Cómo las plantas envían azúcares desde las fuentes a los sumideros

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Por René Fester Kratz

Las plantas usan un tejido especial llamado floema para transportar la savia – una solución pegajosa que contiene azúcares, agua, minerales, aminoácidos y hormonas vegetales. La savia se mueve a través del floema a través de la translocación, el transporte de materiales disueltos en una planta. A diferencia del xilema, que sólo puede llevar el agua hacia arriba, el floema lleva la savia hacia arriba y hacia abajo, desde las fuentes de azúcar hasta los sumideros de azúcar:

• Las fuentes de azúcar son los órganos de las plantas, como las hojas, que producen azúcares.
• Los sumideros de azúcar son órganos de las plantas como raíces, tubérculos (tallos subterráneos) y bulbos (hojas hinchadas) que consumen o almacenan azúcares.

Los científicos llaman a su explicación de cómo funciona la translocación en el floema de una planta la hipótesis presión-flujo. La figura ilustra esta hipótesis, cuyos pasos son:

1. Los azúcares, producidos dentro de las fuentes de azúcar, se cargan en celdas de floema llamadas elementos de tubo tamiz, creando una alta concentración de solutos dentro de los elementos de tubo tamiz.
2. El agua entra por ósmosis en los elementos tubulares del tamiz y, durante la ósmosis, se traslada a las zonas con mayor concentración de solutos (en este caso, azúcares).
3. El flujo de agua aumenta la presión de turgencia en la fuente, causando el movimiento de agua y carbohidratos a través de los elementos del tubo tamiz hacia un sumidero de azúcar (la presión de turgencia es la presión del fluido dentro de la célula de la planta que empuja contra la pared de la célula de la planta.) Usted puede pensar en este paso como si estuviera abriendo un grifo de agua que está conectado a una manguera de jardín. A medida que el agua fluye desde el tanque hacia la manguera, empuja el agua que se encuentra delante de ella hacia abajo por la manguera.
4. Los azúcares se eliminan de las células en el fregadero, manteniendo baja la concentración de azúcares, mientras que un fregadero de azúcar recibe agua y carbohidratos, la presión de turgencia se acumula. Pero antes de que el fregadero de azúcar se convierta en una fuente de azúcar, los carbohidratos en el fregadero son transportados activamente fuera del fregadero y hacia las células de plantas necesitadas. A medida que se eliminan los carbohidratos, el agua sigue los solutos y se difunde fuera de la célula, aliviando la presión.

Los sumideros de azúcar que almacenan carbohidratos pueden convertirse en fuentes de azúcar para las plantas cuando éstas necesitan azúcar. El almidón, un carbohidrato complejo, es insoluble en agua, por lo que actúa como una molécula de almacenamiento de carbohidratos. Cuando una planta necesita azúcar, como en la noche o en el invierno cuando la fotosíntesis no ocurre tan bien, la planta puede descomponer sus almidones en azúcares simples, lo que permite que un tejido que normalmente sería un sumidero de azúcar se convierta en una fuente de azúcar.

Debido a que las células de las plantas pueden actuar como sumideros y fuentes, y debido a que el transporte de floema va hacia arriba y hacia abajo, las plantas son bastante buenas para esparcir la riqueza de carbohidratos y fluidos a donde la planta los necesita. Mientras una planta tenga una fuente continua de minerales, agua, dióxido de carbono y luz, puede valerse por sí misma.

Crédito: Ilustración por Kathryn Born, M.A.

Practique su comprensión del movimiento del azúcar en las plantas contestando las siguientes preguntas.

Use los siguientes términos para describir el escenario en las preguntas 1-3. Cada pregunta tiene dos respuestas correctas.

a. Lavabo para el azúcar

b. Fuente de azúcar

c. Baja presión de turgencia

d. Alta presión de turgencia

1. Un brote de planta de rápido crecimiento
2. Una hoja de planta sana en un día soleado
3. Una raíz de planta en crecimiento
4. Un embrión de una planta joven está empezando a crecer a partir de su semilla. Aún está bajo tierra, así que no hay luz que pueda alcanzarla. El embrión está rodeado de almidón que fue colocado en la semilla por la planta madre. Utilice la hipótesis de presión-flujo para explicar cómo el azúcar puede pasar de la semilla a las células del embrión de la planta.

Las siguientes son las respuestas a las preguntas de práctica.

1. La respuesta es a. Fregadero para azúcar y c. Baja presión de turgencia.
2. La respuesta es b. Fuente de azúcar y d. Alta presión de turgencia: Una hoja sana en un día soleado hace mucha fotosíntesis.
3. La respuesta es a. Fregadero para el azúcar y c. Baja presión de turgencia. una raíz que crece a través del suelo no puede hacer fotosíntesis.
4. El embrión necesita azúcar para crecer, pero no puede hacerlo por sí mismo. Así que es un fregadero para el azúcar y tiene baja presión de turgencia. Las enzimas descomponen el almidón almacenado en la semilla, convirtiéndolo en azúcares. Esto hace que la semilla sea una fuente de azúcares. La alta concentración de azúcar en la semilla atrae el agua a través de la ósmosis, resultando en una alta presión de turgencia. La presión fuerza al fluido que transporta el azúcar a moverse desde la semilla hasta el embrión. Las células del embrión arrebatan los azúcares y los utilizan para crecer.