34.15: Adaptaciones que reducen la pérdida de agua

Aunque la evaporación de las hojas de las plantas impulsa la transpiración, también provoca la pérdida de agua. Debido a que el agua es fundamental para las reacciones fotosintéticas y otros procesos celulares, las presiones evolutivas sobre las plantas en diferentes ambientes han impulsado la adquisición de adaptaciones que reducen la pérdida de agua.

En las plantas terrestres, la capa celular superior de la hoja de una planta, llamada epidermis, está recubierta con una sustancia cerosa llamada cutícula. Esta capa hidrofóbica está compuesta por el polímero cutina y otras ceras de origen vegetal que son sintetizadas por las células epidérmicas. Estas sustancias previenen la pérdida de agua no deseada y la entrada de solutos innecesarios. La composición específica y el grosor de la cutícula varían según la especie de planta y el entorno. Otras adaptaciones de las hojas también pueden minimizar la evaporación, principalmente reduciendo la superficie. Por ejemplo, algunos pastos tienen una estructura plegada que reduce la pérdida de agua. Alternativamente, otras especies de césped sufren un movimiento de la hoja para protegerlas contra la evaporación. Algunas plantas que habitan en el desierto tienen hojas cubiertas de pelos microscópicos que atrapan el vapor de agua, reduciendo así la evaporación.

El agua se evapora principalmente a través de pequeños agujeros en las hojas de las plantas llamados estomas. Los estomas de algunas plantas se encuentran exclusivamente en la superficie inferior de las hojas, protegiéndolas de la evaporación excesiva asociada al calor. Otras plantas atrapan el vapor de agua cerca de los estomas que se encuentran en los hoyos de sus hojas, lo que reduce la pérdida de agua por evaporación, ya que las células protectoras que flanquean la abertura de los estomas pueden detectar la humedad relativa. Algunas plantas del desierto abren sus estomas solo por la noche, cuando es menos probable que se produzca la evaporación. Esta estrategia se llama metabolismo del ácido crasuláceo (CAM), y las plantas que la utilizan capturan y fijan dióxido de carbono durante la noche y ejecutan reacciones fotosintéticas dependientes de la luz durante el día. Algunos científicos han propuesto plantas de bioingeniería para desacoplar la fijación de carbono de la fotosíntesis mediante la utilización de CAM como un esfuerzo de mitigación de la evaporación asociada con el calentamiento global de las temperaturas.

El agua es indispensable para que las plantas

hagan la fotosíntesis, la metabolización y mantengan su estructura celular.

Sin embargo, la pérdida excesiva de agua es problemática para las plantas.

¿Qué adaptaciones han evolucionado para permitir que las plantas

soporten y resistan la pérdida de agua?

La mayoría de las plantas tienen un cutículo ceroso que

cubre la superficie de la hoja, lo que previene la evaporación

del agua.

La composición específica de la cutícula influye en su agua.

Pequeñas aperturas en la superficie, llamadas estomata,

facilitan el intercambio de gases y la transpiración.

Para minimizar la pérdida de agua, las plantas ajustan la densidad

y ubicación de la stomata al desarrollar las hojas en respuesta

a la disponibilidad de luz y agua.

Por ejemplo, en la mayoría de los árboles caducifolios,

la stomata se ubica en los costados de las hojas.

Además, la densidad de la stomata

es más alta en las hojas cerca del centro del árbol

y más baja en las hojas periféricas.

La conservación del agua es indispensable para las plantas

que crecen en el desierto.

The desert shrub brittlebush traps water around its leaves

with tiny leaf hairs.

These hairs, called trichomes, deflect the sun

and diminish the drying effect of wind.

Other desert plants, such as Opuntia,

store water in their fleshy stems

to protect against drought.

Además, los cactus tienen hojas modificadas llamadas espinas

que reducen la evaporación y disipan el calor.

Las plantas en los ambientes áridos también pueden

reducir la evaporación al solo tomar dióxido de carbono

a la noche.

Durante el día, la stomata permanece cerrada.

Este proceso se llama metabolismo del ácido crasulaceano,

o MAC.

la arquitectura específica de la hoja también puede reducir la pérdida del agua.

Las hojas pequeñas o finas reducen la evaporación.

Las hierbas adquirieron estructuras de hojas

dobladas que de la misma manera reducen la superficie

y por lo tanto la evaporación.