Las plantas no tienen corazón.

Los seres unicelulares toman los alimentos y vierten los productos de desecho al medio ambiente exterior, con el que viven en íntimo contacto. En los pluricelulares acuáticos, a partir de cierta complejidad, el medio externo no alcanza a todas las células del organismo, es por ello, que a partir de ciertas dimensiones los organismos pluricelulares cuentan con cavidades internas llenas de liquido que permitan el intercambio de nutrientes entre el medio y todas sus células. Esto se vuelve totalmente imprescindible en los pluricelulares que viven fuera de un ambiente acuoso.

En pequeños organismos, el medio interno está estancado, y con ello es suficiente para efectuar todos los transportes de sustancias, pero a partir de ciertos tamaños el medio interno debe encontrarse en movimiento para que las sustancias que hay inmersas en él puedan llegar a todas las células.

Para que nuestra sangre lleve los nutrientes a todas las células de nuestro cuerpo necesitamos de un órgano que la bombee, el corazón, pero las plantas no tienen corazón, no tienen ningún órgano que bombee su medio interno, y sin embargo este se mueve.

La explicación exacta requeriría que les explique que es un potencial hídrico, pero me conformaré con tratar de dar una explicación más intuitiva indicando cada uno de los fenómenos que influyen de un modo u otro en este movimiento.

1. La gravedad. 
Es obvio, pero si quiero mencionar los distintos fenómenos que influyen en el ascenso de la savia por el árbol, lo primero que debemos tener en cuenta es que va a existir una fuerza que va a tirar de esa savia hacia abajo, fuerza que la planta vence sin llevar a cabo ningún esfuerzo metabólico.

 2. Presión osmótica.
El primer fenómeno físico que influye positivamente en el ascenso de agua es la presión osmótica. Esta es responsable de la entrada de agua desde el suelo al interior de la raíz, y de los movimientos de agua a nivel celular, es decir entrada y salida de agua de las células.

Si no está familiarizado con la presión osmótica voy a tratar de mostrarle como funciona con algún ejemplo sencillo e intuitivo. ¿Qué ocurre si introduce una pasa en un vaso de agua? La pasa se hincha. La piel de la pasa es una membrana semipermeable, permite que el agua la atraviese, pero impide que salgan todas las sustancias que contiene. El agua tiende a igualar su concentración a ambos lados de la membrana, por lo que pasa del exterior al interior de la pasa, hinchándola hasta que la concentración en ambos lados se iguale.

Ahora pongamos otro ejemplo, un trozo de patata en un vaso con agua y otro en un vaso con agua salada. 24 horas después el tamaño del trozo de patata en agua ha aumentado, en cambio, el trozo que permanecía en agua salada ha decrecido, el agua que había dentro de la patata ha salido para igualar la concentración de agua dentro y fuera de la patata.

3. Succión.
En las hojas se produce evapotranspiración, es decir, parte del agua que llega a la hoja se evapora pasando a la atmosfera. Esto genera una presión negativa, un vacío, que actúa como una fuerza de succión que permite el ascenso del líquido por el xilema (los conductos por los que circula la savia), algo así como cuando succionamos refresco con una pajita.

Este fenómeno, la fuerza de succión que produce la evapotranspiración en las hojas es el principal responsable del movimiento del agua desde las raíces a las hojas. Y como tal, debe ser controlado. Por ello, las hojas cuentan con estomas, unos pequeños orificios localizados en la superficie de las hojas, que la planta puede abrir o cerrar, regulando en cada momento el intercambio gaseoso que se produce entre la atmosfera y la planta. 

4. Cohesión de las moléculas de agua.
Ya expliqué algunos detalles sobre las fuerzas intermoleculares del agua cuando hablé del fenómeno hidrofóbico. Esas fuerzas que unen las moléculas de agua entre sí hacen que podamos entender el fluido como un todo, que asciende formando una columna.

Cuando la succión actúa sobre una serie de moléculas de agua, esta fuerza es aplicada sobre todas las moléculas de agua, ya que se encuentran unidas entre si. De este modo se arrastra toda una columna de moléculas de agua.

Imagine que un escalador llega a la cima y tiene atado a su pareja, y decide tirar de él para subirlo a pulso, pero la pareja está atada a su vez a un hijo, y el hijo está atado a su vez a la hija, y esta a su vez al perro, y este a su vez a la caseta del perro… el escalador desde la cima no tendría que tener fuerza como para subir a pulso a su pareja, sino a todo lo que cuelga de él.

5. Capilaridad.
Pero no se establecen únicamente fuerzas de atracción entre las moléculas de agua, también entre estas y los vasos por los que discurre la savia, de hecho, las fuerzas que unen las moléculas de agua al capilar por el que discurren, son mayores que las fuerzas que unen las moléculas de agua entre sí, de este modo las moléculas de agua tienden a adherirse a la superficie interna del capilar.

Ni siquiera necesita un capilar para apreciar como esta fuerza de atracción permite al agua vencer a la gravedad, puede experimentar el fenómeno en su casa mojando el extremo de una servilleta y verá como el agua asciende por la misma. O si ha donado alguna vez sangre recuerde el tubito finito con el que toman la gota de sangre del dedo para hacer pruebas, solo tocar con ese tubo a la gota y esta entra.

Entienda que cuando una molécula de agua se une al capilar, tira de otras moléculas de agua, arrimándolas al capilar, así es posible que una molécula que se encuentre a su lado pase a colocarse justo encima, generando un ascenso de la columna de agua.

Claro está, la columna de agua no podría ascender indefinidamente a través de este único mecanismo. El agua que asciende debe vencer el propio peso de la columna de agua de la que tira hacia arriba, de modo que solo podrá ascender hasta que la tensión superficial se equilibre con el peso del líquido.

Un aspecto adicional a tener en cuenta es que mientras menor sea el diámetro del capilar por el que asciende el agua, menor será el volumen de agua que contenga y por tanto menor será el peso de la columna de agua, por ello, mientras menor sea el diámetro del conducto, mayor será la altura que pueda alcanzar el líquido que contiene.

Así, si en el tubo usado para tomar las muestras de sangre, que tendrá algún milímetro de diámetro, la gota de sangre entraba y ascendía algo, en los conductos del xilema con unos diámetros del orden de decenas a unas pocas centenas de micrómetros, el líquido puede llegar a ascender cerca de medio metro sin necesidad de aplicar a succión o la presión osmótica para mover el fluido.