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34.13: Xilema y transporte de recursos impulsado por la transpiración
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Xylem and Transpiration-driven Transport of Resources
 
TRANSCRIPCIÓN

34.13: Xylem and Transpiration-driven Transport of Resources

34.13: Xilema y transporte de recursos impulsado por la transpiración

The xylem of vascular plants distributes water and dissolved minerals that are taken up by the roots to the rest of the plant. The cells that transport xylem sap are dead upon maturity, and the movement of xylem sap is a passive process.

Tracheids and vessel elements transport xylem sap

Tracheary elements are the transport cells of the xylem. They lack cytoplasm and organelles when they are mature and are considered part of the apoplast of the plant because they connect directly with the extracellular space. There are two types of tracheary elements: tracheids and vessel elements.

Tracheids are elongated cells with lignified walls that contain small gaps called pits, which conduct xylem sap from one cell to the next in places where their walls overlap. Seedless vascular plants and most gymnosperms, or cone-bearing plants, have only tracheids, which are thought to have evolved before vessel elements.

Vessel elements are wider lignified cells that stack vertically to form vessels. They are connected by perforation plates, specialized cell end structures that have spaces through which xylem sap can flow. The larger diameter and the more efficient structure of perforation plates means that vessels made up of vessel elements can move a much larger volume of sap. Most angiosperms, or flowering plants, have both tracheids and vessel elements.

Active transport of minerals creates a water pressure gradient from roots to leaves

While water enters a plant passively through permeable root cells, active transport is required to move minerals into the xylem. The resulting high concentration of solutes in the roots creates a gradient in the pressure potential of water within the xylem, with higher pressure in the roots and lower pressure elsewhere in the plant, where solutes are less concentrated. Water will then move toward the lower pressure areas; however, this gradient is only a minor contributor to the overall transport of sap through the xylem.

Physical forces on water molecules hold fluid within the xylem

Transport of xylem sap through a plant is made possible in part by some of the physical properties of water itself. The cohesion-tension hypothesis for transport of sap through the xylem was first proposed in the 1890s. Cohesion between water molecules is relatively strong because all three atoms of a water molecule can participate in hydrogen bonding with other water molecules. This means that transpirational pull in the leaves can affect water molecules throughout the xylem, like links in a chain, all the way to the roots.

Another force, adhesion, allows water molecules to stick to surfaces within the plant, such as the cell walls of mesophyll cells in the leaf, where water surface tension is essential for drawing sap out of leaf vessels when water vapor is transpiring from the leaves. Adhesion of water molecules to the walls of xylem vessels prevents sap from seeping downward and out of the plant through the roots when the stomata close and the tension produced by transpiration ceases.

El xiónico de plantas vasculares distribuye agua y minerales disueltos que son tomados por las raíces al resto de la planta. Las células que transportan la savia del xifán están muertas en la madurez, y el movimiento de la savia del xiónlem es un proceso pasivo.

Los tracheids y los elementos del buque transportan savia del xilem

Los elementos traquearios son las células de transporte del xílem. Carecen de citoplasma y orgánulos cuando están maduros y se consideran parte del apoplasto de la planta porque se conectan directamente con el espacio extracelular. Hay dos tipos de elementos traquearios: tracheids y elementos de buques.

Los tracheids son células alargadas con muros lignificados que contienen pequeños huecos llamados fosas, que conducen savia de xiónico de una célula a otra en lugares donde sus paredes se superponen. Las plantas vasculares sin semillas y la mayoría de los gimnospermas, o plantas portadoras de conos, sólo tienen trátamos, que se cree que han evolucionado antes que los elementos del recipiente.

Los elementos del recipiente son células lignificadas más anchas que se apilan verticalmente para formar recipientes. Están conectados por placas de perforación, estructuras de extremo celular especializadas que tienen espacios a través de los cuales la savia del xilem puede fluir. El diámetro más grande y la estructura más eficiente de las placas de perforación significa que los recipientes compuestos por elementos del recipiente pueden mover un volumen mucho mayor de savia. La mayoría de los angiospermas, o plantas con flores, tienen tanto traquedas como elementos de recipientes.

El transporte activo de minerales crea un gradiente de presión de agua desde las raíces hasta las hojas

Mientras que el agua entra en una planta pasivamente a través de células radiculares permeables, se requiere transporte activo para mover minerales en el xílem. La alta concentración resultante de solutos en las raíces crea un gradiente en el potencial de presión del agua dentro del xílem, con mayor presión en las raíces y menor presión en otras partes de la planta, donde los solutos están menos concentrados. El agua se moverá hacia las áreas de menor presión; sin embargo, este gradiente es sólo un menor contribuyente al transporte general de savia a través del xylem.

Las fuerzas físicas en las moléculas de agua mantienen el líquido dentro del xílem

El transporte de savia de xylem a través de una planta es posible en parte por algunas de las propiedades físicas del agua en sí. La hipótesis de cohesión-tensión para el transporte de savia a través del xiónemán fue propuesta por primera vez en la década de 1890. La cohesión entre moléculas de agua es relativamente fuerte porque los tres átomos de una molécula de agua pueden participar en la unión de hidrógeno con otras moléculas de agua. Esto significa que la tracción transpiracional en las hojas puede afectar las moléculas de agua a lo largo del xilán, como eslabones en una cadena, hasta las raíces.

Otra fuerza, la adhesión, permite que las moléculas de agua se peguen a las superficies dentro de la planta, como las paredes celulares de las células mesofílicas en la hoja, donde la tensión superficial del agua es esencial para extraer savia de los vasos de las hojas cuando el vapor de agua está transpirando de las hojas. La adhesión de moléculas de agua a las paredes de los vasos xilem evita que la savia se provenga hacia abajo y fuera de la planta a través de las raíces cuando los estomas se cierran y la tensión producida por la transpiración cesa.


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