Las plantas y sus relaciones con el agua
Las plantas absorben agua por la raíz y la pierden por las hojas. Para minimizar la transpiración, se sirven de diversos mecanismos:
Control estomático: los estomas permiten la entrada de CO2 para hacer la fotosíntesis, pero a la vez su apertura ocasiona la pérdida de agua por transpiración, y las plantas tienen que llegar a un equilibrio y conseguir la máxima eficiencia en el uso del agua (WUE por sus siglas en inglés). La WUE es la cantidad de dióxido de carbono que se fija por cantidad de agua perdida. Si los estomas estuvieran abiertos todo el día, la WUE dependería del déficit de presión de vapor de la atmósfera. Si este fuera alto, la transpiración sería mayor. Como a mediodía el déficit de presión de vapor es muy intenso, los estomas se cierran, y las mayores tasas de fotosíntesis se producen a primera hora.
La conductancia estomática mide el grado de apertura del estoma. Las plantas de zonas áridas tienen mecanismos fisiológicos muy elaborados para el control estomático, ya que de ellos depende la pérdida excesiva de agua.
Las plantas que viven en zonas áridas desarrollan estretegias para evitar la excesiva transpiración
Las plantas también tienen adaptaciones morfológicas: en zonas áridas desarrollan epidermis más gruesas, a veces con más capas de células, y se recubren con láminas de sustancias impermeables: cutina, ceras, suberina, etc. Otro mecanismo es tener pelos o tricomas en la superficie, ya que forman una capa de aire estancado en torno a la hoja y disminuyen la difusión de vapor de agua. A todo este conjunto de adaptaciones se le llama xeromorfia.
Además de estas adaptaciones, las plantas también pueden desarrollar adaptaciones fisiológicas para mejorar su eficiencia en el uso del agua. Estas adaptaciones pueden incluir la capacidad de almacenar agua en sus tejidos, como en el caso de las plantas suculentas, o la capacidad de concentrar los solutos en sus células para mantener la presión osmótica y evitar la pérdida de agua. Algunas plantas también pueden desarrollar raíces más profundas para acceder a fuentes de agua más profundas en el suelo.
A través del metabolismo también se puede controlar el intercambio de agua. Las plantas pueden hacer tres tipos de fotosíntesis: el más habitual es el C3, pero existen dos vías metabólicas adicionales: CAM y C4. En el ciclo C4 se obtienen moléculas de 4 átomos de carbono y estas plantas consiguen mantener concentraciones de CO2 internas más altas. De esta forma se mejora la eficiencia en el uso del agua. Un ejemplo son algunas especies de climas tropicales, generalmente herbáceas como el maíz y la caña de azúcar. Las plantas CAM, a su vez, asimilan el CO2 de día pero la entrada se produce por la noche, de forma que los estomas permanecen cerrados durante las horas en las que se transpiraría más. Es típico de crasuláceas.
Otro mecanismo es adaptar el ciclo de vida. Por ejemplo, en los desiertos muy áridos las únicas plantas que pueden sobrevivir son aquellas que tienen una vida muy corta: terófitos. Las semillas germinan tras un episodio de precipitación. En este momento las condiciones son óptimas para la fotosíntesis y las plantas experimentan un crecimiento muy rápido, en días o semanas florecen y producen semillas que son muy resistentes a la desecación. Esta estrategia es una estrategia evitadota: más que adaptarse al estrés hídrico, lo que hacen es evitarlo.
Además de estas estrategias, las plantas también pueden desarrollar adaptaciones conductuales para minimizar la pérdida de agua. Por ejemplo, algunas plantas pueden cambiar la orientación de sus hojas para reducir la exposición al sol y disminuir la transpiración. Otras pueden cerrar sus hojas durante las horas más calurosas del día para reducir la pérdida de agua. Estas adaptaciones conductuales, junto con las adaptaciones morfológicas, fisiológicas y metabólicas, permiten a las plantas sobrevivir y prosperar en una variedad de condiciones ambientales, incluyendo aquellas con limitaciones de agua.