L'aigua és un recurs vital per a tots els organismes vius, i els vegetals no en són una excepció. Molts animals poden desplaçar-se per aconseguir aigua, però la gran majoria de les plantes estan arrelades a terra, cosa que ha fet que se les hagin hagut d'empescar per aconseguir i guardar l'aigua de formes inimaginables. 

Com tots i totes sabem, els vegetals es caracteritzen per fer la fotosíntesi, una reacció fotoquímica que es du a terme a les parts verdes de les plantes (normalment a les fulles i algunes branques). Consisteix en la combinació d'aigua (que s'absorbeix per les arrels) amb diòxid de carboni. Aquesta mescla reacciona gràcies a l'energia solar i produeix glucosa (que pot derivar en fusta, fulles i fruits) i oxigen. Així doncs, els vegetals juguen un paper fonamental a la Biosfera ja que absorbeixen diòxid de carboni, emeten oxigen i mobilitzen aigua, del sòl a l’atmosfera. En aquest reportatge parlarem de com beuen aigua les plantes i de com s’ho fan quan ja no en queda.

Com beuen aigua les plantes? 

Les plantes actuen com unes bombes de buit: succionen l'aigua del substrat i la transporten fins a les fulles, on una petita part s’utilitza directament en la fotosíntesi i la major part s'evapora.

Pel que fa a la mobilització de l'aigua, les plantes actuen com unes bombes de buit: succionen l'aigua del substrat i la transporten fins a les fulles, on una petita part s’utilitza directament en la fotosíntesi i la major part s'evapora -a través dels estomes, uns petits orificis a les fulles-. Ara bé, les arrels no tenen la capacitat de xuclar, com fem nosaltres quan ens bevem un refresc amb una palleta. Curiosament, aquesta acció s'inicia a l'altra punta de la planta, a les fulles! Us ho expliquem amb més calma. 

Quan l'aigua de les fulles s'evapora desapareix generant un buit. Aquest buit genera una tensió (com si estiressin amb una corda des de fora) que comporta que l'aigua d'una mica més avall entri a la fulla per ocupar l'espai restant. Gràcies a l’elevada cohesió entre les molècules d’aigua, aquest petit moviment contra la gravetat (estem parlant de pocs micròmetres) es va reproduint a través de tots els branquillons, branques i tronc, fins a arribar a les arrels, on de la mateixa manera, gràcies a la tensió que s'ha generat, acaba entrant aigua del subsol dins de les arrels. Així doncs, hem de pensar que els arbres estan plens d'aigua. Són com una esponja relativament rígida per on circula aigua contínuament. En funció de l’espècie, l'alçada i l’estació de l’any els arbres varien la quantitat d’aigua que transporten al seu interior. Pot oscil·lar entre pocs litres i centenars al dia! Ara bé, l'aigua no va per on vol. La fusta està composta fonamentalment per un teixit ple de microconductes, anomenat xilema, especialitzat en transportar l'aigua carregada amb sals minerals, o més ben dit la saba bruta, des de les arrels fins a les capçades. Per altra banda, tenen un altre teixit, anomenat floema, que transporta a totes les cèl·lules vives de la planta la saba neta (aigua carregada de sucres provinent de la fotosíntesi).

 

"És sorprenent adonar-se que una de les claus per entendre la resposta de la biosfera al canvi climàtic es trobi en aquests petits conductes que s’amaguen a l’interior de la fusta dels arbres."

JORDI MARTÍNEZ-VILALTA, catedràtic d’ecologia a la UAB i investigador del CREAF.

 

Què passa quan s’acaba l’aigua?  

Aquesta estratègia de transport d’aigua sembla no tenir fissures, fins que s'acaba l'aigua de sota terra per la falta de pluja o assecament dels aqüíferes. Què passa aleshores? L'aigua de les fulles continua evaporant-se, però no n'entra per les arrels. Igual que quan ens acabem un refresc xuclant amb una palleta, en aquest moment es trenca la columna d’aigua i entra aire dins el xilema, assecant-ne fragments. El resultat d’això és que els conductes es taponen, creant una embòlia. A partir d'aleshores, aquell conducte deixa de ser funcional, normalment per sempre. Tot i així, un estudi liderat per investigadors del CREAF, va revelar que els arbres més alts són més capaços de superar períodes de sequera (almenys de curta durada) ja que tenen grans reserves d’aigua al seu interior. Si les condicions de sequera són molt perllongades en el temps, cada cop són més els conductes del xilema que es tornen inoperatius dificultant així l'arribada d’aigua a les capçades i en casos extrems pot acabar produint la mort. 

Com s’adapten les plantes a la falta d’aigua 

La falta d’aigua al mediterrani és normal, això ha fet que les plantes vagin trobant estratègies per suportar aquests moments. Us fem un resum dels trucs més usuals que fan servir.

 

 

"Les plantes han desenvolupat una gran varietat de solucions per evitar el risc de morir per la sequera. Aquestes solucions són totes diferents entre si, però totes igualment exitoses. Tot i això, el canvi climàtic està posant en risc algunes d'aquestes plantes."

MAURIZIO MENCUCCINI, investigador ICREA en ecologia vegetal i ecosistèmica al CREAF.

 

Reduir les fulles. Si hem dit que per les fulles és per on les plantes perden aigua, una senzilla solució és fer-ne menys o fer-les més petites. En reduir el número o la superfície de les fulles, la quantitat d’aigua evaporada es redueix. Hi ha espècies de zones àrides que han eliminat totalment les seves fulles transformant-les en espines, i és a les branques (de color verd) on fan la fotosíntesi. Per altra banda, les fulles de les coníferes (pins, avets, cedres i xiprers) són ben estretes i punxegudes. S'anomenen acícules per la seva similitud amb agulles i d’aquesta manera no perden tanta aigua. 

Algunes plantes, en condicions de sequeres extremes com les que hem patit els darrers anys, opten per perdre la fulla durant els mesos més calorosos (decídues estivals). Sacrifiquen poder fer la fotosíntesi, però d’aquesta manera no perden aigua durant l’estiu.  

Tancament d'estomes. Les fulles, sobretot a la part de sota o revers, estan repletes de petits forats anomenats estomes. És per aquestes obertures per on entren i surten els gasos (CO_2, O₂ i vapor d'aigua). Les plantes tenen la capacitat d'obrir i tancar els estomes i d'aquesta manera poden evitar pèrdues d'aigua innecessàries. Però, si bé en tancar-los completament no perden aigua, tampoc poden fer la fotosíntesi, ja que no entra CO₂, i s'atura la producció i el creixement. Així doncs, únicament tanquen els estomes de forma completa en dies molt calorosos o quan es troben en situacions d’estrès hídric. 

Arrels en profunditat. El substrat actua com una esponja. En ploure, una part de l'aigua s'infiltra sota-terra i queda retinguda a les petites cavitats (porus) entre pedres i grans de sorra o s’infiltra en profunditat i s’estableix sobre un estrat impermeable -és llavors quan parlem d'un aqüífer-. Són les arrels les encarregades de trobar aquests punts humits i absorbir-ne l'aigua. En funció del tipus de sòl, l'aigua es pot trobar a més o menys profunditat ser més o menys fàcil d’absorbir, i cada espècie té les seves capacitats radiculars. Per exemple, les arrels dels arbres típics de bosc de ribera, no creixen en profunditat perquè acostumen a habitar en zones amb substrats molt humits. Les alzines, per altra banda, a l'habitar regions més seques, desenvolupen arrels molt més profundes -arrels pivotants-, que poden arribar a superar en metres a la part aèria! 

El canvi climàtic està desplaçant en altitud i latitud algunes espècies més típiques de climes humits, fins al punt de posar en risc la supervivència d’algunes espècies a la conca Mediterrània.

Les condicions ambientals, i en especial la disponibilitat de l’aigua, determinen les comunitats florístiques de cada regió i les seves característiques morfològiques i fisiològiques. La conca mediterrània es troba en una zona de transició entre climes àrids i temperats. Això fa que podem trobar tant espècies típiques de zones humides com de secà, esdevenint una regió molt rica en espècies i amb una gran varietat d’estratègies per adaptar-se al clima. Ara bé, la disminució de les precipitacions i l’augment de la demanda evaporativa de l’atmosfera a causa del canvi climàtic, està desplaçant en altitud i latitud algunes espècies més típiques de climes humits, fins al punt de posar en risc la supervivència d’algunes espècies a la conca Mediterrània. Per altra banda, les espècies capaces de sobreviure tot i patir embòlies o presenten adaptacions per poder superar la sequera, com les esmentades, són les que perduraran davant l'augment d'aridesa del clima. 

La ciutadania pot ajudar a detectar la sequera 

La sequera provoca canvis en el paisatge. A Catalunya s’han evidenciat especialment durant els darrers anys de sequera persistent. AlertaForestal és un projecte de ciència ciutadana del CREAF que des del 2016, mitjançant la col·laboració de voluntariat, fa un seguiment de la salut dels boscos de Catalunya. Gràcies a aquests “sentinelles” dels boscos podem aportar un granet de sorra en el seguiment de l’impacte de la sequera i monitoritzar l’evolució d’aquells boscos que estan passant set. Tothom pot participar en aquest projecte simplement aportant fotografies horitzontals de paisatges forestals afectats per sequera a través de l’aplicació per a mòbil AlertaForestal.