Efectos de una Solución Hipertónica de una Concentración Mayor de Soluto en la Planta Elodea

La osmosis en los seres vivos es un proceso indispensable el cual trata del movimiento de agua a través de una membrana semipermeable, de una zona de baja concentración de solutos a una de mayor concentración para poder equilibrarse. Durante la osmosis ocurren tres tipos de soluciones: hipertónica, hipotónica e isotónica. En este reporte se enfocará más en la solución hipertónica que tiene una concentración mayor de soluto respecto a su solvente. Asimismo, se hará un experimento con la planta Elodea, que son de medio acuático, de color verde, miden entre medio y tres centímetros de largo y contiene células vegetales. La osmosis en las células vegetales actúa de la siguiente forma: el paso del agua tiende equilibrar la célula inclinándose al medio isotónico, debido a esto puden suceder dos fenómenos: turgencia o plasmólisis.

Lo que se desea saber con esta investigación científica es ¿Qué efectos tendrá una solución hipertónica en la planta Elodea? Con este conocimiento se podrá saber cómo reacciona la planta Elodea ante la solución hipertónica y su aplicación en el mundo actual; Por ejemplo, se está llevando a cabo un estudio sobre el lago de Texcoco debido a su sequía y por consecuencia a esto los niveles de agua han disminuido por el medio de evaporación y las concentraciones salinas han aumentado en el agua.

Marco teórico

(Plantas Ornamentales, 2018) Mencionan que la planta Elodea forma parte del medio acuático, son de agua dulce y se desarrollan en ríos y lagos. Además de esto sirven para dar oxígeno a los peces, son de color verde y su tamaño oscila entre 5 y 30 milímetros de longitud. Otro dato que cabe destacar es que el tamaño promedio de una célula vegetal es de aproximadamente 100 micras.

(Costas, 2019) Como se señaló con anterioridad se trabajará con el mecanismo de la osmosis, este proceso ocurre cuando dos soluciones con distinta concentración son separadas por una membrana semipermeable y esparce a través de la membrana el líquido de menor concentración al de mayor concentración hasta poder equilibrarlas sin necesidad de aportar energía. Dicho de otra manera, si se tuviera dos disoluciones de agua y sal separadas por una membrana semipermeable, (que solo permite pasar el agua) el agua se movería de la disolución con menor concentración a la de mayor concentración. Existen tres tipos de soluciones: 

• la primera es hipotónica, que es cuando la concentración del soluto es menor respecto a su solvente y por consecuencia entra agua a la membrana y se infla haciéndola ganar peso;
• la segunda es la hipertónica, esta se da cuando el soluto tiene mayor concentración en relación con el medio que se le compara, por tanto, el agua sale y pierde peso;
• por último, se encuentra la solución isotónica que se presenta cuando el soluto y solvente cuentan con la misma concentración, por resultado se llegan a equilibrar.

(Allot, A & Mindorff, 2015) mencionan que la osmosis puede producirse en todas las células de los seres vivos, ya que las moléculas de agua, a pesar de ser hidrofílicas, son lo suficientemente pequeñas para pasar a través de la bicapa de fosfolípidos.

(Lifeder, 2017) Comenta que cuando se presenta el funcionamiento de la osmosis en una célula vegetal pueden suceder dos fenómenos el primero se llama turgencia, la cual se da en un medio hipotónico; la célula absorbe agua llenando sus vacuolas, haciéndola más grande. El otro proceso que se puede presentar es la plasmólisis. Esta se da en un medio hipertónico. Es un proceso de concentración del protoplasma de la célula de una planta, debido a la pérdida de agua en esta. Esto se produce cuando la concentración exterior contiene mayor número de moléculas disueltas y menor cantidad de agua por unidad de volumen en comparación con el líquido celular. La plasmólisis puede hacer que la membrana se despegue de la pared vegetal y ocasionar que la plasmólisis sea de forma irreversible.

Un experimento similar que se realizo fue el de la osmosis con ayuda de papas, donde se utilizaron varias muestras de papas y se sometieron a diferentes tipos de soluciones con diferentes concentraciones salinas, para saber cómo reaccionaban y que tipo eran, ya sea isotónica, hipertónica o hipotónica.

Hipotesis y variables

La membrana de la planta Elodea disminuirá su tamaño en una solución hipertónica.

Variable dependiente

• Unidades: longitud de la membrana celular de la planta Elodea en micras
• Instrumento de medición: software Logger Pro de Vernier App .3.10

Variable independiente: planta elodea en solución isotónica y solución hipertónica.

• Instrumento de medición: Matraz
• Incertidumbre: 0.01 ml

Variables contraladas: número de células medidas y tiempo de experimentación (20 min)

• Instrumento de medición: cronómetro
• Incertidumbre: 1 seg (depende del cronómetro)

Resultados

Longitud de la membrana de las células de Elodea introducidas en soluciones isotónicas e hipertónicas

Longitud de células de Elodea en solución hipotónica agua de la llave en um (micras):

1. 61.86
2. 56.51
3. 85.97
4. 76.6
5. 89.42
6. 103.8
7. 69.81
8. 60.62
9. 75.14
10. 76.6

Longitud de células de Elodea en solución hipertónica de NaCl 1M en um (micras):

1. 25.15
2. 46.35
3. 42.67
4. 34.78
5. 55.58
6. 36.76
7. 36.3
8. 34
9. 28
10. 25.4

Análisis

En esta tabla podemos observar que la longitud más grande de una célula en una solución isotónica es de 103.8 micras, a diferencia de la solución hipertónica que el mayor tamaño que tuvo fue de 55.58 micras en total. Los valores mínimos de la tabla fueron de 56.51 haciendo referencia a la solución isotónica y el valor más pequeño que mostró la solución hipertónica fue de 25.25 micras.

Promedio de la longitud de la membrana de las células de Elodea introducidas en soluciones isotónicas e hipertónicas

Promedio de longitud de células de Elodea en solución isotónica (agua de la llave) (micras): 75.633

Promedio de longitud de células de Elodea en solución hipertónica de NaCl (micras): 36.499

Análisis

En la anterior tabla se pude apreciar los promedios que se obtuvieron de la longitud de la célula en cada solución: isotónica e hipertónica. El promedio de la solución isotónica fue de 75.633 micras y el de la solución isotónica es de 36.499 micras en total.

Conclusiones

En conclusión, se puede afirmar la hipótesis que se formuló al inicio del reporte. La cual consiste en que la membrana de la planta Elodea reducirá su tamaño en una solución hipertónica. Se logró determinar el promedio la membrana en una solución isotónica que fue de 75.633 µm y en el medio hipertónico fue de 36.499 µm (disminuyó) mostrado una notable comparación entre las dos, siendo una más grande que la otra y así ratificando la hipótesis. Algunas limitaciones que se presentaron realizando ele experimento fueron la regla al momento de hacer la escala en Logger Pro. Por otro lado, varias mejoras que se pueden realizar es realizar el experimento con más tiempo. También añadir más muestras y así tener mayores mediciones en Logger Pro. Asimismo se pude utilizar otro tipo de software. Se encontró un programa con el nombre SCION el cual puede elaborar un análisis sobre cualquier tipo de célula con mayor precisión de medidas y calidad.