كيف ينتقل الماء عبر النباتات

لا يمكن التقليل من أهمية النباتات في الحياة اليومية. أنها توفر الأكسجين والغذاء والمأوى والظل ووظائف أخرى لا حصر لها.

كما أنها تساهم في حركة المياه عبر البيئة. تتباهى النباتات نفسها بطريقتها الفريدة في امتصاص الماء وإطلاقه في الغلاف الجوي.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

تتطلب النباتات الماء للعمليات البيولوجية. تتضمن حركة الماء عبر النباتات مسارًا من الجذر إلى الجذع إلى الورقة ، باستخدام خلايا متخصصة.

الماء ضروري لحياة النباتات في أبسط مستويات التمثيل الغذائي. لكي يتمكن النبات من الوصول إلى المياه للعمليات البيولوجية ، فإنه يحتاج إلى نظام لنقل المياه من الأرض إلى أجزاء النبات المختلفة.

تمر حركة المياه الرئيسية في النباتات التنافذ من الجذور إلى السيقان إلى الأوراق. كيف نقل المياه في النباتات تحدث؟ تحدث حركة الماء في النباتات لأن النباتات لديها نظام خاص لسحب المياه إليها ، ونقلها عبر جسم النبات وإطلاقها في النهاية إلى البيئة المحيطة.

تنتشر السوائل في الجسم عند الإنسان عن طريق الدورة الدموية للأوردة والشرايين والشعيرات الدموية. هناك أيضًا شبكة متخصصة من الأنسجة التي تساعد في عملية حركة المغذيات والمياه في النباتات. تسمى هذه نسيج و اللحاء.

تصل جذور النباتات إلى التربة وتسعى للحصول على الماء والمعادن لنمو النبات. بمجرد أن تجد الجذور الماء ، ينتقل الماء عبر النبات وصولًا إلى أوراقه. يُطلق على بنية النبات المستخدمة لهذه الحركة المائية في النباتات من الجذر إلى الورقة نسيج الخشب.

نسيج الخشب هو نوع من الأنسجة النباتية يتكون من خلايا ميتة ممتدة. هذه الخلايا ، المسماة القصبات الهوائية، تمتلك تركيبة صعبة ، مصنوعة من السليلوز والمادة المرنة اللجنين. تتراكم الخلايا وتشكل أوعية ، مما يسمح للماء بالسفر بمقاومة قليلة. Xylem مقاوم للماء وليس له السيتوبلازم في خلاياه.

ينتقل الماء إلى أعلى النبات من خلال أنابيب نسيج الخشب حتى يصل ميسوفيل الخلايا ، وهي خلايا إسفنجية تطلق الماء من خلال مسام صغيرة تسمى الثغور. معا، الثغور تسمح أيضًا لثاني أكسيد الكربون بدخول النبات لعملية التمثيل الضوئي. تمتلك النباتات عدة ثغور على أوراقها ، خاصة على الجانب السفلي.

يمكن أن تؤدي العوامل البيئية المختلفة إلى فتح أو إغلاق الثغور بسرعة. وتشمل هذه درجة الحرارة وتركيز ثاني أكسيد الكربون في الورقة والماء والضوء. الثغور تغلق في الليل. كما أنها تغلق استجابةً للكثير من ثاني أكسيد الكربون الداخلي ولمنع فقد الكثير من الماء ، اعتمادًا على درجة حرارة الهواء.

يؤدي الضوء إلى فتحها. هذا يشير إلى خلايا حراسة النبات لسحب الماء. ثم تضخ أغشية الخلايا الحامية أيونات الهيدروجين ، ويمكن لأيونات البوتاسيوم أن تدخل الخلية. ينخفض ​​الضغط الأسموزي عندما يتراكم البوتاسيوم ، مما يؤدي إلى انجذاب الماء إلى الخلية. في درجات الحرارة المرتفعة ، لا تصل هذه الخلايا الحامية إلى الماء ويمكن أن تغلق.

يمكن أن يملأ الهواء أيضًا القصبات الهوائية في نسيج الخشب. هذه العملية ، المسماة التجويف، يمكن أن يؤدي إلى فقاعات هواء صغيرة يمكن أن تعيق تدفق المياه. لتجنب هذه المشكلة ، تسمح الحفر الموجودة في خلايا النسيج الخشبي للماء بالتحرك مع منع فقاعات الغاز من الهروب. يمكن لبقية نسيج الخشب الاستمرار في تحريك الماء كالمعتاد. في الليل ، عندما تنغلق الثغور ، قد تذوب فقاعة الغاز في الماء مرة أخرى.

يخرج الماء كبخار ماء من الأوراق ويتبخر. هذه العملية تسمى النتح.

على عكس نسيج الخشب ، فإن خلايا اللحاء هي خلايا حية. إنها تشكل الأوعية أيضًا ، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في نقل العناصر الغذائية في جميع أنحاء النبات. وتشمل هذه العناصر الغذائية أحماض أمينية والسكريات.

على مدار الفصول ، على سبيل المثال ، يمكن نقل السكريات من الجذور إلى الأوراق. تسمى عملية نقل العناصر الغذائية في جميع أنحاء النبات النقل.

تحتوي أطراف جذور النبات على خلايا شعر جذرية. هذه مستطيلة الشكل ولها ذيول طويلة. يمكن أن تمتد الشعيرات الجذرية نفسها إلى التربة وتمتص الماء في عملية انتشار تسمى التناضح.

يؤدي التناضح في الجذور إلى انتقال الماء إلى خلايا الشعر الجذرية. بمجرد أن ينتقل الماء إلى خلايا الشعر الجذرية ، يمكن أن ينتقل في جميع أنحاء النبات. يشق الماء طريقه أولاً إلى قشرة الجذر ويمر عبر باطن الجلد. بمجرد الوصول إلى هناك ، يمكنه الوصول إلى أنابيب الخشب والسماح بنقل المياه في النباتات.

هناك مسارات متعددة لرحلة المياه عبر الجذور. طريقة واحدة تحافظ على الماء بين الخلايا حتى لا يدخلها الماء. في طريقة أخرى ، يتقاطع الماء أغشية الخلايا. يمكن أن ينتقل بعد ذلك من الغشاء إلى خلايا أخرى. هناك طريقة أخرى لحركة الماء من الجذور تتضمن مرور الماء عبر الخلايا عبر تقاطعات بين الخلايا تسمى روابط بلازمية.

بعد المرور عبر قشرة الجذر ، ينتقل الماء عبر طبقة الجلد الداخلية أو الطبقة الخلوية الشمعية. هذا نوع من حاجز الماء ويحوله عبر خلايا الأديم الباطن مثل المرشح. ثم يمكن للماء الوصول إلى نسيج الخشب والمضي قدمًا نحو أوراق النبات.

الناس والحيوانات يتنفسون. تمتلك النباتات عملية التنفس الخاصة بها ، لكنها تسمى النتح.

بمجرد أن ينتقل الماء عبر النبات ويصل إلى أوراقه ، يمكن أن ينطلق في النهاية من الأوراق عن طريق النتح. يمكنك أن ترى دليلاً على طريقة "التنفس" هذه عن طريق تأمين كيس بلاستيكي شفاف حول أوراق النبات. في النهاية سترى قطرات ماء في الحقيبة توضح النتح من الأوراق.

يصف تيار النتح عملية نقل الماء من نسيج الخشب في تيار من الجذر إلى الورقة. يتضمن أيضًا طريقة تحريك الأيونات المعدنية حولها ، والحفاظ على النباتات متينة عبر تدفق المياه ، والتأكد من ذلك تحتوي الأوراق على كمية كافية من الماء لعملية التمثيل الضوئي والسماح للماء بالتبخر للحفاظ على برودة الأوراق دافئة درجات الحرارة.

عندما يقترن نتح النبات بالتبخر من الأرض ، يسمى هذا التبخر. ينتج عن تيار النتح ما يقرب من 10 في المائة من إطلاق الرطوبة في الغلاف الجوي للأرض.

يمكن أن تفقد النباتات كمية كبيرة من الماء من خلال النتح. على الرغم من أنها ليست عملية يمكن رؤيتها بالعين المجردة ، إلا أن تأثير فقد الماء يمكن قياسه. حتى الذرة يمكنها إطلاق ما يصل إلى 4000 جالون من الماء في اليوم. يمكن لأشجار الأخشاب الصلبة الكبيرة أن تطلق ما يصل إلى 40000 جالون يوميًا.

معدلات النتح تختلف تبعًا لحالة الغلاف الجوي حول النبات. تلعب الظروف الجوية دورًا بارزًا ، لكن النتح يتأثر أيضًا بالتربة والتضاريس.

تؤثر درجة الحرارة وحدها بشكل كبير على النتح. في الطقس الدافئ ، وفي الشمس القوية ، يتم تحفيز الثغور لفتح وإطلاق بخار الماء. ومع ذلك ، في الطقس البارد ، يحدث الوضع المعاكس ، وستغلق الثغور.

يؤثر جفاف الهواء بشكل مباشر على معدلات النتح. إذا كان الطقس رطبًا وكان الهواء مليئًا بالرطوبة ، فمن غير المرجح أن يطلق النبات قدرًا كبيرًا من الماء عن طريق النتح. ومع ذلك ، في الظروف الجافة ، النباتات بسهولة ترشح. حتى حركة الرياح يمكن أن تزيد من النتح.

تتكيف النباتات المختلفة مع بيئات النمو المختلفة ، بما في ذلك معدلات النتح. في المناخات القاحلة مثل الصحاري ، يمكن لبعض النباتات التمسك بالمياه بشكل أفضل ، مثل العصارة أو الصبار.