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PRÁCTICA: OSMOSIS

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ÓSMOSIS

Propósito:

Conocer cómo se produce la ósmosis y la osmorregulación en las cactáceas y los

diferentes tipos de células en las que se pueden realizar los procesos.

Introducción:

Los cactus son unas plantas de la familia de las suculentas y son endémicos del continente

americano y las Antillas.

Los cactus son capaces de almacenar agua en su interior debido a que tienen un córtex

grueso y esponjoso cuyas capas externas son capaces de realizar la fotosíntesis. Muchos de ellos

tienen un xilema muy fino, y al tener un cortex muy grueso, de hasta 40cm en algunas especies,

la difusión de agua y nutrientes entre él y las capas externas de la planta es extremadamente lenta.

Incluso con una cutícula extremadamente gruesa y cubierta de cera siempre hay pequeñas

pérdidas de agua, y para reemplazarlas, y evitar que el tejido externo muera por deshidratación,

los cactus han desarrollado una estructura única, los haces corticales. Estos salen radialmente del

xilema y son los encargados de distribuir el agua y los nutrientes por toda la planta.

Osmorregulación

La osmorregulación da una ventaja a las plantas bajo estrés por déficit hídrico, ya que las

plantas mantienen las células turgentes cuando baja su potencial hídrico y así pueden crecer sus

células por extensión. Al bajar el potencial hídrico en las raíces serán capaces de absorber agua

en suelos con bajo potencial hídrico. En las raíces, si hay osmorregulación, se mantendrá el

crecimiento radicular, además, si se mantienen turgentes las células radiculares se reduce la

producción de ABA y se mantienen altas las concentraciones de citoquininas. Es esencial para las

plantas que se mantenga la tasa de absorción de agua, ya que a nivel foliar se mantendrán abiertos

los estomas, manteniéndose la fotosíntesis. Como aspecto negativo se mantiene más tiempo la

transpiración. En una misma planta se pueden dar varios de estos mecanismos a la vez. En

muchas especies vegetales, cuando se da déficit hídrico, lo primero es intentar captar más agua

influyendo en el crecimiento de la raíz. También se producen sustancias osmóticamente activas

para posponer el momento en el que no pueda absorber más agua, con esto se cierran las estomas

para conservar el agua. Si una planta ha hecho un ajuste osmótico para conservar agua y ya no

puede absorber agua, pone en marcha los mecanismos para conservarla. En la osmorregulación

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por prolina, los niveles de prolina reflejan bien el grado de estrés: aumenta el estrés y aumenta la

prolina.

Osmorregulación de los cactus

Los cactus son plantas xerófitas, es decir están adaptadas a

condiciones áridas estacionales o permanentes, mostrando tendencia a

la reducción de las superficies sometidas a transpiración para disminuir

al máximo la pérdida de agua. Normalmente carecen de hojas en el

sentido estricto, pero en su lugar presentan unas estructuras coriáceas

que adquieren la forma de pelos y agudas espinas, aunque hay excepciones como el género

Pereskia, cuyos ejemplares sí están dotados de hojas persistentes y tallos leñosos rectos. A partir

de ésta, surgió el género Pereskiopsis, que además de tallos carnosos, areolas, espinas y hojas

carnosas presenta gloquidios en las aréolas, y sus hojas son caducas. Los gloquidios se

desarrollaron y aumentaron en importancia en las Opuntia.

En cuanto a su forma existen cactus con cuerpo de forma globosa, como en Mammillaria,

aplanada como en Opuntia o columnar y muchas veces ramificado desde la base o algo más

arriba como en Cereus. El tamaño también varía según el género y la especie. Las formas

crestadas son frecuentes en los cactus, y generalmente se producen al variar la forma de

crecimiento en el apice de la planta. En un determinado punto de crecimiento se divide y

subdivide, transformándose en una línea, y al seguir creciendo en forma lateral, la simetría de la

planta se distorsiona, convirtiéndose en un cuerpo plano, a veces con ondulaciones. Puede

aparecer a cualquier edad. También podemos encontrarlos colgantes o rastreros.

Las areolas son de forma similar a pequeñas almohadillas recubiertas de pelo y sobre las

que se desarrollan las espinas, flores y hojas cuando existen, son como las yemas en el resto de

los vegetales.

Las espinas son hojas modificadas, producidas por la capa epidérmica del tallo y no están

unidas a los tejidos internos, no todos los cactus las presentan. Cuanto mayor es la exposición al

sol más espinas densas y fuertes suele tener. Su forma y tamaño varía según la especie. Pueden

ser aciculares, prismáticas, cilíndricas y con forma de lengüeta, incluso en algunas especies se

han transformado en pelos, son lo que se denomina espinas criniformes.

Las flores de los cactus no tienen pedúnculo, nacen directamente de las aréolas. El

número de pétalos y sépalos es difícil de determinar ya que no existe una clara diferenciación

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entre ellos. Los más externos sépalos, son pequeños y a veces de color verdoso, los internos,

pétalos, ofrecen colores vivos. El cáliz de algunas especies se alarga tanto que puede ser

confundido con el pedúnculo. Tanto los pétalos y sépalos pueden estar separados en toda su

longitud o juntos. Por lo general las flores son regulares o actinomórficas, pero en

algunas especies son irregulares o zigomórficas. El color es variable blanca, amarilla, verdosa,

naranja, rosa, roja, púrpura y violeta. Pueden florecer en distintas épocas, tanto en la temporada

templado-cálida, como fría, según la especie. Tampoco duran lo mismo en unos que en otros,

pudiendo permanecer desde uno o dos días hasta una semana. Incluso algunos florecen por la

noche.

El fruto es normalmente una baya, como una uva. En el caso de la Opuntia es una baya

carnosa y comestible conocida como higo chumbo.

Las raíces pueden ser superficiales, extendiéndose ampliamente de forma que tengan

fácil acceso al agua caída en las lluvias, o bien napiformes, de forma cónica, realizando

funciones de reserva. En algunas especies de Pereskia y Pereskiopsis, la raíz es más gruesa y

nodulosa.

Podemos encontrar también cactus variegados, que son aquellos en los que una mayor o

menor parte de su cuerpo no posee color verde debido a la falta de clorofila, predominando otros

pigmentos. Por lo general el color de las zonas variegadas es amarillo aunque pueden estar

pigmentadas de rosa, rojo, marrón y otros colores.

Tipos de raíces.

Raíces profundas, suelen ser raíces de cactus que crecen en zonas muy áridas donde el

conservar y almacenar el agua es fundamental, aun a costa de que la parte aérea se

deshidrate, son propias de especies como Lophophora, Ariocarpus, Echinocereus,

Turbinicarpus.

Raíces superficiales. Van a buscar la humedad a menudo muy lejos, especialmente bajo

las piedras donde se condensa el agua.

El tallo.

En la mayoría de las cactáceas la parte aérea se reduce al tallo, ya que carecen de hoja, su

función en las plantas crasas es:

a. Función de soporte, sobre todo en especies de gran tamaño y peso como Carnegiea, o

Pachycereus.

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b. Función de transmisión de savia desde las raíces.

c. Asimilación de la clorofila (en el caso de las cactáceas es el único órgano que cumple

esta función).

d. En ella se encuentran los estomas que son las puertas y salidas para la respiración.

Espinas

Las espinas de los cactus están fijadas sobre areolas hacia adentro del tejido, la misma

areola se encuentra protegida a sí misma por un enfurtido constituido de pelillos. Flores y ramas

secundarias nacen de estas.

Chamaecereus (cristado) Oreocereus ..

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Pregunta Científica:

¿Cómo se realiza una osmorregulación en las células de un cactus?

Hipótesis:

El cactus guarda el agua en sus órganos y cuando hace demasiado calor, no deja expulsar

el agua y lo retiene como vapor.

Variables:

Diferentes tipos de muestras de las células del cactus.

Morfología de espinas.

Tipos de raíz

Tipos de capas protectoras.

Material y Métodos:

2 Cactáceas diferentes

Microscopio

1 portaobjetos

1 Cubreobjetos

1 Cuchillo

1. Cortar un pedazo interno pequeño de cada cactácea y ponerlo sobre el portaobjetos

acompañado del cubreobjetos.

2. Cortar un pedazo externo pequeño de cada cactácea y observar su composición.

3. Sustraer una espina de la cactácea y observarla bajo el microscopio.

4. Sustraer un cabello de la cactácea y observarlo bajo el microscopio.

5. Tomar un pequeño pedazo de raíz de cada cactácea y observarlas por separado en el

microscopio.

6. Hacer un análisis comparativo entre los dos tipos de cactáceas.

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Resultados:

1° cactácea

En la parte interior de la cactácea se presenta gran cantidad de agua, la planta está totalmente

hidratada por dentro y por fuera, las espinas son débiles por estar en un ambiente normal, no

extremista.

2° cactácea

La parte interior y exterior se encuentran hidratadas, sin embargo, se encontró una especie de

hongo que, aunque siguen hidratas las capas exteriores, no están lo suficientemente hidratadas

como la primera cactácea, se está empezando a esparcir el hongo.

Conclusión:

La hipótesis fue correcta, se comprobó que el cactus guarda el agua en sus órganos y

cuando hace demasiado calor, no deja expulsar el agua y lo retiene como vapor, esto se debe a la

morfología del cactus. Cuando el cactus carece de agua para realizar la fotosíntesis y mantenerse

hidratada, se realiza la osmorregulación, donde se pospone la absorción de agua y se cierran sus

estomas para conservarla, también transpiran para disminuir la pérdida de agua.

El regar a diario especies como los cactus, pueden originar hongos como la bacteriosis,

este tipo de hongo no se puede eliminar, y se debe al exceso de humedad. Esto causa un

reblandecimiento y descomposición en los tejidos internos.

Evaluación:

Al realizar la práctica se presentó la situación de no tener un microscopio potente en el

cuál verdaderamente se observara el proceso de ósmosis, además de que no se contó con una

herramienta especial y dedicada al corte de una parte de los cactus usados para poder tener una

mejor calidad de la muestra.

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Anexos:

Materiales utilizados Parte interna de la 1° cactácea

Parte externa de la

1°cactácea Parte interna de la 2°

cactácea

Parte externa de la 2°

cactácea

Espina

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Referencias:

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4:20 p.m. Recuperado de: http://html.rincondelvago.com/fisiologia-vegetal-

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Flores, A. (2015). Adaptación de las cactáceas. Consultado el día 22 de noviembre de 2015 a las

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