Biology · Libro 2 · Grades 10–12

Biología de secundaria

Biología de secundaria · Grades 10–12

28La vida vegetal: prosperar estando enraizado

Un roble no puede ir andando hasta el agua, ni huir de una oruga, ni salir a buscar pareja. Se queda donde cayó su bellota durante tres siglos y, en ese tiempo, eleva cientos de toneladas de agua desde el suelo, se defiende de miles de especies que se lo comerían, gira sus hojas para seguir la luz y envía su polen y sus bellotas por el campo con el viento y con los arrendajos. Una vida enraizada no es una vida pasiva; es otro conjunto de soluciones a los mismos problemas — alimentarse, defenderse, moverse, reproducirse — y este capítulo los repasa.

28.1 Un cuerpo construido para el intercambio

Proposición 28.1 (Dos sistemas, dos superficies)

Una planta con flores está organizada en dos sistemas: el sistema radicular del suelo, que absorbe agua e iones minerales y ancla la planta, y el sistema aéreo — tallos y hojas —, que capta la luz y el dióxido de carbono. Cada uno es una superficie enorme de intercambio: las hojas de un árbol grande despliegan varios cientos de metros cuadrados de superficie hacia la luz, y sus raíces, prolongadas por miles de millones de pelos absorbentes microscópicos, varios cientos de metros cuadrados hacia el suelo. Una planta es, ante todo, una manera de desplegar superficie en dos direcciones desde un punto fijo.

Pruebas experimentales. Se comprobó que una sola planta de centeno cultivada cuatro meses en una caja de tierra tenía 1.4×10101.4 \times 10^{10} pelos absorbentes con una longitud total de más de 10000km10\,000\,\mathrm{km} y una superficie de unos 400m2400\,\mathrm{m}^{2}, diez veces la de sus hojas. Un roble maduro lleva unas 250 000 hojas; una hectárea de bosque presenta al cielo 5 to 8ha5\text{ to }8\,\mathrm{ha} de superficie foliar. Cortarle los pelos absorbentes a una plántula, o recubrirle las hojas, detiene su crecimiento en unos días.

Una hoja en corte. La luz entra por la piel superior transparente hasta las células en empalizada, repletas de cloroplastos; el dióxido de carbono entra por los estomas de la piel inferior y difunde por los espacios de aire de la capa lagunar hasta las células que lo usan.
Una hoja en corte. La luz entra por la piel superior transparente hasta las células en empalizada, repletas de cloroplastos; el dióxido de carbono entra por los estomas de la piel inferior y difunde por los espacios de aire de la capa lagunar hasta las células que lo usan.

Definición 28.2 (Estomas)

Un estoma es un poro de la piel de una hoja, delimitado por dos células oclusivas que lo abren hinchándose y lo cierran deshinchándose. Por los estomas abiertos entra el dióxido de carbono para la fotosíntesis y sale el vapor de agua — la transpiración que una planta no puede evitar mientras se alimenta. Una hoja lleva de cien a trescientos estomas por milímetro cuadrado, casi todos en su cara inferior; se abren con la luz y se cierran a oscuras y en sequía.

Un estoma visto con el microscopio electrónico de barrido: las dos células oclusivas en forma de riñón alrededor del poro, entre las células planas de la piel de la hoja. El poro mide unos pocos micrómetros de ancho.
Un estoma visto con el microscopio electrónico de barrido: las dos células oclusivas en forma de riñón alrededor del poro, entre las células planas de la piel de la hoja. El poro mide unos pocos micrómetros de ancho.
Un día de verano de una hoja. Los estomas se abren con la luz y se cierran de noche; en una tarde calurosa se cierran en parte para limitar la pérdida de agua, y la transpiración — que sigue a su apertura — baja con ellos.
Un día de verano de una hoja. Los estomas se abren con la luz y se cierran de noche; en una tarde calurosa se cierran en parte para limitar la pérdida de agua, y la transpiración — que sigue a su apertura — baja con ellos.

28.2 Mover agua y alimento sin corazón

Proposición 28.3 (Dos savias)

Una planta tiene dos sistemas de transporte, hechos los dos de células largas unidas en tubos, en los haces de todos sus órganos.

  • El xilema lleva la savia bruta — agua e iones minerales absorbidos por las raíces — hacia arriba, hasta las hojas. La fuerza impulsora es la transpiración: el agua que se evapora en las células de la hoja tira hacia arriba de la columna continua de agua del xilema desde las raíces, como una mecha aspira el aceite. Sin bomba y sin energía gastada por la planta: quien eleva es el sol.
  • El floema lleva la savia elaborada — agua con los azúcares fabricados por las hojas — desde las hojas hasta todos los órganos que los consumen o los almacenan: puntas en crecimiento, raíces, frutos, semillas, tubérculos. Fluye de la fuente al sumidero, en la dirección en que estén los sumideros.

Pruebas experimentales. Un tallo cortado y puesto en agua teñida muestra el colorante subiendo por el xilema, más deprisa en un brote que transpira que en otro metido en una bolsa; un brote al que se le quitan las hojas no eleva nada. Un anillo de corteza (que contiene el floema) retirado de un tronco impide que el azúcar llegue a las raíces, que pasan hambre en unos meses, mientras que las hojas de encima del anillo siguen recibiendo agua; el azúcar se acumula por encima del anillo y la corteza se hincha. Los pulgones que se alimentan del floema con sus piezas bucales en forma de aguja dan, si se los separa de la aguja, una gota de savia azucarada a presión.

Los dos flujos. La savia bruta sube por el xilema de la raíz a la hoja, arrastrada por el agua que se evapora a través de los estomas; la savia elaborada viaja por el floema desde las hojas hasta donde se usa o se almacena el azúcar — abajo, a las raíces; arriba, a un fruto.
Los dos flujos. La savia bruta sube por el xilema de la raíz a la hoja, arrastrada por el agua que se evapora a través de los estomas; la savia elaborada viaja por el floema desde las hojas hasta donde se usa o se almacena el azúcar — abajo, a las raíces; arriba, a un fruto.

Ejemplo 28.4 (Las cifras de un árbol)

Un abedul maduro transpira en un día de verano 300 to 400L300\text{ to }400\,\mathrm{L} de agua, elevados 20m20\,\mathrm{m} por tubos de xilema de una décima de milímetro de ancho a 1 to 5m1\text{ to }5\,\mathrm{m} por hora. Menos del 1% de esa agua se queda para la fotosíntesis; el resto es el precio de tener los estomas abiertos. A cambio, las hojas fijan unos 5kg5\,\mathrm{kg} de dióxido de carbono en 3.5kg3.5\,\mathrm{kg} de azúcar, del que el floema entrega una parte a cada punta de raíz y a cada semilla que madura.

28.3 Defender el terreno

Proposición 28.5 (Defensas de un organismo enraizado)

Incapaces de huir, las plantas se defienden en el sitio.

  • Estructuras: una cutícula cerosa y la corteza contra la desecación y la infección; espinas, aguijones, pelos urticantes y sílice contra los herbívoros; una pared gruesa de celulosa en cada célula.
  • Química: taninos que vuelven indigestibles las hojas, alcaloides amargos (cafeína, nicotina, morfina), toxinas, resinas y látex que sellan las heridas y envenenan a los insectos; muchos se fabrican solo después de un ataque, y algunos se liberan como señales volátiles que avisan a las hojas vecinas y atraen a los depredadores del insecto atacante.
  • Tolerancia y renovación: puntos de crecimiento en cada nudo, de modo que un brote ramoneado vuelve a crecer; latencia durante el invierno o la sequía; semillas que esperan años en el suelo.

Demostración. Admitido a este nivel.

Ejemplo 28.6 (La comida de una oruga, respondida)

A las pocas horas de los primeros mordiscos de una oruga, una tomatera fabrica, por todas sus hojas, proteínas que bloquean las enzimas digestivas del insecto; en un día, una sustancia química que libera al aire ha atraído hasta la oruga a una avispa parásita. Las tomateras vecinas, que reciben esa misma señal aérea, empiezan a fabricar los bloqueadores de la digestión antes de que les llegue ninguna oruga. La planta no se mueve, pero no está indefensa, ni está sola.

28.4 Crecer hacia, crecer en contra

Proposición 28.7 (El crecimiento como movimiento)

Una planta se mueve creciendo. Sus tallos crecen hacia la luz y contra la gravedad, y sus raíces hacia la gravedad y hacia el agua: son los tropismos, respuestas de crecimiento dirigido. Los controlan unas hormonas, de las que la primera identificada, la auxina, se fabrica en la punta en crecimiento de un tallo y se transporta hacia abajo por él; las células que reciben más auxina se alargan más. La luz que da en un lado de un tallo desplaza la auxina al lado en sombra, que crece más deprisa y curva el tallo hacia la luz.

Pruebas experimentales. Las plántulas de gramínea iluminadas por un lado se curvan hacia la luz; con la punta tapada no se curvan, aunque la zona que se curva está más abajo; tapadas solo por la base se curvan con normalidad: la punta percibe, la base responde y algo viaja entre ellas. Una punta cortada y colocada sobre un bloque de gel, y después el gel colocado a un lado de una plántula decapitada, la hace curvarse en dirección contraria al bloque incluso a oscuras — la sustancia del gel, la auxina, basta. Medido directamente, el lado en sombra de una plántula iluminada tiene alrededor del doble de auxina que el lado iluminado.

Los experimentos clásicos sobre la curvatura de las plántulas hacia la luz. La punta detecta la luz; la zona de debajo hace la curvatura; una señal — la auxina — pasa de la una a la otra.
Los experimentos clásicos sobre la curvatura de las plántulas hacia la luz. La punta detecta la luz; la zona de debajo hace la curvatura; una señal — la auxina — pasa de la una a la otra.

28.5 Reproducirse sin moverse

Proposición 28.8 (Las flores y sus visitantes)

La flor es el órgano reproductor de casi todas las plantas terrestres: los estambres, que fabrican el polen, los gametos masculinos de la planta, y el pistilo, cuyos óvulos contienen los gametos femeninos. Como ninguno de los dos progenitores se mueve, el polen tiene que llevarse de una flor a otra — por el viento, en el caso de las gramíneas y de muchos árboles, cuyas flores pequeñas y apagadas sueltan polen a millones, o por animales, en el caso de casi todas las plantas con flores, cuyos pétalos, aromas y néctar son el pago que se ofrece a los insectos, las aves y los murciélagos que transportan el polen mientras se alimentan. La flor y el polinizador han evolucionado a menudo juntos, y cada uno se ha adaptado a la forma y a las costumbres del otro.

Demostración. Admitido a este nivel.

Ejemplo 28.9 (Formas que encajan)

Una flor con un tubo de néctar de 30cm30\,\mathrm{cm} la visita una polilla con una lengua de 30cm30\,\mathrm{cm}, y nadie más; una flor roja, sin aroma, tubular y abierta de día es una flor de ave; una flor pálida que se abre de noche con un aroma intenso es de polilla; un cuenco de pétalos amarillos con una plataforma de aterrizaje es de abeja. La planta paga en azúcar un servicio que no puede prestar, y la especialización del polinizador garantiza que el polen vaya a otra flor de la misma especie.

Proposición 28.10 (Frutos y dispersión)

Tras la fecundación, el óvulo se convierte en una semilla — un embrión con una reserva de alimento, latente, dentro de una cubierta protectora — y el pistilo en un fruto que lleva las semillas lejos de la planta madre: con el viento, mediante alas y plumones; con el agua; en el pelo de los animales, mediante ganchos; y dentro de los animales, cuando se come un fruto carnoso y sus semillas se dejan caer en otro sitio, intactas y con una dosis de abono. La semilla es la única etapa móvil de la planta y su único medio de esperar: puede viajar kilómetros y dormir años.

Demostración. Admitido a este nivel.

Método 28.11 (Leer una adaptación a la vida enraizada)

Para cualquier rasgo de una planta, pregúntate:

  1. ¿Qué necesidad de un organismo fijo cubre — captar luz o dióxido de carbono, absorber agua, transportar, defenderse, orientarse, dispersar polen o semillas?
  2. ¿Qué superficie, estructura o sustancia usa, y a qué coste (agua perdida por los estomas, energía gastada en néctar o en toxinas)?
  3. ¿Implica a otro organismo (polinizador, dispersor, hongo de la raíz, herbívoro), y qué gana cada socio?
  4. ¿Se construye una vez (corteza, espinas) o se produce a demanda (una toxina tras un ataque, una curvatura hacia la luz)?

Observación 28.12 (La mitad de la vida, quieta)

Las plantas suponen casi toda la masa viva de la Tierra y alimentan a casi todo el resto. Los capítulos sobre la fotosíntesis y la respiración que vienen a continuación describen su química; este ha descrito el cuerpo que la ejecuta: un punto fijo desde el que se despliegan superficies hacia el suelo y hacia el aire, savias que fluyen sin bomba, química en lugar de huida, crecimiento en lugar de movimiento y animales contratados para hacer los viajes.

28.6 Ejercicios

Ejercicio 28.1

Nombra los dos sistemas de una planta con flores y la superficie de intercambio de cada uno.

Solución

Solución de Ejercicio 28.1.

El sistema radicular, cuyos pelos absorbentes presentan una superficie enorme al suelo, y el sistema aéreo, cuyas hojas presentan una superficie enorme a la luz y al aire.

Ejercicio 28.2

¿Qué es un estoma, qué pasa por él en cada sentido y cuándo está abierto?

Solución

Solución de Ejercicio 28.2.

Un poro de la piel de la hoja delimitado por dos células oclusivas. Entra dióxido de carbono y sale vapor de agua (y oxígeno). Abierto con la luz, cerrado de noche y en sequía.

Ejercicio 28.3

Distingue la savia bruta de la elaborada: contenido, tubos, sentido y fuerza impulsora.

Solución

Solución de Ejercicio 28.3.

Savia bruta: agua e iones minerales, por el xilema, de las raíces a las hojas, arrastrada por la transpiración. Savia elaborada: agua y azúcares, por el floema, de las hojas a los órganos que usan o almacenan azúcar, en cualquiera de los dos sentidos, empujada por la presión de las células cargadas de azúcar.

Ejercicio 28.4

Da dos defensas estructurales y dos defensas químicas de las plantas.

Solución

Solución de Ejercicio 28.4.

Estructurales: cutícula y corteza, espinas (también pelos urticantes, sílice, paredes celulares). Químicas: taninos, alcaloides (también toxinas, resinas, látex).

Ejercicio 28.5

¿Qué es un tropismo? ¿Qué hormona controla la curvatura de un tallo hacia la luz, y dónde se fabrica?

Solución

Solución de Ejercicio 28.5.

Una respuesta de crecimiento dirigido a un estímulo (luz, gravedad, agua). La auxina, fabricada en la punta en crecimiento del tallo.

Ejercicio 28.6 ★★

Una hoja de 40cm240\,\mathrm{cm}^{2} lleva 200 estomas por milímetro cuadrado en su cara inferior. ¿Cuántos estomas tiene? ¿Y un árbol de 200 000 hojas?

Solución

Solución de Ejercicio 28.6.

40cm2=4000mm240\,\mathrm{cm}^{2} = 4000\,\mathrm{mm}^{2}: 4000×200=8×1054000 \times 200 = 8 \times 10^{5} estomas por hoja; 1.6×10111.6 \times 10^{11} en el árbol.

Ejercicio 28.7 ★★

En la figura del día de verano, ¿a qué hora es máxima la transpiración, y por qué baja a media tarde aunque la luz no baje?

Solución

Solución de Ejercicio 28.7.

Hacia el mediodía o el principio de la tarde. Con el calor de la tarde, las células oclusivas cierran en parte los estomas para limitar la pérdida de agua, y la transpiración sigue a la apertura, no a la luz.

Ejercicio 28.8 ★★

Se retira un anillo de corteza alrededor de un tronco en primavera. Predice qué les ocurre a las hojas, a las raíces y a la corteza justo por encima del anillo en los meses siguientes.

Solución

Solución de Ejercicio 28.8.

Las hojas siguen verdes y abastecidas de agua (el xilema, dentro de la madera, está intacto). Las raíces, privadas del azúcar de las hojas, agotan sus reservas en unos meses y mueren, y el árbol con ellas. Justo por encima del anillo, la corteza se hincha con el azúcar que ya no puede pasar.

Ejercicio 28.9 ★★

En la figura de las plántulas, explica qué descarta o qué confirma cada uno de los cuatro experimentos, y por qué hacen falta los cuatro.

Solución

Solución de Ejercicio 28.9.

Intacta: la respuesta existe. Punta tapada: la punta es donde se percibe la luz. Base tapada: la base no necesita estar iluminada para curvarse — responde a una señal, no a la luz. Punta quitada: la punta es necesaria; la señal viene de ella. Juntos separan la percepción (punta) de la respuesta (base) y muestran que algo viaja entre ellas.

Ejercicio 28.10 ★★

Una planta eleva 300L300\,\mathrm{L} de agua al día hasta sus hojas sin gastar energía en ello. Explica de dónde sale la energía.

Solución

Solución de Ejercicio 28.10.

Del sol: la evaporación del agua en la superficie de la hoja, impulsada por el calor solar y el aire seco, tira hacia arriba de la columna continua de agua del xilema. La planta aporta los tubos y los estomas abiertos, no la energía.

Ejercicio 28.11 ★★

Compara una flor polinizada por el viento con otra polinizada por insectos en cuatro puntos, y explica cada diferencia por el transportista.

Solución

Solución de Ejercicio 28.11.

Flor de viento: pequeña, apagada, sin aroma, sin néctar, enormes cantidades de polen ligero, estigmas plumosos — el viento es ciego y gratuito, así que la planta invierte en cantidad. Flor de insecto: grande, coloreada, aromática, con néctar, polen pegajoso en cantidades modestas — hay que atraer y pagar al transportista, que entrega el polen con precisión.

Ejercicio 28.12 ★★★

Una planta cierra sus estomas durante una sequía. Explica qué gana, qué pierde y por qué una sequía larga la mata aunque haya dejado de perder agua.

Solución

Solución de Ejercicio 28.12.

Gana agua, y mantiene sus células turgentes y vivas; pierde la entrada de dióxido de carbono, y con ella la fotosíntesis, y el enfriamiento de la transpiración. Estomas cerrados significan que no se fabrica azúcar: la planta vive de sus reservas, y una sequía larga la mata de hambre antes de secarla.

Ejercicio 28.13 ★★★

La cafeína es tóxica para los insectos a las dosis de una hoja de café, pero está a la décima parte de esa dosis en el néctar, donde mejora la memoria que las abejas tienen de la flor. Léelo con el Método 28.11: ¿qué hace la misma molécula en los dos sitios?

Solución

Solución de Ejercicio 28.13.

En la hoja, una defensa: una toxina contra los herbívoros, incorporada al tejido. En el néctar, un reclutamiento: una dosis baja que hace que el polinizador recuerde y vuelva, pagada junto con el azúcar. Una sustancia, dos necesidades, dosificada según el sitio.

Ejercicio 28.14 ★★★

Una polilla con una lengua de 30cm30\,\mathrm{cm} es el único polinizador de una flor con un tubo de néctar de 30cm30\,\mathrm{cm}. Explica cómo puede evolucionar paso a paso un encaje así, y qué arriesga cada socio si el otro desaparece.

Solución

Solución de Ejercicio 28.14.

Las flores con el tubo un poco más largo solo las polinizan las polillas que llegan al fondo, de modo que su polen va a flores de su misma especie; las polillas con la lengua un poco más larga obtienen un néctar que otras no alcanzan; cada pequeña ventaja se selecciona, y tubo y lengua se alargan juntos a lo largo de muchas generaciones. Si desaparece la polilla, la flor no produce semillas; si desaparece la flor, la polilla pierde su único alimento.

Ejercicio 28.15 ★★★

“Una planta es un organismo pasivo.” Reescribe correctamente la frase en un párrafo, con un ejemplo de percepción, uno de respuesta, uno de defensa y uno de reclutamiento.

Solución

Solución de Ejercicio 28.15.

Una planta percibe la luz con la punta de sus tallos y la gravedad con sus raíces; responde creciendo hacia la una y siguiendo la otra; se defiende con corteza y espinas, y fabrica toxinas y bloqueadores de la digestión a las pocas horas de un ataque; y recluta insectos para que lleven su polen, aves para que lleven sus semillas y avispas para que maten a sus orugas, y paga en néctar, en fruta y en aroma. Actúa sin moverse.

28.7 Problema: Un día de verano de un roble

Problema 28.1

Problema de fin de semana — los intercambios de un árbol calculados: hojas y estomas contados, agua elevada y azúcar fabricado, las entregas del floema y las semillas enviadas

Un roble maduro lleva 250 000 hojas de 25cm225\,\mathrm{cm}^{2} cada una. Sus caras inferiores tienen 250 estomas por milímetro cuadrado. En un día de verano, cada metro cuadrado de hoja transpira 0.6L0.6\,\mathrm{L} de agua y fija 8g8\,\mathrm{g} de dióxido de carbono en azúcar. Las hojas son agua en un 90%; la fotosíntesis usa 1g1\,\mathrm{g} de agua por cada 1.6g1.6\,\mathrm{g} de azúcar fabricado.

Parte I — Superficies.

  1. Calcula la superficie foliar total del roble, en metros cuadrados.
  2. Calcula el número de estomas del árbol.
  3. La copa del árbol cubre 150m2150\,\mathrm{m}^{2} de suelo. ¿Cuántos metros cuadrados de hoja hay apilados sobre cada metro cuadrado de suelo?
  4. Los pelos absorbentes de un árbol así presentan al suelo unos 1000m21000\,\mathrm{m}^{2}. Compáralos con las hojas y explica por qué las dos superficies son del mismo orden.
  5. ¿Por qué la superficie foliar debe extenderse fina y apilada, y no concentrarse en un solo órgano grueso?

Parte II — El agua.

  1. Calcula el volumen de agua que transpira el roble en el día.
  2. Calcula la masa de azúcar fabricado y la masa de agua usada en fabricarlo. ¿Qué fracción del agua transpirada es?
  3. Explica por qué el árbol no puede quedarse con el resto: ¿qué ocurriría si cerrara sus estomas para ahorrarla?
  4. El agua sube 20m20\,\mathrm{m} por el xilema. ¿Qué aporta la energía, y qué le habría costado una bomba propia?
  5. En una tarde calurosa y seca, la transpiración baja a un tercio mientras la luz está en su máximo. ¿Qué ha hecho el árbol y qué le cuesta en azúcar?

Parte III — El azúcar. Las raíces, el tronco y los brotes en crecimiento del roble consumen 2kg2\,\mathrm{kg} de azúcar al día en respiración y en crecimiento; las bellotas se llevan otro 0.5kg0.5\,\mathrm{kg} durante su temporada.

  1. Calcula el azúcar fabricado en el día y la fracción entregada a las raíces, al tronco y a los brotes, y la entregada a las bellotas.
  2. ¿Qué tejido lleva el azúcar, y desde qué hasta qué?
  3. ¿Qué pasa con el azúcar sobrante y dónde puede encontrarse a la primavera siguiente?
  4. Se corta un anillo de corteza en junio. ¿Cuáles de las cifras de la pregunta 11 cambian, y cómo?
  5. Explica por qué un árbol que pierde la mitad de sus hojas por las orugas en mayo todavía puede producir bellotas, si la temporada es buena.

Parte IV — Enviar a la generación siguiente. El roble se poliniza por el viento y produce, en un buen año, 10 000 bellotas; los arrendajos se llevan y entierran unas 3000, de las que después se comen casi todas; las ardillas y los ratones se comen casi todo el resto.

  1. Enumera tres rasgos que esperas de las flores del roble, por su polinización por el viento.
  2. ¿Por qué “paga” el árbol a los arrendajos con bellotas que va a perder, en lugar de dejarlas caer bajo sí mismo?
  3. Si un arrendajo olvida el 5% de las bellotas que entierra y una de cada 50 bellotas enterradas llega a plantón, ¿cuántos plantones da la cosecha del año?
  4. El roble vive 300 años y necesita ser sustituido por un solo árbol adulto. Compáralo con tu respuesta anterior y explica por qué las cifras tienen sentido.
  5. Enuncia el resultado: la superficie foliar y el número de estomas del roble, los litros que eleva en un día por los kilogramos de azúcar que fabrica, y los dos agentes que se mueven por él.
Solución

Solución de Problema 28.1.

1. 250000×25cm2=6.25×106cm2=625m2250\,000 \times 25\,\mathrm{cm}^{2} = 6.25 \times 10^{6}\, \mathrm{cm}^{2} = 625\,\mathrm{m}^{2}.

2. 625m2=6.25×108mm2625\,\mathrm{m}^{2} = 6.25 \times 10^{8}\,\mathrm{mm}^{2}; ×2501.6×1011\times 250 \approx 1.6 \times 10^{11} estomas.

3. 625/1504625/150 \approx 4 metros cuadrados de hoja por metro cuadrado de suelo.

4. Unos 1000m21000\,\mathrm{m}^{2} de pelos absorbentes frente a 625m2625\,\mathrm{m}^{2} de hojas: comparables. Las dos son superficies de intercambio dimensionadas para los mismos flujos — el agua que pierden las hojas tienen que absorberla las raíces.

5. La luz se absorbe en una fracción de milímetro de tejido, y el dióxido de carbono solo difunde a distancias cortas: un órgano grueso dejaría a la mayoría de sus células a oscuras y sin alimento. Unas hojas finas y apiladas ponen cada célula cerca de la luz y del aire.

6. 625×0.6=375L625 \times 0.6 = 375\,\mathrm{L}.

7. 625×8=5kg625 \times 8 = 5\,\mathrm{kg} de dióxido de carbono, que dan unos 5/1.473.4kg5/1.47 \approx 3.4\,\mathrm{kg} de azúcar (o, sin más: el azúcar fabricado a partir de 5kg5\,\mathrm{kg} de CO2\mathrm{CO_2} son unos 3.4kg3.4\,\mathrm{kg}); agua usada 3.4/1.62.1kg3.4/1.6 \approx 2.1\,\mathrm{kg}: alrededor del 0,6% de los 375L375\,\mathrm{L} transpirados.

8. El dióxido de carbono entra por los mismos estomas abiertos que dejan salir el agua; cerrarlos detiene la fotosíntesis. El agua es el precio del azúcar.

9. El sol, que evapora agua en las hojas. Elevar 375kg375\,\mathrm{kg} 20m20\,\mathrm{m} son unos 75kJ75\,\mathrm{kJ} de trabajo — poco en sí mismo, pero una bomba biológica exigiría tejidos, ATP y un mantenimiento que el árbol no tiene que construir.

10. Ha cerrado en parte sus estomas frente al calor seco; la entrada de dióxido de carbono y la producción de azúcar bajan en una proporción parecida — unos 2kg2\,\mathrm{kg} de azúcar perdidos a lo largo de la tarde.

11. Se fabrican unos 3.4kg3.4\,\mathrm{kg}; 2kg2\,\mathrm{kg} (60%) a raíces, tronco y brotes, 0.5kg0.5\,\mathrm{kg} (15%) a las bellotas.

12. El floema, de las hojas (fuente) a las raíces, el tronco, los brotes y las bellotas (sumideros).

13. Se almacena como almidón en el tronco y las raíces; a la primavera siguiente se convierte de nuevo en azúcar para construir las hojas nuevas antes de que puedan alimentarse solas.

14. El azúcar sigue llegando a los brotes y a las bellotas de encima del anillo; las raíces y el tronco de abajo no reciben nada: su parte de 2kg2\,\mathrm{kg} se reduce a lo que hubiera almacenado, y pasan hambre a lo largo de la temporada.

15. Las hojas que quedan siguen fabricando azúcar, el almidón almacenado del tronco y de las raíces cubre el déficit, y el árbol puede sacar hojas nuevas desde sus muchos puntos de crecimiento; las bellotas son un sumidero que el árbol todavía puede llenar si el azúcar del verano basta.

16. Flores pequeñas y verdosas, sin pétalos, sin aroma y sin néctar, colgando en amentos que sueltan nubes de polen ligero; estigmas grandes y plumosos para atraparlo.

17. Las bellotas que caen bajo el árbol madre crecen, si es que crecen, a su sombra y compiten con él; un arrendajo se las lleva cientos de metros y las entierra a la profundidad justa. Perder casi todas es el precio de colocar bien unas pocas.

18. 3000×0.05=1503000 \times 0.05 = 150 bellotas olvidadas; 150/50=3150/50 = 3 plantones.

19. Tres plantones al año a lo largo de unas cuantas décadas de buenas cosechas dan quizá un centenar de plantones en la vida del árbol, de los que uno tiene que llegar a adulto. Las cifras son grandes porque casi todas las semillas y casi todos los plantones se pierden.

20. 625m2625\,\mathrm{m}^{2} de hoja y unos 1.6×10111.6 \times 10^{11} estomas; unos 375L375\,\mathrm{L} elevados en un día por 3.4kg3.4\,\mathrm{kg} de azúcar; el viento para su polen y el arrendajo para sus bellotas.

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