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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo A2 - Sequía y estrés hídrico
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:3379
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Desequilibrio hídrico suelo-planta-atmósfera
La demanda evaporativa del aire aumenta mientras la capacidad de suministro del suelo disminuye; ambas tendencias profundizan la ruptura del equilibrio hídrico. Cuanto mayor es la demanda y menor el suministro, mayor es la severidad del desequilibrio que enfrenta la planta.
Grupo 2: Grupo 2: Descenso del potencial hídrico foliar
La ruptura del equilibrio hídrico hace descender el potencial hídrico de la hoja. Cuanto mayor es la diferencia entre demanda evaporativa y capacidad de suministro, más bajo cae ese potencial, que funciona como variable que dispara respuestas sucesivas al cruzar distintos umbrales.
Grupo 3: Grupo 3: Cierre estomático y conservación de agua
Al cruzarse el primer umbral de potencial hídrico se dispara el cierre estomático, que limita la salida de vapor de agua hacia el aire. En especies isohídricas este cierre ocurre a potenciales todavía altos y contribuye a mantener relativamente estable el potencial hídrico; en anisohídricas se retrasa.
Grupo 4: Grupo 4: Pérdida de turgor y reducción del crecimiento
Si el potencial hídrico sigue descendiendo, los tejidos pierden turgor y esa pérdida reduce el crecimiento. Este umbral se alcanza antes que el umbral que afecta a la fotosíntesis, por lo que el crecimiento se frena primero.
Grupo 5: Grupo 5: Afectación de fotosíntesis y embolismo del xilema
Un descenso adicional del potencial hídrico alcanza primero el umbral de afectación de la fotosíntesis y, al profundizarse, favorece cavitación y embolismo del xilema. El embolismo interrumpe conductos y reduce aún más la capacidad de reponer agua a la hoja, generando una realimentación que deja al potencial hídrico expuesto a seguir cayendo.
Grupo 6: Grupo 6: Daño irreversible y muerte
Por debajo del último umbral, el daño deja de ser solo hidráulico y aparece daño celular irreversible. Si el desequilibrio no se revierte antes de ese punto, el daño conduce a la muerte de la planta.
Grupo 7: Grupo 7: Estrategia hídrica y desenlace
La estrategia hídrica desplaza la secuencia e intensidad de las respuestas: la isohidria adelanta el cierre estomático y protege el potencial hídrico a costa de frenar antes el crecimiento; la anisohidria retrasa el cierre y permite caídas mayores, aumentando exposición a embolismo y daño irreversible. El desenlace también depende de si disminuye la demanda evaporativa o se restablece el suministro antes de alcanzar los umbrales irreversibles.
ID:1387
Grupo 1: Grupo 1: Desequilibrio hídrico suelo-planta-atmósfera
Descripción
La demanda evaporativa del aire aumenta mientras la capacidad de suministro del suelo disminuye; ambas tendencias profundizan la ruptura del equilibrio hídrico. Cuanto mayor es la demanda y menor el suministro, mayor es la severidad del desequilibrio que enfrenta la planta.
Pregunta clave: ¿Cómo se origina y profundiza la sequía?
La demanda evaporativa del aire aumenta mientras la capacidad de suministro del suelo disminuye; ambas tendencias profundizan la ruptura del equilibrio hídrico. Cuanto mayor es la demanda y menor el suministro, mayor es la severidad del desequilibrio que enfrenta la planta. La sequía es la ruptura del equilibrio hídrico del continuo suelo-planta-atmósfera, y esa ruptura ocurre cuando la demanda evaporativa del aire que rodea a la planta aumenta al mismo tiempo que la capacidad de suministro del suelo para entregarle agua a las raíces disminuye: cuanto mayor es la demanda evaporativa del aire y menor es la capacidad de suministro del suelo, más profunda es la ruptura del equilibrio hídrico y más severa la sequía que enfrenta la planta. En definitiva, la sequía deja de ser una simple ruptura del equilibrio hídrico del continuo suelo-planta-atmósfera y se convierte en un desenlace fisiológico concreto para la planta: según la estrategia isohídrica o anisohídrica de la especie y según qué tan profunda sea la ruptura del equilibrio hídrico, la planta puede limitarse a frenar su crecimiento y recuperar el equilibrio hídrico cuando la demanda evaporativa del aire disminuye o se restablece la capacidad de suministro del suelo, o puede terminar sufriendo un embolismo del xilema y un daño celular irreversible que la lleve a la muerte. La ruptura del equilibrio hídrico hace que descienda el potencial hídrico de la hoja, y cuanto mayor es la diferencia entre la demanda evaporativa del aire y la capacidad de suministro del suelo, más desciende el potencial hídrico de la hoja.
ID:3482
Grupo 2: Grupo 2: Descenso del potencial hídrico foliar
Descripción
La ruptura del equilibrio hídrico hace descender el potencial hídrico de la hoja. Cuanto mayor es la diferencia entre demanda evaporativa y capacidad de suministro, más bajo cae ese potencial, que funciona como variable que dispara respuestas sucesivas al cruzar distintos umbrales.
Pregunta clave: ¿Cómo se transmite el desequilibrio hacia la hoja?
La ruptura del equilibrio hídrico hace descender el potencial hídrico de la hoja. Cuanto mayor es la diferencia entre demanda evaporativa y capacidad de suministro, más bajo cae ese potencial, que funciona como variable que dispara respuestas sucesivas al cruzar distintos umbrales. La ruptura del equilibrio hídrico hace que descienda el potencial hídrico de la hoja, y cuanto mayor es la diferencia entre la demanda evaporativa del aire y la capacidad de suministro del suelo, más desciende el potencial hídrico de la hoja. Ese descenso del potencial hídrico de la hoja desencadena, según qué tan bajo llegue a caer, una cascada de respuestas fisiológicas en la planta que se disparan una tras otra a distintos umbrales. El primer umbral que el potencial hídrico de la hoja cruza al descender dispara el cierre estomático, con el que la planta limita la salida de vapor de agua hacia el aire.
ID:3483
Grupo 3: Grupo 3: Cierre estomático y conservación de agua
Descripción
Al cruzarse el primer umbral de potencial hídrico se dispara el cierre estomático, que limita la salida de vapor de agua hacia el aire. En especies isohídricas este cierre ocurre a potenciales todavía altos y contribuye a mantener relativamente estable el potencial hídrico; en anisohídricas se retrasa.
Pregunta clave: ¿Cuál es la primera respuesta reguladora al descenso del potencial hídrico?
Al cruzarse el primer umbral de potencial hídrico se dispara el cierre estomático, que limita la salida de vapor de agua hacia el aire. En especies isohídricas este cierre ocurre a potenciales todavía altos y contribuye a mantener relativamente estable el potencial hídrico; en anisohídricas se retrasa. El primer umbral que el potencial hídrico de la hoja cruza al descender dispara el cierre estomático, con el que la planta limita la salida de vapor de agua hacia el aire. La secuencia y la intensidad con que se disparan el cierre estomático, la reducción del crecimiento, el embolismo del xilema y el daño celular irreversible dependen de la estrategia isohídrica o anisohídrica de la especie a la que pertenece la planta: una especie isohídrica dispara el cierre estomático a un potencial hídrico de la hoja todavía alto, manteniendo el potencial hídrico de la hoja relativamente estable a costa de frenar antes el crecimiento, mientras que una especie anisohídrica retrasa el cierre estomático y permite que el potencial hídrico de la hoja descienda mucho más antes de reaccionar, quedando así más expuesta al embolismo del xilema y al daño celular irreversible.
ID:3484
Grupo 4: Grupo 4: Pérdida de turgor y reducción del crecimiento
Descripción
Si el potencial hídrico sigue descendiendo, los tejidos pierden turgor y esa pérdida reduce el crecimiento. Este umbral se alcanza antes que el umbral que afecta a la fotosíntesis, por lo que el crecimiento se frena primero.
Pregunta clave: ¿Cómo afecta el estrés hídrico al crecimiento antes de afectar la fotosíntesis?
Si el potencial hídrico sigue descendiendo, los tejidos pierden turgor y esa pérdida reduce el crecimiento. Este umbral se alcanza antes que el umbral que afecta a la fotosíntesis, por lo que el crecimiento se frena primero. Si el potencial hídrico de la hoja continúa descendiendo, la planta pierde turgor en sus tejidos, y esa pérdida de turgor reduce el crecimiento de la planta antes de que el descenso del potencial hídrico de la hoja alcance el umbral en el que recién se ve afectada la fotosíntesis: el crecimiento se frena, en consecuencia, antes que la fotosíntesis. Dentro de la planta, si el potencial hídrico de la hoja sigue descendiendo más allá del umbral que afecta a la fotosíntesis, se produce dentro del xilema un embolismo del xilema: burbujas de aire, es decir una cavitación, que interrumpen los conductos por los que el agua asciende desde la raíz hasta la hoja. Cuando el potencial hídrico de la hoja cae por debajo de un último umbral, el embolismo del xilema deja de ser un episodio aislado y se produce un daño celular irreversible en los tejidos de la planta, que conduce a la muerte de la planta si la ruptura del equilibrio hídrico no se revierte antes de alcanzar ese punto.
ID:3485
Grupo 5: Grupo 5: Afectación de fotosíntesis y embolismo del xilema
Descripción
Un descenso adicional del potencial hídrico alcanza primero el umbral de afectación de la fotosíntesis y, al profundizarse, favorece cavitación y embolismo del xilema. El embolismo interrumpe conductos y reduce aún más la capacidad de reponer agua a la hoja, generando una realimentación que deja al potencial hídrico expuesto a seguir cayendo.
Pregunta clave: ¿Cómo progresa el estrés hacia una falla hidráulica interna?
Un descenso adicional del potencial hídrico alcanza primero el umbral de afectación de la fotosíntesis y, al profundizarse, favorece cavitación y embolismo del xilema. El embolismo interrumpe conductos y reduce aún más la capacidad de reponer agua a la hoja, generando una realimentación que deja al potencial hídrico expuesto a seguir cayendo. Dentro de la planta, si el potencial hídrico de la hoja sigue descendiendo más allá del umbral que afecta a la fotosíntesis, se produce dentro del xilema un embolismo del xilema: burbujas de aire, es decir una cavitación, que interrumpen los conductos por los que el agua asciende desde la raíz hasta la hoja. El embolismo del xilema reduce todavía más la capacidad de la planta para reponerle agua a la hoja, de modo que el potencial hídrico de la hoja queda aún más expuesto a seguir cayendo. Cuando el potencial hídrico de la hoja cae por debajo de un último umbral, el embolismo del xilema deja de ser un episodio aislado y se produce un daño celular irreversible en los tejidos de la planta, que conduce a la muerte de la planta si la ruptura del equilibrio hídrico no se revierte antes de alcanzar ese punto.
ID:3486
Grupo 6: Grupo 6: Daño irreversible y muerte
Descripción
Por debajo del último umbral, el daño deja de ser solo hidráulico y aparece daño celular irreversible. Si el desequilibrio no se revierte antes de ese punto, el daño conduce a la muerte de la planta.
Pregunta clave: ¿Cuándo el estrés hídrico pasa de reversible a irreversible?
Por debajo del último umbral, el daño deja de ser solo hidráulico y aparece daño celular irreversible. Si el desequilibrio no se revierte antes de ese punto, el daño conduce a la muerte de la planta. Cuando el potencial hídrico de la hoja cae por debajo de un último umbral, el embolismo del xilema deja de ser un episodio aislado y se produce un daño celular irreversible en los tejidos de la planta, que conduce a la muerte de la planta si la ruptura del equilibrio hídrico no se revierte antes de alcanzar ese punto. En definitiva, la sequía deja de ser una simple ruptura del equilibrio hídrico del continuo suelo-planta-atmósfera y se convierte en un desenlace fisiológico concreto para la planta: según la estrategia isohídrica o anisohídrica de la especie y según qué tan profunda sea la ruptura del equilibrio hídrico, la planta puede limitarse a frenar su crecimiento y recuperar el equilibrio hídrico cuando la demanda evaporativa del aire disminuye o se restablece la capacidad de suministro del suelo, o puede terminar sufriendo un embolismo del xilema y un daño celular irreversible que la lleve a la muerte. La secuencia y la intensidad con que se disparan el cierre estomático, la reducción del crecimiento, el embolismo del xilema y el daño celular irreversible dependen de la estrategia isohídrica o anisohídrica de la especie a la que pertenece la planta: una especie isohídrica dispara el cierre estomático a un potencial hídrico de la hoja todavía alto, manteniendo el potencial hídrico de la hoja relativamente estable a costa de frenar antes el crecimiento, mientras que una especie anisohídrica retrasa el cierre estomático y permite que el potencial hídrico de la hoja descienda mucho más antes de reaccionar, quedando así más expuesta al embolismo del xilema y al daño celular irreversible.
ID:3487
Grupo 7: Grupo 7: Estrategia hídrica y desenlace
Descripción
La estrategia hídrica desplaza la secuencia e intensidad de las respuestas: la isohidria adelanta el cierre estomático y protege el potencial hídrico a costa de frenar antes el crecimiento; la anisohidria retrasa el cierre y permite caídas mayores, aumentando exposición a embolismo y daño irreversible. El desenlace también depende de si disminuye la demanda evaporativa o se restablece el suministro antes de alcanzar los umbrales irreversibles.
Pregunta clave: ¿Cómo modifica la estrategia de la especie la secuencia y el desenlace?
La estrategia hídrica desplaza la secuencia e intensidad de las respuestas: la isohidria adelanta el cierre estomático y protege el potencial hídrico a costa de frenar antes el crecimiento; la anisohidria retrasa el cierre y permite caídas mayores, aumentando exposición a embolismo y daño irreversible. El desenlace también depende de si disminuye la demanda evaporativa o se restablece el suministro antes de alcanzar los umbrales irreversibles. La secuencia y la intensidad con que se disparan el cierre estomático, la reducción del crecimiento, el embolismo del xilema y el daño celular irreversible dependen de la estrategia isohídrica o anisohídrica de la especie a la que pertenece la planta: una especie isohídrica dispara el cierre estomático a un potencial hídrico de la hoja todavía alto, manteniendo el potencial hídrico de la hoja relativamente estable a costa de frenar antes el crecimiento, mientras que una especie anisohídrica retrasa el cierre estomático y permite que el potencial hídrico de la hoja descienda mucho más antes de reaccionar, quedando así más expuesta al embolismo del xilema y al daño celular irreversible. En definitiva, la sequía deja de ser una simple ruptura del equilibrio hídrico del continuo suelo-planta-atmósfera y se convierte en un desenlace fisiológico concreto para la planta: según la estrategia isohídrica o anisohídrica de la especie y según qué tan profunda sea la ruptura del equilibrio hídrico, la planta puede limitarse a frenar su crecimiento y recuperar el equilibrio hídrico cuando la demanda evaporativa del aire disminuye o se restablece la capacidad de suministro del suelo, o puede terminar sufriendo un embolismo del xilema y un daño celular irreversible que la lleve a la muerte. Cuando el potencial hídrico de la hoja cae por debajo de un último umbral, el embolismo del xilema deja de ser un episodio aislado y se produce un daño celular irreversible en los tejidos de la planta, que conduce a la muerte de la planta si la ruptura del equilibrio hídrico no se revierte antes de alcanzar ese punto.
ID:3488