Kako se voda premika skozi rastline

Vsebina

• TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)
• Vodni prevoz v rastlinah
• Kaj je zdravilo Xylem?
• Kaj je Phloem?
• Osmoza v koreninah
• Opredelitev toka transpiracije
• Učinki na transpiracijo

Pomen rastlin v vsakdanjem življenju ni mogoče podceniti. Zagotavljajo kisik, hrano, zavetje, senco in nešteto drugih funkcij.

Prispevajo tudi k gibanju vode skozi okolje. Rastline se ponašajo s svojim edinstvenim načinom zajemanja vode in sproščanja v ozračje.

TL; DR (Predolgo; Nisem prebral)

Rastline potrebujejo vodo za biološke procese. Gibanje vode skozi rastline vključuje pot od korenine do stebla do listov z uporabo specializiranih celic.

Vodni prevoz v rastlinah

Voda je ključnega pomena za življenje rastlin na najosnovnejših nivojih metabolizma. Da bi rastlina lahko dostopala do vode za biološke procese, potrebuje sistem za premikanje vode s tal v različne dele rastlin.

Glavno gibanje vode v rastlinah je skozi osmoza od korenin do stebel do listov. Kako vodni prevoz se v rastlinah pojavljajo? Gibanje vode v rastlinah se zgodi, ker imajo rastline poseben sistem za dovod vode, vodenje skozi telo rastline in sčasoma sprostitev v okolico.

Pri ljudeh tekočina kroži po telesih po obtočnem sistemu žil, arterij in kapilar. Obstaja tudi specializirana mreža tkiv, ki pomaga procesu gibanja hranil in vode v rastlinah. Ti se imenujejo ksilem in phloem.

Kaj je zdravilo Xylem?

Korenine rastlin segajo v tla in iščejo vodo in minerale, da rastlina raste. Ko korenine najdejo vodo, voda potuje skozi rastlino vse do njenih listov. Rastlinska struktura, ki se uporablja za to gibanje vode v rastlinah od korenine do listov, se imenuje ksilem.

Xylem je nekakšno rastlinsko tkivo, ki je sestavljeno iz mrtvih celic, ki so iztegnjene. Te celice, imenovane traheidi, imajo težko sestavo, izdelano iz celuloza in prožna snov lignin. Celice so zložene in tvorijo posode, kar omogoča, da voda potuje z majhnim odporom. Xylem je vodoodporen in v svojih celicah nima citoplazme.

Voda potuje po rastlini skozi cevi ksilema, dokler ne doseže mezofil celice, ki so spužvaste celice, ki sproščajo vodo skozi manjše pore, imenovane stomati. Hkrati tudi stomati omogočajo, da ogljikov dioksid vstopi v rastlino za fotosintezo. Rastline imajo več listov na svojih listih, zlasti na spodnji strani.

Različni okoljski dejavniki lahko hitro sprožijo odpiranje ali zapiranje želodcev. Sem spadajo temperatura, koncentrat ogljikovega dioksida v lističu, voda in svetloba. Stomata ponoči zaprejo; zaprejo se tudi kot odziv na preveč notranjega ogljikovega dioksida in preprečijo prevelike izgube vode, odvisno od temperature zraka.

Svetloba jih sproži, da se odprejo. To signalizira varovalne celice rastline, da vlečejo v vodo. Membrane zaščitnih celic nato izčrpajo vodikove ione in kalijevi ioni lahko vstopijo v celico. Osmotski tlak se zmanjša, ko se kalij nabere, kar povzroči privlačnost vode v celici. V vročih temperaturah te varovalne celice nimajo toliko dostopa do vode in se lahko zaprejo.

Zrak lahko napolni tudi kselejeve traheje. Ta postopek, imenovan kavitacija, lahko povzročijo drobne zračne mehurčke, ki bi lahko ovirali pretok vode. Da bi se izognili tej težavi, jame v ksilenskih celicah omogočajo, da se voda premika, hkrati pa preprečuje uhajanje plinskih mehurčkov. Preostali del ksilema lahko nadaljuje s premikanjem vode kot običajno. Ponoči, ko se stomaji zaprejo, se lahko mehurček plina spet raztopi v vodi.

Voda izstopa kot vodna para iz listov in izhlapi. Ta postopek se imenuje transpiracija.

Kaj je Phloem?

V nasprotju s ksilemom so floemske celice žive celice. Prav tako sestavljajo posode, njihova glavna funkcija pa je premikanje hranil po rastlini. Ta hranila vključujejo aminokisline in sladkorje.

Med letnimi časi se lahko na primer sladkorji premikajo od korenin do listov. Pokliče se postopek premikanja hranil po celotni rastlini premestitev.

Osmoza v koreninah

Konice rastlinskih korenin vsebujejo koreninske lasne celice. Te so pravokotne oblike in imajo dolge repove. Sami koreninske dlake se lahko razširijo v tla in absorbirajo vodo v procesu difuzije, imenovane osmoza.

Osmoza v koreninah vodi do prehajanja vode v korenine lasnih celic. Ko se voda premakne v koreninske lasne celice, lahko potuje po celotni rastlini. Voda se najprej poda na pot korenska skorja in prehaja skozi endodermis. Ko je tam, lahko dostopa do cevi ksilema in omogoči prevoz vode v rastlinah.

Za pot po vodi skozi korenine je več poti. Ena metoda zadržuje vodo med celicami, tako da voda ne vstopa vanje. V drugi metodi voda prečka celične membrane. Nato se lahko iz membrane premakne v druge celice. Še ena metoda gibanja vode iz korenin vključuje vodo, ki skozi celice poteka skozi stičišča med celicami, imenovanimi plazmodesmati.

Po prehodu skozi korensko skorjo se voda premika skozi endodermis ali voskasto celično plast. To je nekakšna ovira za vodo in jo prekriva skozi endodermalne celice kot filter. Nato voda lahko dostopa do ksilema in nadaljuje proti listi rastline.

Opredelitev toka transpiracije

Ljudje in živali dihajo. Rastline imajo svoj proces dihanja, vendar se imenuje transpiracija.

Ko voda potuje skozi rastlino in doseže njene liste, se sčasoma iz listov lahko sprosti s transpiracijo. Dokaze te metode "dihanja" lahko vidite tako, da okoli listov rastline pritrdite prozorno plastično vrečko. Sčasoma boste v vrečki videli kapljice vode, ki kažejo napihovanje iz listov.

Transpiracijski tok opisuje postopek vode, ki se prenaša iz ksilema v toku od korena do lista. Vključuje tudi način premikanja mineralnih ionov, tako da rastline ostanejo čvrste z vodnim turgorjem, zagotavljajo, da imajo listi dovolj vode za fotosintezo in omogočajo izhlapevanje vode, da ostane ohlajeno listje pri toplih temperaturah.

Učinki na transpiracijo

Ko se transpiracija rastlin kombinira z izhlapevanjem iz zemlje, se to imenuje evapotranspiracija. Tok transpiracije povzroči približno 10 odstotkov vlage v Zemljo v ozračju.

Rastline lahko z transpiracijo izgubijo znatno količino vode. Čeprav ne gre za postopek, ki ga je mogoče videti s prostim očesom, je učinek izgube vode merljiv. Tudi koruza lahko na dan izpusti kar 4.000 litrov vode. Velika drevesa iz trdega lesa lahko dnevno izpustijo kar 40.000 galonov.

Stopnje transpiracije se razlikujejo glede na stanje ozračja okoli rastline. Vremenske razmere igrajo vidno vlogo, vendar na transpiracijo vplivajo tudi tla in topografija.

Temperatura sama močno vpliva na transpiracijo. V toplem vremenu in na močnem soncu se želodci sprožijo, da se odprejo in sprostijo vodno paro. Vendar pa se v hladnem vremenu zgodi obratna situacija in želodci se bodo zaprli.

Suhost zraka neposredno vpliva na hitrost transpiracije. Če je vreme vlažno in je zrak poln vlage, je manj verjetno, da rastlina s transpiracijo sprosti toliko vode. Vendar pa v suhih razmerah rastline zlahka presadijo. Tudi gibanje vetra lahko poveča transpiracijo.

Različne rastline se prilagodijo različnim rastnim okoljem, tudi v hitrosti transpiracije. V sušnih podnebjih, kot so puščave, nekatere rastline lahko bolje zadržijo vodo, na primer sukulente ali kaktusi.