Los árboles captan el agua y los nutrientes a través de las raíces y tienen que transportarla en contra de la gravedad hasta la parte aérea. Esto, claro, supone un problema, pero disponen de mecanismos de capilaridad y de evapotranspiración, y otros factores que contribuyen al potencial hídrico, para solventarlo.
Las hojas tienen estomas, que son unas células modificadas de la epidermis que se abren o se cierran dependiendo de la concentración de gases que la planta necesite expulsar o captar de la atmósfera en cada momento. Por ejemplo, durante el día, las plantas desarrollan dos de sus funciones fisiológicas más importantes, la fotosíntesis y la respiración. En la respiración, igual que los animales, captan oxígeno y desprenden CO2.
En la fotosíntesis se lleva a cabo un intercambio gaseoso inverso: se fija CO2 y se desprende oxígeno. Como los intercambios de la fotosíntesis predominan sobre los de la respiración, en conjunto desprenden más oxígeno y captan más CO2 durante el día. A través de los estomas se produce un intercambio continuo de gases: de día tienen lugar los dos procesos, y de noche la fotosíntesis se detiene y solo continúa la respiración.
Árboles y vapor de agua
Pero además de esos dos gases hay otro gas que es muy importante porque les permite a las plantas llevar el agua desde las raíces hasta la parte aérea y es el vapor de agua. A la vez que fijan CO2 y expulsan oxígeno a través de los estomas abiertos, también expulsan agua en forma de vapor. Y ese mecanismo se llama evapotranspiración.
Gracias a este mecanismo traspirador, que funciona como un émbolo, se genera una tensión que tira del agua líquida hacia arriba; esta sube a través de unos vasos conductores impermeabilizados llamados xilema desde las raíces hasta las hojas. En esos vasos conductores se produce un efecto de capilaridad que permite que el agua ascienda.
Se crea una fuerza llamada potencial hídrico, resultado del equilibrio entre los potenciales de ósmosis, capilaridad, evapotransporación y gravedad, que mide la capacidad que tiene esa planta para transportar el agua con los nutrientes desde el suelo hasta las hojas.
A la vez que ocurre esto, las plantas poseen otros vasos conductores que se llaman floema que llevan a cabo el transporte opuesto. Como las hojas están fotosintetizando durante el día, el exceso de compuestos asimilados son trasformados en sacarosa, que es transportada desde las hojas hasta las raíces.
Este transporte además de ir a favor del gradiente de gravedad, tiene lugar gracias a un efecto fuente-sumidero, ya que las células de la raíz, no fotosinterizadoras, consumen la sacarosa que les llega de la parte aérea para poder obtener los hidratos de carbono necesarios y acumulan el exceso en forma de polisacáridos.
Células de xilema
Según el árbol va creciendo, las células de xilema mueren y sus paredes celulares impermeabilizadas se convierten en vasos conductores. Estos vasos se extienden verticalmente en la planta y están comunicados lateralmente unos con otros a través de unas puenteaduras de la pared, y por esas puenteaduras circula también el agua.
Cuando las condiciones son normales y hasta una determinada altura de la planta, el potencial hídrico que es máximo en la raíz y mínimo en la superficie de evapotranspiración de las hojas, transporta el agua y los nutrientes en contra de la gravedad sin problemas.
Pero en especies leñosas muy grandes, cualquiera de esos enormes árboles que conocemos, se alcanza un límite al crecimiento. Llega un momento en el que el árbol ya no puede crecer más, no porque no tenga nutrientes sino porque físicamente la diferencia de potencial hídrico no es suficiente para bombear esa agua más arriba. Los árboles más altos conocidos alcanzan poco más de 110 metros, que parece ser el límite de su capacidad de bombeo del agua del suelo hasta esas alturas.
Hay un aspecto muy interesante y es que los árboles también sufren embolismo. Tienen embolias, como si fuera un cuerpo humano, aunque son totalmente distintas. En este caso, ese transporte del agua desde las raíces hasta las hojas a través de los vasos de xilema a veces se interrumpe.
Eso es debido fundamentalmente a la aparición de burbujas de aire. Esas burbujas evitan la fluidez, el agua no llega a determinados tejidos o a determinadas partes del árbol y esas zonas quedan atrofiados. A veces esto puede producir la muerte de todo el árbol. Las embolias se producen muchas veces relacionadas con circunstancias adversas como por ejemplo el estrés por sequía.
Fuente: PILAR CATALÁN RODRÍGUEZ / EL PAÍS,
Artículo de referencia: https://elpais.com/ciencia/las-cientificas-responden/2021-11-04/como-consiguen-los-arboles-que-el-agua-llegue-a-todas-las-hojas.html,
