Fisiologia de estomas udo cumana.

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Universidad de Oriente

Núcleo de Sucre

Escuela de Ciencias

Departamento de Biología

Laboratorio de Fisiología Vegetal

Relaciones Hídricas en las Plantas.

Fisiología de los Estomas en hojas de Zebrina pendula L. y plantas de

Vigna unguiculata L.

Realizado por:

Acosta, Víctor. 19.083.782

López, Over.19.762.094

Mata, Romania. 19.761.279

Secc: 01.

Prof.: Véliz, José.

Cumaná, Marzo de 2012.

Introducción

        En una planta en crecimiento activo, existe una fase de agua líquida continua que se extiende desde la epidermis de la raíz hasta las paredes celulares del parénquima foliar. Generalmente se acepta que el movimiento del agua desde el suelo al aire, a través de toda la planta, se puede explicar por la existencia de gradientes de potencial hídrico a lo largo de la vía. Debido a que en los espacios intercelulares del parénquima lagunar, en el mesófilo foliar, el aire está prácticamente a presión de vapor de saturación, mientras que el aire exterior rara vez está saturado de agua, el vapor de agua se mueve desde el interior de la hoja a la atmosfera exterior siguiendo un gradiente de potencial hídrico decreciente. Para que la absorción del agua por las plantas terrestres se lleve a cabo de forma eficaz hay dos aspectos esenciales: 1) debe existir un contacto íntimo entre el suelo y las raíces, y 2) a menos que el suelo siempre esté muy húmedo, las raíces han de crecer constantemente. La demanda de agua por parte de la planta suele ser tan intensa que la absorción por la raíz deseca esa parte del suelo; por eso, el crecimiento de la raíz permite explorar constantemente nuevas zonas del suelo (Sánchez y Aguirreolea, 2008).

A lo largo de la vida de una planta, aproximadamente un 95 % del agua absorbida pasa simplemente a través de ella y se pierde por transpiración. No obstante, hay que decir también que la evaporación del agua en las hojas proporciona la mayor parte de la energía para el movimiento del agua, dado que establece el gradiente de potencial hídrico. La transpiración difiere de la evaporación en que el escape del vapor de agua está controlado, en gran medida, por las resistencias foliares, las cuales no participan en la evaporación de una superficie de agua libre (Sánchez y Aguirreolea, 2008).

El proceso dominante en las relaciones hídricas de una planta es la absorción de grandes cantidades de agua a partir del suelo, su transporte a través de la misma y la pérdida eventual de vapor de agua hacia la atmosfera circundante debida a la transpiración, que se define como la pérdida de agua en la planta en forma de vapor, proceso ligado íntimamente a la anatomía foliar. La intensidad transpiratoria depende del suministro de energía, del gradiente de presión de vapor y de la magnitud de las resistencias. Las resistencias difusiva al movimiento del vapor de agua desde la hoja al aire tiene tres componentes: cuticular, estomático y de capa limite (Sánchez y Aguirreolea, 2008).

Entre las estructuras que conforman el tejido epidérmico, se ubican los estomas formados por un ostíolo rodeado por dos células oclusivas de forma arriñonada, las cuales pueden estar acompañadas o no por otras células epidérmicas, estructural y fisiológicamente asociadas a los estomas, que reciben el nombre de subsidiarias (Ruiz et al., 1962; Lindorff et al., 1991; Flores-Vindas, 1999). La posición de los estomas sobre la superficie de la lámina es variable, en sección transversal; se pueden presentar hundidos, al mismo nivel de las otras células epidérmicas o proyectarse hacia el exterior de la lámina (Flores-Vindas, 1999). Otra característica es la distribución en la superficie de la lámina foliar, en las hojas en las cuales estas estructuras se ubican en la epidermis superior de la lámina se conocen como epiestomáticas; si están en la inferior, son hipostomáticas y por último, si se presentan en ambas superficies, adaxial y abaxial, son anfiestomáticas (Flores-Vindas, 1999). Sánchez-Díaz y Aguirreolea (1996) consideraron que los estomas tienden a ser más frecuentes en la superficie abaxial de las hojas y en algunas especies, sólo se presentan en esta. A juicio de estos mismos autores, estas estructuras desempeñan un papel vital en el mantenimiento de la homeostasis de la planta y de ahí la importancia de conocer tanto el número, como la forma en que los poros se abren y se cierran; como también, los factores que controlan estos procesos (Cañizares et al., 2003).

El proceso de apertura estomática determina la mayor o menor transpiración de la planta, y es controlado por las células estomáticas, cuyo movimiento está regulado por factores bioquímicos y por el potencial de presión. El indicador de cierre y apertura estomática, se denomina resistencia difusiva y se define como la resistencia que opone la hoja a la perdida de vapor de agua através de los estomas y la cutícula. En general, la mayor pérdida ocurre por los estomas, pero el componente cuticular toma importancia creciente a medida que los estomas se cierran. La resistencia difusiva es considerada como una medida de la condición fisiológica de las plantas y de su reacción frente a factores medioambientales, siendo de gran importancia en el control de la perdida de agua y en la absorción de CO2 para la fotosíntesis. El inverso para la resistencia difusiva es la conductancia estomática. El cierre de los estomas es la respuesta de la planta frente a desequilibrios hídricos en el continuo suelo-planta-atmosfera, por lo tanto la respuesta estomática es un indicador de la sensibilidad de la planta al estrés hídrico. En las plantas superiores, varias funciones fisiológicas importantes involucran intercambio de gases entre la atmosfera y la hoja, por ello, la información acerca de la morfología, densidad y frecuencia de los estomas es importante para el mejor entendimiento del intercambio de gases (Barrientos et al., 2003).

El objetivo del presente trabajo de investigación, se enmarca en estudiar la fisiología de los estomas como requisito para conocer las relaciones hídricas de una planta terrestre, destacando la importancia de los mismos en la transpiración y los factores que afectan la apertura y el cierre de estos, en la epidermis de las hojas de Zebrina pendula L. y plantas de Vigna unguiculata L.

Metodología

1. Apertura y Cierre de los Estomas.

• Se tomaron secciones de epidermis de la hoja de Zebrina pendula L. y se montaron en láminas porta y cubre-objetos con agua destilada.
• Se observó al microscopio óptico, con bajo poder, hasta localizar estomas abiertos.
• Se ubicó uno de los estomas en el lado derecho del campo, para realizar las observaciones.
• Del lado izquierdo del cubre-objetos, se colocó un pedacito de papel de filtro para que actuará como sifón. Este automáticamente eliminó cualquier solución del lado derecho del porta-objetos, mediante la acción conjunta de la capilaridad y la gravedad.
• Con una pipeta pasteur, se agregó agua destilada por el lado derecho del cubre-objetos.
• Se observó y dibujó el estoma.
• Posteriormente con otra pipeta, se agregó solución sacarosa 0,5 M igualmente por el lado derecho del cubre-objetos.
• Se observó y dibujó el estoma.
• Se describieron los cambios en el ostiolo y en las células guardianas.

1. Importancia de los Estomas en la Transpiración.

• Se seleccionaron 10 plántulas de Vigna unguiculata L. con aproximadamente el mismo número de hojas y tamaño.
• Se mantuvieron 2 plántulas con las hojas completas, 2 con las hojas cortadas a la mitad, 2 con ¼ de hoja, 2 sin hojas y 2 con las hojas cubiertas con vaselina (tratamientos), en un beaker con agua destilada. Cada uno de los cortes fue sellado con vaselina.
• Análogo a esto, se montó una batería de 12 tubos de ensayo con 25 ml de agua destilada cada uno, de los cuales 10 fueron pareados por tratamiento y los otros dos, para los blancos tapado y destapado.
• Se colocaron las plántulas por separado y por tratamiento, en los tubos de ensayo y los mismos fueron sellados con papel envoplast a la altura del tallo de las plántulas, para evitar la evaporación.
• Se marcó el nivel del agua en cada tubo y se midió el volumen del agua con una regla graduada (volumen inicial en cm).
• Se colocó la batería con las plántulas en un lugar con una incidencia de luz óptima.
• Se tomaron medidas diarias del volumen de agua en los tubos (cm), por tres días hasta obtener un volumen final.
• Se comparó el volumen de agua transpirado por las plántulas con los tubos control (tapado y destapado).

1. Medida de la Perdida de Vapor de Agua en una planta intacta.

• Se tomaron 6 macetas con plantas bien hidratadas de Vigna unguiculata L.  y se dividieron en tres grupos (A, B y C).
• Se midió la superficie foliar de cada planta.
• Se tapó cada maceta con papel envoplast, de modo que la maceta y el suelo quedasen completamente cubiertos y el papel rodeará la base de la planta.
• Se pesaron las macetas con las plantas y el envoltorio.
• Se colocaron los grupos de macetas, bajo las siguientes condiciones de incidencia de luz:

• Se pesaron las macetas nuevamente, cada 30 minutos por 2 horas.
• Se relacionó la perdida de agua con la intensidad luminosa.

Resultados y Discusión

1. Apertura y Cierre de los Estomas en la epidermis de la hoja de Zebrina pendula L.

• Figura N° 1. Detalles de un Estoma Abierto, en la epidermis adaxial de la hoja de Zebrina pendula L. que fue expuesto a agua destilada.

• Figura N° 2. Detalles de un Estoma Cerrado en la epidermis adaxial de la hoja de Zebrina pendula L. que fue expuesto a solución sacarosa 0,5 M.

El estoma, consta de un poro u ostíolo rodeado de dos células oclusivas o de guarda. En muchas especies, los estomas poseen estructuras protectoras especiales, o el poro está parcialmente ocluido por ceras, que contribuyen a aumentar la resistencia difusiva. Los movimientos estomáticos dependen de cambios en la presión de turgencia, tanto de las células oclusivas como de las células epidérmicas adyacentes. El conjunto de células oclusivas y anexas recibe el nombre de aparato estomático. Los cambios de turgencia pueden deberse a una modificación en el potencial hídrico de las células oclusivas (mecanismo hidropasivo), o bien a cambios activos en el potencial osmótico (mecanismo hidroactivo). Ambos mecanismos implican el movimiento del agua hacia dentro o fuera de las células oclusivas (Sánchez y Aguirreolea, 2008).

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