El hidrotropismo es el movimiento de un órgano con relación al agua, que se ha visto en plantas y puede ser positivo o negativo. Se habla de hidrotropismo positivo cuando el órgano se mueve en dirección al agua y negativo cuando el crecimiento del órgano es en sentido contrario.
El agua es un elemento vital para la vida, ya que se emplea como diluyente y soporte de muchas reacciones y procesos en la célula. No obstante, se pierde constantemente, principalmente en forma de vapor de agua por evapotranspiración y otras funciones metabólicas.
Por ello se requiere reponer constantemente el agua perdida, ya que de lo contrario las células morirían. Para esto, los animales cuentan con la ventaja de poder desplazarse de un lugar a otro y buscar el agua.
Sin embargo, las plantas son seres mayormente fijos, germinan en un lugar y allí cumplen todo su ciclo vital hasta la muerte. Debido a esto deben aprovechar el agua donde se encuentran y su sistema radical es el encargado de absorberla.
Así, es en las raíces donde se presente el hidrotropismo positivo, dirigiendo su crecimiento en dirección a las fuentes de agua. El hidrotropismo se produce debido al efecto del agua sobre el metabolismo de las células de la raíz, sobre todo del ápice de la misma.
Esto provoca que las células de las raíces en contacto con agua crezcan más que las que no lo están. Por tanto, ocurre el crecimiento del sistema radical hacia el sitio donde esta se encuentra.
[toc]
El agua, elemento vital
Toda célula está constituida en 90% por agua y es en esta matriz líquida donde se desarrollan todas las reacciones bioquímicas que permiten la vida. De igual forma el agua es empleada para diluir y excretar desechos, así como para regular la temperatura interna al perderla por transpiración.
En todos estos procesos los seres vivos pierden agua y esta debe ser repuesta proporcionalmente para garantizar que la maquinaria vital siga funcionando.
La función de absorción de las raíces
Las raíces de las plantas tienen dos funciones principales que son el anclaje y la absorción de agua. El proceso de absorción ocurre en las raíces jóvenes que se ubican en los extremos del sistema radical de la planta.
Estas raíces presentan unos pelos denominados pelos absorbentes que aumentan la superficie de la raíz, pero cualquier célula de su epidermis puede absorber el agua. Así, el agua y los minerales disueltos en ella penetran por las células epidérmicas de estas raíces jóvenes, que suelen ser las más finas de todo el sistema radical.
Crecimiento en respuesta a señales ambientales
Las plantas no pueden desplazarse a voluntad desde un lugar donde no hay agua a otro donde sí la hay ni moverse a un lugar sombreado o salir de un lugar pantanoso. Ante esta incapacidad de desplazarse, estos organismos han desarrollado mecanismos que permiten controlar el crecimiento en función de determinados estímulos.
Raíces creciendo hacia el agua. Fuente: Kazcreations / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)
Así, aunque la planta no puede desplazarse, sí puede hacer crecer sus órganos hacia un estímulo o en sentido contrario al mismo. Estos mecanismos se denominan tropismos, de tal forma que existe el fototropismo, el geotropismo y el hidrotropismo entre otros.
Estos tres tropismos están estrechamente vinculados, permitiendo que cada órgano de la planta crezca en la dirección más adecuada para cumplir su función. De tal forma, los tallos normalmente crecen hacia arriba alejándose de la tierra para elevar las hojas hacia la luz.
Esto es porque necesitan acceder a la luz para la fotosíntesis y las flores deben ser expuestas a los polinizadores. Mientras que las raíces generalmente crecen hacia el suelo para absorber nutrientes y agua, así como para sostener a la planta.
Hidrotropismo
Una señal fundamental para las plantas es el estado de humedad del suelo, porque la sequía es un estado muy negativo que pone en peligro su vida. Para eludir las áreas secas y llegar a zonas donde exista agua, las raíces tienen hidrotropismo positivo (crecen hacia el agua).
Mecanismo hidrotrópico
El hidrotropismo se acepta como un fenómeno en plantas desde que fue señalado por primera vez por Sachs en 1872. Según los estudios realizados, la sensibilidad de la raíz al agua se localiza en la punta y en la región madura.
Incluso se ha logrado detectar los genes responsables de que se produzcan las proteínas que disparan la respuesta hidrotrópica. En estos genes se activan en contacto con el agua y producen proteínas que promueven el alargamiento de las paredes celulares.
También se generan gradientes de hormonas como el ácido abscísico. Posteriormente, aumenta el volumen celular al absorber agua (turgor celular), promoviendo que la raíz crezca más en la dirección de donde proviene esta.
El hidrotropismo se produce debido a que cuando las raíces crecen, unas entran en contacto con áreas secas y otras con áreas húmedas. Las que penetran en áreas secas crecen menos al no recibir el estímulo del agua, mientras que las que contactan agua crecen más.
De esta forma la mayor parte del sistema radical se oriente hacia donde está el agua. Por supuesto, si la planta crece en un suelo saturado de humedad el estímulo es uniforme y la raíz no reacciona hacia una dirección particular.
Igual pasa con las plantas acuáticas que no tienen necesidad de buscar el agua que las rodea totalmente y su sistema radical se desarrolla de forma uniforme.
Hidrotropismo y geotropismo o gravitropismo
Muchas veces la tendencia de la raíz a ir hacia abajo siguiendo la fuerza de gravedad (gravitropismo) se confunde con el hidrotropismo. Esto es debido a que ambas fuerzas impulsan la misma dirección de crecimiento.
Sin embargo, está demostrado que la acción del hidrotropismo pude alterar al geotropismo para que la raíz se desvíe. Es decir, que en lugar de seguir hacia abajo, crezca hacia un lado para acercarse a la fuente de agua.
Esto se produce porque los mecanismos que dispara el estímulo del agua provocan la producción de hormonas citoquininas. Estas hormonas neutralizan a la hormona auxina que es responsable del crecimiento y como consecuencia la raíz se desvía hacia el agua.
Ventaja del hidrotropismo positivo
Gracias al crecimiento dirigido por el estímulo del agua, la planta desarrolla un sistema radical que adaptado a la distribución de humedad en el suelo. Es decir, las raíces se desarrollan más hacia el lado de donde proviene la humedad y así alcanza las fuentes de agua.
Raíces con hidrotropismo negativo
Es importante señalar que hay raíces que cumplen funciones especiales, para lo que requieren comportarse diferente a las demás. Por ejemplo, en plantas de pantano o en manglares, hay algunas raíces cuya función no es absorber agua, sino aire.
Esto se debe a que las raíces como toda estructura viva necesita oxígeno y dentro del agua este gas no está fácilmente disponible. Por esto, el sistema radical produce raíces que tienen tanto geotropismo negativo como hidrotropismo negativo.
Estas raíces crecen hacia arriba en sentido contrario a la presencia del agua, salen a la superficie, el aire entra a través de ellas y ocurre la oxigenación de los tejidos internos de la planta. Esto ocurre en los manglares como en el mangle negro (Avicennia germinans) o en el ahuehuete o ciprés de pantano (Taxodium distichum).
Referencias
- Azcón-Bieto, J. y Talón, M. (2008). Fundamentos de fisiología Vegetal. 2 da ed. McGraw-Hill Interamericana.
- Bidwell, R.G.S. (1995). Fisiología Vegetal. Primera edición en español. AGT Editor, S.A.
- Hirasawa, T., Takahashi, H., Suge, H. and Ishihara, K. (1997). Water potential, turgor and cell wall properties in elongating tissues of the hydrotropically bending roots of pea (Pisum sativum L.). Plant, Cell and Environment.
- Iwata, S., Miyazawa, Y., Fujii, N. and Takahashi, H. (2013). MIZ1-regulated hydrotropism functions in the growth and survival of Arabidopsis thaliana under natural conditions. Annals of Botany.
- Iwata, S., Miyazawa, Y. and Takahashi, H. (2012). MIZU-KUSSEI1 plays an essential role in the hydrotropism of lateral roots in Arabidopsis thaliana. Environmental and Experimental Botany.
- Izco, J., Barreno, E., Brugués, M., Costa, M., Devesa, J.A., Frenández, F., Gallardo, T., Llimona, X., Prada, C., Talavera, S. Y Valdéz, B. (2004). Botánica.
- Takahashi, H. and Scott, T. K. (1993). Intensity of hydrostimulation for the induction of root hydrotropism and its sensing by the root cap. Plant, Cell and Environment.