TRANSLOCACION Y TRANSPORTE DE SUSTANCIAS EN LAS PLANTAS

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Procesos de transporte en las plantas Una planta necesita mucha más agua que un animal de peso comparable. Esto se debe a que la casi totalidad del agua que entra en las raíces de una planta en crecimiento es liberada al aire como vapor de agua y sólo una pequeña proporción es realmente utilizada por las células vegetales. La pérdida de vapor de agua por las plantas se denomina transpiración.

Como consecuencia de la transpiración, las plantas requieren de grandes cantidades de agua. Junto con la corriente de transpiración son incorporados elementos esenciales de origen mineral desde el suelo al interior de las células de las raíces.

Además de agua y minerales, las células de una planta también necesitan esqueletos carbonados, los cuales constituyen su fuente de energía.El movimiento de los compuestos orgánicos desde las partes fotosintéticas de las plantas es conocido como translocación. Los elementos minerales que necesitan las plantas son absorbidos por las raíces de la solución que las rodea y son transportados desde éstas hacia el vástago en la corriente transpiratoria.

MOVIMIENTO DE AGUA Y MINERALES

La pérdida de agua por parte de las plantas en forma de vapor se conoce como transpiración y es una consecuencia de la apertura de los estomas. Esta apertura es necesaria pues a través de los estomas ingresa el dióxido de carbono que se utiliza en la fotosíntesis.

Para que las plantas puedan crecer, la velocidad a la que se realiza la fotosíntesis debe exceder la velocidad de la respiración. A muy bajas concentraciones de dióxido de carbono o a muy bajas intensidades de luz, la cantidad de energía capturada por la fotosíntesis será igual o menor que la consumida a través de la respiración.

A medida que el dióxido de carbono, esencial para la fotosíntesis, penetra en las hojas por los estomas se pierde vapor de agua a través de éstos. Aunque esta pérdida de agua plantea problemas serios para las plantas, suministra la fuerza motriz mediante la que se absorbe agua por las raíces. Además provee un mecanismo que enfría las hojas. La temperatura de una hoja puede ser hasta 10 ó 15 º C inferior a la del aire circundante. Esto ocurre porque el agua, al evaporarse, lleva consigo calor.

El agua entra en la planta desde el suelo por las raíces. El movimiento del agua hacia las células de la raíz sólo es posible cuando el potencial hídrico en el suelo es mayor al potencial hídrico en las raíces.

Los procesos que conducen a la entrada de agua a las células de la raíz son capaces por sí solos y bajo ciertas condiciones de generar una presión positiva que crea una columna de agua. Tal presión, conocida como presión de raíz es, sin embargo, sólo suficiente para que el agua ascienda un corto trecho en el tallo.

El agua viaja a través del cuerpo vegetal en las células conductoras del xilema (vasos y traqueidas). De acuerdo con la teoría de cohesión-tensión, el agua se mueve en las traqueidas y vasos bajo presión negativa (presión menor a la atmosférica, también denominada tensión). Dado que las moléculas de agua se mantienen juntas (cohesión), hay una columna continua de moléculas de agua que es arrastrada por tracción, desde la solución que se encuentra en el suelo al interior de la raíz, molécula por molécula, debido a la evaporación del agua en la parte superior.

La difusión de los gases, incluyendo al vapor de agua, hacia el interior y exterior de la hoja es regulada por los estomas. Los estomas se abren y se cierran por la acción de las células oclusivas, debido a cambios en la turgencia. La turgencia de estas células aumenta o disminuye por el movimiento del agua, que sigue al movimiento de iones potasio hacia adentro o hacia afuera de las células oclusivas. Diversos factores concurren a regular la apertura y cierre de estomas, los cuales incluyen el estrés hídrico, la concentración de dióxido de carbono, la temperatura y la luz.

Los elementos esenciales de origen mineral son incorporados desde el suelo al interior de las células de las raíces a través de la actividad de transportadores específicos, y son transportados al vástago tras ser volcados al xilema junto con la corriente de transpiración. Cumplen una variedad de funciones en las plantas, algunas de las cuales no son específicas, como, por ejemplo, los efectos que ejercen sobre el potencial osmótico. Otras funciones son específicas, como la presencia de magnesio en la molécula de clorofila. Algunos minerales son componentes esenciales de los sistemas enzimáticos.

EL MOVIMIENTO DE LOS AZUCARES: TRANSLOCACION

Las células fotosintéticas de una planta, que son típicamente más abundantes en las hojas, capturan la energía de la luz solar con la que elaboran moléculas para su propio uso. Además, estas moléculas orgánicas son la fuente de energía para todas las otras células de la planta.

El proceso por el cual los productos de la fotosíntesis son transportados a otros tejidos de la planta se conoce como translocación. Este proceso tiene lugar en el floema y sigue un patrón de "fuente a destino". De acuerdo con la hipótesis de la corriente por presión, los azúcares ingresan en los tubos cribosos de la hoja por transporte activo y salen a otras partes del cuerpo de la planta, donde se los necesita para crecer y obtener energía. El agua se mueve hacia el interior y hacia el exterior de los tubos cribosos por ósmosis, siguiendo a las moléculas de azúcar.

Estos procesos crean una diferencia en el potencial hídrico a lo largo del tubo criboso, lo que hace que el agua y los azúcares disueltos en ella se muevan por flujo global a lo largo del tubo criboso.Las moléculas de azúcar entran por transporte activo a una célula acompañante situada en la fuente, y luego pasan al tubo criboso a través de las muchas conexiones citoplasmáticas de la pared celular común del tubo criboso y de su célula acompañante. Como consecuencia del aumento en la concentración de azúcar, el potencial hídrico disminuye y el agua entra en el tubo criboso.

Las moléculas de azúcar dejan el tubo criboso en el destino y la concentración de azúcar en este tubo criboso disminuye. Como resultado, el agua sale del tubo criboso. Dada la secreción activa de moléculas de azúcar hacia el interior del tubo criboso en la fuente y su salida del tubo criboso en el destino, se produce un flujo de la solución de azúcar a lo largo del tubo, entre la fuente y el destino.

DEFINICIONES IMPORTANTES

APOPLASTO:

Es la parte vegetal EXENTA de actividad metabólica; constituye un sistema mas o menos continuo de paredes celulares, espacios intercelulares y células del XILEMA interconectadas. El movimiento ASCENDENTE DE SUSTANCIAS ABSORBIDAS por las raíces, tiene lugar predominantemente a través de este sistema.-

SIMPLASTO:

Son los TEJIDOS VIVOS DE LA PLANTA; constituidos por los protoplastos celulares interconectados por los plasmodermos, siendo EL FLOEMA el componente esencial del simplasto y en el se TRANSPORTAN LAS SUSTANCIAS FOTOSINTETIZADAS A LOS TEJIDOS U ORGANOS EN DONDE SE UTILIZAN Y/O ALMACENAN.

EVIDENCIA SOBRE EL PAPEL QUE DESEMPEÑA EL FLOEMA

Se obtuvo evidencia convincente sobre el papel del floema cuando se dispuso de rastreadores radiactivos. Si las plantas efectúan la fotosíntesis en una atmósfera que contenga dióxido de carbono cuyo carbono es radiactivo (14CO2), los azúcares producidos llevarán una marca radiactiva. Estudios de la trayectoria de la radiactividad a través de la planta han mostrado de manera concluyente que los azúcares son transportados en los tubos cribosos.

Los áfidos, que son pequeños insectos que succionan savia, han aportado una información valiosa acerca del movimiento de las sustancias a través de los tubos cribosos. Estos insectos insertan sus piezas bucales en forma de estilete en los tubos cribosos. Si luego se separa al áfido de su estilete, por este último saldrá el fluido floemático. Los datos reunidos con la ayuda de los áfidos indican que la savia de los tubos cribosos contiene (en peso) de 10 a 25% de solutos, más del 90% de los cuales son azúcares, principalmente sacarosa.

También contienen bajas concentraciones de aminoácidos y otras sustancias nitrogenadas, además de iones. Los colorantes rastreadores indican que la velocidad del movimiento de solutos a lo largo del tubo criboso es notablemente alta. Se estimó que la savia se mueve a una velocidad de aproximadamente 100 cm. por hora, mucho más rápido de lo que se esperaría si este movimiento involucrara sólo a la difusión. A esta velocidad, cada miembro de un tubo criboso se vacía y vuelve a llenarse completamente cada 2 segundos.

HIPOTESIS DE LA CORRIENTE POR PRESIÓN

El movimiento de azúcares y de otros solutos orgánicos en la translocación sigue lo que se conoce como un patrón fuente a destino. Las principales fuentes de estos solutos son las hojas que realizan fotosíntesis, pero los tejidos de almacenamiento también pueden servir como fuentes importantes. Por otra parte, todos los órganos, o tejidos, incapaces de satisfacer sus propios requerimientos nutricionales pueden actuar como destino, o sea, como importadores de solutos orgánicos. Así, los tejidos de almacenamiento actúan como destinos cuando están importando solutos y como fuentes cuando están exportándolos.

La explicación más ampliamente aceptada para el movimiento desde la fuente al destino en la translocación es la denominada hipótesis de la corriente por presión. De acuerdo con esta hipótesis, los solutos se mueven en las soluciones, que a su vez se mueven por diferencias en el potencial hídrico causado por gradientes de concentración de partículas activas en la ósmosis (principalmente los azúcares).

La existencia de distintos gradientes de concentración de sacarosa a lo largo de los tejidos del floema apoyó la hipótesis de la corriente por presión. Esta hipótesis permite explicar las velocidades de movimiento en el floema que se indicaron anteriormente. Como se muestra, los azúcares de las células fotosintéticas de la hoja entran en los tubos cribosos en contra de un gradiente de concentración. Este proceso de transferencia parece implicar el co-transporte de moléculas de sacarosa y de iones hidrógeno por medio de una proteína de transporte específica en la membrana del tubo criboso. Al alcanzar un destino, por ejemplo, una raíz de almacenamiento, las moléculas de azúcar abandonan el tubo criboso. Luego, las moléculas de agua siguen a las de azúcar en su camino hacia afuera, nuevamente por ósmosis. Así, el agua fluye hacia adentro en un extremo del tubo criboso y fuera de él en el otro extremo. La velocidad de transporte depende de las diferencias de concentración entre la fuente y el destino.

En este último, los azúcares pueden ser utilizados o almacenados, pero la mayor parte del agua regresa al xilema y recircula en la corriente de transpiración. En las plantas el agua cumple múltiples funciones. Las células deben tener contacto directo o indirecto con el agua, ya que casi todas las reacciones químicas celulares, tienen lugar en un medio acuosos. Para que un tejido funcione normalmente, requiere estar saturado con agua, manteniendo las células turgentes. Todas las sustancias que penetran en las células vegetales deben estar disueltas, ya que en las soluciones se efectúa el intercambio de sustancias nutritivas entre células, órganos y tejidos. El agua como componente del citoplasma vivo, participa en el metabolismo y en todos los procesos bioquímicas.

Una disminución del contenido hídrico dentro de la planta, va acompañado por una perdida de turgencia, marchitamiento y una disminución del alargamiento celular, cerrándose así los estomas, reduciéndose la fotosíntesis, la respiración interfiriéndose varios procesos metabólicos básicos.

fuente: http://www.tecnoverd.com/index.php/la-translocacion.html