and CO₂. Current Opinion in Plant Biology, 33, 232-241.
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