Transporte de Energía en la Planta

Las plantas son clasificadas como autótrofas, porque fabrican sus nutrientes por fotosíntesis, convirtiendo el dióxido de carbono y el agua, con la adición de la energía del Sol, en combustibles de azúcar. En las fotosíntesis rápidas, el producto principal es la glucosa, pero por lo general se convierte en sacarosa, un azúcar más grande. Estos azúcares que se sintetizan en las hojas deben ser transportados a otras partes de la planta. Otras estructuras de las plantas como las raíces y las flores necesitan esa energía, pero no pueden fabricarla. Además, los azúcares se pueden almacenar en las raíces y el tallo.

El azúcar y otras moléculas orgánicas son transportados a través de la planta por medio de una capa especial de tejido llamado floema. El floema se compone de células vivas que transportan una solución acuosa de azúcares, que comúnmente llamamos savia. Este movimiento está modelado por la teoría de presión-flujo, una parte de la cual dice que el fluido que contiene el azúcar, se mueve a través de vasos cribosos por la presión de fluido. Por este medio, los nutrientes se pueden mover desde el lugar de la fotosíntesis (la fuente), al lugar donde se utiliza el azúcar (el sumidero), ya sea hacia arriba o hacia abajo del tallo de la planta.

Teoría de la Presión-Flujo para la Transferencia de Nutrientes

Después de producirse los azúcares en la fotosíntesis, estos azúcares deben ser transportados a otras partes de la planta para usarse en el metabolismo. Parte de la teoría de presión-flujo establece que la sacarosa producida, se mueve por transporte activo, hacia las células acompañantes del floema de las venas de las hojas. Esto eleva la concentración de moléculas de sacarosa en las células acompañantes, por encima de la concentración de los vasos (tubos) cribosos, por lo que pueden pasar hacia estos por difusión. Con una concentración de sacarosa ahora mayor en los vasos cribosos que en su exterior, las moléculas de agua se moverán hacia los vasos cribosos cerca de los lugares de fotosíntesis por ósmosis. Con una mayor cantidad de agua en el vaso, su presión de fluido será más alta que en lugares distantes en el tubo, y esa diferencia de presión originará el flujo en esas direcciones.

A cierta distancia de la fuente fotosintética, puede haber una región, por ejemplo en una fruta, donde se necesita el azúcar. Esta teoría sugiere que la sacarosa es transportada adentro de la fruta por transporte activo, elevando la concentración de azúcar en la fruta en relación con la de los vasos cribosos. En respuesta a esta diferencia de concentración, el agua seguirá al azúcar en la fruta por ósmosis.

El movimiento del agua desde el vaso criboso hacia el fruto, disminuye la presión del fluido en ese lugar, continuando la producción del gradiente de presión, que conduce a un mayor flujo de agua a la fruta, llevando consigo el azúcar disuelto.

El Floema, el Medio para la Transferencia de Energía en la Planta

En los tallos de las plantas, hay una capa de tejido vivo llamado floema que conforma el medio para el movimiento del fluido rico en azúcar (savia), y que por lo tanto es una parte clave del transporte de energía dentro de las plantas vasculares. Parte del floema se compone de vasos o tubos cribosos que se construyen con células especializadas de vasos cribosos sin núcleos. Los tubos cribosos permiten el flujo de la solución de azúcar bajo la influencia de un diferencial de presión de fluido, de acuerdo con la teoría de presión-flujo. El floema también contiene células acompañantes de los tubos cribosos que ayudan en el transporte de azúcares a los tubos.