Adquisición de agua y minerales

El agua representa más del 80 % de la masa de la mayoría de las plantas. Es esencial para la fotosíntesis, el metabolismo y el transporte de nutrientes y y otras moléculas. Los Nutrientes inorgánicos son de igual modo cruciales para el crecimiento de las plantas y para su reproducción. Por ejemplo, el nitrógeno es un componente químico esencial para biomoléculas claves, tales como aminoácidos mientras que el potasio es crítico para la apertura y cierre de los estomas. ¿Cómo absorben las plantas nutrientes y grandes cantidades de agua de manera segura? La mayoría de las plantas adquieren agua y minerales de la tierra en la que están arrigadas. Las raíces de las plantas liberan iones de hidrógeno y dióxido de carbono El dióxido de carbono reacciona con el agua y esto forma anión bicarbonatoe iones de hidrógeno adicionales. Los iones de hidrógeno se ligan a partículas del suelo con cargas negativas, lo cual libera iones con carga positiva, como el potasio, en la solución del suelo. Este proceso se conoce como intercambio catiónico y hace que los nutrientes estén disponibles para las plantas. La arquítectura de la raíz y los patrones de las ramas son esenciales para una eficiente incorporación de agua y nutrientes. Por ejemplo, la capa exterior de las células que está en contacto con el suelo forma pequeños pelos radicales. Estas células especializadas tienen una amplia superficie que absorbe agua mediante procesos tanto activos como pasivos. Por ejemplo, el agua y los nutrientes disueltos pueden difundirse pasivamente en el apoplasto, que comprende todas las paredes celulares y espacios entre las células. Al espacio dentro de la membrana celular se lo llama simplasto. El agua penetra el simplasto por ósmosis a través de la membrana celular mientras los nutrientes son incorporados mediante un transporte activo. Una vez que el agua y los minerales entran en el simplasto se mueven libremente hacia el centro de la raíz a través de uniones intercelulares. Sin embargo, al agua y los nutrientes en el apoplasto no pueden entrar a la estela debido a la banda de Caspary. Las bandas de Caspary son capas de suberina impermeable al agua dentro de las células dela endodermis, que rodea a la estela. Estas estructuras bloquean el pasaje de elementos tóxicos potencialmente indeseables. Para entrar al centro de la raíz, todos los solutos necesitan atravesar la membrana plasmática. Una vez dentro, el agua del simplasto y los nutrientes entran a la estela, la cual los distribuye por toda la planta para que cumplan sus roles esenciales.