La presión de la raíz es la presión osmótica transversal dentro de las células de un sistema de raíces que hace que la savia se eleve a través del tallo de la planta hasta las hojas. [1]
La presión de la raíz ocurre en el xilema de algunas plantas vasculares cuando el nivel de humedad del suelo es alto, ya sea por la noche o cuando la transpiración es baja durante el día. Cuando la transpiración es alta, la savia del xilema suele estar bajo tensión, en lugar de bajo presión, debido al tirón transpiratorio . Por la noche, en algunas plantas, la presión de las raíces provoca la evisceración o exudación de gotas de savia de xilema de las puntas o bordes de las hojas. La presión de la raíz se estudia quitando el brote de una planta cerca del nivel del suelo. La savia del xilema exudará del tallo cortado durante horas o días debido a la presión de la raíz. Si se conecta un manómetro al tallo cortado, se puede medir la presión de la raíz.
La presión de la raíz es causada por la distribución activa de iones de nutrientes minerales en el xilema de la raíz . Sin transpiración para llevar los iones hacia el tallo, se acumulan en el xilema de la raíz y reducen el potencial hídrico . Luego, el agua se difunde desde el suelo hacia el xilema de la raíz debido a la ósmosis . La presión de la raíz es causada por esta acumulación de agua en el xilema que empuja las células rígidas. La presión de la raíz proporciona una fuerza que empuja el agua hacia arriba por el tallo, pero no es suficiente para explicar el movimiento del agua hacia las hojas en la parte superior de los árboles más altos . La presión máxima de la raíz medida en algunas plantas puede elevar el agua solo a 6,87 metros, y los árboles más altos tienen más de 100 metros de altura.
Papel de la endodermis
La endodermis en la raíz es importante en el desarrollo de la presión de la raíz. La endodermis es una capa única de células entre la corteza y el periciclo . Estas células permiten el movimiento del agua hasta que llega a la franja de Casparia , hecha de suberina , una sustancia impermeable. La franja de Casparian evita que los iones de nutrientes minerales se muevan pasivamente a través de las paredes de las células endodérmicas. El agua y los iones se mueven en estas paredes celulares a través de la vía del apoplasto . Los iones fuera de la endodermis deben transportarse activamente a través de una membrana celular endodérmica para entrar o salir de la endodermis. Una vez dentro de la endodermis, los iones se encuentran en la vía del simplasto. No pueden volver a difundirse, pero pueden moverse de una célula a otra a través de plasmodesmos o ser transportados activamente al xilema. Una vez en los vasos del xilema o las traqueidas, los iones están nuevamente en la vía del apoplasto. Los vasos del xilema y las traqueidas transportan agua por la planta, pero carecen de membranas celulares. La tira de Casparian sustituye a su falta de membranas celulares y evita que los iones acumulados se difundan pasivamente en la vía del apoplasto fuera de la endodermis. Los iones que se acumulan en el interior de la endodermis en el xilema crean un gradiente de potencial hídrico y, por ósmosis, el agua se difunde desde el suelo húmedo, a través de la corteza, a través de la endodermis y hacia el xilema.
La presión de la raíz puede transportar agua y nutrientes minerales disueltos desde las raíces a través del xilema hasta la parte superior de plantas relativamente bajas cuando la transpiración es baja o nula. La presión radicular máxima medida es de aproximadamente 0,6 megapascales, pero algunas especies nunca generan presión radicular. Se considera que el principal factor que contribuye al movimiento ascendente del agua y los nutrientes minerales en las plantas vasculares es la atracción transpiratoria . Sin embargo, las plantas de girasol cultivadas en 100% de humedad relativa crecieron normalmente y acumularon la misma cantidad de nutrientes minerales que las plantas en humedad normal, que tenían una tasa de transpiración de 10 a 15 veces mayor que las plantas en 100% de humedad. [2] Por lo tanto, la transpiración puede no ser tan importante en el transporte ascendente de nutrientes minerales en plantas relativamente bajas como se supone a menudo.
Los vasos del xilema a veces se vacían durante el invierno. La presión de la raíz puede ser importante para rellenar los vasos del xilema. [3] Sin embargo, en algunas especies los recipientes se rellenan sin presionar las raíces. [4]
La presión de la raíz suele ser alta en algunos árboles de hoja caduca antes de que se desprendan. La transpiración es mínima sin hojas y los solutos orgánicos se movilizan, por lo que disminuye el potencial hídrico del xilema. El arce de azúcar acumula altas concentraciones de azúcares en su xilema a principios de la primavera, que es la fuente del azúcar de arce. Algunos árboles "sangran" profusamente la savia del xilema cuando se podan sus tallos a finales del invierno o principios de la primavera, por ejemplo, el arce y el olmo . Tal sangrado es similar a la presión de la raíz, solo los azúcares, en lugar de los iones, pueden reducir el potencial hídrico del xilema. En el caso único de los arces, el sangrado de la savia es causado por cambios en la presión del tallo y no por la presión de la raíz [1] .
Es muy probable que todas las gramíneas produzcan presión de raíces. En bambúes, la presión de la raíz se correlaciona con la altura máxima de un clon. [5]
Referencias
- ^ F. Baluska; Milada Ciamporová; Otília Gasparíková; Peter W. Barlow, eds. (2013). Estructura y función de las raíces: Actas del IV Simposio internacional sobre estructura y función de las raíces, 20 al 26 de junio de 1993 . 58 (ed. Ilustrada). Springer Science & Business Media. pag. 195. ISBN 9789401731010.
- ^ Tanner, W .; Beevers, H. (31 de julio de 2001). "¿La transpiración, un requisito previo para el transporte a larga distancia de minerales en las plantas?" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 98 (16): 9443–9447. doi : 10.1073 / pnas.161279898 . PMC 55440 . PMID 11481499 .
- ^ Sperry, JS; Holbrook, Nuevo México; Zimmermann, MH; Tyree, MT (febrero de 1987). "Primavera de llenado de vasos de xilema en Wild Grapevine" . Fisiología vegetal . 83 (2): 414–417. doi : 10.1104 / pp.83.2.414 . PMC 1056371 . PMID 16665259 .
- ^ Tibbetts, TJ; Ewers, FW (septiembre de 2000). "Presión de la raíz y conductividad específica en lianas templadas: Celastrus orbiculatus exótico (Celastraceae) vs. Vitis riparia nativa (Vitaceae)" . Revista estadounidense de botánica . 87 (9): 1272-1278. doi : 10.2307 / 2656720 . JSTOR 2656720 . PMID 10991898 .
- ^ Cao, Kun-Fang; Yang, Shi-Jian; Zhang, Yong-Jiang; Brodribb, TJ (julio de 2012). "La altura máxima de las gramíneas está determinada por las raíces". Cartas de ecología . 15 (7): 666–672. doi : 10.1111 / j.1461-0248.2012.01783.x . PMID 22489611 .