Capilaridad, diferencias de presión, transpiración, y.... Nuevo mecanismo para el transporte de agua en plantas vasculares
Este artículo ha sido financiado por el proyecto INVOFI de la Asociación Física Argentina.
Mediante un modelo matemático simple, científicos argentinos proponen un mecanismo basado en consideraciones geométricas, que acercaría un poco más de luz sobre el aún incompleto conocimiento del fenómeno de transporte de agua en plantas vasculares.
El transporte de agua y otras sustancias desde las raíces hasta la hoja es un problema de la fisiología vegetal que aún hoy en día deja más dudas que certezas a la hora de establecer los mecanismos que intervienen en este complejo e interesante proceso. Algunos de estos mecanismos han sido estudiados, pero con el estado actual del conocimiento en esta materia no puede explicarse acabadamente este fenómeno que permite la vida y el crecimiento de estos organismos.
El sistema vascular xilemático (capilares micrométricos interconectados) es el encargado del transporte de agua y nutrientes de la raíz hasta las hojas. Estos capilares están interconectados, lateral y axialmente, por orificios denominados pits. Estos orificios poseen en su interior una membrana conformada por una red de micro fibras elásticas que actúan como una válvula capilar. Debido a la alta evaporación, la presión dentro de los tubos desciende hasta valores negativos (tensión) y, por esto, a través de la membrana del pit, se generan burbujas (proceso denominado air-seeding), obstruyéndose así el flujo de la savia ascendente.
No esta claro si la formación de burbujas en los capilares (cavitación) perjudica al árbol, evitando el flujo de agua, o beneficia su estructura eliminando las tensiones que podrían romper las paredes de los tubos. El proceso es factible cuando un tubo lleno de savia y otro de aire son adyacentes. Debido a la elevada tensión en el tubo con savia, la interfase liquido-aire se desplaza hasta que una burbuja vence la fuerza capilar y entra en el sistema disparando la cavitación. Esa burbuja se expande relajando el líquido y deteniendo el flujo de agua en ese tubo. Cuando la transpiración disminuye, durante la noche, ese tubo se rellena y el sistema recupera así su conductividad inicial.
En el artículo publicado en la revista Tree Physiology, Ariel Meyra, Victor Kuz y Guillermo Zarragoicoechea proveen una posible explicación de este mecanismo de air-seeding, propuesto por Martin Zimmermann, y de cómo funcionan las membranas que dan origen al mismo. También afirman que la la posibilidad de variar la curvatura de las válvulas no sólo es importante para producir el air-seeding, sino también en el control del transporte de savia, al producir un exceso de presión capilar.
Instituciones: Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos (IFLySiB - CCT CONICET La Plata), UNLP, CICPBA.
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