Estomas y transpiración
Hasta el 90 por ciento del agua que una planta absorbe por las raíces puede volver a salir como vapor por los estomas.
Un intercambio que toda hoja debe hacer
Una hoja necesita dióxido de carbono, y este es un gas del aire. Para dejarlo entrar, la hoja debe abrir orificios en su piel impermeable. Esos mismos orificios dejan salir vapor de agua. OpenStax lo describe como un equilibrio entre una fotosíntesis eficiente y la pérdida de agua. Los orificios son los estomas y la planta los controla mediante pares de células oclusivas.
Las células oclusivas se abren y cierran en respuesta a la luz, al estado hídrico de la hoja y al nivel de dióxido de carbono. Cuando absorben agua, se hinchan, se curvan separándose y abren el poro. Cuando pierden agua, se vuelven flácidas y el poro se cierra. En una mañana soleada con suelo húmedo, los estomas se abren mucho. Si el suelo se seca, las células oclusivas cierran los poros incluso con luz intensa, ahorrando agua a costa de absorber menos dióxido de carbono.
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Cómo sube el agua por un árbol
La transpiración es la pérdida de vapor de agua de la planta, principalmente por los estomas. También es el motor que eleva el agua. Dentro de la hoja, el agua se evapora de las paredes húmedas de las células del mesófilo hacia los espacios de aire y sale por los estomas abiertos. Esa evaporación tira del agua que queda atrás. Las moléculas de agua se unen entre sí (cohesión) y a las paredes del xilema (adhesión), por lo que la tracción se transmite por una columna continua de agua a través del tallo hasta las raíces. Es la teoría de cohesión-tensión del ascenso de la savia. La transpiración es pasiva: la planta no gasta ATP para elevar el agua y la energía procede de la diferencia entre el suelo húmedo y el aire más seco.
Las cifras son grandes. OpenStax indica una tensión de unos −2 megapascales en la superficie de la hoja. Elevar agua contra la gravedad requiere unos 0.0098 MPa por metro de altura, así que una secuoya costera de 116 metros necesita unos 1.14 MPa solo para vencer la gravedad. Dentro de las células vivas, la fuerza opuesta, la presión de turgencia, suele ser de 0.6 a 0.8 MPa y puede llegar a 1.5 MPa en una planta bien regada. Eso equivale a 1.5 × 140 = 210 libras por pulgada cuadrada, frente a las 30 a 34 psi de una llanta de automóvil típica. Cuando una planta pierde más agua de la que absorbe, la turgencia cae hacia cero y las hojas se marchitan.
Ahorrar agua
Las plantas de lugares secos tienen varias maneras de reducir la transpiración. Las plantas del desierto (xerófitas) y las que crecen sobre otras plantas (epífitas) suelen tener una cutícula mucho más gruesa. Muchas tienen una capa densa de pelos o estomas hundidos bajo la superficie de la hoja, lo que frena el aire que pasa sobre los poros. Los cactus van más allá. Abren sus estomas durante la noche fresca y almacenan el dióxido de carbono que absorben; después los mantienen cerrados durante el día caluroso y usan el carbono almacenado para la fotosíntesis. Esto se llama CAM. En el experimento, cambia la planta a "Cactus (CAM)" y presiona Noche.
| Configuración del experimento | Apertura | Entrada de CO₂ | Agua por CO₂ |
|---|---|---|---|
| Mañana soleada | 100% | 100 | 0.67 |
| Tarde calurosa y seca | 29% | 29 | 1.25 |
| Noche | 10% | 0 | ninguna |
| Cactus de noche | 100% | 100 | 0.33 |
- Los estomas dejan entrar CO₂ y salir vapor de agua; las células oclusivas regulan el equilibrio.
- La luz abre los estomas; el suelo seco los cierra.
- La evaporación tira de una columna de agua cohesionada hacia arriba por el xilema (cohesión-tensión).
- Las plantas CAM, como los cactus, abren sus estomas de noche.
- ¿Qué impulsa la mayor parte del ascenso del agua por el xilema?
- La transpiración de las hojas
- Bombas de ATP en las raíces
- La gravedad
- La presión del floema
- La transpiración es pasiva. Esto significa que...
- la planta no gasta ATP para mover el agua
- solo ocurre de noche
- no necesita estomas
- el agua pasa del aire a la hoja
- ¿Hasta qué porcentaje del agua absorbida por las raíces puede perderse por transpiración?
- Elevar agua requiere unos 0.0098 MPa por metro. ¿Cuántos MPa se necesitan para 116 metros? (Un decimal).
- Una presión de turgencia de 1.5 MPa, con 1 MPa = 140 psi, ¿a cuántas psi equivale?
- ¿Qué hace que las células oclusivas abran un estoma?
- Absorben agua y se hinchan
- Pierden agua y se encogen
- Se dividen
- Mueren
- En el experimento, ¿qué ocurre en la tarde calurosa y seca en comparación con la mañana soleada?
- El poro se cierra parcialmente y se pierde más agua por cada CO₂ obtenido
- El poro se abre más
- No se pierde agua
- Aumenta la absorción de CO₂
- ¿Cuándo abren sus estomas los cactus (plantas CAM)?
- De noche
- Al mediodía
- Nunca
- Solo cuando llueve
- ¿Qué característica ayuda a una planta del desierto a reducir la transpiración?
- Una cutícula gruesa y estomas hundidos
- Hojas muy grandes y delgadas
- Estomas solo en la cara superior
- Ausencia de cutícula
- ¿Qué mantiene unida la columna de agua en el xilema?
- La cohesión entre moléculas de agua y la adhesión a las paredes
- El azúcar del agua
- Las burbujas de aire
- Solo la presión de la raíz
Fuentes de este curso (16)
- -fix5: gravity calculation corrected using rho*g*h = 1000*9.8*h Pa
- the cited textbook has a tenfold coefficient error. Sources (checked 2026-10-17): OpenStax Biology 2e 8.1 Overview of Photosynthesis (photoautotrophs, mesophyll, stomata on the underside, guard cells, chloroplast, thylakoid, granum, stroma, two stages; openstax.org/books/biology-2e/pages/8-1-overview-of-photosynthesis)
- 8.2 The Light-Dependent Reactions (400 to 700 nm, chlorophyll a absorbs blue and red, carotenoids, 300 to 400 chlorophylls per antenna, water split at PSII, about 10 percent of the oxygen used by the leaf's mitochondria; .../8-2-the-light-dependent-reactions-of-photosynthesis)
- 8.3 Using Light Energy to Make Organic Molecules (RuBisCO, 3-PGA, G3P, three turns per G3P and six per glucose, "dark reaction" outdated, cacti fix CO2 at night; .../8-3-using-light-energy-to-make-organic-molecules)
- 30.3 Roots (tap and fibrous roots, root cap, three zones in the first centimetre, root hairs, endodermis and Casparian strip; .../30-3-roots)
- 30.4 Leaves (lamina, petiole, midrib, parallel and reticulate venation, Ginkgo, cuticle, trichomes, palisade in one to three layers, spongy mesophyll, guard cells the only epidermal cells with chloroplasts, xylem and phloem, needles and spines; .../30-4-leaves)
- 30.5 Transport of Water and Solutes (redwoods near 116 m, turgor 0.6 to 0.8 MPa and up to 1.5 MPa = 210 psi vs tyres 30 to 34 psi, gravity -0.1 MPa per metre, -2 MPa at the leaf surface, cohesion-tension, up to 90 percent of the water lost, sources and sinks, phloem sap up to 30 percent sugar; .../30-5-transport-of-water-and-solutes-in-plants)
- 31.3 Nutritional Adaptations (rhizobia, nodules, nitrogenase, biological fixation 65 percent of nitrogen used in agriculture, mycorrhizae in more than 80 percent of land plants, up to 20 percent of the carbon; .../31-3-nutritional-adaptations-of-plants)
- 32.2 Pollination and Fertilization (self and cross pollination, bees cannot see red, nectar guides, bats, birds, wind, water, at least 25,000 orchid species, double fertilization 2n zygote and 3n endosperm, seed parts, scutellum, fruit types, dispersal, dormancy; .../32-2-pollination-and-fertilization)
- Britannica, Photosynthesis: history (Priestley 1771, Ingenhousz 1779, 1782: oxygen formed at the expense of fixed air, identified the year before as carbon dioxide) (britannica.com/science/photosynthesis/History-of-the-study-of-photosynthesis)
- Smithsonian Libraries, Ingenhousz, Experiments upon Vegetables, 1779 (library.si.edu/digital-library/book/experimentsuponv00inge)
- van Helmont's account (200 pounds of earth, 5 pound willow, 169 pounds and about 3 ounces after five years, soil short by about 2 ounces)
- quoted from Howe 1965 by S. G. Saupe, College of St. Benedict and St. John's University (employees.csbsju.edu/ssaupe/biol115/van_helmont.htm)
- F. F. Blackman, Optima and Limiting Factors, Annals of Botany 19:281-296, April 1905 (doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a089000)
- NOAA Global Monitoring Laboratory, Trends in CO2 (gml.noaa.gov/ccgg/trends/: Mauna Loa September 2026 monthly mean 426.07 ppm)
- NOAA Climate.gov, Climate change: atmospheric carbon dioxide (280 ppm or less before the Industrial Revolution of the mid-1700s, from ice cores; climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide).
Fecha de consulta: 2026-10-17