El rincón de la Ciencia I.S.S.N.: 1579-1149

nº 42 (octubre-2007)

Desde la raiz hasta las hojas. El fascinante viaje de una molécula de agua por el tejido vegetal (RC-106)


Juan Carlos Sanz Martín.
CIEMAT


Este artículo sirve también de respuesta a la pregunta nº 24 de la sección preguntas y respuestas (¿Por qué sube la savia en los árboles?) planteada por un lector

Cuando una molécula de agua penetra en una planta por su raíz comienza un viaje cuyo destino está en las hojas, muchas veces situadas a varias decenas de metros de altura, a través de la infinidad de canales que forman el xilema vegetal ¿Cuál es el mecanismo para esta ascensión?

Antes de ponernos a escalar sepamos con qué nos enfrentamos. El libro Guiness nos dice que el árbol más alto del que se tiene noticia se encontró en Australia, en el monte Baw. Fue un ejemplar de Aya de Tasmania (Eucalyptus regnans), una variedad de eucalipto, cuyo porte era de 143 metros (se piensa que pudo medir más de 150 metros).

 Ejemplares de Eucalyptus regnans de unos 80 metros de altura

Una altura impresionante que algunos pretenden que se escale mediante capilaridad. Ciertamente la capilaridad es un efecto sensacional que permite al agua subir por tubos y recovecos estrechos (se puede comprobar sin más que sumergir una tira de papel higiénico en agua y ver como el agua enseguida asciende). Sin embargo, la ley de Jurin [por James Jurin (1684-1750) científico que la estudió], el valor de la tensión superficial del agua (72,8 mN/m) y el diámetro medio de los canales del xilema (unos 0,04 mm), nos dicen que la capilaridad hace subir al agua como máximo hasta unos 75 cm. Por tanto, no es suficiente.  

Otros señalan que el motor que permite ascender a nuestra molécula de agua es una cierta presión radical que la empujaría desde la raíces. Podemos comprobar que tampoco basta sin más que observar atentamente lo que ocurre con la savia en el tocón de un árbol recién talado. Más que manar a chorros, como si de una fuente se tratara, rezuma y gotea. Esto quiere decir que en los canales del xilema la presión a la que está sometida nuestra molécula de agua no es muy diferente de la atmosférica y para subirla a 143 metros se necesita una presión 15 veces superior.

La teoría más aceptada para explicar este proceso de ascensión tiene un largo nombre: teoría coheso-adheso-evapo-transpiratoria y fue propuesta en 1894 por Henry Horatio Dixon (1869-1953) y John Joly (1857-1933). Veamos como funciona.

Evapotranspiración. Por la sequedad del ambiente, el calor del sol y la acción del viento, cuando llega a las hojas el agua se evapora y pasa a la atmósfera (el fenómeno se denomina transpiración).

Succión. De inmediato la transpiración hace que pase agua desde el xilema hasta las hojas. Naturalmente, esto provoca un flujo de agua desde la raíz hasta el xilema. Y otro tanto sucede entre la raíz y el suelo. En suma, la evotranspiración y la subsiguiente cadena de difusiones desde arriba hacia debajo de la planta, provocan una succión en la columna hídrica que se transmite desde las hojas hasta la raíz y el suelo a través del xilema (los vasos del xilema, pues, actúan como las pajitas cuando nos bebemos un refresco).

Cohesión-adhesión. Lo hace que la columna de agua dentro del vaso de xilema permanezca unida e impide que se fraccione (es decir que cavite y se formen burbujas) son dos fuerzas: la cohesión, que tiende a mantener pegadas a las moléculas del agua entre sí (por ejemplo, es responsable de la forma esférica de las gotas) y la adhesión, que hace que el agua moje las paredes internas de los vasos del xilema (esta fuerza, mira por dónde, es la responsable del fenómeno de capilaridad).

La ventaja de esta teoría es que propone un mecanismo físico donde no interviene la energía metabólica de la planta.