Procesos y Tejidos de Conducción a Nivel Vegetal: Abordaje Didáctico
Las plantas constan de un tejido de conducción para el traslado de agua y nutrimentos, análogo a nuestro sistema cardiovascular. No obstante, la circulación de la sangre atiende al compás rítmico del marcapaso cardíaco, mientras que el flujo de la savia a través de los tejidos de conducción vegetal, está vinculado a fenómenos físicos y a las propiedades de la molécula de agua.
En atención al mecanismo de transporte de nutrientes en plantas, gracias las singularidades del agua líquida en relación a sus fuerzas intermoleculares, posibilitan el movimiento de este fluido en el xilema, explicado por la teoría de la cohesión – tensión. Por su parte, la diferencia de concentraciones entre compartimientos, determina el movimiento de azúcares en el floema.
En efecto, el estudio de los tejidos de transporte y procesos de conducción a nivel del organismo pluricelular vegetal, resulta de interés para todo estudiante y docente en el área de biología. A nivel de media general, el contenido de transporte de nutrientes en plantas es básico en la formación de 1er año, en consecuencia, resulta necesario diseñar estrategias y experiencias de laboratorio, que posibiliten el desarrollo de las potencialidades de estos participantes, así como generar recepción hacia contenidos propios de las ciencias naturales.
Conforme a lo expuesto, se presentan los siguientes objetivos del post.
Objetivos
- Describir los tejidos vasculares asociados con la fisiología a nivel de organismo pluricelular vegetal.
- Analizar los fenómenos físicos vinculados a los procesos de conducción en plantas.
- Evidenciar los procesos de transportes en plantas mediante experiencias didácticas.
Sistema de Conducción
El grupo de plantas traqueofitas, posee tejido vascular verdadero, el cual evolutivamente le confiere mayor independencia del ambiente acuático. La importancia fisiológica de este sistema de conducción, compuesto por el xilema y el floema, radica en la intrincada red de tuberías de distintas placas de perforación, que posibilita el traslado de moléculas agua, solutos disueltos y nutrientes.
Con respecto al xilema como tejido conducción de la denomina savia bruta, consistente en agua y minerales, permite el flujo de este líquido y sales disueltas, en un mismo sentido, desde la zona absorción en pelos absorbentes hacia la zona de transpiración estomática. El xilema cuenta con tejido de sostén constituido por fibras de esclerénquima, mientras que las traqueidas y elementos del vaso, componen las células conductoras.
Una vez que la savia bruta, pasa por el proceso fotosintético de elaboración de azúcares asimilables, se convierte en savia elaborada, la cual fluye a los largo del floema. Este tejido se compone de fibras de esclerénquima, elementos de tubo criboso apilados y las células acompañantes. Estas últimas contribuyen al flujo de azúcares a través del tubo criboso, desde la célula fuente hasta la desembocadura en la célula sumidero.
Fenómenos Físicos en Procesos de Conducción
La conducción en el xilema se asocia a la naturaleza dipolar de la molécula de agua, puesto que la disposición de electrones, aporta al oxígeno una carga parcial negativa, mientras que los átomos de hidrógeno presentan una carga parcial positiva. Esta propiedad genera enlaces de hidrógenos, determinando intensas fuerzas intermoleculares. En primera instancia, el agua ingresa al interior del xilema, mediante ósmosis, desde un compartimiento más diluido a uno más concentrado, o bien, desde una región con mayor cantidad de agua hacia una de menor cantidad de este solvente.
Posteriormente, la fuerza de cohesión posibilita la formación de una columna de líquido a lo largo de los haces vasculares. De acuerdo con la teoría de cohesión – tensión, la transpiración de una molécula de agua genera una presión más baja a la atmosférica, lo que produce una tensión que tira de la columna cohesiva y permite el ingreso de otra molécula de agua. Como resultado, se produce el ascenso gradual de la columna de agua.
Con respecto al floema, la mayor concentración de azúcares en sus tubos cribosos, genera una presión osmótica que favorece la movilización de las moléculas de agua desde el xilema hacia los tejidos conductores del floema. Del mismo modo, el flujo descendente en los elementos del tubo criboso apilados, se dirige de manera espontánea, desde el compartimiento de mayor concentración de azúcares hacia el de menor concentración. De esta forma, los solutos disueltos se movilizan a favor de su gradiente de concentración desde la célula fuente “en la hoja”, hacia la célula sumidero “en la raíz”. A esto se le conoce como teoría de flujo – presión.
Experiencia Didáctica
Con el objeto de evidenciar los procesos de transporte en el individuo pluricelular vegetal, al igual que valorar la función del tallo en el transporte de agua, minerales y solutos disueltos. Se presenta una experiencia sencilla y didáctica, donde los materiales a emplear son los siguientes: 2 recipientes de vidrio, colorante artificial soluble en el agua (diferente del verde), 1 bolsa de plástico transparente, 1 rama de apio, una hojilla o cuchillo pequeño.
Se realiza el montaje con se muestra en la siguiente imagen:
Se procede mediante un pequeño corte en la base del tallo del apio. Posteriormente, se realiza un corte longitudinal desde la base, cuidando no cortarlo por completo. Luego, se toman los dos envases de vidrio y se agregan colorantes diferentes en cada envase, y se dispone cada parte del tallo en un recipiente. Por último, se amarra la bolsa de plástico transparente en la parte superior.
Dicho montaje se deja por una semana, en un lugar con iluminación. Como se evidencia en las imágenes el agua con colorante asciende por los tejidos conductores desde el tallo hacia las hojas, lo que pone de manifiesto el transporte de sustancias en las plantas.
Síntesis
Se describieron los tejidos vasculares asociados con la fisiología a nivel de organismo pluricelular vegetal. Este tejido de conducción presenta placas perforadas, que posibilitan el traslado de agua, solutos disueltos, nutrientes. El xilema presenta los elementos del vaso, mientras que el floema exhibe los elementos del tubo criboso.
Al analizar los fenómenos físicos vinculados a los procesos de conducción en plantas, se ponen de manifiesto el fenómeno de ósmosis para el pasaje de las moléculas de agua al interior de la raíz. Por su parte, la teoría de la cohesión – tensión, expone el desplazamiento de la savia bruta a través de xilema. Mientras que, el flujo por el floema obedece a la movilización espontánea de los azúcares de un compartimiento de mayor concentración a uno de menor concentración.
El desarrollo de experiencias didácticas resulta esencial en todo proceso de enseñanza y de aprendizaje. Tal como se presentó, gracias a la tinción de las estructuras de la planta (a lo largo de una semana) se evidencia el proceso de transporte en plantas. Este tipo de actividades didácticas sencillas, resulta de interés para los estudiantes, al observar y llevar el registro semanal de su montaje. Las prácticas no pueden dejarse de lado, con materiales de fácil acceso es posible diseñar experiencias para los participantes, despertando su interés y curiosidad.
FUENTES: Las imágenes y gifs son creados por la autora de este post. Las fotografías han sido capturadas y procesadas, mediante el programa Power Point para convertirlas en JPG,
Referencias
- Audesirk, T., Audesirk, G. y Byers, B. (2008). Biología: La vida en la Tierra. México: Pearson Educación
- Cronquist, A. (1977). Introducción a la botánica. Compañía Editorial Continental.
- Curtis, H., Barnes, S., Schnek, A. y Massarini, A. (2008). Curtis Biología. Buenos Aires: Editorial Panamericana.