Revista de Educación en Biología, Vol. 26, Nº 1, Enero 2023 | Página 103
Reseñas y comentarios
¿Cómo hacen las plantas para transportar el agua cuesta arriba?: reseña
de una muestra interactiva en el Día Internacional de la Fascinación por
las Plantas
How do Plants Carry Water Uphill? Review of an Interactive Exhibition
on the International Plant Fascination Day
Silvana U. Cherbiy-Hoffmann1, Jesús D. Valdez2, Silvia N. Villafañe4, Franco E. Calvo3
1,2,3Universidad Nacional de Chilecito. Departamento de Ciencias Básicas y Tecnológicas.
Carrera de Ingeniería Agronómica. La Rioja, Argentina.
4Escuela 169 “Universidad Nacional de La Plata”. La Rioja, Argentina.
1scherbiy@undec.edu.ar; 2jvaldez@undec.edu.ar; 3fcalvo@undec.edu.ar
Resumen
Pocas veces, o nunca, advertimos que el agua en las plantas se transporta cuesta
arriba, desde el suelo hasta las hojas. Mientras que, en un río o en un grifo abierto, el
agua uye cuesta abajo con facilidad. Si pretendemos que el líquido uya cuesta arriba,
necesitaremos de una bomba para transportarla, por ejemplo, desde una cisterna hasta el
tanque ubicado en el techo de nuestra vivienda. Entonces: ¿cómo hacen eso los árboles?
Junto con el auditorio, estudiantes de 10 a 12 años de edad, se construyó progresivamente la
respuesta buscada, utilizamos distintos recursos didácticos, que facilitaron la comprensión
de algunos contenidos teóricos de la física-química del agua, de la transpiración foliar, de
las características del xilema y de la pared celular.
Palabras clave: Capilaridad; Xilema; Transpiración foliar; Pared celular
Abstract
We rarely, if ever, notice that water in plants is transported uphill, from the soil
to the leaves. In a river, or when turning on a faucet, water ows downhill easily and
quickly. Now, if we want the water to ow uphill, we know that we will need a pump to
transport it, for example, from a cistern to the tank located on the roof of our house. So:
how do trees do that? Together with the audience, students from 10 to 12 years old, we
progressively constructed the desired answer, using different didactic resources, which
facilitated the understanding of some theoretical contents of the physic-chemistry of water,
foliar transpiration, xylem and cell wall characteristics.
Keywords: Capillarity; Xylem; Leaf transpiration; Cell wall
Para citar este artículo:
Cherbiy-Hoffmann, S.U., Valdez, J.D., Villafañe, S.N. y Calvo, F.D. (2023). ¿Cómo hacen las
plantas para transportar el agua cuesta arriba?: reseña de una muestra interactiva en el Día
Internacional de la Fascinación por las Plantas. Revista de Educación en Biología, 26 (1), 103-109.
Creative Commos 4.0 Internacional (Atribución-No Comercial-Compartir igual)
a menos que se indique lo contrario
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En el Día Internacional de la Fascinación por las Plantas, la Universidad Nacional de
Chilecito organizó una muestra dirigida a los estudiantes de escuelas primarias y secundarias
del departamento Chilecito (provincia de La Rioja, Argentina). La muestra abordó temáticas
variadas, sobre el reino vegetal, las que fueron desarrolladas a través de catorce (14) stands
diferentes. Estos espacios estuvieron a cargo de docentes-investigadores y estudiantes de
las carreras de ingeniería agronómica, licenciatura en biología, licenciatura en alimentos y
sommelier. En nuestro caso, diseñamos el stand para interactuar con estudiantes de 10-12
años de edad (Figura 1). Al inicio de nuestra exposición, realizamos una pregunta sencilla,
que problematizaba el sentido común de las y los estudiantes ¿Cómo hacen las plantas
para transportar el agua cuesta arriba? Nuestra pregunta inicial tiene por objetivo llamar la
atención de nuestra joven audiencia, sobre un proceso que pocas veces, o prácticamente
nunca, advertimos qué ocurre desde el suelo hasta las hojas, a diferencia de lo que ocurre
con un río o un grifo abierto, donde el agua siempre uirá cuesta abajo. En cambio, si
deseamos que esta uya cuesta arriba, en general, necesitaremos de una bomba para
posibilitar que el agua depositada en un tanque soterrado suba hasta la cocina y el baño
de una vivienda. Durante los primeros minutos de nuestra exposición, exhibimos a las y
los estudiantes, tres (3) situaciones diferentes, en las que el agua se transportaba hacia
arriba: una fuente de agua ornamental en funcionamiento, un capilar vidrio que contenía
agua coloreada y una persona tomando mate. El estudiantado pudo observar, tres (3)
formas de ascenso del agua, anes a situaciones de su vida cotidiana: por impulsión, por
capilaridad y por succión.
Figura 1: Vista panorámica del stand en el Día Internacional de la Fascinación por las Plantas en la Universidad
Nacional de Chilecito. En la imagen se observan los recursos utilizados durante el desarrollo de la muestra
interactiva.
¿Acaso las plantas utilizarán alguna de las formas de movimiento
exhibidas para transportar el agua cuesta arriba?
Para averiguarlo, las y los estudiantes necesitaron entender primero por dónde
circula el agua en las plantas. Para ello, les propusimos que observaran una rodaja
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pulida del tronco de una especie arbórea nativa conocida como “visco” (Parasenegalia
visco) utilizando una lupa binocular. La pieza de madera tenía incrustada en su interior
un segmento de capilar de vidrio (Figura 2 a), para facilitarles la comparación entre los
conductos del xilema y el capilar. Cuando el estudiantado advirtió los oricios presentes
en la madera (Figura 2 b) les indicamos que es a través de esos conductos -denominados
en su conjunto como xilema- por donde el agua circula por toda la planta. Luego, cuando
realizaron la comparación, entre los diámetros del capilar de vidrio (Figura 2 a) y de los
conductos del xilema (Figura 2 b), pudieron dar cuenta que estos conductos son tan nos
como un cabello humano.
Figura 2: Capilar de vidrio (a) y conducto del xilema (b) observados en una sección transversal de una rodaja
pulida del tronco de Parasenegalia visco (X25). Nótese que el capilar de vidrio fue incrustado en la rodaja de
madera para facilitar su comparación.
¿El agua asciende por las plantas porque los conductos del xilema se
comportan como un capilar de vidrio?
Sabemos que el agua puede ascender por un capilar de vidrio o por los conductos
del xilema, debido al fenómeno de la capilaridad. Con la ayuda de un video didáctico
(recuperado de: https://youtu.be/0YX9yUlPsBU), las y los estudiantes pudieron apreciar
que el agua se eleva por conductos estrechos debido a tres fuerzas intermoleculares. Una
de ellas se conoce como cohesión, y ocurre cuando las moléculas de agua se unen entre
sí. La adhesión, en cambio, sucede cuando las moléculas de agua se unen a supercies
hidrólas (ávidas por el agua), como el vidrio o los conductos del xilema. La tercera
fuerza es la tensión supercial que ocurre cuando las moléculas de agua de la supercie
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del líquido entran en contacto con el aire; allí, su unión intermolecular es más fuerte y,
en consecuencia, la tensión en la supercie del líquido aumenta. Las tres fuerzas en su
conjunto -fenómeno conocido como capilaridad- elevan la columna de agua dentro de un
tubo estrecho venciendo la fuerza de gravedad. Lo mismo ocurre cuando el agua asciende
por los conductos del xilema.
Si un árbol tiene 20 metros de altura: ¿la capilaridad permite que el agua
ascienda hasta esa altura?
Si el agua ascendiera únicamente por capilaridad, en un árbol de 20 metros de
altura subiría solo hasta los 50 centímetros. Entonces: ¿cómo llega este líquido hasta la
última hoja de ese árbol? Acaso : ¿participará otra fuerza en cooperación con la capilaridad
del xilema para acarrear el agua? Les propusimos a las y los estudiantes que pensaran
en dos posibilidades: una fuerza de impulsión que empuja el agua “hacia arriba” (como lo
hace una bomba), o una fuerza de succión que la aspira el agua “desde arriba” (como lo
hacemos al tomar mate), y que opten por una de ellas. La mayoría de la audiencia supuso
que a nivel de las hojas ocurre una fuerza de succión, que aspira el agua, aunque hasta
ese momento no comprendían cómo y dónde se produce.
¿Qué ocurre en las hojas?
El 95 % del agua que fue absorbida por las raíces, sale por las hojas en forma de
vapor, proceso conocido como transpiración (Sanchez-Diaz y Aguirreolea, 2008). En el
stand, las y los estudiantes visualizaron la transpiración de las plantas observando, por un
lado, una planta de poroto (Phaseolus vulgaris) con una hoja embolsada. En cuyo interior
se podían apreciar gotas de agua, como consecuencia de la condensación del vapor de
agua. Y por el otro lado, se les mostró una rama de geranio unida de forma hermética a
una manguera de silicona, la cual estaba a su vez conectada a una bureta graduada que
contenía agua (este dispositivo se conoce como: potómetro). Nuestra audiencia observó el
descenso del agua en la bureta como consecuencia de la evaporación de esta en las hojas.
En este momento de la muestra interactiva, invitamos al alumnado a realizar un recorrido
hacia el interior de una hoja, para explicarles cómo ocurre la transpiración en las plantas.
Con la ayuda de un esquema de corte transversal de un tejido foliar (Figura 3),
les mostramos las principales características de una hoja: en las supercies superior e
inferior encontramos: la epidermis, la cual asemejamos a un lm de plástico como el
usado en la cocina, indicándoles que su función es impermeabilizar las células superciales
para evitar su deshidratación. En el esquema también se observa que, en la supercie
inferior o envés, la epidermis se encuentra interrumpida por oricios circulares y diminutos
llamados: estomas, lugar por donde el vapor de agua sale hacia la atmósfera. Los estomas
se pueden asemejar a válvulas porque las plantas controlan su apertura y cierre durante el
día, a n de permitir una mayor o menor salida del agua en forma de vapor.
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Figura 3: Esquema de corte transversal de una hoja (extraído y adaptado desde Taiz et al. 2017).
Una vez que las y los estudiantes localizaron el sitio por donde el agua sale
hacia la atmósfera en forma de vapor, les guiamos hacia el interior de la hoja (Figura
3). Para que identiquen dos grandes grupos de células: el primero se encuentra cerca
de la epidermis superior (haz). Está conformado por: células alargadas y ubicadas muy
próximas entre sí, sin dejar espacio entre ellas. Este tejido se conoce como: parénquima
en empalizada. En cambio, el segundo grupo se encuentra próximo a la epidermis inferior
(envés). Está formado por células globosas y más separadas entre sí, lo que posibilita la
aparición de grandes espacios de aire. Este tejido se conoce como: parénquima esponjoso.
Posteriormente, les indicamos que el cambio de estado del agua, de fase líquida a vapor,
ocurre en el parénquima esponjoso. Pero, ¿cómo ocurre?
Sabemos que toda célula vegetal tiene la particularidad de presentar una pared
celular, y como lo hace una caja, funciona conteniendo a la célula en su interior. Debido a
su composición química, su apariencia puede asemejarse con una esponja; pues absorbe
y contiene agua con mucha facilidad. El agua que humedece las paredes celulares del
parénquima esponjoso procede del xilema y se encuentra en estado líquido. El agua se
evapora en las paredes celulares y difunde hacia el espacio aéreo que las rodea debido a la
temperatura que alcanza la hoja. En este momento, les solicitamos a las y los estudiantes
que visualicen una hoja expuesta al sol en un día despejado; dedujeron que, a mayor
temperatura de la hoja, aumentaría la pérdida de agua en forma de vapor, siempre que los
estomas lo permitan.
¿La transpiración favorecerá el ascenso del agua en las plantas?: Demos-
tración experimental
En el stand, el alumnado observó un modelo físico que recreaba el efecto de la pared
celular del parénquima esponjoso al usar segmentos humedecidos de esponja vegetal,
mientras que la inuencia del sol fue simulada con una lámpara reectora encendida (60
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watts); la acción capilar del xilema fue representada a través de los capilares de vidrio
(Figura 4). Las y los estudiantes pudieron comprobar que los capilares de vidrio que
estaban conectados a una esponja húmeda, mantuvieron una columna de agua continua
y sin interrupción, desde el líquido hasta la esponja (Figura 4 a, tubo central y derecho).
A continuación, les preguntamos: ¿qué ocurrirá si quitamos la esponja húmeda conectada
al capilar? Luego de un breve intercambio de respuestas entre estudiantes, pudieron
comprobar que la columna de agua coloreada se desplazó instantáneamente hacia abajo
cuando el fragmento de esponja fue desconectado (Figura 4 b, tubo de la derecha). De este
modo, las y los estudiantes comprendieron que a medida que la esponja pierde agua en
forma de vapor, succiona el agua contenida en el capilar para reponer el agua evaporada.
Este proceso se detendrá cuando se haya agotado el líquido del tubo.
Figura 4: Modelo físico usado para vericar el ascenso del agua debido al efecto de la capilaridad (a y b,
tubo izquierdo) y el efecto combinado de la capilaridad y la evaporación del agua (a y b, tubo central).
Adicionalmente, se muestra cómo se interrumpe la continuidad de la columna de agua cuando ambos efectos
físicos no están combinados (b, tubo derecho).
Conclusión y reexiones nales
A medida que las hojas transpiran, el agua abandona el suelo y sube por la planta.
Impulsada solamente por fuerzas físicas (capilaridad + succión), sin que sea necesaria la
participación de ninguna bomba. En las supercies evaporantes de las paredes celulares del
parénquima esponjoso, se genera la fuerza de succión que aspira el agua, y en combinación
con la capilaridad del xilema, el agua puede transportarse cuesta arriba en las plantas.
¿Habían notado que este proceso admirable y silencioso ocurre todos los días, sin que lo
notemos?
A B
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El Día Internacional de la Fascinación por las Plantas nos permitió generar un
ámbito extra áulica de enseñanza, aprendizaje e intercambio de conocimiento. Sobre
una temática compleja de las relaciones hídricas en el sistema continúo Suelo-Planta-
Atmósfera. Diseñamos nuestra muestra interactiva para despertar y sostener el interés de
las y los jóvenes visitantes durante veinte minutos, a n de maximizar su capacidad para
comprender y apropiarse del conocimiento expuesto mediante la problematización. Los
ámbitos de aprendizaje fuera del aula constituyen espacios con altas potencialidades para
incentivar la enseñanza de Ciencias Naturales y favorecer el pensamiento cientíco y crítico
en los niños, al mismo tiempo que, se fortalece lo aprendido en el aula (Ribas-Borrego,
2020; Güemes-González y Ribas-Borrego, 2020).
Referencias bibliográcas
Güemes-Gonzáles, E. y Ribas-Borrego, M. (2020). Educación STEM y escalas para valorarlas.
Revista Padres y Maestros, 384, 48-52. https://doi.org/10.14422/pym.i384.y2020.007
Ribas-Borrego, M. (2020). Proyecto de investigación acerca de la promoción de la Educación
STEM: Análisis de recursos interactivos en ámbitos no formales. Tesis para optar al
doble grado de Educación Primaria y Educación Infantil. Universidad Ponticia Comillas.
Recuperado de: https://repositorio.comillas.edu/xmlui/bitstream/handle/11531/43013/
TFG%20-%20Ribas%20Borrego%2C%20Maria.pdf?sequence=1
Sanchez-Diaz, M. y Aguirreolea, J. (2008). Transpiración y control estomático. En: Azcón-
Bieto y M. Talón (Ed.), Fundamentos de Fisiología Vegetal (pg. 41-56). McGraw-Hill
Interamericana.
Taiz, L., Zeiger, E., Moller, I.M. y Murphy, A. (2017). Arquitetura da célula e do vegetal. En:
L. Taiz, E. Zeiger, I.M. Moller y A. Murphy. (Eds.). Fisiologia e desenvolvimento vegetal.
Armed Editora Ltda.
