capilaridad

¿Cómo transportan el agua las plantas?

Que las plantas consiguen el agua y los nutrientes del suelo por medio de las raíces, que llevan este material —savia bruta— a través del tallo hasta las hojas, que allí realizan la fotosíntesis gracias a la clorofila y la luz solar y que distribuyen los azúcares y aminoácidos obtenidos —savia elaborada— por toda la planta, es algo más o menos sabido.

Pero ¿cómo hacen para transportar el agua con las sustancias disueltas? ¿se mueven? ¿se contraen? ¿hay alguna especie de mecanismo de bombeo?

 Una vez el agua se introduce por las raíces penetra en un sistema de células interconectadas que forman el tejido de la planta y que se extienden desde las mismas raíces hasta las hojas a través del tronco o tallo y de las ramas. Este tejido leñoso, llamado xilema, está formado por varios tipos de células. Unas de ellas son alargadas y estrechas y poseen cavidades abiertas en los extremos superior e inferior, acoplándose unas a otras como una tubería para permitir el paso del agua. Así el agua se desplaza de una célula a otra cuando existe entre ambas una diferencia de presión, pero como hablamos de unas células muertas no pueden participar de forma activa en el bombeo del agua.

Entonces debemos suponer que las células vivas de las raíces generan altas presiones. Y aunque esta situación se da en cierta medida, no es el mecanismo más importante. La principal causa la encontramos en la evaporación de las moléculas del agua a través de las hojas.

Ocurre que las moléculas de agua tienden a unirse unas con otras merced a las cargas eléctricas en lo que se conoce como fuerza de cohesión. Y cuando una molécula se evapora a través del poro de una hoja, se ejerce un pequeño empuje a las moléculas adyacentes que reduce la presión en las células leñosas y atrae agua de las células contiguas. Este efecto de llamada se extiende por todo el trayecto hasta las raíces.

El ascenso de savia bruta se ve favorecido también por el reducido tamaño de los vasos leñosos a los que se adhieren las moléculas de agua, pues éste es más eficaz cuanto menor es el diámetro del vaso. Es lo que se conoce como ascenso por capilaridad.

Podríamos concluir que el mecanismo de transporte funciona —como el resto de la planta— con energía solar.

Resumiendo. La planta transporta el agua desde el suelo hasta su parte aérea por medio de los siguientes mecanismos:

  • La presión radicular que ejerce el flujo de agua desde el suelo hasta el interior de la raíz, por la diferencia de presión osmótica. Suficiente para desplazar agua a través del xilema una corta distancia.
  • La transpiración, sobre todo en las hojas debida al aporte energético del sol, produce un efecto de succión ya que la pérdida de agua por los estomas hace que la columna de savia bruta avance, en virtud de la fuerza de cohesión entre las moléculas de agua.

 

 

Nota sabionda: Una molécula de agua es un dipolo, y se une a otras mediante puentes de hidrógeno. Estas atracciones intermoleculares producen una elevada cohesión pudiendo soportar presiones negativas de hasta 140 kg/cm2 sin que se interrumpa la columna de savia bruta.

Nota sabionda: La savia elaborada es transportada en cualquier dirección por los vasos liberianos que corren paralelos y asociados a los vasos leñosos. Al tener mayor concentración de nutrientes se provoca por ósmosis la captura de agua del xilema o de las células parenquimáticas de los alrededores. Así se transportan los nutrientes que son extraídos paulatinamente por las células que lo necesitan, haciendo que la concentración de nutrientes disminuya y que el agua regrese al xilema.

www.sabercurioso.es

Transformación prodigiosa

O mejor… ¿Cómo transformar una estrella de diez puntas en una de cinco?

diez puntas  cinco puntas

La cosa está en coger cinco palillos, quebrarlos por la mitad (es decir, sin llegar a partirlos del todo) y disponerlos como en la imagen de la izquierda: formando una estrella de diez puntas.

Ahora se pide (como pedirás tú luego a quien le plantees el enigma) que se obtenga una disposición como la que ofrece la imagen de la derecha: formando una estrella de cinco puntas.

Ahora bien. No se pueden tocar los palillos. Ni con ninguna parte del cuerpo (dedos, manos, punta de la nariz, orejas…) ni con ningún objeto (gafas, bolígrafo, mangas de la camisa…)

Podéis dedicar ahora uno o varios instantes a desentrañar el problema. Tic-tac, tic-tac, tic-tac…

Pero si, como buenos curiosos, la curiosidad os puede, mejor que veais la transformación y la solución en el siguiente video.

 

Imagen de previsualización de YouTube

 

Un poco de agua obra el milagro. Con una o un par de gotas será suficiente para obrar la transformación, que de prodigiosa no tiene nada. A lo sumo, ingeniosa.

Gracias a la capilaridad, la madera de los palillos absorbe el agua ganando con ello peso y rigidez. Comoquiera que los palillos no están rotos sino quebrados, la parte de ellos que aún permanece entera tiende a recuperar su posición original, o al menos hasta donde puede, formando un ángulo de unos 90º más o menos

Esto hace que los extremos de los palillos se separen hasta tocar a los palillos vecinos, lo que convierte las diez en cinco puntas. Y, cuando ya no se pueden mover más, la creciente rigidez hace que, al empujar uno contra el otro, los puntos centrales de los palillo se separen, ensanchando los brazos de la estrella.

Sorprendente ¿no?

Eso sí, cuando lo hagas procura mantener el pulso firme y no toques los palillos con el lápiz  (o el dedo, o el cuentagotas o el objeto que elijas para dejar caer de él la gota) como hacen los patosos del en el video. No es necesario el contacto de ningún objeto sólido.

 

 

Nota sabionda: La capilaridad es la cualidad que posee una sustancia para absorber un líquido. Sucede cuando las fuerzas intermoleculares adhesivas entre el líquido y el sólido son mayores que las fuerzas intermoleculares cohesivas del líquido. Gracias a ella el agua puede avanzar a través de un canal minúsculo siempre y cuando se encuentre en contacto con ambas paredes de este canal y estas paredes se encuentren suficientemente juntas.

¿Quién no ha acercado un terrón de azúcar al café para observar como se ennegrece a ojos vista cuando el líquido —por capilaridad— rellena en pocos segundos los pequeños espacios de aire que quedan entre los minúsculos cristales de sacarosa del azucarillo?