36.5: Respuestas a sequías e inundaciones

El agua juega un papel importante en el ciclo de vida de las plantas. Sin embargo, la falta o el exceso de agua puede ser perjudicial y representar una seria amenaza para las plantas.

En condiciones normales, el agua tomada por la planta se evapora de las hojas y otras partes en un proceso llamado transpiración. En tiempos de estrés por sequía, el agua que se evapora por transpiración supera con creces al agua absorbida del suelo, haciendo que las plantas se marchiten. La respuesta general de la planta al estrés por sequía es la síntesis de ácido abscísico hormonal que mantiene los estomas cerrados y reduce la transpiración. Además, las plantas pueden responder a la insuficiencia extrema de agua desprendiéndose de hojas. Este método, sin embargo, reduce la fotosíntesis y, en consecuencia, obstaculiza el crecimiento de las plantas.

Mitigación del estrés por sequía en las plantas por parte de los microbios

El estrés por sequía limita el crecimiento y la productividad de las plantas en regiones áridas y semiáridas. Sin embargo, ciertos microbios presentes en las proximidades de las plantas pueden liberar señales físicas y químicas que inducen cambios relacionados con la defensa de las plantas en condiciones de sequía. Por ejemplo, la bacteria del suelo Paenibacillus polymyx se divulga para inducir la tolerancia a la sequía en Arabidopsis. El efecto más significativo de esta bacteria se observó en el crecimiento de las leguminosas bajo estrés hídrico. Las plantas leguminosas dependen del rizobio del suelo para la fijación de nitrógeno, pero las rizobias son extremadamente sensibles al estrés por sequía, lo que resulta en una fijación muy baja de nitrógeno. Sin embargo, la tierra mezclada con P. polymyx resultó en un aumento de la fijación de nitrógeno por rizobio y un mayor crecimiento de la planta de judías.

El exceso de agua es igual de desastroso para las plantas como la falta de agua. Demasiada agua puede asfixiar a las plantas al reducir los espacios de aire en el suelo, restringiendo así el oxígeno necesario para la respiración celular. Ciertas especies de plantas leñosas responden a las condiciones de inundación mediante el desarrollo de crecimiento hipertrófico que aparece como hinchazón de los tejidos en la base del tallo. Este crecimiento hipertrófico puede ayudar en la difusión descendente del oxígeno, así como a la potencial ventilación de compuestos tóxicos (dióxido de carbono, metano y etanol) formados a partir del metabolismo anaeróbico. Otras respuestas adaptativas al estrés por inundación incluyen la formación de raíces adventicias, aumentos en la porosidad de la raíz a través de células especializadas llamadas células de aerénquima, y una exodermis suberizada para evitar la pérdida de oxígeno.