Tema 4 eco. Relaciones hídricas. (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Ecologia
Año del apunte 2016
Páginas 5
Fecha de subida 26/03/2016
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Meritxell Maimi Checa TEMA 4 Relaciones hídricas 1. DISPONIBILIDAD DEL AGUA 1.1. Potencial osmótico El potencial osmótico de una solución es su capacidad para atraer agua desde otra solución menos concentrada.
El potencial osmótico de una solución se expresa como la presión necesaria para evitar que el agua difunda en una solución contenida dentro de una membrana semipermeable (membrana permeable al agua pero no a los solutos disueltos. El agua fluye de la zona menos concentrada a la más concentrada, hasta que se igualan las concentraciones.
1.2. Tipos de organismos osmóticos – – – Organismos isosmóticos: aquellos cuya concentración de sales en su medio interno es igual a la del ambiente.
Organismos hiperosmóticos: organismos que viven en ambientes menos salinos que su entorno. Tienden a ganar agua.
Organismos hipoosmóticos: organismos que viven en ambientes más salinos. Tienden a perder agua hacia el entorno.
2. REGULACIÓN DEL AGUA EN AMBIENTES TERRESTRES 2.1. Esqueleto del suelo El esqueleto del suelo (arcilla, limo y arena) es un componente estable que influye en la estructura física del suelo y en su capacidad para retener agua, pero no desempeña un papel importante en sus transformaciones químicas.
– Arcilla: partículas menores de 0,002 mm.
– Limo: partículas de entre 0,002 y 0,05 mm.
– Arena: partículas mayores de 0,05 mm.
Meritxell Maimi Checa 2.2. Retención de agua en el suelo El suelo retiene más agua cuanto menores son sus partículas.
La retención de agua en el suelo se produce por capilaridad, la cual crea un potencial hídrico. El potencial hídrico del suelo es la potencia (en atm) con la que las partículas del suelo retienen el agua (aproximadamente 0,1 atm). La cantidad de agua retenida por estas fuerzas se denomina capacidad de campo del suelo. El agua no retenida por este medio (alejada de la superficie de las partículas del suelo) drena por gravedad.
2.3. Punto de marchitamiento El punto de marchitamiento es el punto a partir del cual la planta ya no puede seguir extrayendo agua del suelo; normalmente coincide con un potencial hídrico de 15 atm.
No todas las plantas tienen la misma capacidad para extraer agua del suelo. Las que están adaptadas a climas áridos suelen ser capaces de captar más agua ya que tienen que extraer con mas fuerza el agua.
2.4. Gradiente de potencial hídrico entre el suelo, las plantas y la atmósfera El agua tiende a ir desde un lugar de potencial hídrico negativo a un lugar con potencial hídrico aun más negativo. El potencial hídrico del aire es muy negativo. La planta es una comunicación entre el suelo y el aire a través de raíces, tronco, ramas y estomas. La circulación del agua en la planta depende del potencial hídrico del suelo y del aire.
El agua, cuantos más solutos tiene, mayor es su potencial hídrico.
Uno de los mecanismos de circulación del agua entre el suelo, las plantas y la atmósfera es la capilaridad, ésta depende de la presión que genera la evaporación de agua a través de los estomas.
La pérdida de agua por transpiración continua hasta que se alcanza el punto de marchitamiento (los potenciales hídricos del suelo y las raíces se igualan).
2.5. Eficiencia en el uso del agua por las plantas: el dilema de la apertura de los estomas La eficiencia en el uso del agua es la razón entre la producción primaria neta y la transpiración de agua en una planta, habitualmente expresada como gramos por kilogramo de agua.
Los estomas son la principal vía de pérdida de agua en una planta, pero a la vez también son la vía de entrada de CO2.
Mientras los estomas están abiertos, para permitir la entrada de CO2, también están permitiendo la salida de agua.
En periodos de escasez de agua la planta cierra los estomas, cortando la entrada de CO2 y reduciendo por tanto la fotosíntesis, pero si mantiene los estomas abiertos, pierde agua que no puede reponerse desde las raíces.
Cuanta menos agua utilice una planta para fijar una molécula de CO2, mayor es su eficiencia de uso del agua.
Meritxell Maimi Checa 3. BALANCE HÍDRICO Y DE SALES 3.1. Balance hídrico en las plantas En relación a su capacidad de regulación hídrica, las plantas pueden clasificarse en: – Poiquilohídricas: su estatus hídrico interno tiende a ser igual que el de las condiciones atmosféricas (Ej.: musgos, algas, etc).
– Homeohídricas: son capaces de mantener, dentro de unos límites, un balance hídrico estable con bastante independencia de las condiciones atmosféricas.
Principales mecanismos de regulación hídrica: – Vacuolas: pueden almacenar agua en la célula.
– Cutícula protectora: reduce la evaporación.
– Estomas: regulan la transpiración.
– Extenso sistema radicular: capta agua del suelo.
3.2. Déficit hídrico en las plantas 3.2.1. Consecuencias – – – – El cierre de estomas reduce la tasa de fotosíntesis y puede originar estrés térmico.
Alteraciones en la absorción de nutrientes.
En sequías prolongadas: reducción del crecimiento y pérdida de hojas.
Sequía invernal en plantas de hoja perenne: posible muerte por deshidratación.
3.2.2. Adaptaciones Las plantas adaptadas a vivir en ambientes secos tienen varias de estas adaptaciones: – En algunas plantas, ciclos de vida efímeros o estados de dormancia.
– Reducción de la ganancia de calor exponiendo sólo las puntas de tronco y ramas al sol de mediodía.
– Suculencia: almacenamiento de agua en los tejidos. Gran capacidad de almacenamiento cuando el agua es abundante.
– En alguna plantas, pérdida estacional de hojas.
– Algunas plantas poseen clorofila en ramas y troncos para mantener la actividad fotosintética en periodos de sequía.
– Fotosíntesis CAM: fijación nocturna de CO2, cierre de estomas durante el día. Soportan el aumento de la temperatura asociado.
– Adaptaciones de las hojas: – Reducción de la superficie expuesta: hojas pequeñas, estomas más pequeños pero más numerosos por unidad de superficie, sistema vascular más denso y tejido fotosintético más desarrollado.
– Recubrimiento de pelos: reflejan parte de la radiación incidente (ya que son blancos) y aumentan la capa de aire en calma que rodea las hojas.
– Recubrimiento de ceras y resinas: reflejan la luz y reducen la absorción de radiación.
Meritxell Maimi Checa – Adaptaciones de las raíces: permiten captar grandes cantidades de agua en muy poco tiempo. Algunas plantas poseen sistemas radiculares muy superficiales y extensos, para captar rápidamente el agua de lluvia.
Otras, llamadas freatofitos, tienen raíces muy profundas para para alcanzar el nivel freático.
3.3. Sequía fisiológica: plantas en ambientes salinos Las plantas de zonas salinas, denominadas halofitos, experimentan unas condiciones de sequía fisiológica, ya que la salinidad limita la cantidad de agua que puede absorber, y la que absorben tiene gran cantidad de solutos. Algunas de las adaptaciones que presentan son: – Presiones osmóticas internas altas: reduce la entrada de sales.
– Glándulas de secreción de sales.
– Suculencia: diluyen las sales de los tejidos.
– Captación selectiva de iones.
– Hojas cutinizadas.
3.4. Cuando el exceso de agua es un problema Las plantas realizan un importante intercambio gaseoso por las raíces. Si el suelo se anega, la planta puede sufrir asfixia, por lo que se necesitan diversas adaptaciones que permitan captar oxígeno para poder sobrevivir.
Algunas plantas que viven en suelos que se anegan frecuentemente, o en zonas inundadas de forma permanente presentan algunas adaptaciones especiales: – Desarrollo de un tejido aerífero o aerénquima: ayuda al transporte de oxígeno a las raíces.
– Desarrollo de raíces adventicias: raíces que salen del tronco y crecen muy superficialmente.
– Desarrollo pneumatóforos: prolongaciones aéreas de las raíces que ayudan a la aireación.
Raíces adventicias.
Pneumatóforos.
Meritxell Maimi Checa 3.5. Adquisición de agua en animales La mayoría de animales terrestres satisfacen sus necesidades de agua con la comida y bebida. También pueden conseguir agua a través del metabolismo, mediante la oxidación de la glucosa: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O El agua metabólica es el agua liberada por respiración celular.
3.6. Balance hídrico y salino en animales de agua salada Los tiburones, rayas y algunos reptiles, consiguen un medio interno hiperosmótico mediante la concentración de urea en la sangre.
Los peces teleósteos y muchos invertebrados son hipoosmóticos. Deben beber para recuperar agua, y tienen mecanismos para eliminar gran cantidad de sal que toman con el agua.
En aves y mamíferos marinos: muchas aves marinas tienen glándulas especializadas en excretar sales. Los mamíferos marinos tienen riñones especializados, que producen una orina con alta concentración de sales.
3.7. Vivir en aguas dulces también es problemático En las aguas dulces, los peces e invertebrados son hiperosmóticos. Deben eliminar gran cantidad de agua manteniendo una concentración adecuada de sales. Se elimina por la orina, como la orina no es agua pura y lo que entra si que lo es, hay una pérdida neta de sales. Tienen células que captan determinados iones, pero esto supone un gasto energético.
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