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El agua es necesaria para las plantas, ¡pero sólo una pequeña cantidad del agua que absorben las raíces se utiliza para el crecimiento y el metabolismo! La mayor parte del agua que absorben, normalmente hasta el 99%, es transpirada. A veces puede ser perjudicial para la planta perder esta agua por transpiración, pero es un proceso necesario.
La transpiración también es parte integrante del ciclo hidrológico y desempeña un papel en el cambio climático global. Veamos qué factores afectan a la transpiración en las plantas, incluidos los factores internos y los externos, como la humedad y la temperatura.
¿Qué es la transpiración?
La transpiración es el movimiento del agua a través de una planta y la evaporación de las partes aéreas (a diferencia de las terrestres, como las raíces), como las hojas, los tallos y las flores.
La transpiración es agua líquida que se convierte en vapor de agua en la superficie de la planta y se disipa en la atmósfera.
Las plantas pierden agua principalmente a través de los estomas de las hojas. Esto se denomina transpiración cuticular. Los estomas son como pequeñas aberturas. Sólo se llama estoma a una abertura.
Losestomas son poros diminutos, normalmente delimitados por dos células protectoras, que se abren y cierran para regular el intercambio de gases.
Cuando los estomas están abiertos, el vapor de agua escapa de la hoja, enfriando la planta.
Las plantas también transpiran a través de lenticelas, que son pequeños huecos en su corteza. La transpiración lenticular se ve afectada por los mismos factores que la transpiración estomática (humedad del aire, humedad del suelo, etc.), pero suele ser menos significativa en términos de pérdida de agua.
Factores que afectan a la transpiración en las plantas
La principal fuerza motriz de la transpiración es la evaporación del agua de las superficies de las células del cuerpo de la planta. Este proceso se produce cuando el vapor de agua se difunde fuera de las células hacia la atmósfera. También se denomina transpiración cuticular.
Cuticular se refiere a la fina membrana (cutícula) que recubre las hojas de las plantas.
La mayor parte de la transpiración se produce cuando se abren los estomas. Sin embargo, los estomas se abren principalmente para permitir que la planta intercambie gases para la fotosíntesis. Dos gases que se intercambian a través de los estomas de una planta son el oxígeno (O2) y el dióxido de carbono (CO2).
Varios factores pueden afectar a la tasa de transpiración, como la temperatura, la humedad, el movimiento del aire y la intensidad de la luz.
Lastemperaturas más cálidas suelen conducir a tasas de transpiración más elevadas, mientras que los niveles de humedad más altos disminuyen la tasa de pérdida de agua.
Además, el viento y la luz solar intensa también aumentan la tasa de transpiración.
Juntos, estos factores desempeñan un papel esencial en la determinación de la tasa global de pérdida de agua de una planta determinada.
Una de las razones por las que las plantas transpiran es que necesitan enfriarse. Pero las plantas también pueden controlar su tasa de transpiración. Cuando cae la noche, las plantas minimizan la transpiración cerrando sus estomas.
Algunos animales, como los humanos, también utilizan la transpiración para enfriarse sudando.
Algunas plantas, como la planta de la piña, hacen lo contrario de lo que esperamos: ¡mantienen sus estomas abiertos durante la noche y los cierran durante el día!
Factores internos que afectan a la transpiración
Varios factores internos contribuyen a la tasa de transpiración, como la superficie foliar y el número de estomas, tal y como se resume en la tabla 1.
Factores internos | Descripción | Detalles |
Densidad estomática | El número y tamaño de los estomas. | El número de estomas presentes en la superficie de una hoja afecta a la cantidad de vapor de agua que puede perderse. Las hojas con más estomas perderán más vapor de agua que las que tienen menos estomas. |
Superficie foliar | Relación entre superficie y volumen; cuanta más superficie esté expuesta al aire, más vapor de agua se perderá por transpiración. | Las plantas con más superficie expuesta al aire suelen tener tasas de transpiración más elevadas que las que tienen menos superficie expuesta. Del mismo modo, las plantas con hojas más finas perderán agua más rápidamente que las que tienen hojas más gruesas. |
Grosor cuticular | Cuanto más gruesa sea la capa de cera de la superficie de una hoja, menos vapor de agua se perderá por transpiración. | Cuando el tejido está seco, absorbe más fácilmente el agua del aire circundante, lo que provoca un aumento de la transpiración. |
Gradiente de potencial hídrico | La presión ejercida por la pérdida de agua a través de la transpiración ayuda a extraer más agua de las raíces. | El gradiente de potencial hídrico es la diferencia de potencial hídrico entre el interior de una célula y el entorno exterior: un gradiente de potencial hídrico más elevado se traduce en una mayor tasa de transpiración. |
Factores externos que afectan a la transpiración
Hay varios factores externos que pueden afectar a la transpiración, como se ha mencionado en los apartados anteriores, por ejemplo
Intensidad luminosa: los niveles de intensidad luminosa más elevados suelen dar lugar a mayores tasas de transpiración. Esto se debe a que las plantas abren sus estomas en respuesta a la luz, permitiendo que el vapor de agua salga de las hojas. Sin embargo, hay algunas excepciones a esta regla.
Por ejemplo, si el aire alrededor de las hojas es árido, la planta puede cerrar sus estomas para evitar una mayor pérdida de agua. Esto puede ocurrir aunque la intensidad luminosa sea alta. Del mismo modo, si la temperatura es muy alta, la planta puede cerrar sus estomas para reducir la pérdida de agua, aunque la intensidad luminosa sea baja.
Temperatura : a medida que aumenta la temperatura, también lo hace la tasa de transpiración. Cuanto más bajas son las temperaturas, menor es la tasa de transpiración.
Las células de guarda tienden a cerrar los estomas en condiciones de viento para evitarlo.
Viento - genera una mayor pérdida de agua porque provoca una mayor tasa de evaporación.
Las células protectoras tienden a cerrar los estomas en condiciones de viento para evitarlo.
Humedad - una humedad baja significa que la planta necesita retener más agua y suele desarrollar hojas con menor superficie, cutículas más gruesas, etc.
En fisiología vegetal, la fuerza de transpiración es la fuerza creada por la pérdida de agua a través de la transpiración, que tira del agua hacia arriba a través de una planta. Esta fuerza se crea por la evaporación del agua de las hojas, que crea un gradiente de presión desde las hojas hasta las raíces. La cantidad de agua que puede subir una planta viene determinada por la fuerza de la transpiración y la resistencia al flujo dentro de la planta.
Un gradiente de presión es la dirección y la velocidad de aumento de la presión en un lugar determinado.
Efectos de la humedad en la transpiración
Cuando el aire es húmedo, hay menos diferencia entre la presión atmosférica del vapor de agua y la presión dentro de las células de la hoja. En consecuencia, es menos probable que las moléculas de agua se difundan fuera de las células de la hoja, y la tasa de transpiración disminuye. En este escenario ya hay mucha agua en la atmósfera. Sin embargo, las plantas pueden adaptarse a las condiciones de humedad elevada abriendo sus estomas, o poros, para permitir que salga más vapor de agua. Este proceso permitirá a las plantas seguir transpirando rápidamente, incluso en condiciones húmedas.
Los factores externos que aumentan la humedad o reducen la velocidad del viento suelen disminuir la tasa de transpiración.
La evapotranspiración de las plantas produce cantidades importantes de vapor de agua. Este vapor da lugar a la formación de nubes, controla las temperaturas de la superficie y aumenta las precipitaciones. Es parte integrante del ciclo hidrológico e influye en los patrones meteorológicos.
El efecto del viento en la transpiración
Cuanto mayor sea la velocidad del viento, mayor será la tasa de transpiración (si todas las demás condiciones son constantes). Esto se debe a que el movimiento del aire por la superficie de las hojas provoca la evaporación del agua de las células mesofílicas, y esta pérdida de agua debe ser sustituida por el agua que asciende por los vasos xilemáticos desde las raíces.
Cuanto mayor es la velocidad del viento, mayor es la tasa de evaporación, por lo que la pérdida de agua de las hojas es más significativa.
Para mantener un equilibrio hídrico constante, las plantas deben aumentar su tasa de transpiración.
El efecto de la temperatura en la tasa de transpiración: Cómo medirlo en un experimento
La tasa de transpiración aumenta con el incremento de la temperatura. El aumento de la temperatura provoca un aumento de la evaporación del agua de la superficie de las hojas. Esto provoca un aumento de la demanda de agua por parte de las plantas, lo que conduce a un aumento de la tasa de transpiración.
La temperatura óptima para las plantas en el clima templado se sitúa entre 20 y 30 grados Celsius.
Fig. 7: Las zonas de clima templado están situadas al norte y al sur de los subtrópicos.
A temperaturas más altas, los estomas de las hojas se cierran para evitar una mayor pérdida de agua, reduciendo la tasa de transpiración. Sin embargo, a temperaturas muy bajas, las plantas entran en un estado de latencia y la transpiración se paraliza. Por tanto, la temperatura es un factor externo importante que afecta a la transpiración de las plantas.
La transpiración de las plantas es un proceso esencial en el ciclo del agua, y puede estudiarse fácilmente con dos experimentos sencillos.
A. Para este experimento, necesitarás
- frasco de cristal transparente/ bolsa transparente
- planta con hojas
- cinta adhesiva transparente
- termómetro
- Primero, coloca la planta en el tarro, de modo que las hojas queden expuestas al aire.
- Después, cierra el tarro con la cinta adhesiva. Deja el tarro en un lugar soleado durante 24 horas, pero comprueba regularmente el termómetro para registrar la temperatura media.
- Después de 24 h, comprueba la planta para ver cuánta agua se ha evaporado de las hojas, analizando o incluso pesando las gotas después de sacar la planta del tarro.
Repitiendo este experimento con diferentes plantas, puedes aprender más sobre cómo funciona la transpiración de las plantas y qué factores afectan a la tasa de transpiración.
B . También es posible calcular la masa foliar. Para este experimento, tendrías que pesar una hoja antes y después de colocarla en un lugar con humedad controlada y dejarla durante unas horas.
La diferencia entre los dos pesos se utiliza entonces para calcular la tasa de transpiración. Expresamos el resultado en porcentajes (%): la disminución porcentual de la masa de la hoja. Por cierto, ¡con "peso" nos referimos a masa!
No olvides que el número que muestran las básculas es la masa de un objeto. Por lo demás, la entrada de la báscula procede del peso, donde el peso es la presión ejercida sobre ellas, multiplicada por la aceleración de gravitación (9,8 m/s2).
Factores que afectan a la transpiración - Puntos clave
La transpiración cuticular y lenticular son las dos vías principales por las que las plantas pierden humedad.
Los factores internos que afectan a la tasa de transpiración son el grosor de la cutícula, la pilosidad, la forma y el tamaño de las hojas, el tamaño y la densidad de los estomas, etc.
Los factores externos que afectan a la tasa de transpiración son la temperatura, la luz, el viento, etc.
Algunas plantas pueden comportarse de forma diferente para prosperar en determinadas zonas, por ejemplo transpirando por la noche en lugar de durante el día.
Dos experimentos prácticos para observar la transpiración son medir la masa de una hoja cortada antes y después de dejarla en un entorno controlado o cuantificar las gotas de agua transpiradas por una planta sellada en un frasco o bolsa.
Referencias
- Fig. 1. Estómago de hoja de tomate a 1 color (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tomato_leaf_stomate_1-color.jpg) por Photohound, Dominio público
- Fig. 3. Lenticelas de gean (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gean_lenticels.JPG) por Rosser 1954 Roger Griffith, Dominio público
- Fig. 4. Rocío en hojas de salvia 2 (https://www.flickr.com/photos/leo_leibovici/1758285761/) por Leo Leibovici (https://www.flickr.com/photos/leo_leibovici/) bajo licencia CC BY 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
- Fig. 5. Primer plano de Salvia officinalis (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Salvia_officinalis_close_up.jpg) por Smartse (https://en.wikipedia.org/wiki/User:Smartse) bajo una Licencia CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)
- Fig. 7. Mapa del mundo indicando los trópicos y subtrópicos (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:World_map_indicating_tropics_and_subtropics.png), por KVDP (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Genetics4good), con licencia CC-BY-SA-3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)
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