Estomas (plantas): funciones, estructura y características
Los estomas son aperturas o poros microscópicos situados en la superficie de las hojas de las plantas a través de las cuales ocurre el intercambio gaseoso entre estas y el ambiente que las rodea. También pueden estar en los tallos, frutos e inflorescencias.
Los estomas se encuentran en las porciones aéreas de prácticamente todas las plantas terrestres, incluyendo a las plantas consideradas más “ancestrales” como los musgos y los helechos y, por supuesto, a las plantas más “actuales” representadas por las Gimnospermas y las Angiospermas (espermatofitas).
Los estomas son muy abundantes en las hojas, preferencialmente en la superficie abaxial (en la cara inferior) y, en muchas especies de árboles solo se encuentran en tal superficie.
La posición de los estomas es utilizada como carácter taxonómico para identificar algunas familias de plantas. Aquellas hojas con estomas en ambas caras de la lámina foliar se conocen como anfiestomáticas, mientras que las que los tienen solo en la epidermis inferior se denominan hipostomáticas.
Tanto el tamaño como la frecuencia de aparición de los estomas también es muy variable, dependiendo no solo de la especie, sino también de la posición foliar y de las condiciones de crecimiento. En una misma especie pueden existir marcadas diferencias relacionadas con el componente genético de cada individuo.
La apertura y el cierre de cada estoma en una hoja es un proceso que depende de distintos estímulos, tanto internos como externos, y que desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la homeostasis del cuerpo vegetal.
Índice del artículo
- 1 Funciones y características de los estomas
- 2 Estructura de los estomas
- 3 ¿Cómo funcionan los estomas?
- 4 Referencias
La función principal de los estomas tiene que ver con su participación en el movimiento difusivo de gases como el oxígeno (O2), el dióxido de carbono (CO2) o el vapor de agua (H2Og) entre la superficie interna y externa de los tejidos vegetales, especialmente de las hojas y los tallos.
En este sentido, podríamos decir que los estomas son “análogos” a la nariz y la boca de los seres humanos, los cuales utilizamos para respirar, dirigiendo el aire hacia el compartimiento pulmonar para que ocurra el intercambio gaseoso con la sangre.
Los estomas también participan en la eliminación del exceso de agua en los tejidos vegetales, por lo que mantienen el balance hídrico de las plantas.
Generalmente estos permanecen abiertos durante el día, permitiendo la entrada del CO2 necesario para el proceso fotosintético, y cerrados durante la noche, evitando la pérdida de agua y de otros gases durante la fijación de carbono.
Cuando el suministro de agua es limitado o hay fuertes corrientes o ventiscas, los estomas se mantienen cerrados, evitando así la desecación o deshidratación de las plantas.
Un estoma está formado por una cavidad o poro llamado ostiolo, que está rodeado por dos células alargadas llamadas células oclusivas o células guarda, conectadas entre sí en sus extremos y que pueden tener formas distintas dependiendo del tipo de planta que se considere.
En las gramíneas, por ejemplo, las células oclusivas tienen forma de “pesa de gimnasia”, mientras que en la mayoría de los vegetales su forma se describe como “arriñonada”.
Además de las células guarda, los estomas se asocian con unas células anexas o accesorias y el conjunto de células guarda y células anexas recibe el nombre de aparato estomático. Alrededor del aparato estomático están las células epidérmicas adyacentes.
En muchas especies los estomas tienen estructuras “protectoras” adicionales, en otras el poro está parcialmente “cerrado” por ceras, que aumentan la resistencia del poro frente a la difusión de gases.
Las células oclusivas o células guarda se caracterizan por tener una pared celular compuesta por microfibrillas de celulosa dispuestas de forma tal que la pared interna, más cercana al ostiolo, es menos elástica en sentido longitudinal que la pared externa (lo que también ocurre gracias al engrosamiento adicional de esta).
Se trata de células activas desde el punto de vista fotosintético, por lo que tiene gran cantidad de cloroplastos en su interior.
Se caracterizan por no estar conectadas por plasmodesmos con las células adyacentes y porque pueden alterar su turgencia y/o volumen rápidamente.
Las células accesorias, por otra parte, también son fotosintéticas y actúan como una especie de “barrera” entre las células oclusivas y las células epidérmicas alrededor del aparato estomático. Su función consiste en proteger a las células epidérmicas de la expansión de las células guarda.
Los estomas se abren o se cierran en respuesta a los cambios de turgencia experimentados por las células oclusivas o células guarda, por lo que son como unas válvulas que se abren o se cierran dependiendo de qué tan “llenas” estén estas últimas.
Si las células guarda están turgentes, entonces los estomas se abren, por el contrario, estos se cierran cuando las células se “vacían” o se “contraen”.
Las células guarda u oclusivas se “llenan” o se “vacían” por diferentes razones, generalmente relacionadas con modificaciones en su potencial hídrico, que es el que determina la entrada o salida de agua de un compartimiento dado.
Los estomas se abren gracias a que las células guarda reciben una señal o estímulo tal que les indica que “deben” permitir la entrada de solutos, lo que provoca, posteriormente, la entrada rápida de grandes cantidades de agua, simplemente por diferencias de potencial hídrico y osmótico.
Iones de potasio y cloro
Entre los solutos que ingresan a estas células destacan los iones de potasio (K+) y de cloro (Cl-). También están el malato, pero este es sintetizado endógenamente por las células oclusivas después del estímulo que dispara la apertura estomática.
Es importante mencionar que el transporte iónico a través de la membrana plasmática de las células oclusivas ocurre a través de canales específicos voltaje dependientes, los cuales se activan en función de una diferencia de voltaje generada por bombas ATPasas que se encargan de expulsar átomos de hidrógeno (H+).
Como es de esperarse, el cierre de los estomas, es decir, el “vaciado” de las células oclusivas, es conseguido gracias al transporte reverso de los iones que entraron antes, es decir, a la salida del cloro, del potasio y del malato.
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